LNG的液化知识
46页1、LNG基本知识及液化技术介绍,北帕斯天然气液化项目组设计管理部,2,目录,一、LNG的基本性质二、LNG产业链三、天然气液化技术介绍四、北帕斯天然气液化工艺简介,3,一. LNG的基本性质,1. LNG的物理性质主要成分:甲烷临界温度:190.58K在常温下,不能通过加压将其液化,而是经过预处理,脱除重烃、硫化物、二氧化碳和水等杂质后,深冷到-162OC,实现液化。主要物理性质如表1-1所示:,表1-1,4,一. LNG的基本性质,2. 典型的LNG组成,表1-2,5,一. LNG的基本性质,3. LNG的性质特点温度低 在大气压力下,LNG沸点都在-162C左右。液态与气态密度比大 1体积液化天然气的密度大约是1体积气态天然气的600倍,即1体积LNG大致转化为600体积的气体。 可燃性 一般环境条件下,天然气和空气混合的云团中,天然气含量在5%15%(体积)范围内可以引起着火,其最低可燃下限(LEL)为4%。,6,一. LNG的基本性质,4. LNG的安全特性 1)燃烧特性燃烧范围:5%15%,即体积分数低于5%和高于15%都不会燃烧;自燃温度:可燃气体与空气混合物,在没有火源的情
2、况下,达到某一温度后,能够自动点燃着火的最低温度称为自燃温度。甲烷性质比较稳定,在大气压力条件下,纯甲烷的平均自燃温度为650C。以甲烷为主要成分的天然气自燃温度较高,LNG的自燃温度随着组份的变化而变化。燃烧速度:是火焰在空气-燃气的混合物中的传递速度。天然气的燃烧速度较低,其最高燃烧速度只有0.3m/s。,7,一. LNG的基本性质,2)低温特性隔热保冷:LNG系统的保冷隔热材料应满足导热系数低,密度低,吸湿率和吸水率小,抗冻性强,并在低温下不开裂,耐火性好,无气味,不易霉烂,对人体无害,机械强度高,经久耐用,价格低廉,方便施工等。蒸发特性:LNG作为沸腾液体储存在绝热储罐中,外界任何传入的热量都会引起一定量液体蒸发成气体,这就是蒸发气(BOG)。标准状况下蒸发气密度是空气60%。当LNG压力降到沸点压力以下时,将有一定量的液体蒸发成为气体,同时液体温度也随之降低到其在该压力下的沸点,这就是LNG闪蒸。由于压力/温度变化引起的LNG蒸发产生的蒸发气处理是液化天然气储存运输中经常遇到的问题。,8,一. LNG的基本性质,泄露特性:LNG泄漏到地面,起初迅速蒸发,当热量平衡后便降到某一
3、固定的蒸发速度。当LNG泄漏到水中会产生强烈的对流传热,在一定的面积内蒸发速度保持不变,随着LNG流动泄漏面积逐渐增大,直到气体蒸发量等于漏出液体所能产生的气体量为止。泄漏的LNG以喷射形式进入大气,同时进行膨胀和蒸发,与空气进行剧烈的混合。储存特性:分层:LNG是多组分混合物,因温度和组分的变化引起密度变化,液体密度的差异使储罐内的LNG发生分层。,9,一. LNG的基本性质,翻滚:若LNG已经分层,上层液体吸收的热量一部分消耗于液体表面蒸发所需的潜能,其余热量使上层液体温度升高。随着蒸发的持续,上层液体密度增大,下层液体密度减小,当上下两层液体密度接近相等时,分界面消失,液层迅速混合并伴有大量液体蒸发,此时蒸发率远高于正常蒸发率,出现翻滚。快速相态转变(RPT):两种温差极大的液体接触,若热液体温度比冷液体温度沸点温度高1.1倍,则冷液体温度上升极快,表层温度超过自发成核温度(当液体中出现气泡),此过程冷液体能在极短时间内通过复杂的链式反应机理以爆炸速度产生大量蒸气,这就是LNG或液氮与水接触时出现的RPT现象的原因。,10,一. LNG的基本性质,3)生理影响LNG蒸气是无毒的,
4、但如果吸进纯LNG蒸气,会迅速失去知觉,几分钟后死亡;人员暴露在体积分数为9%的甲烷含量的环境中没有什么不良反应,如果吸入过量天然气会引起缺氧窒息,当天然气的体积分数达到50%以上,会对人体产生永久性伤害。,11,二. LNG产业链,LNG产业链是一条贯穿天然气产业全过程的资金庞大,技术密集的完整链系。由陆地或海上油田开采的天然气在液化工厂经过预处理后进行液化,生产的LNG按照贸易合同,通过船运到LNG接收站储存,再气化,经由管网送到用户。 图2-1是LNG产业链的示意图。,12,二. LNG产业链,13,二. LNG产业链,图2-1 产业链示意图,陆地/海上开采,预处理/液化,储存,装船,运输,卸装,接收站储存,气化,天然气,液化天然气,天然气,液化天然气,液化天然气,液化天然气,液化天然气,液化天然气,14,二. LNG产业链,1)天然气的开发天然气生产环节包括对天然气的开采和一定程度的处理,按其性质和要求将天然气管输到液化厂并达到LNG厂原料气规格。2)液化 主要作用是持续不断地把原料气液化成为LNG产品,其主要步骤有:预处理:从原料气中脱除气田生产环节没有去掉的杂质,如水、二氧
5、化碳、硫、硫醇等。去除NGL:脱除天然气中的NGL以达到液化需要处理的LNG规格和技术要求。液化:用深冷制冷剂将原料气冷却并冷凝到-162,使其成为液态产品。,15,二. LNG产业链,3)储存和装载液化天然气(LNG)液体产品被储存在达到或接近大气压的保温储罐中,最常见的储罐类型有单容储罐、双容储罐、全容储罐。4)运输海上LNG运输需专门的运输船,将液态产品在常压或接近大气压条件下储存在LNG船保温舱内。在运输途中有一部分LNG蒸发,这些蒸发气可作为运输船的燃料。5)接收站LNG产品通过码头从运输船上卸下、储存,而后再气化后变成普通管道气输送给发电厂或通过当地分销网络作为燃料气输送到最终用户。6)输配气管网和用户,16,17,三. 天然气液化技术介绍,1.概述天然气液化,一般包括天然气净化和天然气液化两个过程。常压下,甲烷液化需要降低温度到-162oC,为此必须脱除天然气中的硫化氢、二氧化碳、重烃、水和汞等腐蚀介质和在低温过程中会使设备和管道冻堵的杂质,然后进入循环制冷系统,逐级冷凝分离丁烷、丙烷和乙烷,得到液化天然气产品。,18,三. 天然气液化技术介绍,2.天然气的净化液化天然气
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