燃气市场调查报告

——环保燃料的发展趋势

　　调查内容天然气液化技术概述

　　天然气液化系统主要包括天然气的预处理、液化、储存、运输、利用这5个子系统。一般生产工艺过程是，将含甲烷90%以上的天然气，经过“三脱”(即脱水、脱烃、脱酸性气体等)净化处理后，采取先进的膨胀制冷工艺或外部冷源，使甲烷变为-162℃的低温液体。目前天然气液化装置工艺路线主要有3种类型：阶式制冷工艺、混合制冷工艺和膨胀制冷工艺。

　　1.阶式制冷工艺

　　阶式制冷工艺是一种常规制冷工艺。对于天然气液化过程，一般是由丙烷、乙烯和甲烷为制冷剂的3个制冷循环阶组成，逐级提供天然气液化所需的冷量，制冷温度梯度分别为-30 ℃、-90 ℃及-150 ℃左右。净化后的原料天然气在3个制冷循环的冷却器中逐级冷却、冷凝、液化并过冷，经节流降压后获得低温常压液态天然气产品，送至储罐储存。

　　阶式制冷工艺制冷系统与天然气液化系统相互独立，制冷剂为单一组分，各系统相互影响少，操作稳定，较适合于高压气源(利用气源压力能)。但由于该工艺制冷机组多，流程长，对制冷剂纯度要求严格，且不适用于含氮量较多的天然气。因此这种液化工艺在天然气液化装置上已较少应用。

　　2.混合制冷工艺

　　混合制冷工艺是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(N2、C1、C2、C3、C4、C5)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。又据混合制冷剂是否与原料天然气相混合，分为闭式和开式两种混合制冷工艺。

　　闭式循环：制冷剂循环系统自成一个独立系统。混合制冷剂被制冷压缩机压缩后，经水(空气)冷却后在不同温度下逐级冷凝分离，节流后进入冷箱(换热器)的不同温度段，给原料天然气提供冷量。原料天然气经“三脱”处理后，进入冷箱(换热器)逐级冷却冷凝、节流、降压后获得液态天然气产品。

　　开式循环：原料天然气经“三脱”处理后与混合制冷剂混合，依次流经各级换热器及气液分离器，在逐渐冷凝的同时，也把所需的制冷剂组分逐一冷凝分离出来，按制冷剂沸点的高低将分离出的制冷剂组分逐级蒸发，并汇集构成一股低温物流，与原料天然气逆流换热的制冷循环。开式循环系统启动时间较长，且操作较困难，技术尚不完善。

　　与阶式制冷工艺相比，混合制冷工艺具有流程短、机组少、投资低等优点;其缺点是能耗比阶式高，对混合制冷剂各组分的配比要求严格，设计计算较困难。

　　3.膨胀制冷工艺

　　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。优点是能耗低、流程短、投资省、操作灵活;缺点是液化率低。

　　该LNG工厂的气源来自吐哈油田，处理单元，液化单元除制冷剂压缩机组与上海浦东LNG工厂有区别外，其他部分工艺原理基本相同。

　　调查结果：非常满意!我国天然气资源多分布于中西部地区，而东南沿海发达地区则是能源消耗量最大的地区，要合理利用资源，就必须解决利用与运输间的矛盾。“西气东输” 管线的建成投产，为我国天然气的广泛应用拉开了序幕，但长距离输送管线巨额的建设投资、地质地貌造成的施工技术困难和高昂的维护运行费用，在很大程度上又影响和制约着对下游用户经济灵活、安全平稳的气源供应：就经济发展迅速的中小型城市而言，近期远期燃气消费量变化趋势和远期用气规模受社会环境、地理环境和经济政策等诸多因素限制而难以确定，输气管网的经济性恰恰与输气管网输气能力的利用率密不可分，输气管网能否获得预期的经济收益更是各大燃气供应商所关注的焦点，所以“舍远求近”必然成为绝大多数燃气供应商采取的重要战略措施。随着城市燃气消费量的增加，对原输气管网的系统改造和扩容，势必导致原有资产的报费或重复投资，在给各大燃气供应商造成巨大经济损失的同时，更增大了燃气本身的附加成本，不利于燃气市场的开拓和用户的培育。一些城市“气化”以后，由于民用气量季节差异较大、输气管网出故障等，都会造成定期或不定期的供气不平衡，而建设LNG调峰工厂(储存气化装置)可以起到很好调峰的作用。据国外资料统计，在美国、日本、欧洲已建成投产100多座LNG调峰装置，它比建设地面高压储气罐和地下储气库节省土地、资金，缩短工期，而且方便灵活，不受地质条件限制。天然气液化后便于经济可靠的运输，可用专门的LNG槽车、轮船把边远、沙漠、海上油气田以及新区分散的天然气，经液化后进行长距商运输到销售地，而且风险性小、适应性强。随着城市居民生活水平的提高和车用燃料的紧缺，城市车辆对安全、经济、环保和可靠的车用燃料的需求量也会不断增加，天然气以其优良的燃烧、排放性能愈来愈受到广大用户的青睐。

　　总结： 因此，加快对适合我国特点的天然气液化装置的工艺技术研究，加大对相关应用技术研究的力度和投入，已成为天然气应用开发领域的重要课题之一，具有广阔的市场前景。