CNG、LNG、LCNG工艺流程课件.ppt

2024/8/201 马国光 E-MAIL:swpimgg@石油工程学院油气储运研究所CNG、LNG、L-CNG技术第1页，共39页2024/8/202CNG加气站技术第2页，共39页2024/8/203CNGCNG加气站分类加气站分类 CNGCNG加气站是指以压缩天然气（加气站是指以压缩天然气（加气站是指以压缩天然气（加气站是指以压缩天然气（CNGCNG）形式向天然气汽车）形式向天然气汽车）形式向天然气汽车）形式向天然气汽车(NGV)(NGV)和大和大和大和大型型型型CNGCNG子站车提供燃料的场所根据气源不同和规模大小，子站车提供燃料的场所根据气源不同和规模大小，子站车提供燃料的场所根据气源不同和规模大小，子站车提供燃料的场所根据气源不同和规模大小，CNGCNG加气站分为加气站分为加气站分为加气站分为标准站、母站和子站标准站、母站和子站标准站、母站和子站标准站、母站和子站 1 1、标准站通常建在有低压天然气管线通过的地方，从天然气管线、标准站通常建在有低压天然气管线通过的地方，从天然气管线、标准站通常建在有低压天然气管线通过的地方，从天然气管线、标准站通常建在有低压天然气管线通过的地方，从天然气管线直接取气，天然气通过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机进行压缩，直接取气，天然气通过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机进行压缩，直接取气，天然气通过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机进行压缩，直接取气，天然气通过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机进行压缩，然后进入储气装置储存或通过加气机给车辆加气。

标准站加气量一然后进入储气装置储存或通过加气机给车辆加气标准站加气量一然后进入储气装置储存或通过加气机给车辆加气标准站加气量一然后进入储气装置储存或通过加气机给车辆加气标准站加气量一般在般在般在般在600600～～～～1000m3/h1000m3/h之间一、CNG加气站CNG——compressed natural gas（压缩天然气）（压缩天然气）第3页，共39页2024/8/204 2 2、母站通常建在临近天然气高压管线的地方，从天然气管线直接取气，、母站通常建在临近天然气高压管线的地方，从天然气管线直接取气，、母站通常建在临近天然气高压管线的地方，从天然气管线直接取气，、母站通常建在临近天然气高压管线的地方，从天然气管线直接取气，经过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机进行压缩，然后进入储气装置储存或经过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机进行压缩，然后进入储气装置储存或经过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机进行压缩，然后进入储气装置储存或经过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机进行压缩，然后进入储气装置储存或通过加气柱给通过加气柱给通过加气柱给通过加气柱给CNGCNG槽车加气，大多数母站还可以通过加气机给天然气槽车加气，大多数母站还可以通过加气机给天然气槽车加气，大多数母站还可以通过加气机给天然气槽车加气，大多数母站还可以通过加气机给天然气汽车加气。

母站供气规模较大，加气量一般在汽车加气母站供气规模较大，加气量一般在汽车加气母站供气规模较大，加气量一般在汽车加气母站供气规模较大，加气量一般在4000m4000m³ ³/h/h以上 3 3、子站建在周围没有天然气管线或不宜使用管道天然气的地方，、子站建在周围没有天然气管线或不宜使用管道天然气的地方，、子站建在周围没有天然气管线或不宜使用管道天然气的地方，、子站建在周围没有天然气管线或不宜使用管道天然气的地方，通过通过通过通过CNGCNG槽车从母站运来的压缩天然气给天然气汽车加气，一般还需槽车从母站运来的压缩天然气给天然气汽车加气，一般还需槽车从母站运来的压缩天然气给天然气汽车加气，一般还需槽车从母站运来的压缩天然气给天然气汽车加气，一般还需配置小型压缩机和储气装置为提高配置小型压缩机和储气装置为提高配置小型压缩机和储气装置为提高配置小型压缩机和储气装置为提高CNGCNG槽车的取气率，用压缩机将转运槽车的取气率，用压缩机将转运槽车的取气率，用压缩机将转运槽车的取气率，用压缩机将转运车内的低压气体升压后，储存在站内储气装置或直接给车辆加气车内的低压气体升压后，储存在站内储气装置或直接给车辆加气。

车内的低压气体升压后，储存在站内储气装置或直接给车辆加气车内的低压气体升压后，储存在站内储气装置或直接给车辆加气 一、CNG加气站第4页，共39页2024/8/205问题：我国天然气的质量指标是什么？《车用压缩天然气》质量指标是什么？一、CNG加气站第5页，共39页2024/8/206项目一类二类三类高位发热量， MJ/m3＞31.4总硫（以硫计），mg/m3≤100≤200≤460硫化氢， mg/m3≤6≤20≤460二氧化碳， ，%≤3.0—水露点，℃在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的水露点应比最低环境温度低5℃注：1 天然气体积的标准参比条件是101.325 kPa，20℃2 国家标准实施之前建立的天然气输送管道，在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气中应无游离水无游离水是指天然气经机械分离设备分不出游离水一、CNG加气站第6页，共39页2024/8/207《车用压缩天然气》（ GB18047-2000）规定天然气的技术指标：项 目技术指标试验方法高位发热量，MJ/m3＞31.4GB/T 11062总硫（以硫计），mg/m3≤200GB/T 11061硫化氢，mg/m3≤15 GB/T 11060.1二氧化碳yCO2,%≤3.0GB/T 13610氧气yO2，％≤0.5水露点(℃)在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于－13℃；当最低气温低于—8℃，应比最低气温低5℃GB/T 17283注：1、气体体积为在101.325Kpa,20℃状态下的体积 2、压缩天然气中固体颗粒直径应小于5μm 3、压缩天然气应有可察觉的臭味。

加臭剂的最小量应符合当天然气泄漏到空气中，达到爆炸极限的20%浓度时，应能察觉加臭剂可用具有明显臭味的硫醇、硫醚或其它含硫有机化合物配置一、CNG加气站第7页，共39页2024/8/208问题：1、天然气为何要脱水？2、采用什么方法？二、天然气脱水第8页，共39页2024/8/209uuu常用吸收剂的性质常用吸收剂的性质常用吸收剂的性质常用吸收剂的性质常用吸收剂的性质常用吸收剂的性质 在天然气脱水中常用的吸附剂有三种：在天然气脱水中常用的吸附剂有三种：活性氧化铝活性氧化铝活性氧化铝活性氧化铝 硅胶硅胶硅胶硅胶 分子筛分子筛分子筛分子筛 其主要物性如表所示其主要物性如表所示二、天然气脱水第9页，共39页2024/8/2010（（（（3 3 3 3）分子筛）分子筛）分子筛）分子筛 分分子子筛筛是是具具有有骨骨架架结结构构的的碱碱金金属属的的硅硅铝铝酸酸盐盐晶晶体体是是的的一一种种高高效效、、高高选选择择性性的固体吸附剂其分子式如下：的固体吸附剂其分子式如下： MM2/n2/nO O AlAl2 2O O3 3 x xSiOSiO2 2 y yH H2 2O O M— M—某些碱金属或碱土金属离子，如某些碱金属或碱土金属离子，如LiLi、、NaNa、、MgMg、、CaCa等；等； n n—M—M的价数；的价数； x x—SiO—SiO22的分子数；的分子数； y y——水的分子数。

水的分子数分子筛通常分为分子筛通常分为X X型和型和A A型两类A A型型分分子子筛筛具具有有与与沸沸石石构构造造类类似似的的结结构构物物质质，，所所有有吸吸附附均均发发生生在在晶晶体体内内部部孔孔腔腔内内X X型型分分子子筛筛能能吸吸附附所所有有能能被被A A型型分分子子筛筛吸吸附附的的分分子子，，并并且且具具有有稍稍高高的的容容量13X13X型分子筛中吸附象芳香烃这样的大分子型分子筛中吸附象芳香烃这样的大分子二、天然气脱水第10页，共39页2024/8/2011分子筛的主要特点分子筛的主要特点分子筛的主要特点分子筛的主要特点n n 具有很好的选择吸附性具有很好的选择吸附性n n 具有高效吸附特性具有高效吸附特性 分子筛能按照物质的分子大小进行选择吸附经分子筛干燥后的气体，一般含水量可达到0.1～10ppm，脱水装置中多用4A，5A等分子筛作吸附剂分子筛在低水汽分压、高温、高气体流速等苛刻的条件下仍然保持较高的湿容量二、天然气脱水第11页，共39页2024/8/2012CNG后置脱水工艺流程图第12页，共39页2024/8/2013①①①① 氧化氧化氧化氧化铁铁法法法法 其化学原理为：其化学原理为： 2Fe2Fe2 2O O3 3+ 6H+ 6H2 2S→2FeS→2Fe2 2S S3 3+6H+6H2 2O O（脱硫）（脱硫） 2Fe2Fe2 2S S3 3+ 3O+ 3O2 2→2Fe→2Fe2 2O O3 3+6S+6S（再生）（再生）反应在常温和碱性条件下进行最顺利，温度超过反应在常温和碱性条件下进行最顺利，温度超过66.7℃66.7℃，以，以及在中性或酸性条件下都会使氧化铁失去结晶水而难于再生。

主及在中性或酸性条件下都会使氧化铁失去结晶水而难于再生主要用于处理要用于处理H H2 2S S含量不超过含量不超过24g/m24g/m3 3天然气三、天然气脱硫三、天然气脱硫三、天然气脱硫三、天然气脱硫第13页，共39页2024/8/2014加气站脱硫工艺其化学原理其化学原理为：：2Fe2Fe2 2O O3 3+ 6H+ 6H2 2S→2FeS→2Fe2 2S S3 3+6H+6H2 2O O2Fe2Fe2 2S S3 3+ 3O+ 3O2 2→2Fe→2Fe2 2O O3 3+6S+6S 三、天然气脱硫三、天然气脱硫三、天然气脱硫三、天然气脱硫第14页，共39页2024/8/2015四、CNG工艺 第15页，共39页2024/8/2016四、CNG工艺 第16页，共39页2024/8/2017四、CNG工艺 第17页，共39页2024/8/2018四、CNG工艺 第18页，共39页2024/8/2019四、CNG工艺 第19页，共39页2024/8/2020四、CNG工艺 第20页，共39页2024/8/2021四、CNG工艺 第21页，共39页2024/8/2022四、CNG工艺 第22页，共39页。

2024/8/2023四、CNG工艺 第23页，共39页2024/8/2024CNG加气站系统组成：n天然气调量计量系统n天然气净化系统n天然气压缩系统n天然气储气系统nCNG售气系统n控制系统四、CNG工艺 第24页，共39页2024/8/2025 CNG加气母站流程图解 　第25页，共39页2024/8/2026 CNG加气子站流程图解 　第26页，共39页2024/8/2027天然气调量计量系统四、CNG工艺 第27页，共39页2024/8/2028CNG站调压计量流程图四、CNG工艺 第28页，共39页2024/8/2029天然气脱硫系统四、CNG工艺 第29页，共39页2024/8/2030天然气脱水系统四、CNG工艺 第30页，共39页2024/8/2031天然气压缩系统四、CNG工艺 第31页，共39页2024/8/2032天然气储气系统四、CNG工艺 第32页，共39页2024/8/2033目前已建成并运行的储气井规模为：目前已建成并运行的储气井规模为：储气井储气井井筒直径井筒直径：：φ177.8mm～～φ244.5mm;最大最大井深井深: 大于大于300m；；储气井储气井水容积水容积：：1m3～～10m3；；最大工作最大工作压力压力：：25MPa。

四、CNG工艺 第33页，共39页2024/8/2034CNG固定储气瓶组CNG车载储气瓶组四、CNG工艺 第34页，共39页2024/8/2035增压机冷却给排水系统第35页，共39页2024/8/2036总工艺流程图四、CNG工艺 第36页，共39页2024/8/2037第37页，共39页2024/8/2038CNG合建站平面布置图第38页，共39页2024/8/2039谢谢！第39页，共39页。