LNG工艺与技术汇总课件.ppt
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LNG工艺与技术汇总 LNGLNG工艺与技术工艺与技术第一章第一章LNG工业概述工业概述 1.1 1.1 液化天然气及其用途液化天然气及其用途液化天然气及其用途液化天然气及其用途 什么叫液化天然气（什么叫液化天然气（什么叫液化天然气（什么叫液化天然气（LNGLNGLNGLNG））））? ? ? ?为什么要将天然气液化？为什么要将天然气液化？为什么要将天然气液化？为什么要将天然气液化？ LNGLNG是是液液化化天天然然气气英英文文Liquefied Liquefied Natural Natural GasGas的的缩缩写写天天然然气气经经净净化化处处理理（（脱脱除除CO2CO2、、硫硫化化物物、、烃烃、、水水等等杂杂质质））后后，，在在常常压压下下深深冷冷至至- -162162℃℃，，由由气气态态变变成成液液态态，，称称为为液液化化天天然然气气，，液液化化天天然然气气的的体体积积量量为为同同量气态天然气体积的量气态天然气体积的1/6251/625，重量为同体积水的，重量为同体积水的45%45%左右 NGL—natural gas liquid ，天然气凝液。
天然气凝液LPG—Liquefied Petroleum Gas ，液化石，液化石油气LNG—Liquefied Natural Gas，液化天然气液化天然气 n液化后的天然气温度约为液化后的天然气温度约为-160℃℃，处于超低温状态处于超低温状态nLNG的化学性质、成分决定着的化学性质、成分决定着LNG低污染的特点低污染的特点n天然气经过深冷过程，由于硫的成分以固体形式析出、分天然气经过深冷过程，由于硫的成分以固体形式析出、分离，离，LNG就不含有硫化物也就是说，在燃料前根除了产就不含有硫化物也就是说，在燃料前根除了产生生SOx的生成源，这是与天然气的不同之处的生成源，这是与天然气的不同之处 n与煤相比，与煤相比，LNG不含灰份，不含灰份，NOx的排放量仅为煤的的排放量仅为煤的19.2%，，CO2的排的排放量仅为放量仅为42.1%因为LNG具有如上对能源利用与环境方面有利的特具有如上对能源利用与环境方面有利的特点，正在引起国际上的关注特别是日本，每年引进约点，正在引起国际上的关注特别是日本，每年引进约5000万吨万吨LNG，共建，共建20多座多座LNG发电厂，总装机容量约为发电厂，总装机容量约为4万万MW，占全国发，占全国发电容量的电容量的22％。
％nLNG储存效率高，占地少投资省，储存效率高，占地少投资省，10m3LNG储存量就可供储存量就可供1万户居万户居民民1天的生活用气天的生活用气LNG使用安全由于使用安全由于LNG汽化后密度很低，只有汽化后密度很低，只有空气的一半左右，稍有泄漏立即飞散开来，不致引起爆炸空气的一半左右，稍有泄漏立即飞散开来，不致引起爆炸LNG无毒，无毒，泄露后不会对人体造成伤害泄露后不会对人体造成伤害 q1.3 LNGLNG工业工业 LNGLNG工工业业总总体体如如图图1-21-2所所示示，，包包括括天天然然气气的的预预处处理理、、液液化化、、储储存存、、运运输输、、接接收收站站、、再再汽汽化装置等化装置等 液化储存运输储配站LNG的液化、储存、运输及气化的液化、储存、运输及气化 n n1.3.1 LNG1.3.1 LNG工厂类型工厂类型工厂类型工厂类型 LNGLNG生生生生产产产产厂厂厂厂按按按按使使使使用用用用情情情情况况况况一一一一般般般般分分分分为为为为基基基基地地地地（（（（基基基基本本本本负负负负荷荷荷荷））））型型型型、、、、调峰型、终站型、卫星型四种类型。
调峰型、终站型、卫星型四种类型调峰型、终站型、卫星型四种类型调峰型、终站型、卫星型四种类型1 1）基本负荷型（）基本负荷型（）基本负荷型（）基本负荷型（Base LoadBase Load）））） 基基基基地地地地型型型型LNGLNG工工工工厂厂厂厂主主主主要要要要供供供供远远远远离离离离气气气气源源源源的的的的用用用用户户户户或或或或出出出出口口口口LNGLNG单单单单线液化能力大线液化能力大线液化能力大线液化能力大2 2）调峰型（）调峰型（）调峰型（）调峰型（Peak shavingPeak shaving）））） 主主主主要要要要是是是是调调调调节节节节用用用用户户户户高高高高峰峰峰峰负负负负荷荷荷荷或或或或为为为为冬冬冬冬季季季季提提提提供供供供燃燃燃燃料料料料平平平平时时时时液液液液化化化化管管管管输输输输来来来来的的的的相相相相对对对对富富富富裕裕裕裕的的的的天天天天然然然然气气气气这这这这类类类类装装装装置置置置液液液液化化化化能能能能力力力力小小小小，，，，而而而而储储储储存存存存容量、容量、容量、容量、LNGLNG再气化能力较大。
再气化能力较大再气化能力较大再气化能力较大 （（（（3 3）终站型（）终站型（）终站型（）终站型（TerminalTerminal）））） 用用于于大大量量接接收收由由船船从从基基地地型型LNGLNG厂厂运运来来的的LNGLNG，，加加以以贮贮存存和和汽汽化化后后再再分分给给用用户户液液化化能能力力小小（（主主要要是是再再液液化化贮贮罐罐中中LNGLNG蒸蒸发发的的气气体体））而而汽汽化化能能力力很很大大，，储储罐罐容容量量也也大大目目前前共有共有3838个，分布在日本、韩国等个，分布在日本、韩国等1111个国家 （（4 4）卫星型（）卫星型（SatelliteSatellite）） 为为调调峰峰型型的的一一种种，，用用船船或或特特殊殊槽槽车车从从中中心心运运来来LNGLNG加加以储存，到高峰时气化补充使用，无液化能力以储存，到高峰时气化补充使用，无液化能力 n n1.3.2 LNG1.3.2 LNG工厂的特点工厂的特点工厂的特点工厂的特点 LNG LNG工厂具有以下几个突出的特点：工厂具有以下几个突出的特点：（（1 1）投资费用大）投资费用大 一一个个有有2 2条条LNGLNG生生产产线线，，产产量量为为5 5 10106 6t/at/a的的生生产产厂厂，，其其投投资资费费用用可可能能超超过过5050亿亿美元。
美元2 2）操作条件特殊）操作条件特殊）操作条件特殊）操作条件特殊 操操操操作作作作压压压压力力力力从从从从高高高高压压压压到到到到低低低低压压压压（（（（大大大大气气气气压压压压））））；；；；操操操操作作作作介介介介质质质质从从从从气气气气相相相相（（（（原原原原料料料料气气气气））））到到到到液液液液相相相相（（（（LNGLNGLNGLNG）））），，，，操操操操作作作作温温温温度度度度从从从从环环环环境境境境温温温温度度度度到到到到-162℃ -162℃ -162℃ -162℃ （（（（LNGLNGLNGLNG产产产产生生生生））））这这这这要要要要求求求求生生生生产产产产设设设设备备备备和和和和材材材材料料料料必必必必须须须须适应这种操作条件适应这种操作条件适应这种操作条件适应这种操作条件3 3）配套要求严格）配套要求严格）配套要求严格）配套要求严格 由由由由于于于于LNGLNG工工工工厂厂厂厂整整整整体体体体性性性性强强强强，，，，投投投投资资资资大大大大，，，，要要要要求求求求LNGLNG生生生生产产产产装装装装置置置置的的的的能能能能力力力力必必必必须须须须与与与与上上上上游游游游的的的的气气气气源源源源、、、、输气设施能力和下游的输气设施能力和下游的输气设施能力和下游的输气设施能力和下游的LNGLNG装运能力相匹配装运能力相匹配装运能力相匹配装运能力相匹配 。
n n1.41.4目前的权威标准包括：目前的权威标准包括：目前的权威标准包括：目前的权威标准包括：美国防火协会美国防火协会 NFPA59A NFPA59A：液化天然气（：液化天然气（LNGLNG）生产、储运和装运）生产、储运和装运欧盟：欧盟： EN1160EN1160：液化天然气的设备与安装－液化天然气的一般特性：液化天然气的设备与安装－液化天然气的一般特性中国：中国： GB/T 19204-2003 GB/T 19204-2003 液化天然气的一般特性液化天然气的一般特性 GB/T 20368-2006 GB/T 20368-2006 液化天然气液化天然气(LNG)(LNG)生产、储存和装运生产、储存和装运 LNGLNG工艺与技术工艺与技术第二章第二章LNG的生产工艺的生产工艺—预处理预处理 n n2.1 天然气的预处理天然气的预处理q 预处理的目的预处理的目的 脱脱除除原原料料气气中中的的有有害害杂杂质质及及深深冷冷过过程程中中可可能能固固化化的的物物质质如：硫化氢、二氧化碳、水分、重烃和汞等不同类型的LNG工厂所处理的原料气不一样，因此处理方法和工艺也不尽相同。
ØØ调峰型工厂调峰型工厂ØØ基本负荷型工厂基本负荷型工厂 注：注：1.A1.A为无限时生产下的累积允许值；为无限时生产下的累积允许值；B B为溶解度限制；为溶解度限制；C C为产品规格为产品规格杂质杂质含量极限含量极限依据依据H2O<0.1mg/lACO250~100mg/lBH2S3.5mg/Nm3CCOS<0.1mg/lC总含总含S量量10~50mg/Nm3CHg0.01µg/Nm3A芳香烃族芳香烃族1~10mg/lA或或B表表2.2 最大允许杂质含量最大允许杂质含量 2.1.2 2.1.2 脱水脱水脱水脱水－脱水的目的－脱水的目的－脱水的目的－脱水的目的－常用方法：包括－常用方法：包括－常用方法：包括－常用方法：包括冷却法、吸收法、吸附法冷却法、吸收法、吸附法冷却法、吸收法、吸附法冷却法、吸收法、吸附法§ §冷却冷却冷却冷却脱水脱水脱水脱水 冷冷却却脱脱水水是是利利用用天天然然气气的的含含水水量量随随随随温温温温度度度度降降降降低低低低而而而而减减减减少少少少的的的的原原原原理理理理实实现现天天然然气气脱脱水水此此法法只只适适用用于于大大量量水水分分的的粗粗分分离离。
通通常常用冷却脱水法脱除水分的过程中，还会脱除部分重烃用冷却脱水法脱除水分的过程中，还会脱除部分重烃¨¨高压天然气高压天然气高压天然气高压天然气的冷却脱水的冷却脱水的冷却脱水的冷却脱水¨¨低压天然气低压天然气低压天然气低压天然气的冷却脱水的冷却脱水的冷却脱水的冷却脱水 § § 吸收脱水吸收脱水吸收脱水吸收脱水 吸收脱水是用吸湿性液体（或活性固体）吸收的方法脱除气流中的水蒸气 用作脱水吸吸收收剂剂的物质应具有以下特点：对天然气有很强的脱水能力；热稳定性好，脱水时不发生化学反应；容易再生；粘度小；对天然气和液烃的溶解度较低；起泡和乳化倾向小；对设备无腐蚀性；同时还应价格低廉，容易得到 n1、甘醇脱水的基本原理、甘醇脱水的基本原理n 甘醇是直链的二元醇，其通用化学式是甘醇是直链的二元醇，其通用化学式是CnH2n(OH)2 n从分子结构看，每个甘醇分子中都有两个从分子结构看，每个甘醇分子中都有两个羟基（ＯＨ）羟基在结构上与水相似，羟基（ＯＨ）羟基在结构上与水相似，可以形成氢键，氢键的特点是能和电负性可以形成氢键，氢键的特点是能和电负性较大的原子相连，包括同一分子或另一分较大的原子相连，包括同一分子或另一分子中电负性较大的原子，所以甘醇与水能子中电负性较大的原子，所以甘醇与水能够完全互溶，并表现出很强的吸水性。
够完全互溶，并表现出很强的吸水性n因此甘醇水溶液可将天然气中的水蒸气萃因此甘醇水溶液可将天然气中的水蒸气萃取出来形成甘醇稀溶液，使天然气中水汽取出来形成甘醇稀溶液，使天然气中水汽量大幅度下降量大幅度下降 （（（（1 1）甘醇胺溶液）甘醇胺溶液）甘醇胺溶液）甘醇胺溶液 优优点点：：可可同同时时脱脱除除水水、、COCO2 2和和H H2 2S S，，甘甘醇醇能能降降低醇胺溶液起泡倾向低醇胺溶液起泡倾向 缺缺点点：：携携带带损损失失量量较较三三甘甘醇醇大大；；需需要要较较高高的的再再生生温温度度，，易易产产生生严严重重腐腐蚀蚀；；露露点点降降小小于于三三甘甘醇醇脱水装置，仅限于酸性天然气脱水脱水装置，仅限于酸性天然气脱水 （（（（2 2）二甘醇水溶液）二甘醇水溶液）二甘醇水溶液）二甘醇水溶液 优优点点：：浓浓溶溶液液不不会会凝凝固固；；天天然然气气中中有有硫硫、、氧氧和和COCO2 2存存在时，在一般操作温度下溶液性能稳定，高的吸湿性在时，在一般操作温度下溶液性能稳定，高的吸湿性。
缺缺点点：：携携带带损损失失比比三三甘甘醇醇大大；；溶溶剂剂容容易易再再生生，，但但用用一一般般方方法法再再生生的的二二甘甘醇醇水水溶溶液液的的体体积积分分数数不不超超过过95%95%；；露露点点降降小小于于三三甘甘醉醉溶溶液液，，当当贫贫液液的的质质量量分分数数为为9595％％一一9696％％时时，，露点降约为露点降约为2828℃℃；投资高 （（（（3 3）三甘醇水溶液）三甘醇水溶液）三甘醇水溶液）三甘醇水溶液 优优点点：：浓浓溶溶液液不不会会凝凝固固；；天天然然气气中中有有硫硫、、氧氧、、COCO2 2存存在在时时，，在在一一般般操操作作温温度度下下性性能能稳稳定定；；高高的的吸吸湿湿性性；；容容易易再再生生，，用用一一般般再再生生方方法法可可得得到到体体积积分分数数为为98.7%98.7%的的三三甘甘醇醇水水溶溶液液；；蒸蒸气气压压低低，，携携带带损损失失量量小小，，露露点点降降大大，，三三甘甘醇醇的的质质量分数为量分数为98%98%～～ 99% 99%时，露点降可达时，露点降可达3333～～ 42 42℃℃。
缺缺点点：：投投资资高高；；当当有有轻轻质质烃烃液液体体存存在在时时会会有有一一定定程程度度的起泡倾向，有时需要加入消泡剂的起泡倾向，有时需要加入消泡剂 三三甘甘醇醇脱脱水水由由于于露露点点降降大大和和运运行行可可靠靠，，在在各各种种甘甘醇醇类类化化合合物物中中其其经经济济效效果果最最好好，，因因而而国国外外广广为采用 我我国国主主要要使使用用二二甘甘醇醇或或三三甘甘醇醇，，在在三三甘甘醇醇脱脱水水吸吸收收剂剂和和固固体体脱脱水水吸吸附附剂剂两两者者脱脱水水都都能能满满足足露露点降的要求时，采用三甘醇脱水经济效益更好点降的要求时，采用三甘醇脱水经济效益更好 （（4）甘醇法脱水工艺流程）甘醇法脱水工艺流程 流程中各设备的作用是：流程中各设备的作用是：n雾液分离器雾液分离器 分离干气携带的ＴＥＧ分离干气携带的ＴＥＧn吸吸 收收 塔塔 是气流传质的场所，使气相中的水分转是气流传质的场所，使气相中的水分转入ＴＥＧ中；入ＴＥＧ中；n泵泵 输送设备；输送设备；n贫液冷却器贫液冷却器 冷却贫甘醇以达到需要的温度；冷却贫甘醇以达到需要的温度；n闪闪 蒸蒸 器器 使富液闪蒸除去进入富液中的轻组分，使富液闪蒸除去进入富液中的轻组分，减少再生塔的再生负荷；减少再生塔的再生负荷；n贫／富液热交换器贫／富液热交换器 使贫液温度下降，富液温度升使贫液温度下降，富液温度升高，充分利用热能；高，充分利用热能； 再再 生塔生塔 提浓富液的场所（精馏原理）；提浓富液的场所（精馏原理）；缓缓 冲冲 罐罐 缓冲、贮存、补充液体；缓冲、贮存、补充液体；过过 滤滤 器器 过滤溶液，除去腐蚀产物及其它杂过滤溶液，除去腐蚀产物及其它杂质，减少溶液发泡的可能性。
质，减少溶液发泡的可能性 利用此法须注意防防防防止止止止甘甘甘甘醇醇醇醇分分分分解解解解，当再生温度超过204℃及系统中有氧气及液态烃存在时，都会降低甘醇的pH值，促使甘醇分解因此需要定期检查甘醇的pH值，要控制pH值大于7在有条件时将甘醇用氮气保护，以防止氧化 甘醇法适用于大型天然气液化装置中脱除原料气所含的大部分水分 与采用固体吸附剂脱水的吸附塔比较，甘醇吸收塔的优点：①一次投资较低，压降少，可节省动力；②可连续运行：③容易扩建；④塔易重新装配；⑤可方便地应用于在某些固体吸附剂易受污染的场合 § § 吸附脱水吸附脱水吸附脱水吸附脱水 “吸附”的意思是一个或多个组分在界面上的富集（正吸附或简单吸附）或损耗（负吸附）其机理是在两相界面上，由于异相分子间作用力不同于主体分子间作用力，使相界面上流体的分子密度异于主体密度而发生“吸附” 按吸附作用力性质的不同，可将吸附分为物物物物理理理理吸吸吸吸附附附附和化化化化学学学学吸吸吸吸附附附附两种类型物理吸附是由分子间作用力，即范德华力产生的由于范德华力是一种普遍存在于各吸附质与吸附剂之间的弱的相互作用力，因此，物理吸附具有吸附速率快，易于达到吸附平衡和易于脱附等特征。
化学吸附是由化化化化学学学学键键键键力的作用产生的，在化学吸附的过程中，可以发生电子的转移、原子的重排、化学键的断裂与形成等微观过程吸附质与基质之间形成的化学键多为共价键，而且趋向于基质配位数最大的位置上化学吸附通常具有明显的选择性，且只能发生单分子层吸附，还具有不易解吸，吸附与解吸的速率都较小，不易达到吸附平衡等特点物理吸附和化学吸附是很难截然分开的，在适当的条件下，两者可以同时发生 n（（1）吸附法脱水的优缺点）吸附法脱水的优缺点 与液体吸收脱水的方法比较，吸附脱水能够提供非常低的露点，可使水的体积分数降至1×10-6m3/m3以下；吸附法对气温、流速、压力等变化不敏感；相比之下没有腐蚀、形成泡沫等问题；适合于对于少量气体的深度脱水过程它的主要缺陷是基本建设投资大；一般情况下压力降较高；吸附剂易于中毒或碎裂；再生时需要的热量较多 吸附法脱水一般适用于小流量气体的脱水对于大流量高压天然气脱水，如要求的露点降仅为22 ～ 28℃，一般情况下采用甘醇吸收脱水较经济；如要求的露点降为28 ～ 44℃，则甘醇法和吸附法均可考虑，可参照其它影响因素确定；如要求的露点降高于44℃，一般情况下应考虑吸附法脱水，至少也应先采用甘醇吸收脱水，再串接吸附法脱水。
在某些情况下，特别是在气体流量、温度、压力变化频繁的情况下，由于吸附法脱水适应性好，操作灵活，而且可保证脱水后的气体中无液体，所以成本虽高仍应采用吸附法脱水 n（（2）常用吸附剂）常用吸附剂 与目前在天然气净化过程中，主要使用的吸附剂有活性氧化铝、硅胶和分子筛三大类活性炭的脱水能力甚微，主要用于从天然气中回收液烃n n活活活活性性性性氧氧氧氧化化化化铝铝铝铝 其主要成分是部分水化的、多孔的和无定型的氧化铝，并含有少量的其它金属化合物稳定性好，它常用于气体、油品和石油化工产品的脱水干燥活性氧化铝干燥后的气体露点可低达－73℃活性氧化铝宜在177-316℃下再生，因此其再生时耗热量较高活性氧化铝吸附的重烃在再生时不易除去氧化铝呈碱性，可与无机酸发生化学反应，故不宜处理酸性天然气 n典型活性氧化铝组成典型活性氧化铝组成 n n硅胶硅胶硅胶硅胶 这是一种坚硬无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，为一种亲水性的极性吸附剂硅硅胶胶对对极极性性分分子子和和不不饱饱和和烃烃具具有有明明显显的的选选择择性性，，因因此此可可用用于于天天然然气气脱脱水水。
其吸附性能和其它吸附剂大致相同，一般可使天然气的露点达－60℃硅胶很容容易易再再生生，再生温度为180 ～ 200℃虽然硅胶的脱水能力很强，但但易易于于被被水水饱饱和和，，且且与与液液态态水水接接触触很很易易炸炸裂裂，，产产生生粉粉尘尘为了避免进料气夹带的水滴损坏硅胶，除了湿进料气进吸附塔前应很好地脱除液态水外，有时也采用在吸附床进口处，加一层不易被液态水破坏的吸附剂，称做吸附剂保护层粗孔硅胶，如W型硅胶即可用于此目的 n硅胶是粉状或颗粒状物质，粒子外观呈透明或乳白色固体硅胶是粉状或颗粒状物质，粒子外观呈透明或乳白色固体分子式为分子式为mSiO2 · nH2O，它是用硅酸钠与硫酸反应生成水，它是用硅酸钠与硫酸反应生成水凝胶，然后洗去硫酸钠，将水凝胶干燥制成其典型组成凝胶，然后洗去硫酸钠，将水凝胶干燥制成其典型组成如表所示如表所示n天然气脱水用的是细孔硅胶，平均孔径天然气脱水用的是细孔硅胶，平均孔径20～～30Å n n分子筛分子筛分子筛分子筛 分子筛这是一种天然或人工合成的沸石型硅铝酸盐，天然分子筛也称沸石，人工合成的则多称分子筛 分子筛的物理性质取决于其化学组成和晶体结构。
在在在在分分分分子子子子筛筛筛筛的的的的结结结结构构构构中中中中有有有有许许许许多多多多孔孔孔孔径径径径均均均均匀匀匀匀的的的的孔孔孔孔道道道道与与与与排排排排列列列列整整整整齐齐齐齐的的的的孔孔孔孔穴穴穴穴这些孔穴不仅提供了很大的比表面，而且它只允许直径比孔径小的分子进人，而比孔径大的分子则不能进人，从而使分子筛吸附分子有很强的选择性 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的固固体体吸吸附剂其分子式如下：附剂其分子式如下： M2/nO Al2O3 xSiO2 yH2O M—某某些些碱碱金金属属或或碱碱土土金金属属离离子子，，如如Li、、Na、、Mg、、Ca等等；； n—M的的价价数数；； x—SiO2的的分分子数；子数； y—水的分子数水的分子数 分子筛同其它吸附剂相比，具有以下优点：§吸附选择性强，只吸附临界直径比分子筛孔径小的分子；另外，对极性分子也具有高度选择性，能牢牢地吸附住这些分子§脱水用分子筛它不吸附重烃，从而避免因吸附重烃而使吸附剂失效。
§具有高效吸附性能，在相对湿度或分压很低时，仍保持相当高的吸附容量，特别适用于深度干燥§吸附水时，同时可以进一步脱除残余酸性气体§不易受液态水的损害 现代液化天然气工厂采用的吸附脱水方法大都是分子筛吸附，常用4A分子筛尽管分子筛价格较高，但却是一种极好的脱水吸附剂在天然气液化或深度冷冻之前，要求先将天然气的露点降低至很低值，此时用分子筛脱水比较合适分分分分子子子子筛筛筛筛的的的的主主主主要要要要缺缺缺缺点点点点是是是是当当当当有有有有油油油油滴滴滴滴或或或或醇醇醇醇类类类类等化学品带入时，会使分子筛变质恶化，再生时耗热高等化学品带入时，会使分子筛变质恶化，再生时耗热高等化学品带入时，会使分子筛变质恶化，再生时耗热高等化学品带入时，会使分子筛变质恶化，再生时耗热高 在实际使用中，可将分子筛同硅胶或活性氧化铝等串联使用需干燥的天然气首先通过硅胶床层脱去大部分饱和水，再通过分子筛床层深度脱除残余的微量水分，以获得很低的露点 （（3 3））吸吸附附法法 脱脱 水水 工工艺流程艺流程 吸附吸附 再生再生 冷却冷却 n2.1.3 脱酸性气体脱酸性气体 由地层采出的天然气除通常含有水蒸气外，往往还含有一些酸性气体。
这些酸性气体一般是H2S, CO2、COS与RSH等气相杂质含有酸性气体的天然气通常称为酸性气或含硫气 酸性气体不但对人身有害，对设备管道有腐蚀作用，而且因其沸点较高，在降温过程中易呈固体析出，故必须脱除脱除酸性气体常称为脱脱硫硫脱脱碳碳，或习惯上称为脱脱硫硫在净化天然气时，可考虑同时除去H2S和CO2，因为醇胺法和用分子筛吸附净化中，这两种组分可以被一起脱除 n脱硫方法的分类脱硫方法的分类 脱硫方法一般可分为化学吸收法、物理吸收法、联合吸收法、直接转化法、非再生性法、膜分离法和低温分离法等其中采用溶液或溶剂作脱硫剂的化学吸收法、物理吸收法、联合吸收法及直接转化法，习惯上统称为湿湿法法；采用固体床脱硫的海绵铁法、分子筛法统称为干法干法n化化学学吸吸收收法法：：以弱碱性溶液为吸收溶剂，与天然气中的酸性气体（主要是H2S和CO2）反应形成化合物当吸收了酸性气体的溶液（富液）温度升高、压力降低时，该化合物即分解放出酸性气体 n以以MEA吸收吸收H2S和和CO2为例，来表明胺法脱硫的主要化学为例，来表明胺法脱硫的主要化学反应过程反应过程 在化学吸收法中，各种烷醇胺法（简称胺胺法法）应用最广，所使用的胺有一乙醇胺(MEA）、二乙醇胺（DEA）、二异丙醇胺（DIPA）、甲基二乙醇胺(MDEA)等。
胺法的突出优点是成本低、高反应率、良好的稳定性和易再生一般对于H2S和CO2，胺吸收法更易吸收H2S化学吸收法中另外还有碱性盐溶液法，如改良热钾碱法和氨基酸盐法 化化化化学学学学吸吸吸吸收收收收法法法法用用用用于于于于酸酸酸酸性性性性气气气气体体体体分分分分压压压压低低低低的的的的天天天天然然然然气气气气脱脱脱脱硫硫硫硫，，，，特别是CO2含量高、H2S含量低的天然气，这样成本可以降低 经典醇胺法易起泡、腐蚀、在有机硫存在下会发生降解鉴于上述缺陷，在20世纪60年代，研究开发了二甘醇胺法（DGA法）、二异丙醇胺法（ADIP法）等新醇胺法 物物理理吸吸收收法法：：此法采用有机化合物作为吸收溶剂，吸收天然气中的酸性气体物理吸收法的溶剂用量与原料气中的酸性气体含量无关因此，如如如如果果果果天天天天然然然然气气气气中中中中的的的的酸酸酸酸性性性性气气气气体体体体分分分分压压压压高高高高，，，，最最最最好好好好采采采采用用用用物物物物理理理理吸吸吸吸收收收收法法法法由于物理溶剂对天然气中的重烃有较大的溶解度，因而物理吸收法常用于酸气分压大于0.35MPa、重烃含量低的天然气脱硫，其中某些方法可选择性地脱除H2S。
联联合合吸吸收收法法：：此法兼有化学吸收和物理吸收两类方法的特点目前在工业上应用较多的是砜胺法（Sulfinol）法、二乙醇胺-热碳酸盐联合法或称海培尔（Hi-Pure）法 直直接接转转化化法法：：称为氧化还原法它以氧化－还原反应为基础，借助于溶液中氧载体的催化作用，把被碱性溶液吸收的H2S氧化为硫，然后鼓入空气，使吸收液再生 膜膜分分离离法法：：20世纪80年代以来，为解决酸气含量很高的天然气净化问题，国外致力于开发利用物理原理进行分离的方法，其中膜分离方法是较成功的一种膜分离器应用于气体分离有下列优点：①在分离过程中不发生相变，因而能耗甚低；②分离过程不涉及化学药剂，副反应很少，基本不存在常见的腐蚀问题；③设备简单，占地面积小，过程容易控制 低温分离法低温分离法: 此法是专用于CO2驱油伴生气处理的方法干干法法（（固固体体床床脱脱硫硫法法））:此法是利用酸性气体在固体脱硫剂表面的吸附作用，或者与表面上的某些组分反应，脱除天然气中的酸性气体n脱硫方法的选择脱硫方法的选择 天然气脱硫方法的选择，不仅对于脱硫过程本身，就是对于下游工艺过程，包括酸气处理和硫磺回收、脱水、天然气液回收等都有很大的影响。
n天然气液化中常用的净化方法天然气液化中常用的净化方法 在天然气液化装置中，常用的净化方法有三种，即醇醇胺法胺法、热钾碱法热钾碱法（Benfied）、砜胺法砜胺法(Sulfinol)n醇醇胺胺法法:利用以胺为溶剂的水溶液，与原料天然气中的酸性气体发生化学反应来脱除天然气中的酸性气体的，此法可同时脱除CO2和H2S目前主要采用一乙醇胺及二乙醇胺为溶剂 n(改改良良)热热钾钾碱碱法法（（Benfied））:Benfied溶剂是碳酸钾、催化剂、防腐剂和水组成的混合物可同时脱除H2S和CO2热钾碱法的吸收温度较高，净化程度好，对含有大量CO2的原料气尤为适合Benfied流程已被世界上600多座天然气预处理装置所应用 n砜砜胺胺法法：：是近年来发展最快的联合吸收法该法的吸收溶液由物理溶剂环丁砜、化学吸收剂二异丙醇胺加少量的水组成通过物理与化学作用，选择性地或同时吸收原料气中的H2S和CO2 ，然后在常压（或稍高于常压）下将溶液加热再生以供循环使用由于溶液中存在着化学吸收剂，吸收能力原则上不受酸性气体分压的影响，所以可使净化后原料气中的H2S含量降得很低 砜胺法对中至高酸气分压的天然气有广泛的适应性，而且有良好的脱有机硫能力，能耗也较低。
适合于在高压下净化，净化度较高，在高温部分的腐蚀率只有一乙醇胺法的1/4－1/l0此法的缺点是对对对对烃烃烃烃类类类类有有有有较较较较高高高高的的的的溶溶溶溶解解解解度度度度，会造成有效组分的损失 对于低温装置，经环丁砜洗涤后的天然气还要经过吸附处理，以达到低温装置对H2S和CO2含量的要求 n2.1.4 其它杂质的脱除其它杂质的脱除n汞汞：汞的存在会严重腐蚀铝制设备当汞（包括单质汞、汞离子及有机汞化合物）存在时，铝会与水反应生成白色粉末状的腐蚀产物，严重破坏铝的性质极微量的汞含量足以给铝制设备带来严重的破坏，而且汞还会造成环境污染，以及检修过程中对人员的危害所以汞的含量应受到严格的限制脱除汞依据的原理是汞与硫在催化反应器中的反应 n重重烃烃：指指C C5 5+ +以以上上的的烃烃类类，在烃类中，分子量由小到大时，其沸点是由低到高变化的，所以在冷凝天然气的循环中，重烃总是先被冷凝下来如果未把重烃先分离掉，或在冷凝后分离掉，则重烃将可能冻结从而堵塞设备重烃在脱水时被分子筛等吸附剂部分脱除，其余的采用深冷分离 nCOS：：其可以被极少量水水化，形成H2S和CO2，对设备造成腐蚀。
一般在脱酸时一起脱除n氦气：氦气：有很高利用价值n氮氮气气：：比甲烷难液化，含量多时，天然气液化困难，故应脱除 LNGLNG工艺与技术工艺与技术第三章第三章LNG的生产工艺的生产工艺—液化液化 天然气的液化技术天然气的液化技术nLNG的生产通常分为的生产通常分为3个步骤：原料气预处理、液化和个步骤：原料气预处理、液化和贮存图2.1是典型的是典型的LNG生产步骤和工艺装置图生产步骤和工艺装置图 低温制冷的方法：低温制冷的方法：根据提供冷量方式不同分成三大类方法根据提供冷量方式不同分成三大类方法 n1.外加制冷循环法，亦即直接冷凝法外加制冷循环法，亦即直接冷凝法 n2.直接膨胀制冷法，即膨胀冷凝法直接膨胀制冷法，即膨胀冷凝法 n3.混合制冷法混合制冷法 1 1、直接冷凝法、直接冷凝法————单一冷剂单一冷剂 四个过程：四个过程：n1.蒸发过程蒸发过程 n2.压缩过程压缩过程 n3.冷凝过程冷凝过程 n4.膨胀过程膨胀过程 n常用制冷剂常用制冷剂n丙烷、丙烯、乙烷、乙烯、甲烷、氮气等丙烷、丙烯、乙烷、乙烯、甲烷、氮气等n阶式制冷循环过程阶式制冷循环过程:丙烷丙烷+乙烯乙烯+甲烷甲烷n混合冷剂循环过程混合冷剂循环过程:丙烷丙烷+丙烯丙烯+乙烷乙烷+乙烯乙烯+甲烷甲烷+氮气氮气 •3.2 天然气液化工艺流程天然气液化工艺流程 3.2.1 分类分类 按制冷方式制冷方式分：–级联式液化流程级联式液化流程–混合制冷剂液化流程混合制冷剂液化流程–带膨胀机的液化流程带膨胀机的液化流程 对基本负荷型液化装置采用级联式液化流程和混合制冷式液化流程，对调峰型液化装置采用带膨胀机的液化流程和混合制冷剂液化流程。
3.2.2 级联式液化流程级联式液化流程级联式液化流程级联式液化流程 级级 联联 式式 液液 化化 流流 程程 也也 被被 称称 为为 阶阶 式式（（Cascade））液液化化流流程程、、复复叠叠式式液液化化流流程程或或串串联联蒸蒸发发冷冷凝凝液液化化流流程程，，主主要要应应用用于于基基本本负负荷荷型型天天然然气气液液化化装装置置如如图图所所示示，，该该液液化化流流程程由由三三级级独独立立的的制制冷冷循循环环组组成成，，制制冷冷剂剂分分别别为为丙丙烷烷、、乙乙烯烯和和甲甲烷烷每每个个制制冷冷循循环环中中均均含含有有三三个个换换热热器器，，级级联联式式液液化化流流程程中中较较低低温温度度级级的的循循环环，，将将热热量量转转移移给给相相邻的较高温度级的循环邻的较高温度级的循环 优点优点¨能耗低；能耗低；¨制冷剂为纯物质，无配比问题；制冷剂为纯物质，无配比问题；¨技术成熟，操作稳定技术成熟，操作稳定缺点缺点¨机组多，流程复杂；机组多，流程复杂；¨附附属属设设备备多多，，要要有有专专门门生生产产和和储储存存多多种种制制冷冷剂剂的的设备；设备；¨管道与控制系统复杂，维护不便。
管道与控制系统复杂，维护不便 3.2.3混混混混 合合合合 制制制制 冷冷冷冷 剂剂剂剂 液液液液 化化化化 流流流流 程程程程 （（（（ MRC-Mixed-MRC-Mixed-Refrigerant-CycleRefrigerant-Cycle）））） MRC是以C1-C5的碳氢化合物及N2等五种以上的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级的冷凝、蒸发、节流膨胀得到不同温度水平的制冷量，以达到逐步冷却和液化天然气的目的MRC既达到类似级联式液化流程的目的，又克服了其系统复杂的缺点自20世纪70年代以来，对于基本负荷型天然气液化装置，广泛采用了各种不同类型的混合制冷剂液化流程 闭闭式式混混合合制制冷冷剂剂液液化化流流程程开开式式混混合合制制冷冷剂剂液液化化流流程程 优点：优点：优点：优点：¨机组设备少、流程简单、投资省，投资费用比经典级联式液化流程约低15%～20%¨管理方便¨混合制冷剂组分可以部分或全部从天然气本身提取与补充 缺点：缺点：缺点：缺点：¨能耗较高，比级联式液化流程高10%～20%左右¨混合制冷剂的合理配比较为困难¨流程计算须提供各组分可靠的平衡数据与物性参数，计算困难 丙烷预冷混合制冷剂液化流程丙烷预冷混合制冷剂液化流程丙烷预冷混合制冷剂液化流程丙烷预冷混合制冷剂液化流程 丙烷预冷混合制冷剂液化流程（C3/MRC : Propane-Mixed Refrigerant Cycle），结合了级联式液化流程和混合制冷剂液化流程的优点，流程既高效又简单。
所以自20世纪70年代以来，这类液化流程在基本负荷型天然气液化装置中得到了广泛的应用目前世界上80%以上的基本负荷型天然气液化装置中，采用了丙烷预冷混合制冷剂液化流程 工艺流程 丙丙烷烷预预冷冷混混合合制制冷冷剂剂循循环环液液化化天天然然气气流流程程由由三三部部分分组组成成：：①①混混合合制制冷冷剂剂循循环环；；②②丙丙烷烷预预冷冷循循环环；；③③天天然然气气液液化化回回路路在在此此液液化化流流程程中中，，丙丙烷烷预预冷冷循循环环用用于于预预冷冷混混合合制制冷冷剂剂和和天天然然气气，，而而混合制冷剂循环用于深冷和液化天然气混合制冷剂循环用于深冷和液化天然气 丙烷预冷混合制冷剂液化流程丙烷预冷混合制冷剂液化流程 丙丙烷烷预预冷冷混混合合制制冷冷剂剂液液化化流流程程 APCIAPCI丙烷预冷混合制冷剂液化流程示意图丙烷预冷混合制冷剂液化流程示意图 CII液化流程液化流程整体结合式级整体结合式级联型液化流程联型液化流程Integral— Incorporated——Cascade 代代表表天天然然气气液液化化技技术术的的发发展展趋趋势势，，具具有有高高效效、、低低成成本本、、可可靠靠性性好好、、易易操作等优点操作等优点 nCII流程具有如下特点：流程具有如下特点： l）流程精简、设备少。
流程精简、设备少CII液化流程出于降低设备投资和建液化流程出于降低设备投资和建设费用的考虑，简化了预冷制冷机组的设计设费用的考虑，简化了预冷制冷机组的设计在流程中增在流程中增加了分馏塔，将混合制冷剂分馏为重组分（以丁烷和戊烷加了分馏塔，将混合制冷剂分馏为重组分（以丁烷和戊烷为主）和轻组分（以氮、甲烷、乙烷为主）两部分为主）和轻组分（以氮、甲烷、乙烷为主）两部分重组重组分冷却、节流降温后返流，作为冷源进入冷箱上部预冷天分冷却、节流降温后返流，作为冷源进入冷箱上部预冷天然气和混合制冷剂；轻组分气液分离后进入冷箱下部，用然气和混合制冷剂；轻组分气液分离后进入冷箱下部，用于冷凝、过冷天然气于冷凝、过冷天然气2）冷箱采用高效钎焊铝板翅式换热器冷箱采用高效钎焊铝板翅式换热器 3）压缩机和驱动机的型式简单、可靠、降低了投资与维护）压缩机和驱动机的型式简单、可靠、降低了投资与维护费用 n3.2.4 带膨胀机的液化流程带膨胀机的液化流程 带带膨膨胀胀机机液液化化流流程程（（Expander-Cycle）），，是是指指利利用用高高压压制制冷冷剂剂通通过过透透平平膨膨胀胀机机绝绝热热膨膨胀胀的的克克劳劳德德循循环环制制冷冷实实现现天天然然气气液液化化的的流流程程。
气气体体在在膨膨胀胀机机中中膨膨胀胀降降温温的的同同时时，，能能输输出出功功，，可可用用于于驱驱动动流流程程中中的的压压缩缩机机当当管管路路输输来来的的进进入入装装置置的的原原料料气气与与离离开开液液化化装装置置的的商商品品气气有有“自自由由”压压差差时时，，液液化化过过程程就就可可能能不不要要“从从外外界界”加加入入能能量量，，而而是是靠靠“自自由由”压压差差通通过过膨膨胀胀机机制制冷冷，，使使进进入入装装置置的的天天然然气气液液化化流流程程的的关关键键设设备备是是透透平平膨膨胀胀机机根根据据制制冷冷剂剂的的不同，可分为不同，可分为氮气膨胀液化流程氮气膨胀液化流程和和天然气膨胀液化流程天然气膨胀液化流程 n优点优点¨流程简单、调节灵活、工作可靠、易起动、易操作、维护方便；¨用天然气本身为工质时，省去专门生产、运输、储存冷冻剂的费用n缺点缺点¨送入装置的气流须全部深度干燥；¨回流压力低，换热面积大，设备金属投人量大；¨受低压用户多少的限制；¨液化率低，如再循环，则在增加循环压缩机后，功耗大大增加 天然气膨胀液化流程天然气膨胀液化流程直接利用高压天然气在膨直接利用高压天然气在膨胀机中绝热膨胀到输出管胀机中绝热膨胀到输出管道压力而使天然气液化的道压力而使天然气液化的流程。
流程突出优点是它的功突出优点是它的功耗小、只对需液化的那部耗小、只对需液化的那部分天然气脱除杂质，因而分天然气脱除杂质，因而预处理的天然气量可大为预处理的天然气量可大为减少但液化流程不能获减少但液化流程不能获得像氮气膨胀液化流程那得像氮气膨胀液化流程那样低的温度、循环气量大、样低的温度、循环气量大、液化率低膨胀机的工作液化率低膨胀机的工作性能受原料气压力和组成性能受原料气压力和组成变化的影响较大，对系统变化的影响较大，对系统的安全性要求较高的安全性要求较高 氮气膨胀液化流程氮气膨胀液化流程 与与混混合合制制冷冷剂剂液液化化流流程程相相比比，，氮氮气气膨膨胀胀液液化化流流程程（（N2Cycle））较较为为简简化化、、紧紧凑凑，，造造价价略略低低，，起起动动快快热热态态起起动动1－－2h即即可可获获得得满满负负荷荷产产品品，，运运行行灵灵活活，，适适应应性性强强，，易易于于操操作作和和控控制制，，安安全全性性好好，，放放空空不不会会引引起起火火灾灾或或爆爆炸炸危危险险制制冷冷剂剂采采用用单单组组分分气气体体但但其其能能耗耗要要比比混混合合制制冷冷剂剂液液化化流流程程高高40%左右。
左右 氮－甲烷膨胀液化流程氮－甲烷膨胀液化流程为为了了降降低低膨膨胀胀机机的的功功耗耗，，采采用用N2－－CH4混混合合气气体体代代替替纯纯N2,发发展展了了N2 －－CH4膨膨胀胀液液化化流流程程与与混混合合制制冷冷剂剂液液化化流流程程相相比比较较，，氮氮－－甲甲烷烷膨膨胀胀液液 化化 流流 程程 （（ N2 / CH4Cycle））具具有有起起动动时时间间短短、、流流程程简简单单、、控控制制容容易易、、混混合合制制冷冷剂剂测测定定及及计计算算方方便便等等优优点点由由于于缩缩小小了了冷冷端端换换热热温温差差，，它它比比纯纯氮氮膨膨胀胀液液化化流流程程节节省省10%－－20%的的动动力力消耗 其它膨胀液化流程其它膨胀液化流程 带带膨膨胀胀机机的的液液化化流流程程中中，，由由于于换换热热器器的的传传热热温温差差太太大大，，从从而而使使流流程程的的姻姻损损很很大大，，为为了了降降低低流流程程的的 损损，，可可采取以下措施：采取以下措施： 1) 1)采用预冷方法，对制冷剂进行预冷采用预冷方法，对制冷剂进行预冷 2) 2)提高进入透平膨胀机气流的压力，并降低其温度。
提高进入透平膨胀机气流的压力，并降低其温度 3)3)将将带带膨膨胀胀机机液液化化流流程程与与其其它它液液化化流流程程（（例例如如混混合合制制冷剂液化流程）结合起来使用冷剂液化流程）结合起来使用 典型的如：带丙烷预冷的天然气膨胀液化流程典型的如：带丙烷预冷的天然气膨胀液化流程 n3.2.5 液化流程能耗比较液化流程能耗比较 中原油田天然气液化装置中原油田天然气液化装置 该液化装置生产该液化装置生产 LNG的能力为的能力为 15.0万万m3/d，原料气，原料气压力为压力为12MPa、温度为、温度为 30℃℃、甲烷的摩尔分数在、甲烷的摩尔分数在 93.35％％～～95.83％ 净化：脱净化：脱CO2——一乙醇胺一乙醇胺 脱水脱水——分子筛分子筛 制冷方式：丙烷制冷方式：丙烷+乙烯乙烯 +节流节流 LNGLNG工艺与技术工艺与技术第四章第四章LNG的储运的储运—储存储存 在在液液化化天天然然气气（（LNG））工工业业链链中中，，LNG的的储储存存和和运运输输是是两两个个主主要要环环节节。
无无论论基基本本负负荷荷型型LNG装装置置还还是是调调峰峰型型装装置置，，液液化化后后的的天天然然气气都都要要储储存存在在液液化化站站内内储储罐罐或或储储槽槽内内在在卫卫星星型型LNG站站和和LNG接接收收站站，，都都有有一一定定数数量量和和不不同同规规模模的的储储罐罐或或储储槽槽世世界界LNG贸贸易易主主要要是是通通过过海海运运，，因因此此LNG槽槽船船是是主主要要的的运运输输工工具具从从LNG接接收收站站或或卫卫星星型装置，将型装置，将LNG转运都需要转运都需要LNG槽车 天天然然气气是是易易燃燃易易爆爆的的燃燃料料，，LNG的的储储存存温温度度很很低低，，对对其其储储存存设设备备和和运运输输工工具具需需要要提提出出安安全全可可靠靠、、高高效效的的严严格要求 4.1 LNG的储存的储存 4.1.1 LNGLNG储罐（槽）储罐（槽）n（（1）型式分类）型式分类 按容量、隔热、形状、罐的材质分类按容量、隔热、形状、罐的材质分类 1 1）按容量）按容量Ø小型储罐（小型储罐（5－－50m3）） 民用燃气汽化站、民用燃气汽化站、LNG汽车加注站；汽车加注站；Ø中型储罐（中型储罐（50-100m3））LNG卫星站卫星站、、燃气汽化站；燃气汽化站；Ø大型储罐（大型储罐（100－－1000m3）） 小型小型LNG生产装置；生产装置；Ø大大型型储储槽槽（（1000－－40000m3）） 基基本本负负荷荷型型和和调调峰峰型型液液化化装装置；置；Ø特大型储槽（特大型储槽（40000－－200000m3）） LNG接收站。
接收站 2）维护结构的隔热分类Ø真空粉末（纤维）隔热真空粉末（纤维）隔热 小型小型LNG储罐；储罐；Ø正压堆积隔热正压堆积隔热 广广泛泛应应用用于于大大中中型型LNG储罐；储罐；Ø高真空多层隔热高真空多层隔热 小小型型LNG储储罐罐，，使使用用很很少 3）按形状分类Ø球形罐球形罐 一一般般用用于于中中小小容容量量的的储储罐罐，，但但有有些些工工程程的的大大型型LNG储储槽槽也也有有采采用用球球形形的的，，如如图图3-2所所示示目目前前最最大大的的有有林林德德公公司司制制造造的的40000m3和和日日本本NKK公公司司建建造造的的5000m3储罐 Ø平底圆柱型罐（槽）平底圆柱型罐（槽）广泛使用于各种容量储罐和储槽广泛使用于各种容量储罐和储槽4 4）按罐的放置分类）按罐的放置分类Ø地上型地上型Ø地下型地下型§半地下型半地下型§地下型地下型§地下坑型地下坑型 地地上上罐罐常常见见的的是是双双层层金金属属储储罐罐，，其其外外层层用用钢钢外外壳壳，，内内层层用用含含镍镍9%的的钢钢板板，，内内外外层层之之间间有有环环空空间间，，充充填填珍珍珠珠岩岩绝绝热热层层并并内内充充N2。
罐罐底底基基础础有有承承受受载载荷荷的的绝绝热热层层，，为为防防止止冻冻坏坏基基础础，，在在基基础础下下面面加加热热装装置置来来保持一定的温度保持一定的温度 半半地地下下罐罐介介于于地地上上罐罐与与地地下下罐罐之之间间，，不不需需罐罐周周围围建建护护堤堤，，兼兼有有地地上上罐罐与与地地下下罐罐的的优优势势有有的的地地下下罐罐用用含含镍镍9%的的钢钢板板或或薄薄膜膜做做内内罐罐，，混混凝凝土土做外罐 地地下下罐罐使使用用先先进进的的内内部部深深挖挖技技术术和和泥泥土土提提升升系系统统，，用用高高强强度度混混凝凝土土填填筑筑，，采采用用预预制制好好的的钢钢顶顶，，内内壁壁可可衬衬不不锈钢钢板锈钢钢板 5 5）按罐的材料分类）按罐的材料分类Ø双金属双金属 内内罐罐和和外外壳壳均均采采用用金金属属材材料料，，内内罐罐一一般般采采用用耐耐低低温温的的不不锈锈钢钢或或铝铝合合金金，，外外罐罐采采用用黑黑色色金金属属，，采采用用较多的是压力容器用钢较多的是压力容器用钢 Ø预应力混凝土罐预应力混凝土罐Ø薄膜型薄膜型(Invar steel Invar steel 36Ni) 6 6）围护结构分类）围护结构分类Ø单围护系统单围护系统只有一个承载层，必须在储槽周围预留一块安全空间。
只有一个承载层，必须在储槽周围预留一块安全空间 Ø双围护系统双围护系统 内内外外罐罐体体都都是是低低温温材材料料，，不不需需另另外外预预留留空间空间 Ø全封闭围护系统全封闭围护系统内外罐体都是低温材料；不需另外预留空间内外罐体都是低温材料；不需另外预留空间Ø薄膜型围护系统薄膜型围护系统有可靠的围护系统，不需预留空间，对外筒要求很高有可靠的围护系统，不需预留空间，对外筒要求很高 n（（2））LNG储罐（槽）结构储罐（槽）结构 1 1）立式）立式LNGLNG储罐储罐 如如图图所所示示100m3立立式式储储罐罐罐罐的的隔隔热热、、结结构构、、封封头头、、材材质质、、支支撑撑、、阀阀门门仪仪表表的保冷和安装）的保冷和安装） n立立式式储储罐罐的的工工艺艺流流程程如如图图所所示示，，包包括括：：进进、、排排液液系系统统；；进进、、排排气气系系统统；；自自增增压压系系统统；；吹吹扫扫置置换换系系统统；；仪仪表表控控制制系系统统；；紧紧急急切切断断阀阀与与气气控控系系统统；；安安全全系系统统；；抽抽真真空空系系统统；；测测满满分分析析取取样样系系统统；；以以及及易易熔熔塞塞、、阻阻火器等安全设施。
火器等安全设施 2 2）立式）立式LNGLNG子母型储罐子母型储罐 子子母母罐罐是是指指拥拥有有多多个个（（三三个个以以上上））子子罐罐并并联联组组成成的的内内罐罐，，以以满满足足低低温温液液体体储储存存站站大大容容量量储储液液量量的的要要求求多多只只子子罐罐并并列列组组装装在在一一个个大大型型外外罐罐（（母母罐罐））之之中中子子罐罐通通常常为为立立式式圆圆筒筒形形，，外外罐罐为为立立式式平平底底拱拱盖盖圆圆筒筒形形由由于于外外罐罐形形状状尺尺寸寸过过大大等等原原因因，，不不耐耐外外压压而而无无法法抽抽真真空空，，外外罐罐为为常常压压罐罐隔隔热热方方式式为为粉粉末末（珠光砂）堆积隔热珠光砂）堆积隔热 子子罐罐通通常常为为压压力力容容器器制制造造厂厂制制造造完完工工后后运运抵抵现现场场吊吊装就位，外罐则加工成零部件运抵现场后，在现场组装装就位，外罐则加工成零部件运抵现场后，在现场组装 单单只只子子罐罐的的几几何何容容积积通通常常在在100-150m3之之间间单单只只子子罐罐的的容容积积不不宜宜过过大大，，过过大大会会导导致致运运输输吊吊装装困困难难。
子子罐罐的的数数量通常为量通常为3一一7只，因此可以组建只，因此可以组建300-1050m3的大型储槽的大型储槽 子子罐罐可可以以设设计计成成压压力力容容器器，，最最大大工工作作压压力力可可达达1.8MPa，通常为，通常为0.2-1.0MPa，视用户使用压力要求而定视用户使用压力要求而定 优点：优点：Ø依依靠靠容容器器本本身身的的压压力力，，可可采采用用压压力力挤挤压压的的办办法法对对外外排排液液，，而而不不需需要要输输液液泵泵排排液液，，因因此此操操作作简简便便和和可靠性提高可靠性提高Ø容容器器具具备备承承压压条条件件后后，，可可采采用用常常压压储储存存方方式式，，减减少储存期间的排放损失少储存期间的排放损失Ø子子母母罐罐的的制制造造安安装装较较球球罐罐容容易易实实现现，，制制造造安安装装成成本较低 缺点：缺点：Ø由由于于外外罐罐的的结结构构尺尺寸寸原原因因，，夹夹层层无无法法抽抽真真空空，，夹夹层层厚厚度度通通常常选选择择800mm以以上上，，导导致致保保温温性性能能与与真真空空粉粉末末隔隔热热球球罐罐相相比比较差Ø由由于于夹夹层层厚厚度度较较厚厚，，且且子子罐罐排排列列的的原原因因，，设设备备的的外外形形尺尺寸寸庞庞大。
大Ø子子母母罐罐通通常常适适用用于于容容积积300-1000m3，，工工作作压压力力为为0.2-1.0MPa范围 立式立式LNG子母型储罐示意图子母型储罐示意图 3）球形）球形LNG储罐储罐 低低温温液液体体球球罐罐的的内内外外罐罐均均为为球球状状工工作作状状态态下下，，内内罐罐为为内内压压力力容容器器，，外外罐罐为为真真空空外外压压容容器器夹夹层层通通常常为为真真空空粉粉末末隔隔热热球球罐罐的的内内外外球球壳壳板板在在压压力力容容器器制制造造厂厂加加工工成成形形后后，，在在安安装装现现场场组组装装球球壳壳板板的的成成形形需需要要专专用用的的加加工工艺保证成形，现场安装难度大工工艺保证成形，现场安装难度大 优优点点：：1)在在相相同同容容积积条条件件下下，，球球体体具具有有最最小小的的表表面面积积，，设设备备的的净净重重最最小小2））球球罐罐具具有有最最小小的的表表面面积积，，则则意意味味着着传传热热面面积积最最小小，，加加之之夹夹层层可可以以抽抽真真空空，，有有利利于于获获得得最最佳佳的的隔隔热热保保温温效效果果3)球球罐罐的的球球形形特特性性具具有有最最佳佳的的耐耐内外压力性能。
内外压力性能 3）球形）球形LNG储罐储罐 缺点：缺点： 1)加加工工成成形形需需要要专专用用加加工工工工具具，，加加工工精精度度难难以以保保证 2)现场组装技术难度大，质量难以保证现场组装技术难度大，质量难以保证 3)球壳虽然净重最小，但成形时材料利用率最低球壳虽然净重最小，但成形时材料利用率最低 球球罐罐的的使使用用范范围围为为200-1500m3，，工工作作压压力力0.2－－1.0MPa容容积积＜＜200m3时时，，应应当当选选用用在在制制造造厂厂整整体体制制造造完完工工后后的的圆圆筒筒罐罐产产品品出出厂厂为为宜宜容容积积超超过过1500m3，，外外罐罐的的壁壁厚厚太太厚厚，，这这时时制制造造的的最最大大困困难难是是外外罐罐而而非非内罐 4））典典型型的的LNG储槽储槽如如图图所所示示全全封封闭闭围围 护护 系系 统统 LNG储储槽槽，，其其容容量量为为80000m3属属于于地地上上特特大大型型储储槽槽多多 用用 于于 LNG终终端接收站端接收站 4））典型的典型的LNG储槽储槽如如图图所所示示全全封封闭闭围围护护系系统统LNG储储槽槽，，其其容容量量为为14万万 m3。
属属于于地地下下型型预预应应力力混混凝凝土土结结构构内内筒筒采采用用薄薄膜膜罐罐，，夹夹层层注注氮氮气气正正压压珠珠光光砂砂隔隔热热薄薄膜膜呈呈波波纹纹状状，，隔隔热热板板起支撑薄膜的作用起支撑薄膜的作用 典型的典型的LNG储槽储槽 200000m3 典型的典型的LNG储槽结构剖面图储槽结构剖面图 典型的典型的LNG储槽储槽 近近年年来来，，日日本本开开发发了了一一种种能能观观察察LNG储储槽槽内内部部的的装装置置，，并并已已投投入入使使用用如如图图所所示示：：探探测测器器能能浸浸没没在在低低温温的的LNG中中工工作作，，将将储储槽槽内内及及周周壁壁的的图图象象清清晰晰地地显显示示在在屏屏幕幕上上，，并并能能连连续续地地摄摄录录下下来来，，以以监监视视储槽的运行储槽的运行 4.1.2 LNG储存中的分层与漩涡储存中的分层与漩涡 液液化化天天然然气气储储运运过过程程中中，，会会发发生生一一种种被被称称为为“涡涡旋旋” 或或“翻翻腾腾” （（rollover））的的非非稳稳性性现现象象涡涡旋旋是是由由于于向向已已装装有有LNG的的低低温温储储槽槽中中充充注注新新的的LNG液液体体，，或或由由于于LNG中中 的的 氮氮 优优 先先 蒸蒸 发发 而而 使使 储储 槽槽 内内 的的 液液 体体 发发 生生 分分 层层（（stratification））。
分分层层后后的的各各层层液液体体在在储储槽槽周周壁壁漏漏热热的的加加热热下下，，形形成成各各自自独独立立的的自自然然对对流流循循环环该该循循环环使使各各层层液液体体的的密密度度不不断断发发生生变变化化，，当当相相邻邻两两层层液液体体的的密密度度近近似似相相等等时时，，两两个个液液层层就就会会发发生生强强烈烈混混合合，，从从而而引引起起储储槽槽内过热的液化天然气大量蒸发引发事故内过热的液化天然气大量蒸发引发事故 如如果果不不同同密密度度的的LNG储储存存在在同同一一储储罐罐内内，，容容易易引引起起液液体体分分层层密密度度较较大大的的液液体体积积聚聚在在储储罐罐底底部部，，而而密密度度小小的的液液体体处处于于顶顶部部，，底底部部液液体体还还因因受受到到上上面面液液体体重重力力的的作作用用，，压压力力高高于于上上部部液液体体，，对对应应的的蒸蒸发发温温度度相相应应提提高高，，相相对对于于该该压压力力相相应应的的蒸蒸发发温温度度来来说说，，底底部部LNG成成为为具具有有一一定定的的过过冷冷度度的的液液态态，，蒸蒸发发速速度度较较上上部部液液体体慢慢而而外外界界热热量量总总是是不不断断由由外外而而内内的的传传递递，，底底部部液液体体获获得得的的热热量量，，有有相相当当一一部部分分是是使使LNG的的温温度度升升高高。
由由于于温温度度的的升升高高，，密密度度将将减减小小，，当当底底部部液液体体密密度度小小于于上上部液体密度时，分层平衡将被破坏，形成所谓的部液体密度时，分层平衡将被破坏，形成所谓的“翻腾翻腾” 此此时时底底部部液液体体的的温温度度高高于于上上部部液液体体温温度度，，混混合合后后温温度度低低的的液液体体被被底底下下翻翻上上来来的的温温度度较较高高的的液液体体加加热热而而蒸蒸发发加加剧剧，，底底部部温温度度较较高高的的液液体体翻翻上上来来以以后后，，失失去去了了上上面面液液体体重重力力的的作作用用，，压压力力降降低低，，成成为为过过热热液液体体，，也也将将产产生生剧剧烈烈的的蒸蒸发发因因此此，，平平衡衡被被破破坏坏以以后后，，液液体体产产生生“翻翻腾腾”，，引引起起液液体体蒸蒸发发率率剧剧增增如如来来不不及及排排出出大大量量的的蒸蒸发发气气体体，，储罐将超越设计的工作压力，对安全储存非常不利储罐将超越设计的工作压力，对安全储存非常不利 研研究究分分析析表表明明，，LNG涡涡旋旋是是由由分分层层引引起起的的，，防止分层就可以防止涡旋防止分层就可以防止涡旋防止分层的方法：防止分层的方法：¨不不同同产产地地、、不不同同气气源源的的LNG分分开开储储存存，，可可避避免因密度差而引起的免因密度差而引起的LNG分层；分层；¨根根据据需需储储存存的的LNG与与储储槽槽内内原原有有的的LNG密密度度的的差差异异，，选选择择正正确确的的充充注注方方法法，，可可有有效效地地防防止分层。
止分层 充注方法的选择一般应遵循以下原则：充注方法的选择一般应遵循以下原则：¨密度相近时一般底部充注密度相近时一般底部充注¨将将轻轻质质LNG充充注注到到重重质质LNG储储槽槽中中时时，，宜宜底底部充注¨将将重重质质LNG充充注注到到轻轻质质LNG储储槽槽中中时时，，宜宜顶顶部充注¨使使用用混混合合喷喷嘴嘴和和多多孔孔管管充充注注，，可可使使充充注注的的新新LNG和原有的和原有的LNG充分混合，从而避免分层充分混合，从而避免分层 分层的探测与消除：分层的探测与消除： 可可以以通通过过测测量量LNG储储槽槽内内垂垂直直方方向向上上的的温温度度和和密密度度来来确确定定是是否否存存在在分分层层一一般般情情况况下下，，当当分分层层液液体体之之间间的的温温差差大大于于0.2K，，密密度度差差大大于于0.5kg/m3时时，，即即认认为为发发生生了了分层 探探测测到到确确已已形形成成分分层层后后，，可可采采用用内内部部搅搅拌拌或或输输出出部部分分液液体体的的方方法法来来消消除除分分层层为为防防止止分分层层和和涡涡旋旋，，LNG储储槽槽内内一一般般都都设设计计了了一一个个专专门门的的搅搅拌拌器器，，以以破破坏坏LNG稳稳定定分分层层。
但但内内部部搅搅拌拌会会引引起起蒸蒸发发量量的的增增加加实实践践表表明明，，快快速输出部分液体是一种较好的消除分层的方法速输出部分液体是一种较好的消除分层的方法 LNGLNG工艺与技术工艺与技术第五章第五章LNG的储运的储运—运输运输 5.2 LNG的运输的运输 5.2.1概述概述 关于天然气的输送，从经济性考虑，供需两地之间的距离在4000-7000km范围内，管道能直达的地区，以管道输送为好；在超过上述距离、管道难以直达的情况下，则采用液化天然气形式由LNG槽船运输关于LNG的运输，概括地说，分为陆上运输和海运 n陆上运输陆上运输¨¨公公公公路路路路运运运运输输输输 采用汽车槽车输送LNG图为国产30m3半挂式LNG槽车由牵引车、半挂车架、储槽以及操作系统构成 LNG槽车一般是满液输送而空车返回，运输效率仅为50%为提高运输效率，降低吨公里成本是非常重要的，因而大型化与列车化大型化与列车化大型化与列车化大型化与列车化是发展的必然趋势 提高槽车的运行速度，可以提高运输效率随着我国高速公路及高等级公路的迅速建设，槽槽槽槽车车车车高高高高速速速速化化化化也是发展趋势。
槽车的高速化对槽车质量要求更高了，如底盘的可靠性、整车的动力性、横向稳定性、制动性能、隔热支承强度等 ¨¨ 铁路运输铁路运输铁路运输铁路运输 在不能经济的实施管输天然气的情况下，采用LNG形态铁路运输便具有显著的优点通过铁路长距离运送LNG，也比公路运输经济 ¨ 管道输送管道输送管道输送管道输送 理论研究表明，随着低温材料和设备技术的发展，建设长距离LNG输送管道在技术上是可行的，在经济上也是合理的 由于LNG的密度是天然气的600倍，与输气管道比较，输送相同体积的天然气，LNG输送管的直径要小得多，LNG泵站的费用要低于压缩机站的费用，LNG泵站的能耗要比压气站的能耗低若干倍LNG输送管道的不足之处是：必须采用价格较贵的镍钢，需要采用性能良好的低温隔热材料，远距离时，需增建中间致冷站因此，LNG输送管道的初期投资费用较高 n海上运输海上运输 液化天然气的海上运输包括液化工厂、海上运输和接收站(再气化)三个环节，各环节密切相连、相互影响，相互协同建设、同步投产，称为液化天然气海上运输链天然气液化工厂是液化天然气的场所典型的天然气液化工厂包括液化和LNG装船码头。
LNG运输船是LNG海上运输的主要载体，是实现天然气远距离运输的专用海上运输工具 LNG接收站是接卸、储存和再输送天然气的场所，是LNG海上运输链的最后一个环节在这里，由LNG船舶运输至的LNG经过升温、再气化后，经输气管道送至各用户终端接收站通常由一个专用接卸码头和后方站区组成 Ø LNGLNG运输槽船运输槽船 LNG的远洋运输始于1959年，当时的“甲烷先锋号”油轮装载5000m3LNG成功地从美国路易斯安娜州查理斯湖，横渡大西洋运抵英国凯凡岛40年来，LNG槽船在数量和规模上都有了很大的发展，造船技术也日趋成熟至20世纪90年代末，共有87艘LNG船在海上运行单船的容量也不断增大，已由最初的5000m3发展到现在的136400m3 目前主要的LNG船建造 国为法国、美国、日本和韩国 LNG海上运输属于危险品运输装运LNG的船上储槽，必须提供足够的低温承受强度，以及良好的维持货运期间低蒸发率的绝热性能，LNG船还必须防止热胀和冷缩对船体结构的影响此外，由于碳钢会在-50℃以下变脆，受力条件下会发生崩裂，即使LNG储槽很小的泄漏，也会对船上的构件形成伤害，所以，必须采取措施使LNG远离船上的普通钢结构，如果某部分确实不能在位置上满足这种要求，则必须使其绝热，以减少温度波动。
因此，装运LNG的船舶设计必须是专门化的LNG运输船与其它船舶的主要区别在于货运储槽的结构设计，以及为适应LNG远洋运输而配置的特殊设施这些特殊设施有LNG装卸装备、LNG蒸发气的利用与再液化装置、压载稳定装置和一定的安全设施 为了防止和降低船舶在发生碰撞和搁浅等事故时对LNG船舶的货舱造成损坏，所有LNG专用运输船均建造双层船壳 关于LNG船的结构，早期的LNG船的储罐置于舱面，后来法国率先开发出隔舱式结构目前根据LNG船不同的货物围护系统可以分为：法国的GTT型，挪威的MOSS型以及日本的SPB型GTT是薄膜舱，MOSS是球形舱，SPB是棱形舱目前建造的LNG船中以MOSS和GTT最多而日本生产的SPB型LNG船，具有重心低、航行平稳、强度高、绝热效果好和易于建造等优点，有很好的发展前景 所有LNG船都用LNG储罐的蒸发气作燃料，也有的另设有小型天然气液化装置，将多的蒸气液化后返回储罐 Ø LNGLNG接收站接收站 LNG接收站一般由接收港和站场两部分组成，其工艺方案可分为直接输出式和再冷凝式两种。
主要区别在于根据终端用户压力要求不同，在流程中是否设有再冷凝设备Ø LNGLNG接收站接收站 LNG接收站包括LNG装卸、储存、再气化/外输、蒸发气处理、防真空补气和火炬/放空6部分工艺系统组成（有的终端还有冷量利用系统） LNG装卸系统由卸料臂、卸船管线、蒸发气回流臂、LNG取样器、蒸发气回流管线及LNG循环保冷管线组成 LNG接收站的主要设备包括：ü 卸料臂ü 储罐 ü LNG输送泵（潜液泵）ü 气化器（蒸发器）ü 蒸发气压缩机ü 再冷凝器 5.2.2 LNG的管道输送的管道输送 用管道输送低温液体通常有两种情况一种情况是储存及运输容器之间的移注，例如由储槽移注入槽车（在生产单位）或由槽车移注入储槽（在使用场所），以及由槽车或储槽移注入使用低温液体的容器（如试验装置的容器或火箭的燃料箱）等在这种情况下必须采用液体管输送，输送距离一般较短，且系间断性操作另一种情况是长距离输送，例如从天然气矿区将天然气液化后输送到用户区，再经气化后供用户使用在这种情况下是采用液体输送还是采用气体输送需经过经济比较后确定 容容器器之之间间移移注注低温液体的输送方法一般有三种，即重重力力输输送送，，液液泵泵输输送送及及加加压压输输送送。
重力输送适用于流量小的情况，其他几种方法适用于流量大的情况加压输送必须用高压容器，加压的方法可以用升压加热器加压，也可用压缩机加压 5.2.3 LNGLNG的长距离管输工艺技术的长距离管输工艺技术n输送工艺 LNG的远距离输送与原油的加热输送工艺类似，管道沿线需建设LNG加压泵站，此外，由于当进入管道的是饱和液体时受热后就要部分气化，成为两相流动出现两相流动将使管道的流量减小，阻力增大，甚至还会产生“气塞”现象因此对于低温液体输送管道，特别是长距离管道，要防止液体气化，即应实现液体单相流动防止液体气化的方法就是采用高压输送，即始终保持液体的压力在其临界压力以上，液体的温度在其临界温度之下因此，对于远距离输送管道除去加压站之外每隔一定距离还需设冷却站，以降低升高了的液体温度加压站和冷却站应建在一起称为冷泵站以便于施工和管理 由于LNG的密度随温度、压力变化比一般轻质成品油大得多，在LNG管道的工艺计算中LNG的物性参数要按管道起终点温度、压力的平均值选取，也可进行分段计算无论采用哪种方式都必须对极限工况进行校核n经济管径与经济流速 LNG管道设计方案的确定，主要是指选择多大的管径使得LNG输送管道的年当量费用（投资和运行管理费用之和）最少。
此时的管径称为某一输量下的经济管径 nLNG管道站间距及经济保冷层的确定 如何设计确定LNG管道冷泵站间距，不仅关系到LNG管道的安全生产运营，而且还直接对管道系统的经济性产生影响站间距过大，不仅要求增大站出口压力，而且在相同的站间温度降情况下对保冷层的要求越高站间距过小，虽然可以减少保温层的厚度，但却增加了站的投资和运行管理费用可见，输送温度和输送压力的正确组合，即冷泵站数和保温层的恰当选择，对输送的经济性影响较大 冷泵站之间的距离L，可根据预定的进站温度暂定进站压力，在根据泵的出力和管材的强度，确定泵站的工作压力，得到站间管道的最大压降，由此得到最大的站间距而在相同站间距的情况下，进站温度的确定影响到保冷层厚度和出站温度，从而影响系统的投资和运行管理费用因此，需要采用进行优化的方法，以费用最小为目标，通过建立数学模型来选择经济保冷层厚度和进站温度 nLNG输送管道 一般说来，低温液体的输送管道可分为三类：非绝热管（裸管）、普通绝热管以及真空绝热管非绝热管虽造价低，但在使用时跑冷损失大通常用于间断性的短距离输送真空绝热管由内管、外管及支撑件构成，造价和施工管理费用高。
对于大批量的LNG长距离输送，常采用普通绝热管这种管道是在管外敷设普通绝热结构，其缺点是热容量大，绝热性能较真空绝热管差但其投资和施工管理费用比真空绝热管小，这对于长距离输送的情况显得尤为重要 LNG输送管道材质的选取要考虑到其冷脆问题，因此一般选用9%或3.5%的镍钢管道的焊接一般采用惰性气体保护焊全部的焊缝需进行质量检测，以保证不泄漏 n nLNGLNGLNGLNG管道的预冷管道的预冷管道的预冷管道的预冷 LNG 气化站内低温管道和低温储罐在正式进入低温液体前，要首先进行充分的冷却，即预冷过程为了避免管路结构损坏，预冷过程非常重要如果LNG突然流入常温的管道，管道会迅速地收缩管道的底部与沸腾的LNG直接接触，而顶部相对较热，因顶部温度相对较高，这种结果便是所谓的香蕉效应由于收缩不一致，可能引起管道、支撑和膨胀节的损坏，因此冷却必须慢慢地进行，首先用冷的蒸气在管路中循环，有时还需用干燥氮气吹扫管路，去除管路中残留的水蒸气，使管路达到一定温度一般是在-95～-118 oC范围内方可输送LNG LNG管道预冷的目的在于检验和测试低温设备及管道的低温性能，包括：(1) 检验低温材料质量是否合格 (2) 检验焊接质量(3) 检验管道冷缩量和管托支撑变化(4) 检验低温阀门的密封性(5) 使储罐达到工作状态，测试储罐真空性能 预冷的原则：预冷时储罐和管道温度要逐步降低，避免急冷，防止温度骤降对设备和管件造成损伤。
根据有关的操作经验，冷却速率在50℃/h 比较安全 预冷过程中需要的LNG量是随显热的利用程度而变因此存在两种极限情况：（1）当LNG的制冷量全部被利用（即任何时刻逃逸气体的温度等于管内壁的温度时）的需液量称为最小需液量，如果预冷速度很慢且气体与管道系统之间传热情况良好时即接近这种情况；（2）当只有LNG的气体潜热被利用时的需液量称为最大需液量，如果很快预冷或传热情况较差时则接近这种情况 虽然LNG管道系统的预冷速度很慢，但由于在预冷过程中需要在沿线不断的放出气体以保证管道的安全和不断冷却，故无法充分利用气体温度升高时所吸收的显热，因此LNG管道系统预冷的实际需液量是在最大需液量与最小需液量之间当保温情况一定时，显然预冷时间的长短决定于LNG的进口压力、放气压力和排放量、放气口间距、土壤导热率和埋深等一系列因素 预冷的步骤可分为两步（以氮气预冷为例）：Ø 低温氮气预冷、Ø 液氮预冷 n n LNG LNG LNG LNG的冷态输送工艺的冷态输送工艺的冷态输送工艺的冷态输送工艺 目前还有一种新的LNG管道输送法，称为“冷态输送法”。
即在进口站将液化天然气送入管道，在管道中的液化天然气吸收外界传入的热量后，逐步蒸发而使管内压力增加，以此推动液化天然气向前推进这个方法的特点是：(1) 节约中间加压站；(2) 降低了绝热保温的要求；(3) 把液化设备集中首站；(4) 终点站是低温气体；冷态输送费用比液态输送高三分之一，比气态输送低60% n n LNG LNG LNG LNG输送的间歇泉现象输送的间歇泉现象输送的间歇泉现象输送的间歇泉现象 间歇泉现象指的是在低温液体沿竖直的长管道(指长径比达到一定值) 向下输送过程中，由于液体汽化会产生气泡，而且随着气泡的增多气泡之间会发生聚合，最后把低温液体反向挤出管道入口而产生的喷发现象当管路中的流体流速较低时可能会发生间歇泉现象，但只有在流体停止流动时才需要注意它的发生 为了消除或减轻间歇泉现象带来的危害，在应用中，要注意管路系统的绝热，因为热侵是导致间歇泉现象产生的根本原因目前解决这个问题主要有以下几种方案：注入惰性不冷凝气体、补充注入低温液体和加循环管路这几种方案的本质都是转移低温液体的过热量，避免过热量的累积，从而防止间歇泉现象的发生 LNGLNG工艺与技术工艺与技术第六章第六章LNG 低温绝热技术低温绝热技术 6.1 绝热的目的和方法绝热的目的和方法绝热的目的和方法绝热的目的和方法 低温绝热的目的主要是为了减少由环境介质传入的热量，即减少冷损。
这对于气体液化及分离装置来说，可使运转经济性提高；对于低温液体储运设备来说，可以减小气化损失，或为长时间储存及远距离运送创造条件特别是对于LNG液化装置及LNG储存容器，如果没有良好的绝热，液化和储存都难以实现因此，低温绝热不仅具有经济意义，而且具有技术意义除此之外，对设备、管道进行绝热还可以避免在外表面上结露、结霜，也可以避免人的皮肤与之接触时有冷的感觉甚至冻伤这对改善工作条件及防止意外事故的发生都是有必要的 6.1.1 6.1.1 6.1.1 6.1.1 绝热方法的分类绝热方法的分类绝热方法的分类绝热方法的分类 低温绝热分为普通绝热和真空绝热n n普通（堆积）绝热普通（堆积）绝热普通（堆积）绝热普通（堆积）绝热 普通绝热是一种使用较早的传统的绝热方法，它是在设备、容器，管道的外侧敷设固体的多孔性绝热材料，而在绝热材料的空隙中充满着大气压力下的空气（或其它气体）这种绝热方法的绝热性能较差，但其结构简单、造价低廉，故在绝热要求不高的情况下普遍使用现在，天然气液化装置、空气分离装置及大容量的液氧、液氮及液化天然气储槽多采用这种绝热方法 n n真空绝热真空绝热真空绝热真空绝热 真空绝热是将绝热结构做成密闭的夹层，内部空间抽至一定的真空度，以减少热量的传入。
真空绝热有三种基本类型：高真空绝热、真空多孔绝热及真空多层绝热 1）高真空绝热高真空绝热 亦称单纯真空绝热，它只是单纯地将夹层空间抽至1.33mPa（10-5mmHg）的真空常见的杜瓦瓶即采用这种绝热方式在真空夹层中，只有两个壁面之间的辐射传热及夹层内残余气体的导热如果将夹层内表面抛光，或者涂上一层反射性物质，就形成反射性能良好的真空夹层，辐射传热量即可减小这种绝热结构因有辐射热交换，故绝热性能不是很好；但它的结构最简单，重量轻，热容量小，故自上世纪初以来它一直应用很普遍 2 2 2 2）真空多孔绝热）真空多孔绝热）真空多孔绝热）真空多孔绝热 它是在夹层中充填多孔性绝热材料，然后再抽至一定的真空从工艺的方便性考虑，一般都是充填粉末材料或纤维材料，故这种绝热方式也称为真空粉末绝热或真空纤维绝热真空夹层中的绝热材料削弱了壁面之间的辐射换热，所以它的绝热性能比高真空绝热要好，对真空的要求可以降低，一般达1Pa左右（10－2mmHg）即可如果向粉末或纤维材料中加入一定比例的反射性强的金属粉末，例如铝粉或铜粉，以减小材料内粉粒或纤维之间的辐射换热称为阻光作用，则可使绝热性能大为提高。
真空粉末及真空纤维绝热现在广泛用于低温液体的贮存及运输设备和管道 3 3 3 3）真空多层绝热）真空多层绝热）真空多层绝热）真空多层绝热 它是在真空夹层中装入许多辐射屏，用来减少壁面之间的辐射换热多层绝热有两种基本型式，一种是用金属箔作辐射屏，屏间填入导热性能低的间隔材料；一种是用单面喷铝的涤纶薄膜作辐射屏，且压制成波纹形成凹凸形，以减少屏间的接触传热真空多层绝热要求真空达15mPa左右（10－4mmHg）即可真空多层绝热是当前绝热性能最好的绝热方式之一，常称为“超级绝热”，多用于液氢及液氦储运容器，现也用于小型液氧、液氮容器真空多层绝热的缺点是施工比较麻烦，造价比较高，且绝热性能随施工质量而变 n6.1.2 绝热性能的评定绝热性能的评定绝热性能的评定绝热性能的评定 绝热结构的绝热性能可用其有效导热系数（或称表观导热系数，包括对流及辐射换热在内）来评定，它的数值越小，则绝热性能越好在图4-2中示出各种绝热方式有效导热系数的变化范围由图可以看出，多层绝热比其它绝热方式具有高得多的绝热性能，而非真空绝热方式的绝热性能最差 6.2 低温装置用绝热材料低温装置用绝热材料低温装置用绝热材料低温装置用绝热材料 在各种绝热方式中，除高真空绝热外都要应用绝热材料。
绝热材料是用来增强绝热结构的绝热性能，以减小通过绝热结构的传热量对绝热材料性质的了解是设计绝热结构的基础 6.2.1绝热材料的种类及一般特性绝热材料的种类及一般特性绝热材料的种类及一般特性绝热材料的种类及一般特性 绝热材料的品种较多，它们的性质相互差别也较大绝热材料按材质可分为矿物质材料及有机质材料两类在低温装置中多应用矿物质材料绝热材料按其组织结构可分为泡沫状材料、粉末状材料及纤维状材料三类，它们的组织结构不同，在其中所进行的传热过程的机理不同，用它们构成的绝热结构的型式也不完全一样 1 1））））泡泡泡泡沫沫沫沫塑塑塑塑料料料料 以聚合物或合成树脂为原料，加发泡剂和稳定剂经加热发泡而成泡沫塑料用作绝热材料的优点是密度和导热系数都较小，能适用于低温，吸水性小，能抗酸碱的侵蚀，燃烧性差（离开火源后能自熄），易于切割和施工，因而它们的应用日益广泛2 2））））矿矿矿矿棉棉棉棉 或称矿渣棉，是将熔铁炉渣（也可用泥灰岩）在熔融状态时用高压水蒸汽吹成的矿质纤维（纤维中往往含有玻璃状小球），它耐火耐冻、无味不霉、密度及导热系数都较小，价格低廉，故是一种较好的绝热材料。
矿棉常用于空分装置及运输式设备 3 3））））珠珠珠珠光光光光砂砂砂砂 珠光砂也称膨胀珍珠岩珍珠岩是一种火山喷出的酸性玻璃质熔岩，其主要成分为SiO2和AlO2当岩浆流出地表时，由于急剧冷却，水分来不及完全逸出，因而岩石中便含有一定量的结晶水将岩石粉碎成细粒后，迅速加热至700~1000C，结晶水急速汽化，岩石体积可增大4~20倍，便得到色白质轻的珠光砂，其尺寸大部分在0.3~0.6mm之间珠光砂的密度和导热系数都很小，故是一种良好的绝热材料珠光砂不燃烧、不霉烂、无毒无味、不会腐蚀；它的流动性好，可用风压输送；此外，还具有隔音和防辐射线的性能，加之来源较广，故应用较多珠光砂主要用于空分装置及气体液化装置中，其缺点是吸水率较高，且有下沉现象珠光砂还具有吸附气体的能力，当它吸附有可燃气体时，在检修施工前应予置换，以确保施工安全 4 4））））碳碳碳碳酸酸酸酸镁镁镁镁 粉末状碳酸镁的绝热性能良好，价格较低，故以往多用于低温装置及设备的真空绝热但碳酸镁在易结块（且结块后较难再生），又其中常含有一定量的水分，使抽真空较困难，因而逐渐被其他材料代替5 5））））气气气气凝凝凝凝胶胶胶胶及及及及硅硅硅硅胶胶胶胶粉粉粉粉 气凝胶也称硅酸气凝胶，它是用从硅酸凝胶中除去液体而不明显压缩其骨架的方法得到的材料，是目前已知的最有效的绝热材料。
气凝胶的导热系数小，流动性好，稍具有弹性，第一次装填之后不会因震动而下沉，且在真空绝热中易于抽空但气凝胶很贵，且浸入水中后即形成硅酸凝胶，密度增大将近十倍，不能用再作绝热材料硅胶粉是由二氧化硅构成的粉末，其密度及导热系数均较气凝胶大 6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 绝热材料的热物理性质绝热材料的热物理性质绝热材料的热物理性质绝热材料的热物理性质1））导导热热系系数数 导热系数是绝热材料的最基本的特性绝热材料的导热系数与很多因素有关，其中影响较大的是温度、压力、密度、含湿量及环境气体 2））比比热热 绝热材料的比热是与绝热结构在降温（或升温）时所需的冷量（或热量）有关比热的数值越大，则需要的冷量（或热量）就越多绝热材料的比热随着温度的降低而降低 3））线线膨膨胀胀系系数数 绝热材料受热时的线膨胀系数可用来估计绝热结构在降温（或升温）时的牢固性及稳定性线膨胀系数越小，则绝热结构降温时收缩或破裂的可能性就越小 6.2.3 绝热材料的选择绝热材料的选择 在选择绝热材料时，有如下几方面的要求：¨导热系数小、密度小；¨吸湿性小；¨抗冻性强；¨耐火性强；¨无气味，不易霉烂，对人体无害，并能避免虫蛀鼠咬；¨机械强度高，经久耐用；¨能保持固定的几何形状和尺寸，便于加工和施工；¨价格低廉，易于获得和便于运输。
在一个具体的设计中，要全部满足上述要求是很困难的，这就需要具体地分析具体情况，抓住主要矛盾，从某一点或几点出发，来选择最有利的绝热材料¨对于大型装置，绝热材料用量大，就须着重考虑价格和货源；对于小型装置材料价格就不是主要问题，而应着重考虑轻便耐用¨对于低温装置、设备及管道，应采用导热系数小的绝热材料，特别是对于直径小的管道，要防止绝热结构的外径接近临界绝热直径，而使冷损增大 ¨对于温度需要经常改变的设备，除要求导热系数小之外（这样绝热结构就较薄），希望其容积比热小（即密度与比热的乘积c小），这样过渡过程的能耗就少¨对于运输式装置和运输式低温容器，特别是对于空间飞行器，希望密度与导热系数的乘积小，这样运输重量或火箭的发射重量就小 6. 3 热桥热桥 外界进入低温部份的热流，除通过绝热体传导外，还有一部分是通过绝热空间的连接件如管道、吊杆、支承等传导，这些连接件称为热桥 通过热桥传导的热流比例，随绝热体绝热效率的提高而增大在低温液体容器中，通过热桥传导的热流可高达总热流的30~50%，甚至更大因此，在低温绝热中，除设法减小通过绝热体的热流外，同时还需设法减小通过热桥传导的热流。
减少热桥导热的措施减少热桥导热的措施n选用导热系数小和强度高，即具有较大 比值的材料制作热桥（[]为材料的许用应力，为材料在20~300K下的平均导热系数） 非金属材料的 比值较大，但在低温下脆性也较大，不能承受较大的冲击和振动因此，多用于实验室规模的装置或小容量容器对于大型装置，或大容量容器，则多用金属，一般用导热系数较小而强度较高的合金材料在可能范围内，增加管道长度，减小管壁厚度 n采用多层迭片式支承 多层迭片式支承可在不增加支承长度的情况下，增加金属材料的热阻多层迭片式支承的热阻值约比整体金属大数十倍，而强度几乎相等n大中型低温液体储运容器，可采用造成构件间的线接触(圆管与圆管)，链接触（链索）和点接触（球和平面）等方法，以减小接触面积，增加接触热阻，减小外界热量的导入 LNGLNG工艺与技术工艺与技术第七章 LNG的汽化与冷量利用 第七章 LNG的汽化与利用 天然气作为液体状态存在时有利于其储存和运输，但天然气最终被利用时的状态必须是气态因此，液化天然气在被利用之前必须先经过汽化 天然气是一种应用非常广泛的优质清洁的燃料和化工原料，在发电、汽车、化工、空调、工业与民用燃料等领域获得了有效的利用。
广义地说，任何一种天然气的利用方式均可以作为LNG的一种利用方式狭义地说，液化天然气的利用专指在LNG利用系统中，天然气不仅仅作为系统的燃料或原料，而是直接与系统流程结合，并使系统运行得到优化在LNG的使用中，还有大量的冷量可以利用 第七章 LNG的汽化与利用7.1 LNG的汽化的汽化 液化天然气汽化站是一个接收、储存和分配液化天然气的基地，是城镇或燃气企业把LNG从生产厂家转往用户的中间调节场所由于LNG本身具有易燃、易爆的危险性，又具有低温储存的特点，因此，LNG汽化站在建设布局、设备安装、操作管理等方面都有一些特殊要求 参照标准：美国NFPA59A《液化天然气（LNG）生产、储存和处理》 第七章 LNG的汽化与利用7.1.1 LNG汽化站的总体规划汽化站的总体规划 n站址的选择 站址选择一方面要从城市的总体规划和合理布局出发，另一方面也应从有利生产、方便运输、保护环境着眼因此，在站址选择过程中，要考虑到既能完成当前的生产任务，又要想到将来的发展n围堰区和排放系统设计 液化天然气储罐周围必须设置围堰区，以保证储罐发生的事故对周围设施造成的危害降低到最小程度。
第七章 LNG的汽化与利用 汽化站的工艺区，汽化区，液化天然气、可燃制冷剂、可燃液体的输运区，以及邻近可燃制冷剂或可燃液体储罐周围的区域，应该具有一定的坡度，或具有排泄设施，或设置围堰可燃液体与可燃制冷剂的储罐不能位于LNG储罐的围堰区内 液化天然气储罐的围堰区应当有一个最小允许容积V，它包括排泄区的任何有用容积和为置换积雪、其它储罐和设备留出的余量 第七章 LNG的汽化与利用计算方法：¨1)单个储罐的围堰区最小允许容积 V＝储罐中液体的总容积(假定储罐充满)¨2)在多于1个储罐，并且有相应的措施来防止由于单个储罐泄漏造成的低温或火灾引发其它储罐的泄漏时，围堰最小允许容积 V＝被围储罐中最大储罐中的液体体积(假定储罐充满)¨3)在多于1个储罐，并且没有相应的措施来防止由于单个储罐泄漏造成的低温或火灾引发其它储罐的泄漏时，围堰最小允许容积为 V＝被围储罐中全部储罐中液体的总容积(假定储罐充满) 第七章 LNG的汽化与利用 围堰区如果仅用于汽化工艺或LNG输运设施时，其最小容积为任何单一事故源在10min内漏入围堰区的液化天然气、可燃制冷剂或可燃液体的最大容积。
除了用来引导LNG快速流出危险区的储罐的排泄管外，禁止采用密闭的液化天然气排泄管道当储罐的工作压力为0.1MPa或更小时，防护围栏或围堰墙的高度和距离由图5-1确定 第七章 LNG的汽化与利用 围堰区应当有排除雨水或其它水的措施可以采用自动排水泵排水，但泵应配有自动切断装置以防在LNG温度下工作如果利用重力来排水，应预防LNG通过排水系统溢流 围堰表面的隔热系统应不易燃烧并可长久使用，且应能承受在事故状态下的热力与机械应力和载荷n围堰区的界定 为了使围堰区内在发生LNG溢流时发生火灾的可能性尽可能减小，对汽化站其它设施的危害降到最低，应根据热辐射防护距离确定用地线 第七章 LNG的汽化与利用规定如下：¨来自火焰的热辐射通量的规定在风速为0m/s，温度为21℃和相对湿度为50%的大气条件下，来自火焰的热辐射通量不能超过规定的限定值；¨热辐射防护距离应根据LNG火灾热辐射模型计算确定；¨LNG设计溢流量应根据设计的具体情况确定n汽化器的间隔 除非导热流体介质是不可燃的，各汽化器及其主要热源应当布置在离任何其它火源至少15m的地方。
第七章 LNG的汽化与利用 整体加热汽化器应布置在距用地线至少30m，并距下述地点至少15m： 1) 任何围堰内的液化天然气、可燃制冷剂或可燃液体、或在任何其它泄漏的事故源和围堰区之间的这几种液体的输运管道 2) 液化天然气、可燃制冷剂或可燃气体的储罐，含有这几种液体的不用火的工艺设备，或用在输送这些液体的装卸接口 3) 控制大楼、办公室、车间和其它有人的或重要的建筑物 第七章 LNG的汽化与利用 远程加热汽化器、环境汽化器和工艺汽化器应布置在距用地线至少30m以远远程加热汽化器和环境汽化器应当允许布置在围堰区内 在多个加热汽化器的场合，各汽化器之间的间距应当至少保持1.5mn工艺设备的间隔 含有液化天然气、制冷剂、可燃液体或可燃气体的工艺设备，应当布置在离火源、用地线、控制室、办公室、车间和其它类型的建筑物至少15m远处燃烧设备和其它火源应当布置在离任何围堰区或储罐排泄系统至少15m 第七章 LNG的汽化与利用7.1.2 LNG的汽化流程的汽化流程 n汽化流程 液化天然气汽化站工艺大致分为两种：一种是蒸发气体（BOG）再液化工艺；另一种是BOG直接压缩工艺。
两种工艺并无本质上的区别，仅在蒸发气体的处理上有所不同图5-2是采用BOG再液化工艺的LNG汽化站工艺流程 第七章 LNG的汽化与利用7.1.2 LNG的汽化流程的汽化流程 n汽化流程 在大型LNG接收站，LNG运输船抵达码头后，经卸料臂将LNG输送到储罐储存来自储罐的LNG由泵升压后送人汽化器，LNG受热汽化后输送到下游用户管网LNG在储存过程中，由于储罐不可避免的漏热，部分LNG会从液相蒸发出来，这部分蒸发气体即BOG采用再液化工艺时，BOG先通过压缩机加压到1MPa左右，然后与LNG低压泵送来的压力为1MPa的LNG过冷液体换热并重新液化为LNG 第七章 LNG的汽化与利用 若采用BOG直接压缩工艺，则由压缩机加压到用户所需压力后直接进入外输管网BOG直接压缩工艺需要将气体直接升压至管网压力，需要消耗大量压缩功；而LNG再液化工艺是将液体用泵升压，由于液体体积要小得多，且液体的压缩性很小，因此液体升压过程的能耗比BOG直接升压过程可节约50%左右 另外，为了防止LNG在卸船过程中造成LNG船舱形成负压，一部分BOG需要返回LNG船以平衡压力。
第七章 LNG的汽化与利用 小型LNG汽化站一般采用LNG槽车输入LNG，卸车过程比大型接收汽化站的卸船过程更简单一些，但汽化工艺过程是类似的 液化天然气接收汽化站工艺流程选择中，还有很重要的一个部分是关于LNG储储存存设设备备和和汽汽化化设设备备的的选选择择这需要在考虑各种设备优缺点的基础上，结合汽化站规模和其它具体情况确定 第七章 LNG的汽化与利用n汽化站储存总容积的确定 为了保证在用气高峰季节也能保证正常供应，汽化站中应储存一定数量的液化天然气目前最广泛采用的储存方式是利用储罐储存 汽化站储罐设计总容积可按下式计算： n-储备天数；k-月高峰系数；Gr-平均日用气量；储存天数主要取决于气源情况（气源厂个数、检修周期和时间、气源厂的远近等）和运输方式 第七章 LNG的汽化与利用n汽化器传热面积的确定 汽化器传热面积可按下式计算： A—汽化器的换热面积（时）； w—汽化器的汽化能力(kg/s)； q—汽化单位质量液化天然气所需的热量（kJ/kg） K—汽化器的传热系数[kW/（m2 .K）]； △t—加热介质与液化天然气的平均温差（K）。
第七章 LNG的汽化与利用7.1.3 LNG的汽化工艺设备的汽化工艺设备 液化天然气汽化站设备主要有储罐、汽化器、泵和压缩机等 n固定式液化天然气储罐 主要有金属储罐和钢筋混凝土两大类对储罐的基本要求包括：低温性能、 隔热性能、 地震与风雪荷载、 充装容积、土壤防冻、 分层与涡漩预防 对于金属储罐，运行压力小于0.1MPa的焊接结构按普通容器设计制造运行压力大于0.1 MPa的焊接结构的金属储罐按压力容器设计制造 第七章 LNG的汽化与利用n液化天然气汽化器 分类分类 按热源不同分为三类：§ 加热汽化器（整体加热汽化器如浸没式,远程加热汽化器）¨环境汽化器（直接利用大气、海水或地热水作为热源）¨工艺汽化器（热源来自其它热动力过程或化学过程） 第七章 LNG的汽化与利用 第七章 LNG的汽化与利用n汽化器基本要求汽化器基本要求¨ 汽化器换热器的设计工作压力，至少等于液化天然气泵或供给液化天然气的压力容器系统的最大出口压力中较大的压力值¨ 汽化器组的各个汽化器均应设置进口和排放切断阀¨ 应提供恰当的自动化设备，以避免LNG或汽化气体以高于或低于外送系统的温度进入输配系统。
这类自动化设备应独立于所有其它流动控制系统，并应与仅用于紧急用途的管路阀门相配合 第七章 LNG的汽化与利用¨ 用于防止LNG进入空置汽化器组的隔断设施，应包括两个进口阀，并且提供排除两个阀门之间可能聚集的LNG或气体的安全的措施¨ 每一加热汽化器应提供一种在距汽化器至少15m处切断热源的方式此设备应在其安装位置可操作¨ 如果汽化器与向其供液的储罐的距离不小于15m，则在LNG管路距加热汽化器至少15m处应设置切断阀此切断阀应在其安装位置和以远程方式均可操作，且应防止因外部结冰使其不可操作 第七章 LNG的汽化与利用¨安装在距LNG储罐15m之内的任何环境或加热汽化器，均应在液体管路上设置自自动动切切断断阀阀此阀应设在距汽化器至少3m处，应在管路失压时（过流），或汽化器紧邻区域温度异常时（火灾），或汽化器出口管路出现低温时，能自动关闭在有人值班的地方，应允许在距汽化器至少15m处对此阀实现远程操作¨ 如果在远程加热汽化器中采用了可燃中间流体，应在中间流体系统管路的热端和冷端均设置切断阀这些阀门的控制设施应设在距汽化器至少15m处 第七章 LNG的汽化与利用¨每台汽化器应当安装减减压压阀阀，减压阀的口径按下列要求选取：①加热或工艺汽化器的减压阀的排出量，应为额定的汽化器天然气流量的110%，不允许压力上升到超过最大许用压力的10%以上；②环境汽化器的减压阀的排出量，至少应为额定的汽化器天然气流量的150%，不允许压力上升到超过最大许用压力的10%以上。
加热汽化器的减压阀在运行时温度不能超过60℃，除非设计的阀门能承受高温¨ 整体加热汽化器或远程加热汽化器用的一次热源在运行时燃烧所需要的空空气气，应从一个完全封闭的建筑外部获得在安装整体加热汽化器或远程加热汽化器的一次热源的地点，应防止燃烧后生成的有害气体积聚 第七章 LNG的汽化与利用n泵和压缩机 液化天然气汽化站中使用的泵和压缩机，应满足下列要求：§ 泵和压缩机应当使用在可能遇到的温度和压力条件下都能正常工作的材料来制造§ 阀门的安装应使每一台泵或压缩机都能单独维修在泵或离心式压缩机因操作需要并列安装的场合，每一个出口管线上应配一个止回阀§ 泵和压缩机应当在出口管线上装备一个减压装置来限制压力，使之低于机壳和下游管道、设备的设计最大安全工作压力 第七章 LNG的汽化与利用n泵和压缩机 §每台泵应当装备有足够能力的释放阀，用以防止泵壳在冷却时产生最大流量期间超压§低温泵的地基和油池的设计和施工中，应防止冷冻膨胀§对于输送温度低于-29℃的液体泵，应配备预冷装置，确保泵不被损坏或造成临时或永久失效§处理可燃气体的压缩设备，应在各个气体可能漏泄的点设排气道，使气体能排出到建筑物外部可供安全排放的地方。
第七章 LNG的汽化与利用n7.1.4 测量仪表测量仪表 ¨液位测量（独立的两套，高液位报警器）¨压力表（储罐最高预期液位上方的位置）¨真空表（真空夹套设备检测夹层中的绝对压力）¨温度检测（储罐、汽化器、低温设备和容器的地基）¨检测仪表的紧急切断 第七章 LNG的汽化与利用n7.1.5 汽化站的消防与安全汽化站的消防与安全 ¨着火源控制¨紧急关闭系统¨火灾和泄漏监控¨消防水系统¨灭火设备¨安全措施 第七章 LNG的汽化与利用n7.1.6 汽化站建设实例汽化站建设实例 ¨淄博LNG汽化站工程概况¨LNG汽化站的工艺设计1) 工艺流程 第七章 LNG的汽化与利用2) 设备及材料的选择LNG储储罐罐：立式，几何水容积106m3，12台，内胆材料为OCr18Ni9，外层为16MnR,夹层充填珠光砂抽真空绝热保冷储存压力0.3MPa，温度-145摄氏度空浴汽化器空浴汽化器：汽化能力1500kg/h，8台水浴汽化器水浴汽化器：汽化能力4000kg/h，1台材材料料：工艺中所要求的低温管道均采用OCr18Ni9 ,与之相关的低温阀门均由日本赛山公司提供，相关管道进行保冷处理。
第七章 LNG的汽化与利用n7.1.6 汽化站建设实例汽化站建设实例 3) LNG站的消防及安全设计n 消防水罐(1500m3,两个)；n 环状供水管网、消火栓、水炮和罐顶水幕喷淋装置；n 罐区设干粉灭火装置；n 排液沟和集液池（200m3）n 可燃气体报警 紧急切断阀和高压保护、安全放空系统 第七章 LNG的汽化与利用n4) 站址选择及总平面布置 在考察多个站址基础上，确定在杨寨的供气站占地37.6亩，四周较空旷，地下没被采空，且自然地势为西高东低，厂区自然就分为高（生活区）低（生产区）两部分，由于主风向为西南风，储罐就设在下厂区的东北侧，故站址及厂区平面布置较为安全、合理 第七章 LNG的汽化与利用7.2 LNG的的增压系统概述的的增压系统概述 当储罐内的低温液体向外排出的时候，储罐内的压力会逐渐下降为保持储罐内的压力稳定，必须对储罐进行增压另外如果加注到储罐内的低温液体的初始压力没有达到工作压力的要求，也必须对储罐进行增压低温容器的增压供气系统主要有三类：低温泵增压系统、外部气源增压系统和自增压系统 第七章 LNG的汽化与利用（（1）低温泵增压系统）低温泵增压系统 这种方法是在排液口设置低温泵，利用泵的机械功使低温液体增压，以及向汽化器输液。
低温泵的运行需要额外耗功（虽然液体泵消耗功率不大），更重要的是需要额外的低温泵低温泵价格比较昂贵，降低了系统经济性若低温泵安装在储罐外部，则暴露在环境中，不便于绝热和保护；若安装在储罐内部，一则给安装与维修带来很大的不便，二则减小了储罐的有效容积因此低温泵不适于液化天然气汽车燃料罐这一类小型的供气系统当然，对于大型低温供气系统来说，采用低温泵增压是比较合适的 第七章 LNG的汽化与利用（（2））外部气源增压系统 利用外来的气源实现增压和排液过程例如可以在汽车上额外安装一个压缩天然气（CNG）储罐，在汽车运行时，将CNG储罐中的高压天然气注人到LNG储罐中，以实现挤压排液此种方式对于控制LNG储罐内的压力非常方便准确，但需要额外的CNG储罐及高压压缩天然气，在车上空余空间比较充足的情况下，可以进行研究并投人使用 第七章 LNG的汽化与利用（（3））自增压系统 相对来说，对于不便设置低温泵或外部气源，或者设置这些设备不经济的场合，则自增压系统是比较合理的选择自增压系统主要有以下四种方式 ： 第七章 LNG的汽化与利用（（3））自增压系统 回气增压系统真空压力控制系统 第七章 LNG的汽化与利用7.3 LNG的的冷量利用的的冷量利用 LNG有可观的冷量，为了节能，有必要加以回收利用。
日本是世界上LNG进口量最多的国家，对LNG的冷量利用开发出了多项技术大阪煤气公司就有7个LNG冷量利用工厂，成功地实现了用LNG冷量淡化海水、冷冻冷藏、空气液化、发电、空调、低温破碎固体等 一般基本负荷型液化天然气在汽化时冷量可以得到充分利用，但调峰型液化天然气，由于天然气的输送量集中在高峰负荷时期，因此一般不予回收其冷量 第七章 LNG的汽化与利用 第七章 LNG的汽化与利用7.3 LNG的的冷量利用的的冷量利用发发电电 在LNG汽化压力较高（2~5MPa）情况下，采用朗肯(Rankin)循环发电，LNG冷量的40%~55% 可转化为压 力 能 供 发 电 用 在 LNG汽 化 压 力 较 低（0.5~1.5MPa）情况下，则采用直接膨胀和朗肯循环组合的方式发电 利用LNG冷量发电，是一种新的无污染的电源，其所需设备都是当今技术成熟、市场上有供应的产品，没有特殊要求，但是，应注意的是，低温发电装置不得对热电站或汽化设施的运行带来任何影响，必须具有很高的操作可靠性和适用性 第七章 LNG的汽化与利用空空气气液液化化分分离离 日本、法国、意大利等国家都利用LNG冷量来液化空气，制取液N2、液O2、液Ar等产品。
日本有7个工厂利用LNG的冷量液化空气，制取液N2和液O2，其产量为全国总量的35％超超低低温温破破碎碎 利用LNG冷量对固体进行超低温破碎，可以不损坏食品、香料等物质的固有质量，不会使粉料发热氧化而变质，且破碎粒度匀细 第七章 LNG的汽化与利用7.4 LNG的利用的利用 LNG与气态天然气一样，主要用途燃料和化工原料而主要是前者作为燃料，LNG主要用于发电和城市燃气工程如日本，其进口的LNG80％用于发电，20％用于城市燃气供应 LNG用于城市燃气，可以作为基本负荷，也可作为调峰手段 LNG还可以用作运输工具的燃料，具体的有LNG汽车，LNG火车，LNG飞机，LNG船舶（潜艇） 。
