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1、1,LNG基本知識(shí)及安全技術(shù)培訓(xùn),目 錄,2,一、LNG基本性質(zhì),二、天然氣液化技術(shù),三、LNG運(yùn)輸,四、LNG產(chǎn)業(yè)鏈,五、LNG安全技術(shù),一.LNG的基本性質(zhì),1.LNG的物理性質(zhì)主要成分：甲烷臨界溫度：190.58K（：82.25）臨界壓力：4.59 Mpa在常溫下，不能通過(guò)加壓將其液化，而是經(jīng)過(guò)預(yù)處理，脫除重?zé)N、硫化物、二氧化碳和水等雜質(zhì)后，深冷到-162OC，實(shí)現(xiàn)液化。主要物理性質(zhì)如表1-1所示：,3,表1-1,一.LNG的基本性質(zhì),燃燒爆炸性能,5,建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB500162006,低溫、氣液膨脹比大、能效高易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，通過(guò)氣化后，可為用戶提供優(yōu)質(zhì)高效的清潔能源。,一.L2、NG的基本性質(zhì),一.LNG的基本性質(zhì),GB17820-2012天然氣,常壓和16的環(huán)境溫度中：甲烷的密度為0.67kg/m3；甲烷蒸氣在-107，和空氣的密度相同。,甲烷蒸氣在溫度低于-107 時(shí)比空氣重，所以不能說(shuō)天然氣比空氣輕。,一.LNG的基本性質(zhì),天然氣的密度,一般冷凍液體的相對(duì)沸點(diǎn),一.LNG的基本性質(zhì),低溫性能,一.LNG的基本性質(zhì),物理性能對(duì)照,一.LNG的基本性質(zhì),LNG組分范圍 LNG組分對(duì)貿(mào)易、使用、操作影響,一.LNG的基本性質(zhì),組分及影響,一.LNG的基本性質(zhì),2.LNG的性質(zhì)特點(diǎn) 溫度低 在大氣壓力下，LNG沸點(diǎn)都在-162C左右。液態(tài)與氣態(tài)密度比大 1體積液化天然氣3、的密度大約是1體積氣態(tài)天然氣的625倍，即1體積LNG大致轉(zhuǎn)化為625體積的氣體。可燃性 一般環(huán)境條件下，天然氣和空氣混合的云團(tuán)中，天然氣含量在5%15%（體積）范圍內(nèi)可以引起著火。,13,一.LNG的基本性質(zhì),3.LNG的安全特性 1）燃燒特性燃燒范圍：5%15%，即體積分?jǐn)?shù)低于5%和高于15%都不會(huì)燃燒；自燃溫度：可燃?xì)怏w與空氣混合物，在沒(méi)有火源的情況下，達(dá)到某一溫度后，能夠自動(dòng)點(diǎn)燃著火的最低溫度稱(chēng)為自燃溫度。甲烷性質(zhì)比較穩(wěn)定，在大氣壓力條件下，純甲烷的平均自燃溫度為650C。以甲烷為主要成分的天然氣自燃溫度較高，LNG的自燃溫度隨著組份的變化而變化。燃燒速度：是火焰在空氣-燃?xì)獾幕旌衔镏?、的傳遞速度。天然氣的燃燒速度較低，其最高燃燒速度只有0.3m/s。,14,一.LNG的基本性質(zhì),2）低溫特性隔熱保冷：LNG系統(tǒng)的保冷隔熱材料應(yīng)滿足導(dǎo)熱系數(shù)低，密度低，吸濕率和吸水率小，抗凍性強(qiáng)，并在低溫下不開(kāi)裂，耐火性好，無(wú)氣味，不易霉?fàn)€，對(duì)人體無(wú)害，機(jī)械強(qiáng)度高，經(jīng)久耐用，價(jià)格低廉，方便施工等。蒸發(fā)特性：LNG作為沸騰液體儲(chǔ)存在絕熱儲(chǔ)罐中，外界任何傳入的熱量都會(huì)引起一定量液體蒸發(fā)成氣體，這就是蒸發(fā)氣（BOG）。標(biāo)準(zhǔn)狀況下蒸發(fā)氣密度是空氣60%。當(dāng)LNG壓力降到沸點(diǎn)壓力以下時(shí)，將有一定量的液體蒸發(fā)成為氣體，同時(shí)液體溫度也隨之降低到其在該壓力下的沸點(diǎn)，這就是LNG閃蒸。由于壓力/溫度變化引起的L5、NG蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸發(fā)氣處理是液化天然氣儲(chǔ)存運(yùn)輸中經(jīng)常遇到的問(wèn)題。,15,一.LNG的基本性質(zhì),泄漏特性：LNG泄漏到地面，起初迅速蒸發(fā)，當(dāng)熱量平衡后便降到某一固定的蒸發(fā)速度。當(dāng)LNG泄漏到水中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的對(duì)流傳熱，在一定的面積內(nèi)蒸發(fā)速度保持不變，隨著LNG流動(dòng)泄漏面積逐漸增大，直到氣體蒸發(fā)量等于漏出液體所能產(chǎn)生的氣體量為止。泄漏的LNG以噴射形式進(jìn)入大氣，同時(shí)進(jìn)行膨脹和蒸發(fā)，與空氣進(jìn)行劇烈的混合。儲(chǔ)存特性：分層：LNG是多組分混合物，因溫度和組分的變化引起密度變化，液體密度的差異使儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG發(fā)生分層。,16,一.LNG的基本性質(zhì),翻滾：若LNG已經(jīng)分層，上層液體吸收的熱量一部分消耗于液體表面6、蒸發(fā)所需的潛能，其余熱量使上層液體溫度升高。隨著蒸發(fā)的持續(xù)，上層液體密度增大，下層液體密度減小，當(dāng)上下兩層液體密度接近相等時(shí)，分界面消失，液層迅速混合并伴有大量液體蒸發(fā)，此時(shí)蒸發(fā)率遠(yuǎn)高于正常蒸發(fā)率，出現(xiàn)翻滾。快速相態(tài)轉(zhuǎn)變（RPT）：兩種溫差極大的液體接觸，若熱液體溫度比冷液體溫度沸點(diǎn)溫度高1.1倍，則冷液體溫度上升極快，表層溫度超過(guò)自發(fā)成核溫度（當(dāng)液體中出現(xiàn)氣泡），此過(guò)程冷液體能在極短時(shí)間內(nèi)通過(guò)復(fù)雜的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)理以爆炸速度產(chǎn)生大量蒸氣，這就是LNG或液氮與水接觸時(shí)出現(xiàn)的RPT現(xiàn)象的原因。,17,一.LNG的基本性質(zhì),3）生理影響LNG蒸氣是無(wú)毒的，但如果吸進(jìn)純LNG蒸氣，會(huì)迅速失去知覺(jué)，幾分鐘7、后死亡；人員暴露在體積分?jǐn)?shù)為9%的甲烷含量的環(huán)境中沒(méi)有什么不良反應(yīng)，如果吸入過(guò)量天然氣會(huì)引起缺氧窒息，當(dāng)天然氣的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到50%以上，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生永久性傷害。,18,二.天然氣液化技術(shù),1.概述天然氣液化，一般包括天然氣凈化和天然氣液化兩個(gè)過(guò)程。常壓下，甲烷液化需要降低溫度到-162oC，為此必須脫除天然氣中的硫化氫、二氧化碳、重?zé)N、水和汞等腐蝕介質(zhì)和在低溫過(guò)程中會(huì)使設(shè)備和管道凍堵的雜質(zhì)，然后進(jìn)入循環(huán)制冷系統(tǒng)，逐級(jí)冷凝分離丁烷、丙烷和乙烷，得到液化天然氣產(chǎn)品。,19,二.天然氣液化技術(shù),2.天然氣的凈化液化天然氣工程的原料氣來(lái)自油氣田生產(chǎn)的天然氣，凝析氣或油田伴生氣，其不同程度的含有硫化氫、8、二氧化碳、重?zé)N、水和汞等雜質(zhì)，在液化前必須進(jìn)行預(yù)處理，以避免在液化過(guò)程中由于二氧化碳、重?zé)N、水等的存在而產(chǎn)生凍結(jié)堵塞設(shè)備及管道。表3-1列出了LNG生產(chǎn)要求原料氣中最大允許雜質(zhì)的含量。,20,表3-1,二.天然氣液化技術(shù),1）酸性氣體脫除天然氣中常見(jiàn)的酸性氣體：H2S、CO2、COS危害：H2S微量會(huì)對(duì)人的眼睛鼻喉有刺激性，若體積百分?jǐn)?shù)達(dá)到0.6%的空氣中停留2分鐘，危及生命；酸性氣體對(duì)管道設(shè)備腐蝕；酸性氣體的臨界溫度較高，在降溫下容易析出固體，堵塞設(shè)備管道；CO2不會(huì)燃燒，無(wú)熱值，若參與氣體處理和運(yùn)輸不經(jīng)濟(jì).方法：化學(xué)吸收法，物理吸收法，化學(xué)-物理吸收法，直接轉(zhuǎn)化法，膜分離法。其中以醇胺法為9、主的化學(xué)吸收法和以砜胺法為代表的化學(xué)-物理吸收法是采用最多的方法。,21,二.天然氣液化技術(shù),2）化學(xué)吸收法化學(xué)吸收法是以堿性溶液為吸收溶劑，與天然氣中的酸性氣體（主要H2S、CO2）反應(yīng)生成化合物。當(dāng)吸收了酸性氣體的溶液溫度升高，壓力降低時(shí)，該化合物又分解釋放出酸性氣體。化學(xué)吸收法具有代表性的是醇胺（烷醇胺）法和堿性鹽溶液法。醇胺法胺類(lèi)溶劑：一乙醇胺（MEA），二乙醇胺（DEA），二異丙醇胺（DIPA），二甘醇胺（DGA），甲基二乙醇胺（MDEA）醇胺類(lèi)化合物分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是其中至少有一個(gè)羥基和一個(gè)胺基。羥基可降低化合物的蒸氣壓，并能增加化合物在水中的溶解度，可以配成水溶液；而胺基則使化合物水10、溶液呈堿性，以促進(jìn)其對(duì)酸性組分的吸收。醇胺與H2S、CO2的反應(yīng)均為可逆反應(yīng)。醇胺法特別適用于酸性組分分壓低、重?zé)N含量高的天然氣脫硫,22,二.天然氣液化技術(shù),醇胺的腐蝕性較高，對(duì)設(shè)備會(huì)造成腐蝕；需要能耗高，溶劑損耗大。MEA常用于酸性組分分壓低的場(chǎng)合，屬于伯醇胺，其反應(yīng)能力，揮發(fā)度和腐蝕性最強(qiáng)，可很容易將H2S含量降低到5mg/m3以下，但MEA既可脫除H2S，也可脫除CO2，一般無(wú)選擇性。DEA與MEA相比，與H2S和CO2的反應(yīng)熱較小，堿性和腐蝕性較弱，蒸發(fā)損失較小，投資和操作費(fèi)用相對(duì)較低，但DEA對(duì)H2S也沒(méi)有選擇性。MDEA是叔醇胺，再生能耗低，腐蝕性小，可選擇性吸收H2S。活性熱鉀11、法無(wú)機(jī)溶劑：加有活化劑的碳酸鉀溶液具有代表性的是BENFIELD法和CATACARD法適合脫除CO2的場(chǎng)合,23,二.天然氣液化技術(shù),3）物理吸收法利用H2S和CO2等酸性組分與甲烷等烴類(lèi)在溶劑中的溶解度不同而完成脫硫任務(wù)。工業(yè)應(yīng)用的物理溶劑有：甲醇，多乙二醇二甲醚，碳酸丙烯醋等。物理吸收法一般在高壓，低溫下進(jìn)行，溶劑不易變質(zhì)，腐蝕性小，能脫除有機(jī)硫；適合酸性氣體分壓高的天然氣。常用的方法有SELEXOL法（聚乙二醇二甲醚）和RECTISO法（冷甲醇）。4）化學(xué)-物理吸收法（聯(lián)合吸收法）使用的溶劑是醇胺、物理溶劑和水的混合液；砜胺法:烷醇胺和環(huán)丁砜；凈化程度高，能耗低，腐蝕小，可脫除有機(jī)硫化合12、物。,24,二.天然氣液化技術(shù),5）凈化方法的選擇常用的方法：醇胺法，砜胺法，熱鉀法對(duì)于酸性氣體含量低，酸氣分壓小于350KPa的原料氣，適宜采用醇胺法；砜胺法對(duì)中高酸性氣體分壓的天然氣有廣泛的應(yīng)用，而且有良好的脫除有機(jī)硫的能力；熱鉀堿法的BENFIELD溶劑，可同時(shí)脫除H2S和CO2，該法吸收溫度高，凈化程度好，特別適合含有大量CO2的原料氣的處理。,25,二.天然氣液化技術(shù),3.脫水按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入液化天然氣工廠的管輸天然氣的水露點(diǎn)，在交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5oC，此時(shí)不滿足深冷液化的要求，為防止低溫液化過(guò)程中產(chǎn)生水合物，堵塞設(shè)備和管道，在液化前，必須將原料氣中的水13、份含量降低到小于0.1X10-6（體積分?jǐn)?shù)）。常用的天然氣脫水方法有冷卻法、吸附法、和吸收法等。1）冷卻法天然氣中的飽和含水量取決于天然氣的溫度，壓力和組成。一般來(lái)說(shuō)，天然氣中的飽和含水量隨壓力升高，溫度降低而減少。冷卻脫水就是利用一定的壓力下，天然氣含水量隨溫度降低而減少的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)天然氣脫水。,26,二.天然氣液化技術(shù),2）吸收法吸收法脫水是采用一種親水液體（脫水吸收劑）與天然氣逆流接觸，吸收天然氣中的水蒸氣，從而脫除水分。常用的脫水吸收劑有甘醇和CaCL2水溶液。由于三甘醇的露點(diǎn)降可達(dá)-40oC以上，熱穩(wěn)定性好，成本低，運(yùn)行可靠，在甘醇類(lèi)脫水吸收劑中應(yīng)用效果最好。3)吸附法吸附法脫水是利14、用吸附原理，選擇某些多孔性固體吸附劑吸附天然氣中的水蒸氣。由于吸附脫水可以達(dá)到很低的水露點(diǎn)，因此適用于深冷分離工藝要求氣體含水量很低的場(chǎng)合。天然氣脫水常用的固體吸附劑有活性氧化鋁、硅膠和分子篩等。,27,二.天然氣液化技術(shù),4)脫水方法的選擇冷卻脫水受溫度壓力限制，脫水深度受限，常作為初級(jí)脫水，由于天然氣液化原料氣處理要求露點(diǎn)在-100oC以下，很少使用。甘醇法適用于大型天然氣液化裝置中脫除原料氣所含的大部分水分。甘醇法投資較低，連續(xù)操作，壓降較小。再生能耗小。采用汽提再生時(shí)，干氣露點(diǎn)可降到約-60oC。但氣體含有重?zé)N時(shí)，易起泡，影響操作，增加能耗。分子篩法適用于要求干氣露點(diǎn)低的場(chǎng)合，可以使氣15、體中的體積分?jǐn)?shù)降低到1x10-6以下。該法對(duì)溫度流速壓力等變化不敏感，腐蝕起泡問(wèn)題不存在，對(duì)于處理量小，脫水深度大的裝置特別適合。實(shí)際使用中，對(duì)于露點(diǎn)要求大的裝置，可以采用分段脫水，先用甘醇法除去大部分水，再用分子篩法深度脫水到所要求的低露點(diǎn)。,28,二.天然氣液化技術(shù),4.天然氣的液化工藝 工業(yè)中，常使用機(jī)械制冷使天然氣獲得液化所必須的低溫。典型的液化制冷工藝可以分為三種：階式（CASCADE）制冷、混合冷劑制冷、膨脹機(jī)液化。1）階式（CASCADE）制冷工藝 也稱(chēng)級(jí)聯(lián)式液化工藝。利用常壓沸點(diǎn)不同的冷劑逐級(jí)降低制冷溫度實(shí)現(xiàn)天然氣的液化。是20世紀(jì)六七十年代用于生產(chǎn)液化天然氣的主要工藝方法。常16、用的冷劑是丙烷、乙烯、甲烷。圖3-1是階式制冷原理圖。第一級(jí)丙烷制冷循環(huán)為天然氣/乙烯/甲烷提供冷量；第二級(jí)乙烯制冷循環(huán)為天然氣/甲烷提供冷量；第三級(jí)甲烷制冷循環(huán)為天然氣提供冷量；階式（CASCADE）制冷的特點(diǎn)是蒸發(fā)溫度較高的冷劑除將冷量傳給工藝氣外，還使冷量傳給蒸發(fā)溫度較低的冷劑，使其液化并過(guò)冷；分級(jí)制冷可減小壓縮功耗和冷凝負(fù)荷，在不同的溫度下為天然氣提供冷量，能耗低，氣體液化率高（可達(dá)90%以上），但所需設(shè)備多，投資大，制冷劑用量多，流程復(fù)雜。,29,二.天然氣液化技術(shù),圖3-1 階式制冷原理圖,30,1,2,3,9,8,7,6,5,4,冷卻水,LNG,殘余氣,天然氣,1、2、3丙烷、乙17、烯、甲烷壓縮機(jī)；4、5、6丙烷、乙烯、甲烷蒸發(fā)器；7、8、9丙烷、乙烯、甲烷冷凝器,二.天然氣液化技術(shù),2）混合冷劑制冷工藝 混合冷劑制冷循環(huán)（MRC）是美國(guó)空氣產(chǎn)品和化學(xué)品公司于20世紀(jì)60年代末開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)。混合冷劑由氮、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷組成。利用混合物不同沸點(diǎn)，部分冷凝的特點(diǎn)，進(jìn)行逐級(jí)的冷凝，蒸發(fā)，節(jié)流膨脹得到不同溫度水平的制冷量，以達(dá)到逐級(jí)冷卻天然氣的目的。主要由兩部分構(gòu)成：密閉的制冷系統(tǒng)和主冷箱。優(yōu)點(diǎn):1）機(jī)組設(shè)備少，流程簡(jiǎn)單，投資省，投資費(fèi)用比經(jīng)典階式（CASCADE）液化流程約低15%20%；2）管理方便；3）混合制冷劑可以部分或全部從天然氣本身提取與補(bǔ)充。缺點(diǎn)18、:1）混合冷劑的合理配備困難；2）流程計(jì)算必須提供各組分可靠的平衡數(shù)據(jù)與物性參數(shù)，計(jì)算困難。,31,二.天然氣液化技術(shù),圖3-2 混合冷劑制冷液化流程,32,1-冷劑壓縮機(jī)；2-冷卻器或冷凝器；3-分離器；4-冷劑泵；5-冷箱；6-J-T閥；7-閃蒸分離器；8-LNG泵,二.天然氣液化技術(shù),3）膨脹機(jī)液化工藝 利用高壓制冷劑通過(guò)透平膨脹機(jī)絕熱膨脹的克勞德循環(huán)制冷。能耗高，液化率低。,33,1-脫水器2-脫CO2塔3-水冷卻器4-返回器壓縮機(jī)5、6、7-換熱器8-過(guò)冷器9-儲(chǔ)槽10-膨脹機(jī)11-壓縮機(jī),圖3-3 天然氣膨脹液化流程圖,二.天然氣液化技術(shù),5.天然氣的液化裝置天然氣液化裝置可以分為19、基本負(fù)荷型和調(diào)峰型兩種，隨著海上油氣田的開(kāi)發(fā)，近年又出現(xiàn)了浮式液化天然氣生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置。天然氣液化裝置一般由預(yù)處理、液化、儲(chǔ)存、控制及消防等系統(tǒng)組成。1)基本負(fù)荷型天然氣液化裝置基本負(fù)荷型天然氣液化裝置主要用于天然氣生產(chǎn)地液化后遠(yuǎn)洋運(yùn)輸，進(jìn)行國(guó)際間的LNG貿(mào)易。其液化和儲(chǔ)存連續(xù)運(yùn)行，裝置的能力一般在106m3/d以上。全部設(shè)施由天然氣預(yù)處理流程、液化流程、儲(chǔ)存系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、裝卸系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等組成，是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程。,34,二.天然氣液化技術(shù),階式制冷的基本負(fù)荷天然氣液化裝置優(yōu)點(diǎn)是能耗低，各制冷循環(huán)及天然氣液化系統(tǒng)獨(dú)立分開(kāi)，相互牽制少，操作穩(wěn)定。缺點(diǎn)是流程復(fù)雜，機(jī)組多，要有生產(chǎn)和儲(chǔ)存各20、種制冷劑的設(shè)備，維修不方便。混合冷劑制冷的基本負(fù)荷天然氣液化裝置與級(jí)聯(lián)式液化流程相比，該流程具有機(jī)組設(shè)備少，流程簡(jiǎn)單，投資少，操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是混合冷劑各組分配比要求嚴(yán)格，流程計(jì)算困難。丙烷預(yù)冷混合冷劑制冷的基本負(fù)荷天然氣液化裝置丙烷預(yù)冷混合制冷液化流程（C3/MRC）,結(jié)合了階式液化流程和混合制冷液化流程的優(yōu)點(diǎn)，流程高效簡(jiǎn)單。自20世紀(jì)70年代來(lái)，這類(lèi)流程在基本負(fù)荷型天然氣液化裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。目前世紀(jì)上80%以上的基本負(fù)荷型天然氣液化裝置采用了丙烷預(yù)冷混合制冷液化流程。,35,二.天然氣液化技術(shù),2）調(diào)峰型天然氣液化裝置調(diào)峰型天然氣液化裝置中主要采用以下三種類(lèi)型的液化流程：121、）階式液化流程；2）混合制冷劑液化流程；3）膨脹機(jī)液化流程 6.天然氣的液化設(shè)備壓縮機(jī) 往復(fù)式壓縮機(jī)：處理量比較小（100m3/min以下）軸流式壓縮機(jī)：主要用于混合冷劑制冷循環(huán) 離心式壓縮機(jī)：大型液化裝置換熱器:繞管式換熱器、板翅式換熱器LNG泵儲(chǔ)罐 地下儲(chǔ)罐 地上儲(chǔ)罐：?jiǎn)稳莨蓿p容罐，全容罐,36,中國(guó)的LNG產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過(guò)了一個(gè)從無(wú)到有，從小到大，走過(guò)了一個(gè)曲折的過(guò)程。上世紀(jì)80年代末，中科院在綿陽(yáng)實(shí)驗(yàn)建了一套LNG裝置，沒(méi)有成功。進(jìn)入90年代，開(kāi)封空分與北京焦化廠合作，建成一套裝置，生產(chǎn)出50升LNG。在吉林油田，中科院做了一套液化裝置，但沒(méi)有成功。在長(zhǎng)慶油田，中科院建成了一套2噸的液化裝22、置，也以失敗告終。以上幾套裝置，前三種是采用小型膨脹制冷工藝，長(zhǎng)慶油田采用的是氣波制冷工藝。90年代末，上海為了城市燃?xì)庹{(diào)峰，引進(jìn)了法國(guó)索菲公司技術(shù)，建成了10萬(wàn)的LNG工廠。它的氣源來(lái)自海上氣田，產(chǎn)品也不外輸，只作為城市調(diào)峰。投資為62億元。,37,二.天然氣液化技術(shù),我國(guó)天然氣液化產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程,河南中原液化天然氣工廠是國(guó)內(nèi)首座商業(yè)化運(yùn)行的LNG工廠，始建于2000年，2001年9月正式投產(chǎn)運(yùn)行。該裝置針對(duì)中原油田的實(shí)際情況和采氣特點(diǎn)，利用文23塊氣田高壓天然氣，采用了比較先進(jìn)的丙烷、乙烯復(fù)迭制冷工藝，設(shè)計(jì)日處理量30萬(wàn)方，液化15萬(wàn)方。2004年9月，新疆廣匯LNG工廠投產(chǎn)，它利用西北豐富23、的天然氣，日產(chǎn)量設(shè)計(jì)150萬(wàn)，采用混合制冷工藝，是目前國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的最大的LNG工廠。2005年4月，海南福山LNG工廠建成投產(chǎn)，它是由我們河南中原綠能高科承擔(dān)海南LNG工廠的技術(shù)總承包，該工廠為單一制冷劑氮?dú)馀蛎浿评洌酶Ｉ綒馓锏奶烊粴猓O(shè)計(jì)日產(chǎn)30萬(wàn)方。,38,二.天然氣液化技術(shù),我國(guó)天然氣液化產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程,2005年9月，北海潿洲島LNG工廠建成投產(chǎn)，該工廠為單一制冷劑甲烷膨脹制冷，利用海上氣田的天然氣，設(shè)計(jì)日產(chǎn)15萬(wàn)方。2007年，江陰、蘇州、成都等工廠相繼投產(chǎn)，它們都是利用長(zhǎng)輸管道的高壓能量，進(jìn)行膨脹制冷。因?yàn)楣に嚨南拗疲鼈兊漠a(chǎn)量一般不是很大，一般在lO萬(wàn)方以下，再高經(jīng)濟(jì)效益就不再明24、顯。2008年，泰安深燃和西寧LNG工廠投產(chǎn)，它們也是建在大管線附近，采用單一制冷劑氮?dú)馀蛎浿评洌债a(chǎn)15萬(wàn)方。,39,二.天然氣液化技術(shù),我國(guó)天然氣液化產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程,目前在建的LNG項(xiàng)目主要有四川達(dá)州和內(nèi)蒙鄂爾多斯項(xiàng)目，以及山西的幾個(gè)煤層氣液化項(xiàng)目，其中達(dá)州和鄂爾多斯都是日產(chǎn)100萬(wàn)方，采用的混合制冷技術(shù)。現(xiàn)在計(jì)劃要建的主要有靖邊液化天然氣項(xiàng)目、寧夏液化天然氣項(xiàng)目、晉城液化天然氣項(xiàng)目、陽(yáng)城煤層氣液化工程項(xiàng)目等等。,40,二.天然氣液化技術(shù),我國(guó)天然氣液化產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程,LNG液化廠爆炸現(xiàn)場(chǎng),二.天然氣液化技術(shù),LNG液化廠爆炸現(xiàn)場(chǎng),二.天然氣液化技術(shù),LNG是一種在液態(tài)狀況下的無(wú)色流體，主要由25、甲烷組成，組份可能含有少量的乙烷、丙烷、氮?dú)饣蛲ǔ４嬖谟谔烊粴庵械钠渌M份，它的密度在042045之間(因?yàn)槠浣M分稍有差別)，其密度為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的甲烷的600多倍。在LNG中，甲烷的含量應(yīng)高于75，氮的含量應(yīng)低于5。在一個(gè)大氣壓下LNG溫度為一162C。它的性質(zhì)決定了它的運(yùn)輸方式，它解決了天然氣無(wú)管線的運(yùn)輸問(wèn)題，完全可以脫離開(kāi)管道。由于國(guó)內(nèi)的LNG廠，基本上都處于內(nèi)陸地區(qū)，而且在建的LNG工廠集中在中部地區(qū)，東部很少，但是市場(chǎng)卻又集中在東部，所以這就需要LNG從產(chǎn)地到市場(chǎng)的運(yùn)輸。,43,三.LNG運(yùn)輸,低溫槽車(chē)運(yùn)輸還將是未來(lái)國(guó)內(nèi)LNG運(yùn)輸?shù)闹饕緩街弧榱私档瓦\(yùn)輸成本，低溫槽車(chē)在制造過(guò)程中的26、儲(chǔ)存容積也在不斷增加，由最初的35m3，到現(xiàn)在通用的45-50m3。此外，由于LNG罐式集裝箱可以在鐵路、公路、水路上進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)輸，在我國(guó)也已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段；它分12m和13m兩種規(guī)格，有效容積為36m340m3臺(tái)；國(guó)內(nèi)鐵路運(yùn)輸現(xiàn)仍未對(duì)LNG開(kāi)放，如果能夠開(kāi)放將大大降低LNG的運(yùn)輸成本。,44,三.LNG運(yùn)輸,LNG的價(jià)格比例中有很大一部分都是運(yùn)輸成本，國(guó)外LNG的價(jià)格低，不光是國(guó)外低廉的原料氣價(jià)格，還有很大一部分是船舶運(yùn)輸?shù)牡土杀尽Ｖ袊?guó)LNG船舶制造還比較落后，主要是由于LNG船舶的儲(chǔ)運(yùn)方式一般是船體儲(chǔ)存和球形罐儲(chǔ)存，而國(guó)內(nèi)這兩項(xiàng)技術(shù)還非常落后。隨著中國(guó)海上氣田的開(kāi)發(fā)和中國(guó)LNG進(jìn)口量的27、加大，中國(guó)的LNG船舶儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)必有一個(gè)大的提高。儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)LNG供氣的可靠性和多樣性提供了可能。,45,三.LNG運(yùn)輸,三.LNG運(yùn)輸,薄膜運(yùn)輸船,大鵬昊,大鵬月,三.LNG運(yùn)輸,球罐運(yùn)輸船,48,三.LNG運(yùn)輸,LNG接收碼頭,三.LNG運(yùn)輸,LNG接收站,50,三.LNG運(yùn)輸,LNG運(yùn)輸槽車(chē),四.LNG產(chǎn)業(yè)鏈,LNG產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粭l貫穿天然氣產(chǎn)業(yè)全過(guò)程的資金龐大，技術(shù)密集的完整鏈系。由陸地或海上油田開(kāi)采的天然氣在液化工廠經(jīng)過(guò)預(yù)處理后進(jìn)行液化，生產(chǎn)的LNG按照貿(mào)易合同，通過(guò)船運(yùn)到LNG接收站儲(chǔ)存，再氣化，經(jīng)由管網(wǎng)送到用戶。下圖是LNG產(chǎn)業(yè)鏈的示意圖。,51,四.LNG產(chǎn)業(yè)鏈,52,四.28、LNG產(chǎn)業(yè)鏈,圖2-1 產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D,53,陸地/海上開(kāi)采,預(yù)處理/液化,儲(chǔ)存,裝船,運(yùn)輸,卸裝,接收站儲(chǔ)存,氣化,天然氣,LNG,天然氣,LNG,LNG,LNG,LNG,LNG,LNG加氣,四.LNG產(chǎn)業(yè)鏈,1910年，美國(guó)開(kāi)始了工業(yè)規(guī)模的天然氣液化研究和開(kāi)發(fā)工作。1917年，美國(guó)的西費(fèi)吉利亞地區(qū)建起了世界上第一家液化甲烷工廠。1955年，美國(guó)康斯托克國(guó)際甲烷公司，跨海運(yùn)輸液化天然氣的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。1957年，英國(guó)在坎威爾島上建起世界上第一個(gè)液化天然氣接收基地。1959年，康斯托克公司建造了世界第一艘液化天然氣運(yùn)輸船“甲烷先鋒”號(hào)。1960年，1月28日至2月20日運(yùn)載了2200噸的液化天然氣29、從美國(guó)路易斯安那州的查理斯湖出發(fā)，航行至英國(guó)的坎威爾島接收基地，標(biāo)志著世界液化天然氣工業(yè)的誕生。1964年9月27日，世界上第一座LNG工廠在阿爾及利亞建成投產(chǎn)。日本東京煤氣公司1969年起引入LNG，至1998年全國(guó)實(shí)現(xiàn)了天然氣轉(zhuǎn)換。目前日本已建LNG接收站22座，使用5600多萬(wàn)噸LNG。我國(guó)的臺(tái)灣也于1990年開(kāi)始進(jìn)口LNG,廣東LNG于2006年6月28日投產(chǎn)。,LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程,四.LNG產(chǎn)業(yè)鏈,1.天然氣的開(kāi)發(fā)天然氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括對(duì)天然氣的開(kāi)采和一定程度的處理，按其性質(zhì)和要求將天然氣管輸?shù)揭夯瘡S并達(dá)到LNG廠原料氣規(guī)格。2.液化 主要作用是持續(xù)不斷地把原料氣液化成為L(zhǎng)NG產(chǎn)品，其主30、要步驟有：預(yù)處理：從原料氣中脫除氣田生產(chǎn)環(huán)節(jié)沒(méi)有去掉的雜質(zhì)，如水、二氧化碳、硫、硫醇等。去除NGL：脫除天然氣中的NGL以達(dá)到液化需要處理的LNG規(guī)格和技術(shù)要求。（去除天然氣中的凝液）液化：用深冷制冷劑將原料氣冷卻并冷凝到-162，使其成為液態(tài)產(chǎn)品。,55,四.LNG產(chǎn)業(yè)鏈,3.儲(chǔ)存和裝載 液化天然氣（LNG）液體產(chǎn)品被儲(chǔ)存在達(dá)到或接近大氣壓的保溫儲(chǔ)罐中，最常見(jiàn)的儲(chǔ)罐類(lèi)型有單容儲(chǔ)罐、雙容儲(chǔ)罐、全容儲(chǔ)罐。4.運(yùn)輸 海上LNG運(yùn)輸需專(zhuān)門(mén)的運(yùn)輸船，將液態(tài)產(chǎn)品在常壓或接近大氣壓條件下儲(chǔ)存在LNG船保溫艙內(nèi)。在運(yùn)輸途中有一部分LNG蒸發(fā)，這些蒸發(fā)氣可作為運(yùn)輸船的燃料。5.接收站 LNG產(chǎn)品通過(guò)碼頭從運(yùn)輸31、船上卸下、儲(chǔ)存，而后再氣化后變成普通管道氣輸送給發(fā)電廠或通過(guò)當(dāng)?shù)胤咒N(xiāo)網(wǎng)絡(luò)作為燃料氣輸送到最終用戶。6.輸配氣管網(wǎng)和用戶,56,57,四.LNG產(chǎn)業(yè)鏈,LNG加氣城鎮(zhèn)燃?xì)獾?1.LNG的蒸發(fā)（BOG)BOG中80%為甲烷及微量乙烷，20%為氮?dú)釨OG比周?chē)諝庵兀囟鹊陀?5OC)BOG也可由閃蒸而產(chǎn)生LNG的溢出,LNG溢出,85OC,BOG,猛烈沸騰重于空氣,85OC,風(fēng)向,與水蒸氣作用產(chǎn)生霧云,霧云給出蒸發(fā)可燃?xì)怏w的運(yùn)動(dòng)軌跡,2.包容LNG的臨界溫度約為83OC，也即當(dāng)LNG在密閉容器中，溫度高于83OC時(shí)全部汽化，壓力迅速上升產(chǎn)生爆炸。,五.LNG安全技術(shù),2.4 翻滾大量氣體短時(shí)間內(nèi)迅32、速?gòu)腖NG中釋放出來(lái)的過(guò)程。容器超壓！由于新注入的LNG密度不同，產(chǎn)生傳熱、傳質(zhì)產(chǎn)生翻滾。高含氮LNG注入儲(chǔ)罐后易產(chǎn)生翻滾。控制LNG含氮1%。不同來(lái)源及組份的LNG分罐儲(chǔ)存，或做到注入儲(chǔ)罐時(shí)充分混合。翻滾是操作過(guò)程中應(yīng)密切注視的危險(xiǎn)之一：潛在翻滾事故發(fā)生前通常有一個(gè)時(shí)期其氣化速率原低于正常值！2.5 快速相變（RPT)LNG與水接觸產(chǎn)生快速相變而產(chǎn)生爆炸力。2.6 沸騰液體膨脹蒸汽爆炸（BLEVE)處于沸騰溫度的液體，由于所承受的壓力系統(tǒng)突然失效而獲得釋放，將以極高的速率蒸發(fā)而產(chǎn)生爆炸。,五.LNG安全技術(shù),LNG在密閉的管道中由于溫度的升高，極易產(chǎn)生超壓：在每一段由隔斷閥隔離的LNG或冷蒸33、汽管線上必須設(shè)置熱膨脹釋放閥同樣閘閥及球閥閥腔由于在關(guān)閉時(shí)積存LNG必須采取熱膨脹釋放裝置（特殊的LNG閥門(mén)結(jié)構(gòu)）將閥腔與高壓端連通。TSV安裝規(guī)定：兩個(gè)自動(dòng)關(guān)斷閥（包括單向閥）之間一個(gè)自動(dòng)關(guān)斷閥（包括單向閥）和一個(gè)手動(dòng)關(guān)斷閥之間兩個(gè)手動(dòng)閥之間視情況而定如果一個(gè)手動(dòng)閥為瑣開(kāi)的則不需要安裝TSV.,五.LNG安全技術(shù),間歇性噴發(fā)是飽和液體突然噴出的現(xiàn)象,水平管中積存不流動(dòng)的LNG；立管中LNG不斷氣化，同時(shí)水平管中氣泡（斷塞流）移動(dòng)到立管上升吸出，而使水平管中的LNG因立管液注壓力突然減小而迅速氣化，從而導(dǎo)致大量氣液沖向儲(chǔ)罐；每幾個(gè)小時(shí)循環(huán)一次，反復(fù)進(jìn)行;一般不會(huì)對(duì)卸料管造成損害，但重復(fù)性的沖擊34、將可能帶來(lái)破壞！,五.LNG安全技術(shù),Top Filling Line,Bottom Filling Line,LNG Unloading Line,儲(chǔ)罐中產(chǎn)生分層的原因：較重LNG進(jìn)入罐底；較輕LNG從罐頂引入。,五.LNG安全技術(shù),翻滾產(chǎn)生的時(shí)間及量的關(guān)系：取決于上下兩層LNG間的密度差，密度差大，產(chǎn)生翻滾的時(shí)間長(zhǎng)，因而積蓄的能量也多，BOG產(chǎn)生的量大！在這種情況下，必須在翻滾產(chǎn)生前控制熱量和物質(zhì)在兩層間的傳遞、消除分層；如果密度差很小，很短時(shí)間就會(huì)產(chǎn)生翻滾，但BOG產(chǎn)生量小，翻滾不會(huì)嚴(yán)重。,消除分層及翻滾的對(duì)策：盡可能采購(gòu)相近組份的LNG；輕組份LNG從底部進(jìn)入儲(chǔ)罐，重組份LNG從頂部進(jìn)35、入儲(chǔ)罐；產(chǎn)生分層后，可采用罐內(nèi)泵打循環(huán)，LNG從頂部進(jìn)入。,五.LNG安全技術(shù),五.LNG安全技術(shù),LNG一般泄漏點(diǎn)為：法蘭、絲堵、排污口或排放口、密封填料、儀表根部連接處。LNG也可能從焊口或設(shè)備管道本體處泄漏，主要是施工或制造質(zhì)量以及材質(zhì)問(wèn)題。當(dāng)發(fā)生LNG泄漏時(shí)，立即站到泄漏點(diǎn)的上風(fēng)方向，叫停周?chē)臒峁ぷ鳂I(yè)或其他檢修作業(yè)，及時(shí)將泄漏情況報(bào)告當(dāng)班班長(zhǎng)或主控人員。如果可能，在確保安全的情況下，現(xiàn)場(chǎng)隔離泄漏點(diǎn)，設(shè)置警戒區(qū)域。,五.LNG安全技術(shù),LNG泄漏及防護(hù)處理措施,泄漏到地面或較溫暖表面的氣化描述：剛剛泄漏時(shí)，會(huì)迅速沸騰并且蒸發(fā)。如果泄漏持續(xù)進(jìn)行，就會(huì)在地面上累積成一小池，而沸騰速度會(huì)下降36、，最后會(huì)保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的沸騰速度。在最初的階段，沸騰速度由地面與LNG液體之間的一層氣體的熱傳遞對(duì)流速度決定。當(dāng)LNG溫度和地面溫度之間的差別逐漸減小時(shí)，這一層氣體就消失了。這樣影響沸騰速度的主要因素是地面向LNG的熱傳遞速度，其它影響LNG沸騰的因素還有太陽(yáng)輻射、LNG小池上方的通風(fēng)對(duì)流情況。后來(lái)地面被冷凍，并持續(xù)保持低溫，那么太陽(yáng)輻射和通風(fēng)就成了影響LNG蒸發(fā)的主要原因。,五.LNG安全技術(shù),LNG氣化,如果泄漏到開(kāi)闊的水面，LNG會(huì)以高速度擴(kuò)散開(kāi)并快速蒸發(fā)，如果是受限的水面，那么水面會(huì)很快結(jié)冰，冰層越厚，沸騰速度就越低，受限水面和受限地面上LNG泄漏的原理一樣，LNG沸騰的速度會(huì)隨著時(shí)37、間的變化而降低。快速相變（具有爆炸的其他屬性，沒(méi)有燃燒）。,五.LNG安全技術(shù),LNG氣化,五.LNG安全技術(shù),LNG低溫傷害,LNG本身是無(wú)毒性的，但因高濃度的BOG或甲烷使空氣中的氧含量不足而導(dǎo)致人體窒息。吸入純的BOG，很快會(huì)失去知覺(jué)，如果不及時(shí)撤離，幾分鐘就會(huì)導(dǎo)致死亡。當(dāng)大氣中的氧含量逐漸減少而慢慢導(dǎo)致窒息，受害人沒(méi)有感覺(jué)到危險(xiǎn)警告和根本沒(méi)有意識(shí)到存在危險(xiǎn)，直到后來(lái)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)為時(shí)已晚。因此，特別警告，沒(méi)有佩帶空氣呼吸器的人員不得進(jìn)入LNG蒸氣區(qū)域。,五.LNG安全技術(shù),LNG窒息傷害,一、凍傷癥狀 凍傷組織呈蒼白、淺黃色，無(wú)痛感。解凍后，傷者會(huì)感覺(jué)疼痛，傷口腫脹、容易發(fā)炎。二、急救措施38、脫掉衣物，脫掉可能阻礙凍傷部位血液循環(huán)的衣物。用溫水循環(huán)清洗受傷的部位，或浸入41-46的溫水中。不可用干加熱處理。送傷員至醫(yī)院。解凍的時(shí)間應(yīng)持續(xù)進(jìn)行15到60分鐘，直到顏色由蒼白色、淺黃色、青紫色轉(zhuǎn)變?yōu)榉奂t色或紅色。如果在救助人員還沒(méi)有到達(dá)之前傷處就已解凍，最好用干燥的無(wú)菌敷料包扎，并用大塊的遮蓋物保護(hù)。飲酒和吸煙會(huì)導(dǎo)致凍傷部位的血液循環(huán)降低，應(yīng)避免飲酒和吸煙。,五.LNG安全技術(shù),LNG凍傷癥狀及急救措施,五.LNG安全技術(shù),滅火器材的正確使用,1、對(duì)水生物（生態(tài)）（無(wú)）；2、對(duì)水源（地下水體）（無(wú)）；3、對(duì)土地（資源）（無(wú)）4、對(duì)大氣（環(huán)境）（減排）,五.LNG安全技術(shù),LNG對(duì)生態(tài)及環(huán)境的影響,LNG項(xiàng)目建設(shè)期主要風(fēng)險(xiǎn)物體打擊！高處墜落！火災(zāi)爆炸！淹弱！觸電！輻射！試車(chē)及運(yùn)營(yíng)期主要風(fēng)險(xiǎn)凍傷！火災(zāi)！爆炸！高處墜落！窒息！淹弱！,五.LNG安全技術(shù),風(fēng)險(xiǎn)分析,五.LNG安全技術(shù),進(jìn)入施工區(qū)和生產(chǎn)區(qū)注意事項(xiàng),謝謝!,