海南小型LNG工厂液化工艺方案特点

液化天然气(LNG)的体积只有同量气态体积的1/625，因而将天然气液化处理，不仅有利于降低天然气贮存和运输的成本，而且还可以提高天然气单位体积的燃烧值[1]。目前，我国LNG工业才刚刚起步，在天然气液化技术方面还不成熟，深入研究天然气液化技术，对我国发展LNG工业具有非常重要的意义。

1 天然气液化工艺流程分析武汉违章查询

    天然气液化的核心是冷冻循环。在天然气液化装置中可采用的冷冻循环有：节流液化循环、级联式液化循环、混合制冷剂循环、带膨胀机的液化循环。需要指出的是，这样的划分并不严格，通常采用的是包括了上述各种液化流程中某些部分不同组合的复合流程[2]。

    节流循环是工业上最早采用的气体液化循环。由于节流循环设备简单，运转可靠，至今仍为一些小型装置所采用；级联式液化流程也被称为阶式(Cascade)液化流程、复叠式液化流程或串联蒸发冷凝液化流程，主要应用于基本负荷型天然气液化装置；混合制冷剂的制冷原理与纯单组分制冷剂的制冷原理大致相同，都是通过冷剂液体汽化与被冷介质进行热交换，

使其降温，混合制冷剂产生的冷量是在一个连续的温度范围之内，纯组分冷剂产生的冷量是在一个固定的温度上[3]，以混合制冷剂制冷循环为基础的天然气液化流程是目前应用最广泛的液化工艺；天然气膨胀流程，是指直接利用高压天然气在膨胀机中绝热膨胀到输出管道压力而使天然气液化的流程，这种流程最突出优点是功耗小，只需对液化的那部分天然气脱除杂质，因而预处理的天然气量可大为减少(占气量的20%～35%)，但液化流程不能获得象氮气膨胀液化流程那样低的温度，循环气量大，液化率低，膨胀机的工作性能受原料气压力和组成变化的影响较大，对系统的安全性要求较高；氮气膨胀液化流程(N20万7座suv2-Cycle)较简化、紧凑，造价略低，启动快(热启动1～2h即可获得满负荷产品)，运行灵活，适应性强，易于操作和控制，安全性好，放空不会引起火灾或爆炸危险，适用于小型LNG装置[4]，制冷剂采用单组分气体，能耗比混合制冷剂液化流程高。

    海南LNG工厂属于小型的天然气液化装置，从工程投资、运行费用、装置流程的简便性、运行的灵活性、设备的数量等方面考虑，选择改进的氮气膨胀制冷工艺——氮气二级膨胀制冷工艺。

2 海南LNG工厂天然气液化工艺方案

    海南LNG工厂天然气液化装置是海南省重点建设项目，生产规模为25×104m3/d。该天然气液化装置的工艺流程由净化过程和液化过程两部分组成。

海南LNG工厂天然气液化装置处理天然气的基本参数为：LNG产量为25×104m3/d；原料气量为26.55×10福特蒙迪欧汽车4m3/d；原料气温度为35℃；原料气压力为1.3MPa。其中原料气组成(体积分数)如表1所示。

2.2 天然气预处理系统

    天然气预处理工艺主要是脱除原料气中所含的固体杂质、酸性气体(CO2、H2S)、水和重烃。天然气液化时，对其杂质含量的控制指标是：要求CO2含量小于50×10-6mg/m3，H2S含量小于5×10-6mg/m3汽车保养费用计算，水含量小于0.1×10-6mg/m3，重烃含量小于70×10-6mg/m3。因此，天然气预处理工艺包括原料气分离过滤、脱酸性气体和脱水等。

    原料天然气首先进入原料天然气分液罐，将输送过程中所产生的液体从原料天然气中除去。除去液体后的天然气进入原料气过滤器进一步过滤，将粒径大于5μm的液体和固体除去，以避免液体(重烃)被带入增压机，对增压机造成损坏。过滤后的天然气进入增压机压缩到5.9MPa，然后经冷却器冷却至35℃后进入净化单元。原料天然气分液罐分出的凝液排入凝液储罐。

    天然气中通常含有CO2、H2S和有机硫化物，通称为酸性气体。这些酸性气体杂质会造成腐蚀、污染环境，在低温过程中结冰堵塞仪表和管线，当天然气作为化工原料时，它们

还会导致催化剂中毒，影响产品质量，因此需要把气体中的酸性气体含量脱除到标准要求的规格。海南LNG工厂原料气中只含有CO2，不含H2S和有机硫化物，因而只考虑脱除CO2。