国内LNG装置行业技术特点

来源：中为咨询网www.zwzyzx.com 【日期：2015-07-01 16:42:46】【打印】【关闭】

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天然气液化装置包括预处理系统、低温液化系统、LNG储运系统以及其他辅助系统，在天然气液化装置中，天然气低温液化系统是装置的核心技术。天然气液化是一个低温过程，原料天然气经预处理后，进入换热器进行低温冷冻循环，冷却至-162℃左右就会液化。迄今已成熟的天然气液化工艺有：阶式制冷工艺、膨胀机制冷工艺、以及混合制冷工艺（MRC）。

（1）阶式制冷工艺

经典的阶式制冷循环由3个制冷段（即3个温度级：丙烷段-38℃、乙烯段-85℃、甲烷段-160℃）串接组成。为了使实际级间操作温度尽可能贴近原料气的冷却曲线，减少熵增，提高效率，人们后来将3个温度级改进为9个温度级，即再将丙烷段、乙烯段、甲烷段各分为3个段。

阶式制冷循环能耗低，技术成熟，最早的基地型LNG生产厂采用了这种液化工艺。随着LNG技术的发展，阶式制冷循环暴露出了它固有的缺点：机组多、投资费用高、流程复杂，因此后来建设的LNG生产厂已不再采用这种技术工艺。

（2）膨胀机制冷工艺

以膨胀制冷循环为基础的天然气液化工艺流程是采用透平膨胀机进行等熵膨胀而达到降温目的的过程。在操作频繁且要求快速启停的调峰型装置中，膨胀制冷循环得到了很好的利用。根据制冷剂的不同，膨胀制冷循环分为天然气膨胀制冷工艺、氮气膨胀制冷工艺和氮+甲烷膨胀制冷工艺。

天然气膨胀制冷工艺的特点是利用原料天然气的压力能对外做功以提供天然气液化所需的冷量。系统液化率主要取决于膨胀比和膨胀效率，该工艺特别适用于天然气输送压力较高，而实际使用压力较低，中间需要降压的气源场合。膨胀循环是最简单的一种制冷系统，低温是气体通过膨胀机来实现的。膨胀制冷工艺开停简单而且迅速，但功率消耗比阶式循环和MRC循环大。

（3）混合冷剂制冷工艺-MRC工艺

混合冷剂制冷循环又称MRC（MixedRefrigerantCycle）工艺，是上世纪六十年代末期由阶式制冷工艺演变而来的，多采用烃类混合物作为制冷剂，代替阶式制冷工艺中的多个纯组分。其制冷剂组成根据原料气的组成和压力而定，利用多组分混合物中重组分先冷凝、轻组分后冷凝的特性，将其依次冷凝、分离、节流、蒸发得到不同温度级的冷量。MRC工艺大大简化了流程，降低了投资；理论上这种工艺的级间冷却温度能较好地贴近原料气的冷却曲线，因而可大大节省制冷功率。天然气液化装置3种工艺方法特点的对比如下表所示。