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LNG知识小课堂!

time:2019-03-18 浏览次数:3856
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液化天然气LNG >

一、LNG是什么? 

LNG是液化天然气(Liquefied Natural Gas)的缩写,是天然气在超低温(-162℃)条件下液化形成的,主要成分为甲烷。

△天然气经压缩、冷却即可制成LNG

△LNG在常温状态下剧烈沸腾,蒸发出大量天然气
△LNG体积比同质量的天然气小625倍,10立方米的LNG可以满足1万户居民1天的用气需求

二、LNG发展背景

虽说“油气不分家”,但直到20世纪40年代末,天然气的应用仍远远落后于石油,其中一个重要的原因就是天然气的存储和运输十分困难。。
△管道运输技术的进步,刺激了天然气产业的发展

但跨洲跨洋长距离运输铺设天然气管道成本高、风险大,不灵活,难以实现。为了解决这一困难,人们将目光投向了LNG。
1910年,美国展开大规模天然气液化的研究和开发工作。
△1917年,美国工程师卡波特(Cabot)成功申请了第一个天然气液化的专利,同年美国建造了世界第一个甲烷液化工厂,开始生产LNG
△1959年,世界上第一艘LNG运输船—— “甲烷先锋” 号诞生
△1960年1月28日,“甲烷先锋”运载了2200吨LNG从美国航行至英国的坎威尔岛接收站

这次成功跨越大西洋的远航证实了LNG可以通过航运的形式输送至遥远的能源需求国,揭开了LNG工业发展的序幕。
△LNG船已成为远洋运输天然气的唯一方式
△LNG贸易路线

LNG工业系统包括天然气的预处理、液化、运输、接收站、储存和再气化等过程,经过近百年的发展,已经形成了成熟的产业链。

三、LNG产业链

整个LNG产业链大致可以分为上、中、下游三个阶段。
△LNG产业链

< LNG产业链上游 >

产业链上游主要包括勘探开发、预处理和液化三个环节。

一、勘探开发
△天然气的主要来源有:气田气、油田伴生气、凝析气田气、煤层伴生气
△天然气开发过程

二、预处理

开采出的天然气都或多或少含有CO2、H2S、水、重烃、汞等杂质,不仅会腐蚀设备,而且在液化过程中容易凝结堵塞管道,所以需先进行预处理以满足进料要求。
△天然气预处理微观演示:脱除杂质

天然气预处理分3个过程:过滤、脱酸和脱水。

1. 过滤

原料天然气首先进入过滤器除去所含的液体和固体杂质。

2. 脱酸

天然气脱硫的方法有干法和湿法两种。工业上常用湿法脱硫,即采用化学溶液或物理溶剂作为脱硫剂。
△酸气吸收塔脱酸

3. 脱水

天然气脱水的方法有低温分离法、溶剂吸收法、固体吸附法等。
△低温分离法设备
△三甘醇脱水设备
△固体吸附法:分子筛塔
△固体吸附剂:分子筛和活性氧化铝

三、液化(好烧脑)

天然气液化是个深冷过程,在液化过程中,冷剂通过冷剂压缩机增压,进入冷箱预冷后,节流使冷剂进一步降温,之后与天然气换热到设计温度后回压缩机入口,形成闭式循环。
天然气在换热器中与节流降温后的制冷剂发生热交换,使天然气降温,常用的换热器为绕管式换热器。
△绕管式换热器:工作时天然气在管内流动,制冷剂在壳体内流动
△多应用于大型天然气液化厂
△液化过程微观模拟
△液化流程图

当前较为成熟的液化工艺有:节流制冷液化、膨胀制冷液化、阶式制冷液化、混合冷剂制冷液化。

△混合冷剂制冷液化工艺设备少、流程简单、投资省
△混合冷剂制冷液化循环流程
△液化厂外观一览


LNG产业链中游 >

LNG产业链中游主要包括LNG的运输,LNG接收站(储罐和再气化设施)和供气主干管网的建设等环节

一、 LNG运输 

运输是指通过LNG运输船、铁路和公路等方式,将LNG运送至终端站。
△铁路运输LNG对罐车的要求高,只有少数发达国家使用
△对于中小型用户,特别是天然气管网不及的地区,往往通过LNG罐车运输
△LNG罐车灵活、经济可靠

目前海上运输LNG运量占世界LNG运量的80%以上。
△LNG出舱

LNG储罐是接收站中的关键设备,其绝热性及密封性的好坏直接影响LNG的损耗速度和使用率。按储罐的设置方式分为:地上储罐和地下储罐(包括半地下式)。
△地上罐
△半地下罐


△地下罐

LNG储罐的发展经历了三个阶段:单容罐→双容罐→全容罐。


△全容罐安全性高,由内外两层组成,内罐由9%的Ni钢制成,外罐由钢筋混凝土制成,之间填充保冷材料
△储罐建造过程
△罐车从LNG工厂运走LNG

LNG的生产、储运、运输过程都需要泵送。LNG输送泵,不仅要承受低温,还要具有更高的气密性和安全性。


< LNG产业链下游 >

下游环节即最终市场用户,包括联合循环电站,城市燃气公司,工业炉用户,工业园区和建筑物冷热电多联供的分布式能源站,加气站等。



全球LNG市场情况 

全球天然气资源分布不均、供给与消费市场不匹配推动了LNG工业的飞速发展。
△天然气产区集中在中东,最大的消费市场却在欧亚
△全球LNG贸易路线

与传统管道输气相比,LNG不仅可以长距离跨洲跨洋运输,还具有点对点的优势,供气更为灵活、高效,区域气价走势更加统一。
△全球天然气价格,单位为USD/mmBtu(1mmBtu=28.3m³)