摘要：随着天然气工业的蓬勃发展使天然气的储存和运输成为急需解决的问题。不可能将天然气管网铺设到每个角落，尤其在液化天然气汽车的使用方面，需要通过天然气液化工艺来适应天然气行业的发展。目前，我国的液化天然气工业才刚起步，在天然气液化技术等方面还不成熟，基础研究工作也比较缺乏，基于这种情况，对天然气液化流程进行全面、细致的研究成了当前一个重要的任务。因此，本文对天然气的液化工艺和储运安全性进行探讨。
关键词：天然气；液化工艺；储运安全性
天然气是一种清洁、高效、优质的能源与化工原料，逐渐吸引了人们的目光。液化天然气是一种具有明显优越性的天然气应用形式的，尤其是在天然气的运输和存储方面。因此，为了合理利用我国天然气资源，进行天然气液化技术的研究与应用是一项具有重大意义的重要工作，同时也对我国今后发展液化天然气工业具有非常重要的现实意义。
1液化天然气（LNG）技术
液化天然气（LNG），主要成分是甲烷，被公认为地球上最洁净的能源。特点是无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右。制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，经一连串超低温液化后，利用液化天然气船运送。燃烧后对空气污染非常小，且释放的热量大。液化天然气是天然气经压缩、冷却，在-160℃下液化而成。其主要成分为甲烷，使用专用液化天然气船或液化天然气罐车运输，使用时重新气化。液化天然气运输是实现液化天然气贸易的必要手段，因而也是液化天然气产业链中的重要一环，天然气液化后大大提高了运输效率，有力地促进了世界天然气贸易的增长。
2天然气的净化工艺
2.1天然气脱酸性气体
天然气脱除酸气的工艺可以分为溶剂吸收法、非再生性法、直接转化法和膜分离法和低温分离法等。这其中普遍公认并得到广泛应用的方法是溶液吸收法，它主要以可逆的化学反应为基础，采用碱性溶液做为吸收剂的吸收法。根据所用溶剂不同，目前天然气脱酸性气体的方法主要有醇胺法、低温甲醇法、Benfield法、砜胺法(Sulfinol)和AmineGuardFS流程等。
2.2天然气脱水
低温脱水、溶剂吸收法脱水、固体吸附法脱水和化学反应法脱水是天然气脱水的主要工艺方法。低温脱水工艺即低温分离工艺，是通过气波机膨胀降温或利用高压天然气节流膨胀降温而实现的。目前，溶剂吸收法和固体吸附法在天然气工业中应用较为广泛。
2.3汞的脱除
现代液化天然气工业主要是利用再生汞吸附剂HgSIV进行脱汞，它还可同时对气体进行干燥，该物质已投入应用。近些年，法国石油学会研发了一种可同时用于吸收气体和液体重金属Hg的吸附材料，即在氧化铝锭片上加一层金属硫化物，能与汞反应生成非挥发性的硫化汞化合物（HgS）。
3对于天然气液化工艺的比较以及选择
天然气液化工艺的技术原理，即通过将外加冷源以及自身压力相结合，将原本气态的天然气转化为液态存在状态的技术过程。概括来说，目前世界上较为常用的三种天然气液化工艺技术有：
3.1无制冷剂的液化工艺
整个工艺的技术原理是通过将天然气进行压缩，然后通过对其进行膨胀（或者节流），达到使得整个气态天然气产生压力以及温度的下降，从而达到天然气液化的目的。
3.2一种制冷剂的液化工艺
与第一种方法不同的是，该天然气液化方法，主要是通过一种化学的制冷剂来对气态天然气进行冷却以及节流，从而在这个过程中，产生低温，然后将气态天然气转化为液态天然气，整个液化方法基于物理学的换热原理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.3多种制冷剂的液化工艺
与前两种工艺不同，这种工艺主要采用多种的化学制剂例如：丙烷、乙烷、或者甲烷（一些天然气液化工厂还会采用乙烯）。通过这几种蒸发温度呈梯度的制冷剂，将气态天然气进行换热，从而使得气态的天然气温度降低，进而转化为液态天然气。这种方法也被称为混合制冷工艺（复迭式制冷工艺）。
4LNG的储运方式
4.1槽车运输
槽车运输通常在运输距离短、运输量较小的LNG输送中应用广泛，一般选择公路槽车这一运输方式，其中深冷液体在国内外都已经有了较长时间的应用。与此同时，在运输量的较大的情况下可以采用铁路槽车运输的方式，其同公路槽车运输相比更具经济性，但是其对于运输技术也有着更高的要求。
4.2LNG船舶运输
首先，部分老膜式船舶具有多孔的特点，在主膜屏障内可受气体浓度的影响。现阶段，虽然不断净化氮气，但是还是对其有一部分影响，所以并不能掉以轻心。其次，膜式船舶同球式船舶相比，其冷却时间更短。再次，在相同的装载能力下，膜式船舶的外形更小，由此其建造过程中所需要的钢材也就越少，有效的减少了净空高度的同时，也能有效节省成本。最后，和同膜式船舶进行比较，球式船舶具有对货物装载限制少的优势。
4.3管道输送
进行LNG管道输送的主要缺点就在于其对管道材料的选择有着较为严格的限制，需要采用镍钢或其他低温隔热材料，但引起性能较好，因此价格相对较高。并且为了保证其低温液体的单相流动，避免液体发生气化作用，还需要建立中间冷却站，整体投资较多，并且受到了较多的气源限制。
5液化天然气的储运安全问题分析
5.1低温危险
一般而言，天然气的密度比空气要小，因此，按照常理其泄漏后会迅速的向空气上方飘散，然而事实并非如此，因为，在天然气泄漏后，会迅速的蒸发，在蒸发的过程中其密度要大于空气的密度，进而，在地面形成一个流动层，由于液化天然气的温度较低，因此，在泄漏后，会导致其周围大气中的水蒸气冷凝成一个雾团，液化天然气的这种低温危害，还会对其设备造成一定的危害，例如，低温会导致金属设备的脆性断裂以及预冷收缩过程，从而，能够破坏设备，同时，极容易够冻伤操作者。
5.2蒸发危险
虽然液化天然气储存在十分封闭的罐体之中，但是，外界所传入的一切能量，都会引起液化天然气的蒸发过程，所以，对于液化天然气储罐的要求较高，要确保其能够有一个极低的蒸发率，如果储罐中不设置合理的安全放空系统，蒸发过程，就会导致罐内温度、压力等迅速上升，导致罐体的破坏。
5.3火灾危险
由于液化天然气是一种易燃物体，因此，火灾危害十分严重，天然气在空气中含量在5%～15%左右的时候，就能够遇明火产生爆燃，因此，火灾危害十分的严重，是储存和运输中应当最为重视的一点。
5.4翻滚现象
液化天然气在长期静止的状态中，是分为两个稳定的液相层的，下层的密度要大于上层的密度，如果外界某些能量传入到罐体内的时候，两个液相层引发传质和传热并相互混合，液层表面也开始蒸发，下层由于吸收了上层的热量，而处于“过热”状态。当二液相层密度接近时，可在短时间内产生大量气体，使罐内压力急剧上升，这就是翻滚现象。
结束语：
液化天然气作为新型的绿色燃料，虽然其存储设备的投资成本高，存储技术复杂，但是其使用，符合我国经济可持续发展和环境保护的要求，而且随着液化天然气的存储以及应用技术不断的完善，液化天然气广泛的运用将有更为广阔的空间。
参考文献：
[1]天然气液化工艺模式分析[J].申涛.化工设计通讯.2018(06)
[2]浅析天然气储运技术的现状及发展趋势[J].朱宵悦,叶如茵.石化技术.2017(10)
[3]天然气液化工艺探讨[J].陶晓伟.石化技术.2016(04)
论文作者:秦鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/4/1
标签：天然气论文; 工艺论文; 低温论文; 气态论文; 槽车论文; 制冷剂论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第29期论文;