【正文】 究和開發(fā)利用已有一定程度的進(jìn)展，在東部老油氣田區(qū)年產(chǎn)量已達(dá) 10 多億立方米。采用 小型天然氣液化裝置，對 水溶氣和 地層水（或地?zé)幔┵Y源進(jìn)行大量分布式綜合開發(fā)利用，是 水溶氣 開發(fā)應(yīng)用最實用、綜合效益最佳的一種特色方案。在 含油氣盆地、含煤盆地及其他水文盆地的 地層水中 蘊(yùn)藏著大量可 開發(fā)和利用 的 水溶氣資源 ，在高壓含油氣盆地中可能 形成 水溶氣藏。 開發(fā)和利用 水溶氣將是接替 常規(guī)天然氣的一種新的資源。其甲烷含量一般約 4565%，二氧化碳約 3545%，微量成份約 1%。 填埋氣是一種可回收利用的再生能源，同時填埋氣又是污染性和爆炸危險性氣體。垃圾填埋場內(nèi)產(chǎn)生的大量 填埋氣，主要是直接排空或放空 燃燒，僅有個別的 垃圾填埋場進(jìn)行 收集、凈化、發(fā)電的試驗。 利用 小型天然氣液化裝置將 填埋氣收集、凈化后直接液化成高附加值的 液化天然氣、和副產(chǎn)品液態(tài) 二氧化碳（或干冰），是回收利用填埋氣一種有效、實用、經(jīng)濟(jì)的方法。 小型天然氣液化裝置在 填埋氣的 應(yīng) 用流程： 填埋氣 →物理分離→ 脫硫、脫水、脫 CO壓縮增壓 → 深冷液化 → 低溫貯存 → LNG 液化主要產(chǎn)品是 液化天然氣。 若需要，增加部分設(shè)備可將凈化 脫 除的 CO2，分離出副產(chǎn)品 液態(tài) 二氧化碳（或干冰）。據(jù)有關(guān)資料介紹，目前 城市生活垃圾年產(chǎn)量達(dá)到 億噸，相當(dāng)于中等發(fā)達(dá)國家的水平。 全 國已有 500 座以上的大型垃圾填埋場、 3000座以上的中型垃圾填埋場和數(shù)萬座小型垃圾填埋堆，垃圾填埋量的年增加率高達(dá) 8%~10%，因此垃圾填埋氣的資源化利用迫切、急需、有著廣闊的市場前景。 填埋氣液化是從源頭上減污降害，實現(xiàn)高效利用的有效途徑。主要成分是甲烷 (CH4)、其余為二氧化碳 (CO2)、氧氣 (02)、氮氣 (N2)和硫化氫 (H2S)。 沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的燃料，熱值較高，具有很高的環(huán)保、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性。 含有機(jī)物在２％以上的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢渣和廢水 (如釀造廢渣、食品加工廢渣 )以及污水處理廠的剩余污泥和沉淀污泥等也都 可以做原料。目前主要是農(nóng)村戶用小型沼氣用于滿足農(nóng)村居民生活用能，采用厭氧技術(shù)處理工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢渣廢水、禽畜糞便的大中型沼氣工程也已起步推廠，但與發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距。 利用 小型天然氣液化裝置將 沼氣 收集、凈化后直接液化成高品位的 液化天然氣、和副產(chǎn)品液態(tài) 二氧化碳（或干冰），是沼氣 資源化利用 一種有效 、實用、經(jīng)濟(jì)的方法。 小型天然氣液化裝置在 沼氣的 應(yīng)用流程： 沼氣 →氣液過濾→ 脫硫、脫水、脫 CO壓縮增壓 → 深冷液化 → 低溫貯存 → LNG 液化主要產(chǎn)品是 液化天然氣。 若需要，增加部分設(shè)備可將凈化 脫 除的 CO2，分離出副產(chǎn)品 液態(tài) 二氧化碳（或干冰）。據(jù)有關(guān)資料介紹： 工業(yè)有機(jī)廢水 和禽畜養(yǎng)殖場廢水資源量，理論上可以生產(chǎn)沼氣近８００億立方米，每年有 2 億噸秸稈露地燃燒 ,25億噸畜禽糞便污染環(huán)境 ，相當(dāng)于５７００萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。 現(xiàn)有 億公頃的 森林、草原和耕地面積 理論上生物質(zhì)資源可達(dá) 650億噸 /年以上，折合資源量為 33 億標(biāo)準(zhǔn)煤。 據(jù)估算： 我國采用工業(yè)化高效厭氧技術(shù)處理中 大規(guī)模 工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢水、 廢渣、人禽 畜糞便，年可產(chǎn)出沼氣 的 資源量約 5001000 億立方米。 沼氣是一種干凈、環(huán)保的綠色能源，是可能替代常規(guī)天然氣的可再生能源。 （一）基本裝置 (單個 液化模塊 )投資和 運(yùn)營成本 液化模塊型號 SLP2021 SLP5000 備 注 模塊液化能力 (Nm3/日 ) 2021 5000 液化模塊驅(qū)動功率 （ kw) 70 150 不含凈化、調(diào)壓 單次循環(huán)液化率 80% 80% 尾氣可再循環(huán)或作燃料 液化運(yùn)行能耗 () 1 1 不含凈化、調(diào)壓 成套裝置組成 前置模塊、液化模塊、 液體貯罐、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組 年液化能力 （萬 Nm3） 6072 150180 生產(chǎn)天數(shù) 300360天 /年 系統(tǒng)總動力 (kw) 100150 200300 含凈化、調(diào)壓 動力燃?xì)庀? (Nm3/日 ) 500800 12002021 與原料氣組分 /壓力有關(guān) 人員配備 4 4 一人值班 (四人三班倒 ) 裝置總投資 (萬元 ) 260300 450500 與原料氣組分 /壓力有關(guān) 原料成本 (萬元 /年 ) 1830 4575 ( 元 / Nm3 ) 液化成本 (萬 元 /年 ) 1824 4560 ( 元 / Nm3 ) 儲運(yùn)成本 (萬元 /年 ) 1824 4560 ( 元 / Nm3 ) 銷售收入 (萬元 /年 ) 120144 300360 門站 氣站售價 元 / Nm3 利稅 (萬元 /年 ) 4290 105225 / Nm3 投資回收期 (年 ) 36 25 表中計 算依據(jù)： 液化成本中人員工資按人均年工資 萬元計算； 儲運(yùn)成本中運(yùn)費(fèi)按噸公里 元計算 ,儲運(yùn)損耗按 35%計算； 銷售價格比照進(jìn)口 LNG 的價格計算 。 實際運(yùn)行時，液化運(yùn)行成本：維修及材料費(fèi) / Nm3， 當(dāng)原料氣價格 / N m3時，動力燃料費(fèi) 元 / Nm3， 控制好原料氣價格、人員工資及其他費(fèi)用， 可使液化運(yùn)行成本 / Nm3。 （一） 原料資源 有沉積盆地就有天然氣，我國是一個天然氣資源豐富的國家。目前，我國傳統(tǒng)天然氣工業(yè)要在可采資源、產(chǎn)能產(chǎn)量上有明顯的突破，有一定的難度。 開發(fā)和利用 我國常規(guī)非常規(guī)天然氣資源，具有比傳統(tǒng)天然氣工業(yè)急增龐大的可用資源量。 利用小型天然氣液化裝置 開發(fā)和利用的 資源， 氣藏分散、規(guī)模小， 主要分布在我國的東中部地區(qū)，與現(xiàn)天然氣工業(yè)無資源和地域上的沖突。 （二） 消費(fèi)市場 有關(guān)專家分析認(rèn)為，天然氣將是 ２１世紀(jì)的能源主角，加快天然氣工業(yè)的發(fā)展將成為不可扭轉(zhuǎn)的趨勢。 根據(jù)我國中長期能源需求的預(yù)測：天然氣在能源總需求構(gòu)成中的比重將從 3%提高到10％，即年需求量從 500 億立方米提高到 2021億立方米。 即整個天然氣對外依存度提高到 40%及以上，實際上天然氣的凈缺口還將達(dá) 300600 億立方米。到 2020 年，我國的能源消耗將達(dá)到 3032億噸 /年標(biāo)準(zhǔn)煤， 石油 天然氣對外 依存度需提高到 4060%，煤炭的生產(chǎn)供應(yīng)能力可能只達(dá)到 16億噸左右，我國一次能源的供需缺口將達(dá)到 810 噸標(biāo)準(zhǔn)煤及以上，急需其他新的能源和資源進(jìn)行補(bǔ)充?？鄢龂鴥?nèi)產(chǎn)量10001200 億立方米 /年、進(jìn)口 10001500億立方米 /年，天然氣需求缺口高達(dá) 25005000 億立方米。 六、 產(chǎn)業(yè)與政策 小型天然氣液化裝置涉及資源、裝備、運(yùn)營、資金、人才、技術(shù)等多個方面。 （一） 產(chǎn)業(yè)鏈 小型天然氣液化裝置涉及的產(chǎn)業(yè)鏈，包括上游的原料資源， 中游凈液化加工，下游的市場消費(fèi)。 北京中油富爾達(dá)科技有限公司 天然氣液化項目部 小型天然氣液化裝置工藝簡單、流程短、小型分散，適用氣源種類多，裝置采用撬裝式模塊化結(jié)構(gòu)，組合方便，遷建靈活。產(chǎn)業(yè)鏈龐大， 發(fā)展前景廣闊，技術(shù)資金密集。 我們可以提供的產(chǎn)品與服務(wù)及主要運(yùn)營方向： 定作加工液化 模塊，配套 凈化設(shè)備和 裝置 成套集成、安裝、調(diào)試； 原料氣資源的勘探、測試、鉆井、采集； 融資建立 小型天然氣液化裝置應(yīng)用示范； 融資組織 天然氣凈液化集約化生產(chǎn)和項目運(yùn)營。作為優(yōu)質(zhì)的車用燃料，與汽車燃油相比， LNG 具有辛烷值高、抗爆性 好、燃燒完全、排氣污染少、發(fā)動機(jī)壽命長、運(yùn)行成本低等優(yōu)點 。 1 天然氣液化技術(shù)概述 天然氣液化系統(tǒng)主要包括天然氣的預(yù)處理、液化、儲存、運(yùn)輸、利用這 5 個子系統(tǒng)。目前天然氣液化裝置工藝路線主要有 3 種類型 :階式制冷工藝、混合制冷 工藝和膨脹制冷工藝。對于天然氣液化過程，一般是由丙烷、乙烯和甲烷為制冷劑的 3 個制冷循環(huán)階組成，逐級提供天然氣液化所需的冷量，制冷溫度梯度分別為 30℃ 、 90℃ 及150℃ 左右。 階式制冷工藝制冷系統(tǒng)與天然氣液化系統(tǒng)相互獨立，制冷劑為單一組分，各系統(tǒng)相互影響少，操作穩(wěn)定，較適合于高壓氣源 (利用氣源壓力能 )。因此這種液化工藝在天然氣液化裝置上已較少應(yīng)用。其制冷劑組成根據(jù)原料氣的組成和壓力而定，利用多組分混合物中重組分先冷凝、輕組分后冷凝的特性，將其依次冷凝、分離、節(jié)流、蒸發(fā)得到不同溫度級的冷量。 (1)閉式循環(huán) :制冷劑循環(huán)系統(tǒng)自成一個獨立系統(tǒng)。原料天然氣經(jīng) “ 三脫 ” 處理后，進(jìn)入冷箱 (換熱器 )逐級冷卻冷凝、節(jié)流、降壓后獲得液態(tài)天然氣產(chǎn)品。開式循環(huán)系統(tǒng)啟動時間較長，且操作較困難 ，技術(shù)尚不完善。其缺點是能耗比階式高，對混合制冷劑各組分的配比要求嚴(yán)格，設(shè)計計算較困難。系統(tǒng)液化率主要取決于膨脹比和膨脹效率，該工藝特別適用于天然氣輸送壓力較高、而實際使用壓力較低，中間需要降壓的氣源場合。缺點是液化率低。針對中原油田天然氣氣源壓力高的特點，研究人員提出了丙烷 +乙烯 +節(jié)流的工藝技術(shù)方案，并通過與設(shè)計經(jīng)驗豐富的法國索菲公司合作，進(jìn)一步完善和細(xì)化了該工藝技術(shù)方案，使得該項目的投資少、收率高、生產(chǎn)成本低。 該工程主要包括高壓天然氣凈化、高壓天然氣液化、天然氣微量苯低溫高壓脫除、低溫液態(tài)天然氣帶壓儲存等系統(tǒng)。 （ 1）采用階式制冷工藝裝置能耗低 充分利用了原料天然氣 12 MPa 的高壓力，在合理的溫位進(jìn)行節(jié)流，減少了裝置能耗。 （ 2）低溫液態(tài)天然氣帶壓儲存有利于裝置收率的提高 LNG 帶壓儲存，和常壓儲存相比，液化率得到一定程度的提高。 LNG 工廠（東海天然氣事故調(diào)峰站）工藝 位于上海浦東的 LNG 裝置是我國首座以事故調(diào)峰為目的天然氣液化裝置，該裝置處理規(guī)模 10 104m3/d。該裝置的凈化工藝與中原 LNG 工廠凈化工藝相同，液化工藝采用整合式級聯(lián)液化工藝。技術(shù)特點如下。 （ 2）采用高效板翅式冷箱，換熱效率高，裝置占地面積小。 LNG 工廠工藝 新疆廣匯 LNG 項目位于吐哈油田鄯善火車站附近，采用混合制冷工藝，裝置處理規(guī)模 150 104m3/d，裝置由凈化、液化、儲存運(yùn)輸?shù)葞状笙到y(tǒng)組成，主要以長江中下游經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)為目標(biāo)市場。 該 LNG 工 廠的氣源來自吐哈油田，處理單元，液化單元除制冷劑壓縮機(jī)組與上海浦東 LNG 工廠有區(qū)別外，其他部分工藝原理基本相同。“西氣東輸” 管線的建成投產(chǎn)，為我國天然氣的廣泛應(yīng)用拉開了序幕，但長距離輸送管線巨額的建設(shè)投資、地質(zhì)地貌造成的施工技術(shù)困難和高昂的維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用，在很大程度上又影響和制約著對下游用戶經(jīng)濟(jì)靈活、安全平穩(wěn)的氣源供應(yīng)：就經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的中小型城市而言 ，近期遠(yuǎn)期燃?xì)庀M(fèi)量變化趨勢和遠(yuǎn)期用氣規(guī)模受社會環(huán)境、地理環(huán)境和經(jīng)濟(jì)政策等諸多因素限制而難以確定，輸氣管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性恰恰與輸氣管網(wǎng)輸氣能力的利用率密不可分，輸氣管網(wǎng)能否獲得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)收益更是各大燃?xì)夤?yīng)商所關(guān)注的焦點，所以“舍遠(yuǎn)求近”必然成為絕大多數(shù)燃?xì)夤?yīng)商采取的重要戰(zhàn)略措施。一些城市“氣化”以后，由于民用氣量季節(jié)差 異較大、輸氣管網(wǎng)出故障等，都會造成定期或不定期的供氣不平衡，而建設(shè) LNG 調(diào)峰工廠（儲存氣化裝置）可以起到很好調(diào)峰的作用。天然氣液化后便于經(jīng)濟(jì)可靠的運(yùn)輸，可用專門的 LNG 槽車、輪船把邊遠(yuǎn)、沙漠、海上油氣田以及新區(qū)分散的天然氣，經(jīng)液化后進(jìn)行長距商運(yùn)輸?shù)戒N售地，而且風(fēng)險性小、適應(yīng)性強(qiáng)。 因此，加快對適合我國特點的天然氣液化裝置的工藝技術(shù)研究，加大對相關(guān)應(yīng)用技術(shù)研究的力度和投入，已成為天然氣應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域的重要課題之一，具有廣闊的市場前景。其主要是由丙烷(C3H8)、丁烷 (C4H10)組成的，有些 LPG 還含有丙烯 (C3H6)和丁烯 (C3H8)。 LPG 主要用作燃料，作為燃料，其與傳統(tǒng)的燃料 ——煤相比，具有以下特點： (1)污染少。在現(xiàn)代化城市中應(yīng)用，可大大減少過去以煤、柴為燃料造成的污染。同樣重量 LPG 的發(fā)熱量相當(dāng)于煤的 2 倍。 LPG 在常溫常壓下是氣體，在一定的壓力下或冷凍到一定溫度可以液化為液體，可用火車 (或汽車 )槽車、 LPG 船在陸上和水上運(yùn)輸。 LPG 管道用戶灶前壓力不變，用戶使用方便。與城市煤氣的生產(chǎn)、儲存、供應(yīng)情況相比， LPG 的儲存設(shè)備比較簡單，氣站用 LPG 儲罐儲存，又可裝在氣瓶里供用戶使用，也可通過配氣站和供應(yīng)管網(wǎng)，實 行管道供氣；甚至可用小瓶裝上丁烷氣，用作餐桌上的火鍋燃料，使用方便。在石油煉廠及石油化工廠的常減壓蒸餾、熱裂化、催化裂化、鉑重整及延遲焦化等加工過程中都可以得到液化石油氣，一般來講，提煉 1 噸原油可產(chǎn)生 3%5%的液化石油氣；也可從天然氣中回收液化石油