液化天然氣可持續利用技術探討

哈偉

（蓬萊市渤海燃氣管道工程有限公司，山東 蓬萊 265600）

1 概述

綠色環保理念已經在眾多行業得到了應用和推廣，包括現在的能源供應，煤和石油由于對于環境的污染大并且數量在不斷減少，所以天然氣的市場漸漸開放起來，并得到了廣泛的推崇，國際上都希望將天然氣能夠成為能源消費中的領軍者，能夠帶動其他行業的發展，經濟效益和社會效益都能優化實現。目前，天然氣的發展情況在消費結構中的占有率變得越來越多，漸漸能夠趕上石油的應用量。因為一些技術性問題需要探討。從 2003年起，國際燃氣聯盟（IGU）成立了LNG問題的計劃委員會（PGCD）,并將與其它國際組織（如世界LNG會議，美國燃氣工藝研究院(IGT)和國際冷凍組織(IIR)等）合作進行工作。追蹤并全面研究世界上發展LNG的經驗。同時，我國能源消費總量占世界能源消費總量的11.1%，屬世界第二位，在能源消費大國中，我國能源消費總量中煤炭比重最高，是全球平均水平的2.9倍，而天然氣比重最低（僅占2.8%），只是全球平均水平的7.2%。從資源開發和保護工作角度來說，能夠促進西部經濟的發展，并且節約傳統能源的利用，并且協調資源與資源之間的關系，資源與環境之間，環境與經濟發展之間的矛盾，使得可持續發展真正能夠提上日程。

2 國內研究現狀

上世紀六十年代天然氣的發展規劃和實際工作都投入了實際運營階段。四川石油管理局威遠化工廠擁有國內最早的天然氣深冷分離及液化的工業生產裝置，除生產He外，還生產LNG。1991年該廠為航天部提供30tLNG作為火箭試驗燃料。由于面臨的情況和可利用的方法不同。因此與國外研究的重點也不同，大多是對于定點的液化天然氣工程的研究，研發出了較為實用的裝置，現在就將這些裝置介紹如下：

2.1 四川液化天然氣裝置

由中國科學院北京科陽氣體液化技術聯合公司與四川簡陽市科陽低溫設備公司合作研制的300l/h天然氣液化裝置，是用LNG作為工業和民用氣調峰和以氣代油的示范工程。該裝置于1992年建成，為LNG汽車研究提供LNG。

此裝置是以天然氣自然產生的壓力為基礎，使天然氣的液化工作得以有效實施，使得天然氣的生產和存放工藝得到改進，并且工藝較為科學，使用氣體膨脹機，對于水電能源的消耗能力較低。節省成本和能源，但是效率也較低，只能得到1/10，這是有一定的原則性的。

2.2 吉林油田液化天然氣裝置

由吉林油田、中國石油天然氣總公司和中科院低溫中心聯合開發研制的500l/h撬裝式工業試驗裝置于1996年12月整體試車成功，該裝置采用以氮氣為冷劑的膨脹機循環工藝，整個裝置由10個撬塊組成，全部設備國產化。

能夠應用此技術分離出內部的水分和二氧化碳。操作十分的簡便輕巧。采用純度極高的N2作為工作的基礎點，因此比其他方式的循環功率要好得多，但是對于天然氣自身擁有的壓力利用不足，耗費的能源較大。所以裝置的資源利用較多，但是受到的效果好比上一種裝置要好一些。各部門可根據自己的需要來選擇天然氣的使用。

2.3 陜北氣田液化天然氣

1999年1月建成投運的2×104m3/d“陜北氣田LNG示范工程”是發展我國LNG工業的先導工程，也是我國第一座小型LNG工業化裝置。該裝置采用天然氣膨脹制冷循環，低溫甲醇洗和分子篩干燥聯合進行原料氣凈化，氣波制冷機和透平膨脹機聯合進行低溫制冷，燃氣機作為循環壓縮機的動力源，利用燃氣發動機的尾氣作為加熱分子篩再生氣的熱源。該裝置設備全部國產化。裝置的成功投運為我國在邊遠油氣田上利用天然氣生產LNG提供了經驗。

2.4 哈爾濱燃氣工程設計研究院與哈爾濱工業大學

LNG系統主要包括天然氣預處理、天然氣的低溫液化、天然氣的低溫儲存及天然氣的氣化和輸出等。經過處理的天然氣通過一個多級單混冷凝過程被液化，制冷壓縮機是由天然氣發動機驅動。LNG儲罐為一個雙金屬壁的絕熱罐，內罐和外罐分別是由鎳鋼和碳鋼制成。

循環氣壓裝置利用天然氣能源作為使用能源，能夠少投入多收回，快速收回投入的成本，在結構設計上要盡量避免使用潤滑藥劑，這可以防止潤滑劑進入到天然氣內部將其成分改變，采用裝有電子速度控制系統的透平，而且新型透平的最后幾級葉片用鉆合金制造，改善了機械運轉。安裝于透平壓縮機上的新型離合器是撓性的，它的運行穩定，空間的調整也較為靈活。

3 國內LNG的應用現狀

和發達國家對于天然氣的投資力度和發展規模來看，中國的差距還較大。我國的第一個商業天然氣公司是中原油田。該廠能夠充分發揮自身的優勢，將天然氣開采的價格降到了最低，將其用作投入到居民使用和汽車等方面。與此同時，上海石油天然氣總公司在東海氣田的天然氣通過海底管線輸送到上海供工業和民用后，也建設了LNG調峰站，把東海天然氣經加工深冷成LNG儲存起來，作為后備利用，當時機合適的時候變為城市天然氣使用的后備軍，作為臨時斷氣時的儲備工作，促使天然氣工作平穩發展。

國家計劃在2001年－2007年實施幾項大的天然氣開發項目，即西氣東輸、進口俄羅斯天然氣工程。而比較大的項目是我國廣東在2002年確定的進口300萬噸/年LNG項目，該LNG接收站建成后，將能把LNG汽化后通過管道輸至廣州、深圳、佛山、番禺、東莞、惠州等城市，用于發電及作為工業和民用清潔燃料，成為我國第一個真正意義上的LNG應用工程。福建、青島等也都在規劃或建設LNG接收站，從國外進口LNG，用于發電、石油化工、工業、民用燃料。同時，在東北地區以及四川、陜西、山西、江蘇、云南、貴州等地相繼發現新的天然氣儲量可供開發利用，將各地的天然氣工程聯合起來，將大的部門與小的部門之間的工作相互配合，共同為天然氣事業的發展和利用帶來收獲，并將天然氣開采利用基礎提高到一個相當的水平。

總體說來，我國的發展勢頭是比較好的。能夠在未來的幾年內實現天然氣進口國家的愿望，并能夠與國際市場融合良好。所以天然氣市場實際上市目前較為有利和有前途的行業之一，我國的資源和環境問題都能夠通過天然氣來得到改善，因此必須將合理開發落到實處。

天然氣的優勢有耗能低，成本低，盈利高，污染損傷小，運量好等，能夠代替石油等行業變成領先行業，在管理方式上也要發揮其優勢，將一些阻礙發展的因素合理得調配到一起，促進其向著更好更快的方向發展，促進西部開發事業的全面發展。

[1]李猷嘉.液化天然氣(LNG)及其應用[J].城市燃氣:2003，4(VOL.338).

[2]鄭大振,李群.發展我國液化天然氣工業的前景[J].天然氣工業:1991，3(1).

[3]閻觀亮,崔洪星,張明會.液化天然氣工廠的原料氣處理[J].石油與天然氣化工.2000，79(5).