工藝技術(shù)方案

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1、工藝技術(shù)方案4.1工藝技術(shù)方案的選擇4.1.1工藝路線確定的原則（1）先進(jìn)性原則先進(jìn)性是指在工藝流程選擇時(shí)技術(shù)上的先進(jìn)程度和經(jīng)濟(jì)上的合理可行。先進(jìn)性的評價(jià)包括基建投資、生產(chǎn)成本、消耗定額以及勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面。選擇的生產(chǎn)方法應(yīng)達(dá)到物料損耗較小、物料循環(huán)量較少并易于回收利用、能量消耗較少和有利于環(huán)境保護(hù)等要求。（2）可靠性原則可靠性主要是指所選擇的生產(chǎn)方法和工藝流程是否成熟可靠。要選擇一些比較成熟的生產(chǎn)方法和工藝，避免只考慮先進(jìn)性的一面，而忽視不成熟、不穩(wěn)妥的一面。另外，要考慮原料供給的可靠性，對于一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目，必須保證

2、在其服務(wù)期限內(nèi)有足夠的、穩(wěn)定的原料來源。（3）合理性原則合理性是指在進(jìn)行工藝流程選擇時(shí)，應(yīng)該結(jié)合我國的國情，從實(shí)際情況出發(fā)，考慮各種問題，即宏觀上的合理性。4.1.2國內(nèi)、外工藝技術(shù)概況1941年在美國克利夫蘭建成了世界第一套工業(yè)規(guī)模的LNG裝置，液化能力為8500m3/d。從60年代開始，LNG工業(yè)得到了迅猛發(fā)展，規(guī)模越來越大。據(jù)相關(guān)資料顯示，目前各國投產(chǎn)的LNG裝置已達(dá)160多套，LNG出口總量已超過46.18×106t/a。4.1.2.1國外研究現(xiàn)狀　　國外的液化裝置規(guī)模大、工藝復(fù)雜、設(shè)備多、投資高，基本都采用

3、階式制冷和混合冷劑制冷工藝，目前兩種類型的裝置都在運(yùn)行，新投產(chǎn)設(shè)計(jì)的主要是混合冷劑制冷工藝，研究的主要目的在于降低液化能耗。制冷工藝從階式制冷改進(jìn)到混合冷劑制冷循環(huán)，目前有報(bào)道又有CⅡ-2新工藝，該工藝既具有純組分循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，如簡單、無相分離和易于控制，又有混合冷劑制冷循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，如天然氣和制冷劑制冷溫位配合較好、功效高、設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)?！　》▏鳤xens公司與法國石油研究所(IFP)合作，共同開發(fā)的一種先進(jìn)的天然氣液化新工藝-Liquefin首次工業(yè)化，該工藝為LNG市場奠定了基礎(chǔ)。其生產(chǎn)能力較通用的方法高15%-2

4、0%，生產(chǎn)成本低25%。使用Liquefin法之后，每單元液化裝置產(chǎn)量可達(dá)600×104t/a以上。采用Liquefin工藝生產(chǎn)LNG的費(fèi)用每噸可降低25%。該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是使用了翅片式換熱器和熱力學(xué)優(yōu)化后的工藝，可建設(shè)超大容量的液化裝置。Axens已經(jīng)給美國、歐洲、亞洲等幾個(gè)主要地區(qū)提出使用該工藝的建議，并正在進(jìn)行前期設(shè)計(jì)和可行性研究。IFP和Axens開發(fā)的Liquefin工藝的安全、環(huán)保、實(shí)用及創(chuàng)新特點(diǎn)最近已被世界認(rèn)可，該工藝獲得了化學(xué)工程師學(xué)會(huì)授予的“工程優(yōu)秀獎(jiǎng)”?！　∶绹驴怂_斯大學(xué)工程實(shí)驗(yàn)站，開發(fā)了一種

5、新型天然氣液化的技術(shù)-GTL技術(shù)已申請專利。該技術(shù)比目前開發(fā)的GTL技術(shù)更適用于小規(guī)模裝置，可加工30.5×104m3/d的天然氣。新工藝比原有技術(shù)簡單的多，不需要合成氣，除了發(fā)電之外，也不需要使用氧氣。其經(jīng)濟(jì)性、規(guī)模和生產(chǎn)方面都不同于普通的費(fèi)托GTL工藝。4.1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀　　早在60年代，國家科委就制訂了LNG發(fā)展規(guī)劃，60年代中期完成了工業(yè)性試驗(yàn)，四川石油管理局威遠(yuǎn)化工廠擁有國內(nèi)最早的天然氣深冷分離及液化的工業(yè)生產(chǎn)裝置，除生產(chǎn)He外，還生產(chǎn)LNG。1991年該廠為航天部提供30tLNG作為火箭試驗(yàn)燃料。

6、與國外情況不同的是，國內(nèi)天然氣液化的研究都是以小型液化工藝為目標(biāo)，以下就國內(nèi)現(xiàn)有的天然氣液化裝置工藝作簡單介紹。（1）膨脹制冷工藝膨脹制冷工藝，是指利用高壓制冷劑通過透平膨脹機(jī)絕熱膨脹的克勞德循環(huán)制冷實(shí)現(xiàn)天然氣液化的制冷循環(huán)。氣體在膨脹機(jī)中膨脹降溫的同時(shí)，對外做功，可用于驅(qū)動(dòng)流程中的壓縮機(jī)。流程中的關(guān)鍵設(shè)備是透平膨脹機(jī)。根據(jù)制冷劑的不同，可分為天然氣膨脹液化流程、氮?dú)馀蛎浺夯鞒?、?甲烷膨脹液化流程。這類流程的優(yōu)點(diǎn)是：流程簡單、調(diào)節(jié)靈活、工作可靠、易起動(dòng)、易操作、維護(hù)方便；如有可利用的管網(wǎng)壓差，可用天然氣本身做制冷

7、工質(zhì)，能省去專門生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存制冷劑的費(fèi)用。缺點(diǎn)是：送入裝置的氣體必須全部深度干燥；回流壓力低，換熱面積大，液化率低，勢必出現(xiàn)部分再循環(huán)，其結(jié)果引起功耗增大。帶膨脹機(jī)的液化流程操作比較簡單，投資適中，特別適合液化能力較小的調(diào)峰型天然氣液化裝置。（2）混合冷劑制冷工藝混合冷劑制冷循環(huán)克服了階式制冷循環(huán)的某些缺點(diǎn)。它采用混合式的制冷劑、制冷劑壓縮機(jī)。制冷劑是根據(jù)要液化的天然氣組分而配制的，經(jīng)充分混合，內(nèi)有N2、C1～C5碳?xì)浠衔?。多組分混合制冷劑，進(jìn)行逐級冷凝、蒸發(fā)、節(jié)流膨脹得到不同溫度水平的制冷量，以達(dá)到逐步冷卻和

8、液化天然氣的目的。與階式制冷循環(huán)相比，其優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)組少、流程簡單、投資省，投資比階式制冷循環(huán)少15～20%；管理方便；制冷劑可從天然氣中提取和補(bǔ)充。缺點(diǎn)是：混合冷劑操作時(shí)合理調(diào)配較為困難，但可通過階段性的模擬計(jì)算重新配制冷劑或通過冷劑重組分流量控制來解決。4.1.3工藝技術(shù)方案的比較和選擇天然氣液化裝置包括原料氣的凈化處理、凈化天然氣的液化和液