淺析液化天然氣技術(shù)及其應(yīng)用研究

羅斐 郭海新 程松民 曾璠雄 邵新新 黃磊 李立

摘要：在我國液化天然氣技術(shù)應(yīng)用過程中，使用LNG裝置，主要是根據(jù)國內(nèi)氣源的主要特點(diǎn)同時(shí)綜合考慮國外先進(jìn)的液化工藝技術(shù)，開發(fā)新型的液化工藝技術(shù)。采用乙烯和丙烷進(jìn)行復(fù)疊式預(yù)冷，然后使用節(jié)流式制冷工藝，各個(gè)環(huán)節(jié)具有相對獨(dú)立性與靈活性，并且有較高可靠性。但是在使用過程中液化工藝比較復(fù)雜，設(shè)備投資力度相對較高，一般適合在大型液化天然氣企業(yè)中應(yīng)用。而利用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)以及小負(fù)荷天然氣發(fā)電機(jī)組作為壓縮機(jī)進(jìn)行供電，能夠解決邊遠(yuǎn)地區(qū)電力緊張問題，裝置中還可以增加微波吸收腔。這樣能夠充分利用天然氣自身壓力，提高制冷效果，從而提高天然氣液化技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：液化天然氣;運(yùn)輸;儲(chǔ)存

眾所周知，由于天然氣具有熱值高、污染程度小等優(yōu)勢，多被用來作為火力發(fā)電以及城市燃燒的燃料，在極大程度上減小了污染環(huán)境的程度，為人們提供了清新自然的生活環(huán)境，是目前人們廣泛使用的能源。為了便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，需要將開采出的天然氣經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，以清除雜質(zhì)，并利用冷媒循環(huán)式熱交換器將天然氣液化，最后變?yōu)橐夯烊粴狻Ｒ夯烊粴庾畲蟮膬?yōu)勢就是能夠方便運(yùn)輸和儲(chǔ)存，通常情況下，天然氣企業(yè)都會(huì)將開采出來的天然氣經(jīng)過一系列的操作將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)形式，以此來提高運(yùn)輸效率以及存儲(chǔ)效率，避免造成不必要的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，在極大水平上提高了企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。在使用液化天然氣時(shí)，首先要將液化天然氣轉(zhuǎn)化為常溫氣體，在此過程中會(huì)產(chǎn)生大量的冷能，如果對產(chǎn)生的冷能有效利用，將會(huì)大大節(jié)省能源的消耗，從而提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

1 液化天然氣產(chǎn)品的提取

改革開放初期，與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國在能源開發(fā)和創(chuàng)新方面起步較晚，發(fā)展緩慢，存在一定的差距和不足，但是隨著改革開放步伐的加快，我國經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)得到了飛快的發(fā)展，無論是建設(shè)行業(yè)還是能源開發(fā)都有了實(shí)質(zhì)性發(fā)展，大大縮小了與先進(jìn)國家的差距。液化天然氣作為目前我國重要的清潔能源，受到了人們的熱烈歡迎和喜愛，在全國范圍內(nèi)迅速被推廣和應(yīng)用，既保護(hù)了環(huán)境，又提高了經(jīng)濟(jì)效益。（1）煤制合成氨的化肥企業(yè)，其生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一些甲烷，通過膜分離提氫裝置送到鍋爐燃掉，利用率非常低。尾氣中的甲烷是可以通過低溫分離技術(shù)提取出液化天然氣產(chǎn)品，通過絕熱低溫罐、液化天然氣罐車向市場提供，增加經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染。甲烷的液化條件相對復(fù)雜困難，因此，甲烷的液化想要實(shí)現(xiàn)，只有在低溫的環(huán)境下進(jìn)行才可以。甲烷是提氫尾氣在低溫下最先液化的，通過精餾的方法，可以將其分離，進(jìn)而提取出液化天然氣產(chǎn)品。（2）多聯(lián)產(chǎn)煤氣作為生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品的原料氣源，是一種高品位的二次能源。它是以煤熱解作為基礎(chǔ)，主要可用的氣體成分有：氫氣、一氧化碳、甲烷、二氧化碳及少量其他氣體。大型的多聯(lián)產(chǎn)煤氣用于民用燃?xì)猓蛇M(jìn)行甲烷化處理，變換成為替代天然氣，再經(jīng)液化得到液化天然氣。

2 液化天然氣技術(shù)

2.1 液化天然氣的生產(chǎn)

液化天然氣是由天然氣經(jīng)過低溫液化而形成的，需要對天然氣進(jìn)行冷凍，將溫度降低到一定程度時(shí)，天然氣就會(huì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)換為液態(tài)。液態(tài)天然氣的體積相對來說比氣態(tài)的天然氣要小很多，溫度也非常低，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存方面具有極大的便利性。

2.2 液化天然氣的運(yùn)輸

為了便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，天然氣均會(huì)被進(jìn)行液化變?yōu)橐夯烊粴猓@樣就會(huì)大大提高天然氣的運(yùn)輸、儲(chǔ)存效率，節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，節(jié)約資源，避免產(chǎn)生浪費(fèi)現(xiàn)象。現(xiàn)階段運(yùn)輸液化天然氣的常用手段包括水運(yùn)和陸運(yùn)兩種方式，比如船舶、火車、汽車等等，并且在運(yùn)輸?shù)倪^程中采用的都是槽罐保溫工藝方式，以此滿足長距離的運(yùn)輸需求。

2.3 液化天然氣的存儲(chǔ)

天然氣的存儲(chǔ)問題一直是困擾著人們的一大難題，但是經(jīng)過把氣態(tài)的天然氣液化之后，這個(gè)問題就迎刃而解了，液化天然氣的存儲(chǔ)是非常方便的。在存儲(chǔ)液化天然氣時(shí)，需要采用獨(dú)特的保溫儲(chǔ)罐，一個(gè)正常的儲(chǔ)罐可以儲(chǔ)存大量的液化天然氣，且在不使用液化天然氣時(shí)，它的存儲(chǔ)時(shí)間可以長達(dá)一個(gè)月左右，是人們生產(chǎn)生活不可或缺的清潔型能源。

2.4 液化天然氣的氣化

液化天然氣的汽化是通過換熱器實(shí)現(xiàn)的，把液化天然氣從液態(tài)轉(zhuǎn)換為氣態(tài)，在轉(zhuǎn)換的過程中需要吸收一定的熱量。就現(xiàn)階段我國工業(yè)化手段而言，液化天然氣的氣化主要包括海水氣化、空氣氣化，以及熱水強(qiáng)制氣化等方式。

3 液化天然氣技術(shù)的優(yōu)勢

3.1 安全、環(huán)保

與一般的天然氣相比，液化天然氣是清潔型能源，可以完全燃燒，而且具有很大的優(yōu)勢，可以減少對環(huán)境的污染和破壞，降低對人們生命健康的危害率，具有很大的安全性。氣態(tài)天然氣的密度比空氣的密度小，一旦泄露，就會(huì)迅速擴(kuò)散，嚴(yán)重危害著人們生命健康的安全和周圍設(shè)施的穩(wěn)定，具有極大的危險(xiǎn)性。而液化天然氣的溫度非常低，非常容易儲(chǔ)存和運(yùn)輸，安全性極大，是人們廣泛使用和信賴的能源。

3.2 建設(shè)投資有時(shí)間和效益的優(yōu)勢

液化天然氣的密度和體積都是比較小的，具有明顯的優(yōu)勢，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存方面的優(yōu)勢尤為顯著。在儲(chǔ)存液化天然氣時(shí)，只需要利用溫度較低的槽車就可以，不需要使用大型的儲(chǔ)氣設(shè)備，而且同樣適用于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，大大減少了液化天然氣運(yùn)輸?shù)某杀荆岣吡颂烊粴馄髽I(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。液化天然氣只需依靠氣化站就可以確保規(guī)定范圍內(nèi)的平衡供氣。對于天然氣企業(yè)和相關(guān)部門來說，液化天然氣的建設(shè)投資不僅有經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的優(yōu)勢，更重要的是，還有時(shí)間的優(yōu)勢。

3.3 液化天然氣的冷藏優(yōu)勢

隨著時(shí)代的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，普通的能源已經(jīng)不適合時(shí)代的發(fā)展需求，人們更加追求環(huán)保、安全的清潔型能源，這種情況下，液化天然氣以其顯著的優(yōu)勢被迅速應(yīng)用和普及。液化天然氣的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在其自身，而且在發(fā)生物理反應(yīng)的過程中也具有優(yōu)勢供人們加以利用。液化天然氣在氣化的過程中會(huì)釋放出大量的冷氣，借助這種釋放出來的冷氣可以進(jìn)行很多活動(dòng)，不同的溫度有不同的優(yōu)勢，比如進(jìn)行橡膠研磨、建設(shè)速凍冷庫、夏季供冷等等。

3.4 在汽車和天然氣設(shè)備領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿?/p>

隨著我國工業(yè)化水平以及信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，天然氣行業(yè)作為其中的重要組成部分，其發(fā)展水平也在不斷提高。越來越多的人們選擇使用天然氣設(shè)備，比如天然氣熱水器、空調(diào)、冰箱等等。其中效果最為顯著的是天然氣汽車的出現(xiàn)大大地降低了污染氣體的排放，減少了環(huán)境污染，給人們的生活提供了清潔、健康的生活環(huán)境。

4 結(jié)論

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，科學(xué)技術(shù)不斷完善和發(fā)展，市場競爭程度持續(xù)增強(qiáng)，我國工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)更為激烈的競爭環(huán)境。液化天然氣的出現(xiàn)，在一定的程度上提高了天然氣企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，在我國得到了廣泛的推廣，并迅速被廣大人民群眾認(rèn)可和應(yīng)用。在此背景之下，液化天然氣作為清潔型能源會(huì)以其巨大的優(yōu)勢在未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著越來越重要的地位和作用，給人們的生產(chǎn)生活帶來極大的便利和實(shí)惠。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張毳，張虎林.液化天然氣技術(shù)及其應(yīng)用探析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016（32）：147-148.