我国液化天然气现状及发展前景分析

我国液化天然气现状及发展前景分析摘要本文介绍了液化天然气的特性，推荐了几种主要液化天然气生产工艺，在分析我国液化天然气的现状的基础上，提出了我国进一步推广液化天然气生产和使用的建议。目录概述LNG的特性和优点LNG工业链及液化生产工艺国内LNG生产与消费情况结束语参考资料中国与世界用能结构比较01020304050607080天然气石油煤炭中国世界我国用能结构调整迫在眉睫我国以煤为主的能源结构严重污染了环境，部分地区酸雨严重，频度增加，大气质量下降，已严重威胁了经济和社会的可持续发展。近年来国家下大力气调整用能结构，由以煤为主的单一结构逐步过渡到以煤为主、多能互补的用能生产系统。我国天然气资源非常丰富分布:78%的天然气资源在陆上,而陆上天然气资源量的75%在我国川渝气区、鄂尔多斯盆地、柴达木盆地、塔里木盆地、莺歌海和东海六大天然气产区;总量:根据我国近期对天然气可采资源量的评估，预计在20万亿以上;我国天然气产量快速增长0200400600800100012001949199520052010单位:亿立方米0.1171744991200LNG蕴藏着具巨大的发展机遇和市场天然气的运输和存储问题一直困绕着天然气开采行业;我国城市以及重要产业对天然气需求的不断增加，截至2005年底，已有100多个城市的居民用上了天然气，一些重要产业也不惜成本铺设专用管线供气。大部分远离气源地和主供气管网的用户使用液化天然气（LNG）更为经济。LNG的特性及优点液化天然气的特点天然气的主要组份是甲烷，其临界温度190.58K，故在常温下无法仅靠加压将其液化。LNG是天然气经“三脱”（即脱水、脱烃、脱酸性气体）冷却后（-162℃）形成，液化后其体积只有液化前的1/625，主要成份是甲烷（75%）以上，相对密度（气体）0.60~0.70，液体密度430~460Kg/m3,高位发热量41.5~45.3MJ/m3，燃点650℃，爆炸极限5%~15%，压缩系数0.73~0.82，其H2S含量不超过4×10-4（ρ），总硫含量不超过30mg/m3,N2含量不超过1.0%（摩尔），是优质的化工原料及工业和民用燃料[2]。液化天然气的优点天然气液化后便于经济可靠的远距离运输;用LNG专用槽车、轮船，把边远地区、海上油气田以及新区的分散天然气，经液化后运抵销售地，节省大笔管线建设投资，易适应用户用气量变化的需要，风险很小。液化天然气的优点存储效率高、占地少、投资省:据资料统计，建六座1MPa1000m3天然气球罐的投资，要比建一座储气量相当的0.5Mpa的100m3液化天然气储罐的投资高80多倍。液化天然气可作为优质的车用燃料:天然气辛烷值高，抗爆性好，燃烧完全，污染小。与压缩天然气相比，LNG储存效率高，自重轻，建站不受供气管网限制。液化天然气的优点便于供气负荷调节:对于定期或不定期供气不平衡，LNG储罐能很好的起到“削蜂填谷”调节作用。欧美国家和日本已建成投产160多座LNG调峰装置，它比地面高压储气罐和地下储气库节省投资，不受地面及地质条件限制。液化天然气的优点有利于保护环境:内燃机大量使用石油产品。以汽车为中心的排气污染物成为城市大气污染的主要元凶。CO2的巨量排放使地球变暖，SO2、NxO形成酸雨已是世界性问题。天然气对环境的污染要比煤和石油小得多，燃烧排放的SO2、NxO极少，排放的温室气体也极少。表1相同发热量下各种石化燃料燃烧时碳排放量[3](tc/toe)NGLNG汽油煤油柴油原油重油烟煤无烟煤0.610.710.800.820.840.840.881.091.14LNG气化时的冷能可利用LNG工业链及液化生产工艺LNG工业链LNG工业链包括天然气预处理、液化、储存、运输、接收站、再气化装置等;LNG工厂主要可分为基本负荷型及调峰型两类。天然气液化生产工艺天然气液化工艺主要是利用外加冷源和自身压力使气态天然气转化为液态的工艺过程。目前世界上成熟的工艺有三种：一是无制冷剂的液化工艺，天然气经过压缩，再经膨胀（或节流）使其温度下降而部分液化；二是只有一种制冷剂的液化工艺，这种方法通过制冷剂的冷却、节流过程获得低温，通过换热使天然气液化；第三种是多种制冷剂如丙烷、乙烷（或乙烯）、甲烷，通过多个制冷系统分别与天然气换热，使天然气温度逐渐降低而液化的工艺。大型LNG生产装置中原油田天然气液化装置工艺流程油田伴生气生产LNG油田伴生气LNG装置适应于产量较小、地理位置较为偏远所产油田伴生气的液化，采用液化后运输的方式可节省管线投资，增加销售灵活性，可同时得到LNG和LPG.小型液化天然气装置小型液化天然气装置中气体预处理脱除天然气中的硫化物、二氧化碳及水份等的工艺与大厂基本相同，但液化工艺与大厂不同。小型液化天然气装置MRC工艺美国Blach∮VeacthPritchard(BVP)建设小型液化天然气装置，采用了与大厂类似的冷剂循环工艺，但为简化工艺和设备，降低建设投资，只使用混合冷剂（MRC）循环。混合冷剂（MRC）循环天然气液化工艺流程小型液化天然气装置建在CNG加气站上的装置利用CNG加气站压缩机的空隙时间，将原料天然气压缩后经预冷，再进入装有涡流管制冷器的液化工序，膨胀制冷后将天然气液化。在CNG加气站建设小型LNG装置工艺流程小型液化天然气装置建在配气站上的装置主干线天然气压力为5.5或5.7Mpa，经配气站将天然气减压到0.3、0,6、1,2Mpa向用户供气，原来在配气站上的压力差是浪费掉的，利用压差制冷而生成LNG。配气站上建设的LNG工艺流程国内LNG生产与消费情况天然气液化研究的发展天然气液化研究始于20世纪初，40年代建成世界上第一座工业规模天然气液化装置;1964年，世界上第一座LNG工厂在阿尔及利亚投产，同年第一艘运载1.2万吨LNG的船开往英国，标志着世界LNG贸易的开始;到目前已形成LNG生产、储存、运输和利用等完善的配套技术，现有160多套生产装置，LNG生产能力7000×104t/a。我国LNG的发展我国LNG生产始于20世纪90年代初，中科院先后为四川和吉化建成了生产能力分别为0.5m3/h和0,3m3/h的LNG生产装置。2000年，国内第一家工业生产并商业化运行的LNG生产装置在中原油田投产。该厂利用油田天然气压力能，引进国外工艺技术，采用阶梯式制冷工艺，日产15×104m3，产品用汽车运到淄博、济宁、商丘等地作为工业燃料和民用气。该装置攻克了高压天然气净化工艺、天然气微量苯低温高压脱除技术以及低温天然气带压储存等技术难题。我国LNG的发展上海东海气田的天然气通过海底管道输送到上海。为应急供气和调峰，也建设了LNG调峰站，LNG生产能力10×104m3/d，储存能力2×104m3，再气化能力120m3/d，作为城市调峰气源。新疆广汇集团于2003年在吐哈油田建成150×104m3/dLNG生产装置，以后将扩产至900×104m3/d，将成为我国最大的LNG生产基地。LNG用专用汽车槽车运至东南沿海地区[6]。我国LNG的发展中石油西南油气田公司采用国产工艺技术和设备，于2005年建成投产一座4×104m3/dLNG生产装置。该装置充分利用了气田天然气的压力能，采用部分脱CO2开式天然气膨胀制冷循环流程，解决了高温差、高压差下酸性气体的脱除难题，投资省，能耗低。产品供应贵州、九寨风景区等用作汽车燃料和民用。我国LNG的发展为满足国民经济的高速增长对天然气的巨大需求，我国将迅速成为LNG进口国。现已规划于2010年前在珠江三角洲、长江三角洲、福建和浙江等沿海地区建设七处进口LNG接收装置，预计每年将进口上千万吨LNG。进口LNG主要用于燃气电厂项目。预计到2030年，我国年进口LNG量将达7000×104t（约900亿方），天然气在我国一次能源中所占比例将从2004年的3%上升到2030年的15%。结束语虽然目前LNG生产技术成熟，市场前景广阔，但其推广仍存在以下问题：天然气资源地远离市场;LNG运输成本高;市场对价格的承受有一个过程;对煤炭、石油消费的依赖以及环保意识的淡漠;配气管网的巨大投资;LNG在城市供气中的作用受到制约;规划、价格等相关政策不;配套;LNG用于城市调峰还有待推进.