摘要：液化天然气（LNG）因运输便捷、清洁高效而越来越受到能源消费大国和国际石油公司的重视，成为继石油之后又一个全球化的能源产品，其作为一种新型的、绿色的、安全的燃料，在工业领域的使用越来越广泛。我国的LNG发展晚于西方，但随着近几年经济的迅速发展，在这一方面的突破也越来越多，获得的成就也越来越大。不可否认，LNG的优点很多，而且很适合目前我国所推行的可持续发展战略，但是LNG依然需要克服很多问题，需要不断精进自身，获得更好的发展。
关键词：小型LNG装置；撬装技术；要点
1我国小型LNG工厂的现状
我国的LNG经历了从无到有，从小到大的艰难曲折发展过程。经过近10年发展，从天然气液化，LNG储运，直至终端用户，已经形成了完整的LNG产业链。
我国的小型LNG工厂，以其固有的特点和优势，不仅在优化国家能源供应结构，促进经济持续稳定健康发展，实现节能减排和保护生态环境方面发挥着重要作用，而且在改善边远地区居民生活燃料结构，作为运输工具的替代燃料，以及用于城市调峰和事故应急储存，保障城市燃气的安全稳定供应等方面，已经成为管道天然气和进口LNG的有益补充，在我国天然气供应格局中，发挥着越来越重要的作用。
对于一些大中型液化天然气系统由于装置庞大，不便于在LNG加气站、城市调峰用气、开发利用边远小气田等领域应用，加之LNG车辆市场的不断发展，为开发利用小型天然气液化系统创造了条件。小型天然气液化系统与大中型相比，最大的特点是设备简单紧凑、投资小、尺寸小型化、装置撬装化。这种装置的开发利用在中国有重要的现实意义和很大的实用价值。
2小型撬装LNG装置的关键技术
2.1醇胺脱酸装置
为了利用原料气相对较低的温度，在分离和过滤后原料气被送入气-气换热器，冷却胺洗塔出口的脱酸后气体，同时原料气被加热，若温度仍然太低，则由温控阀控制原料气进入胺塔进气加热器进一步加热。之后，CO2最大含量为3%的原料气首先被送入胺洗塔的底部，气体向上流动与塔内向下流动的浓度约40%的胺溶液直接反应。气体从胺洗塔的顶部出来，CO2浓度将减至小于50ppm，此时气体水分为饱和态。脱酸气体在进入分子筛脱水系统之前通过空冷器和原料气换热冷却会冷凝出45%的饱和水，此部分冷凝水作为胺液系统的补充水。脱酸后的原料气进入胺液分离器脱除液滴后，在进入分子筛脱水系统前，由在线分析仪检测原料气脱酸后CO2的含量。
贫胺液由胺液循环泵送入胺洗塔上部，自上而下吸收CO2后形成富胺液，再经由一个液位调节阀离开胺洗塔底部，经过调节阀时压力会降低，然后进入胺液两相分离器以闪蒸出所夹带的烃类。该闪蒸气被送入燃料气洗涤器，作为热媒系统燃料气使用回收。
富胺液流经三个过滤器，脱除其中的杂质后进入贫富液换热器，由来自胺再生塔的贫胺液加热后进入再生塔。富胺液在其中通过传质在塔下段成为贫胺液，然后流入胺液重沸器进行加热。胺液重沸器利用热媒系统的导热油所释放的热量加热贫胺液，分离出的蒸汽被送回再生塔自下而上吸收CO2，热贫胺液则接着进入再生塔底段，然后流入贫富液换热器的贫液段冷却。
再生塔顶部气体在胺液回流冷凝器中被冷却，然后流入胺液回流罐。罐内收集的液体被胺液回流泵作为回流送返至再生塔的顶部。胺液回流罐顶部未被冷凝的气体主要为CO2，将在顶部被安全排放。
贫富液换热器出口贫胺液被胺液增压泵压入胺液冷却器，经进一步冷却后再经胺液循环泵压入胺洗塔，从而结束整个循环。
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2.2天然气液化系统
经过脱CO2、脱水、脱汞、纯化预处理后的原料气，经氨液预冷器预冷至-23.9℃,进入液化系统。该气体首先进入冷箱主换热器的“A”通道，以气液两相的形式在冷气分离器中冷凝、分离出重烃成分。从冷气分离器顶部离开的原料气流经一个单独的通道"B”被液化，然后以-144.20C离开冷箱进入LNG输送管线，最终进入LNG储罐。冷箱中充填有珠光砂用于保冷，并用持续的干燥氮气对冷箱进行吹扫以防止水分进入。
2.3分子筛脱水
对于醇胺脱酸技术，原料气脱酸之后，就要进行分子筛脱水这项工作。分子筛设备由两台机器组成，这两台机器各自有各自的作用，是切换运行的，一台机器用于脱水，一台机器用于加热、冷却等过程。两台机器的结合使用，才能真正达到分子筛脱水的要求。脱酸后的原料气进入脱水设备，分子筛会吸收其中的水分使其达到适宜的数值内。脱水完成后，原料气会进入加热器被加热，随后又进入冷却器中被冷却，之后进入再生气压缩机进行增压、冷却，最后重新返回胺洗塔入口。以上就是分子筛脱水的几个关键步骤，每一个步骤的顺序不可出错，而且要注意保护原料气是否进入其他气体，防止原料气不纯。
2.4混合制冷剂制冷
LNG装置技术中至关重要，且用途最广的技术就是混合冷剂制冷技术。混合冷剂制冷技术可制冷至-147.5摄氏度。混合冷剂制冷对于解决原料气的温度起着关键的作用，能够有效降低原料气温度，保障原料气所需气压大小。在实际操作中，进入混合制冷剂压缩机之前，混合冷剂气体需要去除液滴，保持干燥度。这时候要使永冷剂压缩机入口处的洗涤器洗去液滴，使得气体保持适宜的干燥度。气体经过压缩进入混合冷剂压缩机之后，要与高压混合冷剂气体一起进入混合冷剂机油分离器，脱除其中的润滑油含量。然后，气体需要由活性炭除油器和过滤器进行除油和过滤工作，除油和过滤之后，再一次对气体进行冷却，使其成为气液混合物。混合物需要进行分离，分离的时候要确保均匀分离，且各自流出，进行冷却降压，为天然液化气提供冷量。混合制冷剂制冷技术也不是一项简单的工艺，其中涉及很多内容和知识，包括制冷的步骤、制冷的方法、以及制冷过程中的气体压强数值等等，这些问题也需要多家关注，不可忽视。
2.5氨预冷制冷系统
氨预冷制冷系统设计为氨液预冷器提供温度至-28.9℃的液体冷剂，该温度对应于氨制冷压缩机的吸气压力110.3kPa。氨液是由氨气液分离罐供应氨液预冷器，并且受胺液预冷器壳程的液位控制阀调节。氨压缩机从氨液预冷器缓冲罐的壳程吸取氨蒸气，经压缩后将温度为82.22℃、压力为1481kPa的高压氨气排入氨制冷压缩机油分离器。氨气中的润滑油含量在其中被脱除至5ppm。氨气通过氨集油器进一步将润滑油脱除至小于1ppm，然后进入氨压缩机排气冷却器冷却，并在45℃和1471kPa下冷凝为氨液。氨液靠重力作用流入氨接收器。氨液从氨接收器离开进入氨气液分离罐，并由氨气液分离罐最终向氨液预冷器的壳程提供氨液，以维持液位处于能够完全覆盖预冷器中所有的换热管束的液位高度。
结语
目前来看，LNG产业在我国已经成熟起来，有了一定的基础，在很多领域得到使用，但是现实不容我们忽视它存在着的一系列问题，LNG行业想朝着系统化、规范化、标准化的方向前进，依然还有很长的路要走，国家需要在这方面的科学研究上投入资金支持，帮助LNG技术得以真正的成长，而不是依赖进口。未来我国应该朝着发展自己特色的LNG装置，形成新的技术。
参考文献
[1]郑义.小型撬装LNG装置液化技术研究[D].天津大学,2010.
[2]曹文胜.小型LNG装置的预处理与液化流程研究[D].上海交通大学,2008.
论文作者:王婷婷
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/23
标签：气体论文; 预冷论文; 原料论文; 分子筛论文; 氨气论文; 装置论文; 天然气论文; 《基层建设》2017年第31期论文;