液化天然气技术与应用探析

摘要：，天然气是一种清洁环保的能源，在我国得到了广泛的应用，并获得了人们的认可，但在实际应用中还存在诸多问题，其中最重要的是如何更好地应用液化天然气技术。要充分结合各地区天然气的特殊情况，制定科学合理的开发利用规划，充分开发各类可利用的天然气资源。

关键词：液化天然气技术；应用；措施

引言

众所周知，天然气具有热值高、污染低的优点。主要用作产生热能和城市燃烧的燃料，大大降低了环境污染程度。为了便于运输和储存，天然气必须通过制冷剂循环换热器将天然气液化，最终转化为液化天然气。一般情况下，天然气企业会通过一系列操作将提取的天然气转化为液体，以提高运输和储存的效率。使用液化天然气时，第一步是将液化天然气在常温下转化为气体，在这个过程中，会产生大量的冷能。如果能够有效利用这些冷能，则可以大大节省能源消耗，提高社会效益和经济效益。

1.液化天然气工艺优化原则分析

液化天然气工艺是天然气生产和运输的关键，也是运输和销售过程中能源消耗的主要环节。根据现行工艺流程的不同，在安全因素、操作难度、设备场地、设备成本、工艺操作和维护等方面存在较大差异。探索不同工艺和设备的不同原理和工况，是有效选型和工艺优化的基础。在实际设计和应用过程中，应按照以下原则对工艺进行优化：一是要保证工艺的遵循。所谓合规，主要是指要遵循的流程设计，并结合相关的科学事实和当前的技术能力。由于对安全生产和技术成熟的要求很高，特别是在天然气液化过程中，新技术的稳定性和参数由实验技术和提取技术决定。为避免生产中的安全事故，不能大规模引进相关的不成熟技术。二是保证工艺的适应性。所谓适应性主要是指不同天然气液化工艺的需要。该计划使用具有气源特征的天然气。同时，设备现场应考虑各种环境条件，如在潮湿地区进行防潮处理和去除水分和杂质，该过程应相对高效，确保流程经济性。基于以上原则进行优化，应充分重视经济效益。经济效益具体分为三个方面：初始安装成本、运行成本和维护成本。常见的做法是使用成本和生产模型来取得平衡，同时还要考虑位置和预算等经济指标。

2.液化天然气产品的提取

液化天然气作为我国重要的清洁能源，受到人们的热烈欢迎和喜爱，并在全国范围内迅速分布应用，保护环境，提高经济效益。首先，煤制合成氨的化肥企业，在生产过程中会产生部分甲烷，通过膜分离取氢装置送入锅炉燃烧，利用率很低。尾气中的甲烷可以通过深冷分离技术从液化天然气产品中提取出来，通过绝热低温罐和液化天然气罐车供应市场，提高经济效益，减少环境污染。由于甲烷液化的条件相对复杂和困难，其液化只能在低温环境下进行。甲烷是提氢尾气在低温下最先液化的，通过精馏的方法，可以将其分离，进而提取出液化天然气产品。其次，多联产煤气作为高品位的二次能源，是生产各种化工产品的气源。它以煤热解为基础，可用的主要气体成分是氢气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳和其他少量气体。大规模多联产煤气用于民用燃气，可将其甲烷化转化为替代天然气，然后将其液化获得液化天然气。

3.液化天然气优势分析

3.1 安全环保

与一般天然气相比，液化天然气是清洁能源，可以完全燃烧。有效减少对环境的人污染和破坏，具有优良的安全性。气态天然气一旦泄漏会迅速扩散，严重威胁人们的生命安全，危险性非常高。液化天然气的温度很低，因此非常容易储存和运输，而且非常安全，是一种可靠且应用广泛的能源。

3.2冷藏优势明显

随着时代的发展和城市化进程的加快，通用能源已经不再适应时代的发展需要，人们正在寻找一种更环保、更安全、更清洁的能源，液化天然气以其显着的优点而被应用和使用。液化天然气的优点不仅在于其自身，而且还方便人们在生产生活中使用。液化天然气具有良好的清洁度和环境效益，符合我国的可持续发展目标。液化天然气在气化过程中会释放出大量冷空气，可用于许多活动。根据温度的不同，还有其他好处，例如橡胶压碎、速冻和冷藏施工以及夏季冷藏。

3.3 在当前的天然气设备中的应用有广阔前景

现阶段，我国工业化进程不断加快，尤其是信息技术的快速发展及其在各方面的有效应用，对我国工业化水平的提高具有重要意义。天然气工业在我国工业发展进程中占有重要地位，天然气开发水平不断提高。在当前能源紧缺的背景下，天然气设备的种类和数量不断增加。例如，热水器、冰箱、空调等天然气设备在人们的日常生活中得到了广泛的应用。此外，天然气广泛用于工业生产。天然气汽车的应用是主要代表，可以大大减少汽车尾气对大气的污染，减少了环境污染。天然气设备广阔的应用前景促进了LNG技术的进一步发展。

3.4 投资建设优势

由于LNG本身的密度和体积较小，在建设投资过程中具有明显的应用优势。特别是在LNG运输和储存过程中具有明显的应用优势，在储存LNG时，可以采用低温罐车运输，运输方式也比较简单。此外，液化天然气更适合长途运输，可以有效降低运输成本。此外，在液化天然气供应过程中，气化站可在规定范围内完成供气过程，可大大降低天然气企业及相关部门的投资规模，具有较强的经济优势。LNG加站建设时间短，时间优势明显，可在短时间内取得经济效益。

4.天然气液化工艺

4.1阶式制冷工艺

过去，应用最广泛的制冷工艺是阶式制冷工艺，该过程包括制冷循环的三个步骤，以完成天然气的液化。分为丙烷制冷系统、乙烯制冷系统、甲烷制冷系统三个阶段，可以根据制冷温度梯度为天然气液化提供足够的冷能，详细过程可以描述如下：净化后的天然气进入三级制冷循环系统，在三台冷水机中第一步冷却，第二步冷却冷凝，第三步液化，最后过冷降低流量后，生成液化天然气，并在低温常压下储存。

4.2 混合制冷工艺

混合制冷工艺可分为开放式混合制冷工艺和封闭式混合制冷工艺两种。混合制冷剂先由制冷压缩机压缩，然后用水冷却，然后在不同温度水平下冷凝和逐渐分离，经过调节后进入和通过冷箱的不同温度段，原料天然气被送入其冷却能力并转化为液化天然气。在开放式混合制冷过程中，混合制冷剂与净化后的原料气结合，按程序通过各温度计中的气液分离器和换热器。在冷凝过程中，混合气体中必要的制冷剂成分通过逐渐冷凝从混合气体中分离出来，分离成低温天然气流，并进入逆流换热循环。

5.液化流程及优选

5.1联级液化工艺

联级液化工艺由若干个独立的制冷循环组成，其中较高温度级冷却循环的热量由相邻的较低温度级循环提供，液化过程的能量消耗与所使用的级数成正比。联级液化工艺的优点是能耗低、制冷剂成分纯度高、技术成熟、运行稳定。其缺点是设备和工艺复杂、管道和控制系统复杂，不适合设备维护和修理。

5.2混合制冷液化

混合制冷剂液化工艺以多组分烃类混合物为制冷剂介质，通过冷凝、膨胀、蒸发等阶段将天然气液化。液化工艺具有的优点是工艺设备少、操作简单、混合制冷剂补充容易。其缺点在于该工艺能耗比级联液化工艺高10%-20%。根据液化要求，很难按合理的比例混合制冷剂，模拟计算中应提供各组分的物理参数，计算难度大。

5.3膨胀机液化

膨胀机液化工艺的原理是利用涡轮膨胀机对高压制冷剂进行绝热膨胀，最终使天然气液化的过程。在液化过程中，膨胀和冷却过程中的输出功可用于运行压缩机。膨胀机液化循环工艺的优点包括工艺简单、操作灵活可靠、设备启停迅速、维修方便，并且天然气本身可以作为制冷剂，降低了制冷剂的成本。其缺点在于进入装置的气体必须完全干燥、换热面积大、液化率低。

6.分装流程及技术控制

所谓分装工艺，主要是指液化气液化后的储存及后续销售和运输的分装系统。一般来说，LNG主要以高压罐的形式储存。个别地区和企业也有低温、低压的储存方式。但是，与高压罐相比，获得低温环境消耗的能量相对较大。同时，从管理的角度提出和配置工艺优化，某些技术和包装工艺没有很大的技术难度和技术优化空间。具体建议包括：首先，要形成明确的包装技术标准，以体系的形式确定各项检测指标和规范化控制指标。这种模式可以有效防止人为操作失误带来的安全隐患。其次，设备的定期维护和检修要保证整个过程的效率。采用该方法是为了避免因不符合设备要求而可能出现的安全风险。最后，在后续加工和转运过程中必须特别注意液化天然气的连接。通过以上三方面的配置，可以更有效地优化天然气液化工艺，为整个生产系统的质量安全提供必要的保障。

结语

科学技术的不断创新和进步，伴随着社会经济水平的不断提高，对促进社会各行各业的发展具有重要意义。目前，随着物质生活水平的大幅度提高，人们越来越关注环境问题，在此背景下，天然气作为清洁能源，在能源产业发展中占有非常重要的地位，有效促进了液化天然气技术的发展。

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作者简介：闫涛（1987年5月8日），男，汉族，助理工程师，本科。研究方向：液化天然气工艺技术研究