天然气液化技术

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,1/1/2015,#,天然气液化技术,提纲,一、液化天然气综述,二、天然气液化技术现状及发展趋势,三、天然气液化技术关键设备,四、天然气液化项目建设及发展新思路,五、国内天然气液化项目建设模式,六、寰球公司液化天然气业务,一、液化天然气综述,1、液化天然气工业发展历史,LNG发展历史大事记：,1877年：,甲烷在,实验室,被液化,1917年：,美国在氦回收,装置,中,实现了天然气液化,1941年：,在美国Cleveland建成了,LNG调峰站,1959年：,“甲烷先锋号”实现了,LNG的海运,，首次运载了5000吨LNG,1964年：,世界上第一套,LNG工厂,在阿尔及利亚ARZEW建成（2010年4月,停运），开始了LNG的,商业运营,及正式,国际贸易,1965年：,第一艘,LNG运输船,在法国制造成功,2006年：第一艘LNG船到达,中国,，开始了中国的LNG国际贸易,2011年：第一艘LNG船到达江苏LNG接收站，开始了中石油的国际LNG贸易,一、液化天然气综述,2、LNG、NG、CNG、LPG、NGL之不同,一、液化天然气综述,3、液化天然气产业链,从上世纪初开始，经过近百年的发展，LNG产业已步入成熟期，逐步形成了,包括,天然气开采及集输、天然气净化及液化、LNG船运、LNG接收及再气化、,天然气利用,等环节的紧密相联、具有浓厚的链系色彩,LNG产业链,。,LNG产业链将天然气资源与最终用户紧密连接起来。,LNG产业链示意图,LNG产业链各环节是刚性,连接非常强、相互依存的,上下游设施。,一、液化天然气综述,4、LNG工厂类型,LNG工厂的四种类型：,基本负荷型,（BASELOAD），也称液化厂或输出终端,液化型工厂,气化型工厂,调峰型,（PEAKSHAVING），也称调峰站,接收终端型,（RECEIVINGTERMINAL），也称接收站,卫星型,（SATELLITE），也称气化站,中国模式：,LNG转运站,？,Dock-2,Dock-3,印尼邦坦天然气液化厂,LPG,:,5,X,40,000,m,3,5,LNG,:,4,x,95,000,m,3,+,2,x,125,000,m,3,Dock-1,6,4,3,H,G,1,AB,2,C,D,F,E,8条生产线已经投产，生产能力为每年2225万吨LNG、100万吨LPG和,1000万吨凝析油,一、液化天然气综述,4、天然气液化工厂（国内小型）,一、液化天然气综述,4、LNG卫星站（气化站）,一、液化天然气综述,4、,LNG,卫星站（气化站）,一、液化天然气综述,型-,4、LNG工厂类型-LNG接收站,的LNG,一、液化天然气综述,5、液化天然气船运（浮动的LNG管道）,货舱型式：,自支撑和薄膜，球型、棱型、薄膜型和C型船，薄膜型和球型为主,船,容：,小型、中型、大型，120000m,3,以上的船达到90%以上,发展趋势：,大型化、薄膜型为主流船型，最大LNG船：Q-Max(薄膜船、,267000m,3,),一、液化天然气综述,中国到港的,第一艘LNG运输船,2006年5月26日,中石油到港的,第一艘LNG运输船,2011年5月24日,一、液化天然气综述,6、LNG的安全问题,和LNG,：NG,，LNG,天然气和LNG是本质安全的烃类物质：NG比空气轻、在空,气中自然扩散、爆炸范围窄，LNG既不可燃、又不爆炸。,在处理LNG时，应从下面三,个方面考虑安全措施：,a）,LNG的低温特性；,b）,LNG气化后体积急剧扩大；,c）,气化后为甲类气体特性。,甲烷的爆炸范围：,5%15%体积含量,有40,LNG行业具有40年以上安全运行业绩,一、液化天然气综述,6、LNG的安全问题,关键词：,翻滚,分层,溢出,ROLLOVER,STRATIFICATION,SPILLAGE,蒸气云,VAPORCLOUDS,压力波,PRESSUREWAVE,点燃,低温,IGNITION,CRYOGENIC,提纲,一、液化天然气综述,二、天然气液化技术现状及发展趋势,三、天然气液化技术关键设备,四、天然气液化项目建设及发展新思路,五、国内天然气液化项目建设模式,六、寰球公司液化天然气业务,二、天然气液化技术现状及发展趋势,1,、天然气液化装置典型工艺流程方块图,燃,料,气,排放气,酸气,废水,热油系统,废热回收,燃料气,透平,热油,热,油,热,油,热,油,燃,燃,料,料,气,气,蒸发气,（燃料气）,压缩,富,溶剂,再生,贫,天然气,气,相,制冷,系统,液,相,液,液,NG,净,化,NG,后,天然气,压缩,天然气,净化,CO,2,脱除,天然气,净化,脱水,干,燥,NG,天然气,液化,冷,剂,冷,剂,LNG,LNG,储存,LNG,LNG,槽船,LNG,计量,LNG,LNG,装船码头,LNG,MCR,补充系统,消防系统,公用工程,火炬,LNG,槽车,装车站,LNG,计量,二、天然气液化技术现状及发展趋势,2、天然气液化技术,天然气液化技术及装置主要工,艺系统：,天然气净化,天然气液化,LNG储运,天然气液化是技术核心和关键,亚DARWIN,（370,吨/,澳大利亚DARWIN天然气液化工厂（370万吨/年）,二、天然气液化技术现状及发展趋势,3、天然气净化技术,天然气深度净化,：,包括脱除重金属、硫及硫化物、二氧化碳、水、重烃等。,脱除酸气：,：CO,2,、H,2,S等酸性气体，化学吸收法、物理吸收法、联合吸,收法、膜分离法等,MDEA、,Sulfinol-,胺液吸收法，如,如MDEA,DIPA法；砜胺法，如Sulfinol-D、,Sulfinol-,-M,4A。,脱除水：固体吸附法，分子筛、,、4A,脱除重金属：固体吸附法，活性炭。,脱重烃：冷冻法、分馏等。,二、天然气液化技术现状及发展趋势,3、天然气净化技术（续）,S3.5,O1,管输天然气净化指标（一类：,GB,17820,）,CO,2,3,%,=,30000,ppmv,H,2,S6,mg/Sm,3,总硫,100,mg/Sm,3,H,2,O,：低于最低环境温度,5,天然气液化要求的指标：,CO,2,50ppmv,H,2,3.5ppmv,总硫30mg/Sm,3,H,2,1ppmv,苯1ppmv,汞0.01mg/Sm,3,重烃100ppmv,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4,、天然气液化技术,按照流程特性划分,级联流程,（,Cascade,）,经典级联流程,康菲优化级联流程,混合制冷剂流程,（,Mixed,Refrigerant,）,SMR,：,单混合制冷剂流程,C3MR,：,丙烷预冷混合制冷剂流程,DMR,：,双混合制冷剂流程,AP-X,：,C3MR+N2,膨胀流程,MFC,：,混合制冷剂级联流程,PMR,：,带预冷混合制冷剂流程,膨胀型流程,（,Expansion,）,单级氮气膨胀流程,双级氮气膨胀流程,氮气,-,甲烷膨胀流程,带预冷双级氮气膨胀流程,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4,、天然气液化技术,按照循环数划分,单循环工艺技术,双循环工艺技术,三循环工艺技术,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4、天然气液化技术（续）,方法：,加压,冷却,Q-T图,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4、天然气液化技术,在保证安全情况下，,增加单系列生产能力、降低能耗、提高热力学效率、提,高可靠性,是天然气液化技术的发展方向，最先进的液化技术是将三种基本液,化工艺技术结合原料天然气的实际条件进行,组合和优化,，形成以混合冷剂为,基础的复合型工艺技术。,吨/,剂+,已建成的天然气液化装置单系列最大液化能力达到,780万吨/年,，使用了美国,AP公司,的丙烷预冷混合冷剂+氮气膨胀液化技术，项目建设地点为卡塔尔。,液化工艺技术,专利商或专有技术提供商,工艺流程,Cascade,ConocoPhilipsp,级联,SMR,BV/AP/LNGL/Linde/Chart,单循环混合冷剂,Liquefin,Axens/IFP,双循环混合冷剂,DMR,Shell/AP/LNGL/SALOF,双循环混合冷剂,C3MR,AP/SHELL,双循环,+,混合冷剂,MFC/C3+DMR,Linde,三循环,+,混合冷剂,AP-X,AP,混合冷剂,+,膨胀机,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4、天然气液化技术（续）,专利商（国外）,国AP,型LNG,了BV,世界上,80%以上,的LNG产能是由美国AP公司的天然气液化技术生产的，,AP公司,处于,天然气液化技术的绝对领先地位，,AP公司的,的C3MR技术被称为LNG的工业标准,。,美国及加拿大的多套中小型LNG调峰装置使用了,BV公司,的技术，国内已建和在建的,多套中小型天然气液化装置采用了BV公司的技术。,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4,、国外天然气液化技术典型流程,典型,SMR,BV,公司的,SMR,流程,SMR：混合冷剂进行预冷、液化和,过冷；,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4,、国外天然气液化技术典型流程,典型,C3MR,C3MR：丙烷循环预冷、混合,冷剂进行液化和过冷；,AP,公司的,C3MR,流程,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4,、国外天然气液化技术典型流程,典型流程,DMR,SHELL,的,DMR,流程,DMR技术特色：,流程简单、设备台数少，节省投资与占地；,传热效率高、温差小，液化比功耗与综合能耗低；,规模适应性好，应用于大、中型天然气液化装置技术经济优势明显；,对原料气气质条件与环境条件适应性广。,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4,、国外天然气液化技术典型流程,流程,AP-X,AP,公司的,AP-,-X,流程,AP-X：在C3MR工艺流程的基础上增加一,个氮膨胀循环，解除目前液化装置中关键设,备制造能力的瓶颈问题，进一步提高单线产,能。,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4,、国外天然气液化技术典型流程,典型流程,MFC,三个独立循环，三种混合冷剂，分别实现天,然气的预冷、液化和过冷。,若将三个循环的工质更换为丙烷、乙烷/乙,烯、甲烷，则与康菲级联流程级别相同；然,而工质不同，所采用的设备不同，工艺操作,LINDE,公司的,MFC,流程,参数也存在差异。,二、天然气液化技术现状及发展趋势,级联式液化流程,-,康菲级联流程,开式流程,4,、国外天然气液化技术典型流程,闭式流程,三个纯工质循环：丙烷循环、乙烷循环和甲烷循环；,开式与闭式两种流程：与闭式相比，开式流程增加了对液化天然气闪蒸气,（BOG）的利用与冷量回收；,“two-train-in-one”设计理念，每个冷剂循环均采用250%两台压缩机并,联配置。,序号,液化工艺技术,单线能力（万吨,/,年）,1,SMR,100,2,DMR,100500,3,MFC,500,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4、天然气液化技术（续）,适应性,天然气液化技术,的选择对液化装置的,投资和操作成本,有,较大影响,；,每一种技术,均在某一单线生产能力范围内,具有竞争力,；不同的液化技术，,均将在LNG工业中,发挥作用,，不存在某一种,标准或者唯一可行的技术,；,三种混合冷剂工艺的,最经济,的单线生产能力适应范围如下表：,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4、天然气液化技术比较,Q-T图,级联,（阶式、,复叠）,C3MR,DMR,OSMR,工艺技术及来源,PRICO,（BV公司）,OSMR,（LNGL）,C3MR,（AP）,DMR,（Shell）,DMR,（HQC）,液化能耗kWh/吨LNG,352.8,311.3,300400,300400,310400,二、天然气液化技术现状及发展趋势,4、天然气液化能耗比较,注释：,此处给出的数据仅包含天然气液化单元的能耗，鉴于天然气液化项目原料,和建设条件的差别对天然气液化