國內(nèi)小型LNG撬裝技術(shù)工藝可行性研究

趙哲軍 楊 逸 趙守明

（1.中國石化西南油氣分公司工程技術(shù)研究院，四川 德陽 618000；2.中國石化勝利勘察設(shè)計院，山東 東營 257026）

0 引言

液化天然氣（LNG）因運輸便捷、清潔高效而越來越受到能源消費大國和國際石油公司的重視[1-2]，成為繼石油之后又一個全球化的能源產(chǎn)品。筆者擬探討分析能否利用小型LNG撬裝技術(shù)實現(xiàn)測試過程中零散天然氣的回收。

1 國內(nèi)小型LNG撬裝技術(shù)現(xiàn)狀

目前我國小型化LNG撬裝技術(shù)的研究和工業(yè)化應用起步較晚，技術(shù)相對滯后，基本上是建立在國外天然氣液化技術(shù)的基礎(chǔ)上。國內(nèi)引進的LNG液化技術(shù)有丙烷和乙烯兩種制冷劑的階式制冷循環(huán)、三級單混合制冷劑液化、兩級膨脹機制冷循環(huán)、氮循環(huán)兩級膨脹制冷、單混合制冷劑液化。國內(nèi)自主研制的有利用管網(wǎng)單級膨脹制冷、兩級氮膨脹循環(huán)制冷、N2-CH4膨脹循環(huán)制冷、混合制冷劑循環(huán)制冷。

2 小型LNG撬裝工藝優(yōu)選及設(shè)計

2.1 工藝優(yōu)選

目前常見的LNG液化工藝主要有級聯(lián)式液化工藝、混合制冷劑液化工藝以及膨脹機制冷工藝，但從調(diào)研得知級聯(lián)式液化工藝具有流程復雜且設(shè)備占地面積大的特點，適應于陸上大型撬裝而不適用于小型LNG撬裝；膨脹機制冷工藝的能耗相對較高，動用設(shè)備較多，不利于后期的維修和保養(yǎng)。因此，對于小型LNG撬裝，最適宜的工藝是混合制冷劑液化工藝。小型LNG撬裝式混合制冷劑液化流程的設(shè)備簡化，而性能參數(shù)卻絲毫不受影響，仍保持達到或超過丙烷預冷混合制冷劑液化流程的水平。之所以能這樣，關(guān)鍵在于混合制冷劑中相應地增加了重組分（正丁烷、異丁烷、正戊烷和異戊烷）的含量。重組分經(jīng)分離后，節(jié)流降溫返流到換熱器中為天然氣和制冷劑提供預冷的冷量，以此代替丙烷預冷循環(huán)，而降低天然氣和制冷劑進入流程時的溫度，這對于減少流程功耗、制冷劑流量非常有利。

2.2 撬塊化設(shè)計

分別針對30×104m3／d、15×104m3／d兩種規(guī)模進行LNG撬塊化成撬設(shè)計，成撬后的設(shè)計情況見表1。從成撬情況來看，以30×104m3／d的規(guī)模為例，單個設(shè)備尺寸較大的為胺法脫硫（MDEA）脫酸氣撬和制冷劑壓縮機撬，長度分別達到了25 m和30 m，這種尺寸的設(shè)備在平原地區(qū)運輸和安裝難度不大，但對于山區(qū)則存在一定的難度。通過估算，大概需要約6666 m2的占地面積。

表1 LNG成撬設(shè)計情況表

2.3 工藝敏感性分析

對壓力、溫度、氣樣組成以及處理氣量的工藝進行敏感性分析，結(jié)果表明：進氣壓力、溫度和氣樣組成對設(shè)備運行的影響較小且可控；而氣量對設(shè)備運行的影響較大，若井口來氣量與設(shè)計處理量相差較大，則設(shè)備運行效率較低，見表2。

3 經(jīng)濟評價

綜合考慮撬塊基礎(chǔ)費用、設(shè)備的安裝、拆除和運輸費用、天然氣進氣價、電價、工資及福利費用、折舊率、修理費、所得稅、LNG售價等因素，對小型LNG撬裝設(shè)備進行了經(jīng)濟評價，結(jié)果見表3。

表2 LNG撬裝設(shè)備敏感性分析表

經(jīng)濟對比表明：30×104m3／d項目規(guī)模的LNG撬裝設(shè)備投資收益率高，投資回收期短，而15×104m3／d項目規(guī)模的LNG撬裝設(shè)備投資收益率低，投資回收期長。

表3 LNG撬裝設(shè)備經(jīng)濟評價對比表

4 結(jié)論

1）LNG液化工藝對比分析表明，混合制冷劑液化工藝最適用于小型LNG撬裝。

2）15×104m3／d項目規(guī)模的撬裝設(shè)備經(jīng)濟效益較差，30×104m3／d項目規(guī)模的經(jīng)濟效益較好。

3）LNG工藝雖然可以撬裝化，但也存在占地面積大、設(shè)備運輸難度大的問題。

［1］石磊.中國LNG液化工藝技術(shù)發(fā)展回顧［J］.科技信息，2011（18）：395.

［2］薛榮，李磊.國際LNG貿(mào)易的發(fā)展趨勢分析［J］.商業(yè)時代，2011（4）：41-42.