天然气液化工艺燃气安全

天然气液化工艺　　工业上，常使用机械制冷使天然气获得液化所必须的低温。典型的液化制冷工艺大致可以分为三种：阶式(Cascade)制冷、混合冷剂制冷、带预冷的混合冷剂制冷。　　一、阶式制冷液化工艺　　阶

天然气液化工艺 工业上，常使用机械制冷使天然气获得液化所必须的低温。典型的液化制冷 工艺大致可以分为三种：阶式(Cascade)制冷、混合冷剂制冷、带预冷的混合冷 剂制冷。 一、阶式制冷液化工艺 阶式制冷液化工艺也称级联式液化工艺。这是利用常压沸点不同的冷剂逐级 降低制冷温度实现天然气液化的。阶式制冷常用的冷剂是丙烷、乙烯和甲烷。图 3-5[1]表示了阶式制冷工艺原理。第一级丙烷制冷循环为天然气、乙烯和甲烷提 供冷量;第二级乙烯制冷循环为天然气和甲烷提供冷量;第三级甲烷制冷循环为 天然气提供冷量。制冷剂丙烷经压缩机增压，在冷凝器内经水冷变成饱和液体， 节流后部分冷剂在蒸发器内蒸发(温度约-40℃)，把冷量传给经脱酸、脱水后的 天然气，部分冷剂在乙烯冷凝器内蒸发，使增压后的乙烯过热蒸气冷凝为液体或 过冷液体，两股丙烷释放冷量后汇合进丙烷压缩机，完成丙烷的一次制冷循环。 冷剂乙烯以与丙烷相同的方式工作，压缩机出口的乙烯过热蒸气由丙烷蒸发获取 冷量而变为饱和或过冷液体，节流膨胀后在乙烯蒸发器内蒸发(温度约-100℃)， 使天然气进一步降温。最后一级的冷剂甲烷也以相同方式工作，使天然气温度降 至接近-160℃;经节流进一步降温后进入分离器，分离出凝液和残余气。在如此 低的温度下，凝液的主要成分为甲烷，成为液化天然气(LNG)。 阶式制冷是20世纪六七十年代用于生产液化天然气的主要工艺方法。若仅 用丙烷和乙烯(乙烷)为冷剂构成阶式制冷系统，天然气温度可低达近-100℃，也 足以使大量乙烷及重于乙烷的组分凝析成为天然气凝液。 阶式制冷循环的特点是蒸发温度较高的冷剂除将冷量传给工艺气外，还使冷 量传给蒸发温度较低的冷剂，使其液化并过冷。分级制冷可减小压缩功耗和冷凝 器负荷，在不同的温度等级下为天然气提供冷量，因而阶式制冷的能耗低、气体 液化率高(可达90%)，但所需设备多、投资多、制冷剂用量多、流程复杂。