摘要：这篇论文是从作者在天然气液化工作经验出发，现根据平时工作中的感悟，阐述天然气液化工艺技术正确选择的重要意义，然后针对当前应用较为广泛的阶梯式制冷液化工艺、混合式制冷液化工艺以及膨胀制冷液化工艺的优缺点出发，进行相应的研究，同时分析在实际情况下对于天然气液化工艺的正确选择，希望能够通过这篇论文的比较分析能够给各位同行更多的思考，提高工作水平。
关键词：天然气；液化工艺技术；比较
0引言
自从第一次工业革命开始，人们对于能源使用需求日渐增多，但是随着中国污染程度的逐渐加深，开始将视线集中在清洁能源，希望能够在满足日常需求的同时减少对于环境的污染，所以天然气成为当前最为热门的能源之一，其是一种燃烧只能够产生二氧化碳和水的能源，并且单位中产生的热量高，能够满足人们的需要，所以国家现在正在普及天然气使用。天然气液化更容易进行保存、运输以及使用，能够有效调节城市资源的稳定使用，但是目前中国天然气液化技术发展尚未成熟，当前讨论天然气液化工艺并且对其进行比较能够为其今后发展有促进的作用。
1科学正确选择天然气液化工艺的重要意义
目前通过科学的勘探检测，中国大部分的天然气资源是集中在中部以及西部地区，但是由于中国为了能够节能环保，对于天然气能源的大力推行，中国各个地区开始逐渐使用天然气能源，并且东南沿海城市由于人口密集消耗量较高，要想实现资源的合理配置，需要尽快解决集输以及使用之间的不平衡。随着国家实行“西气东输”的项目，开始建设集输管线，为天然气的大规模使用奠定了基础条件。但是，由于中国地缘辽阔，所以长距离的集输管线不仅需要高昂的建设成本以外，需要聘请专业施工人员以及技术人员进行日常维护，所以在很大程度上制约了天然气资源的稳定供应发展。对于目前急需要普及天然气的中小城市而言，天然气由于诸多限制很难实现大规模普及，所以很多的地区仍然使用煤炭资源。在当前，随着各个地区的污染情况越发严峻，所以各个城市开始不断增加天然气使用，这在无形之中提高了天然气供应商的成本以及难度，为天然气市场的开拓增加了难度。并且由于各种环境以及人为因素，导致天然气供应十分不稳定，给天然气用户造成麻烦，为了能够解决现阶段的问题最为快捷有效的方法就是建设储存天然气液化装置根据需要进行调控。根据对于国外先进国家天然气供应研究数据表明，投入使用的LNG调峰装置站已经能够达到百余座，此类装置比日常使用的高压储气罐更为节省占地面积以及资金，施工工期也相对较短，并且不会受到环境问题的制约。此外，在经过天然气液化之后便于集输以及储存，所以进行天然气液化工艺发展十分重要。在进行天然气液化的工艺中，需要能够根据实际情况选择适合的液化工艺技术是非常必要的，可以有效减少费用支出以及减少潜在危险。
2天然气液化工艺技术比较分析
目前，天然气进行液化的工艺技术较多，但是由于各种因素的影响，最为常用的有三种：阶梯式液化工艺、膨胀剂液化工艺以及混合液化工艺。所以这篇论文主要针对这三种进行比较分析。
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2.1阶梯式制冷液化工艺
阶梯式制冷液化工艺又被称之为“级联式制冷液化工艺”，这种制冷液化工艺是指将三个或者三个以上的三环阶制冷液化进行循环，通常使用的制冷液化剂为甲烷、乙烷以及丙烷等。其制冷液化的原理就是：通过制冷液化剂蒸发过程中需要吸收热量，然后创造天然气液化所需要的低温环境，为了能够保证天然气的品质，所以三阶制冷液化梯度温度分别为：负30摄氏度、负90摄氏度、负150摄氏度。天然气在经过净化以后，需要通过冷却、冷凝以及液化三个阶段，主要能够应用于日常生活、农业生产以及工业生产。这项工艺因为使用时间较长，所以具有以下优点：转化效率高，同时耗能较低，不存在需要控制制冷剂的投放量问题、并且各个系统分离并且独立容易进行调节、同时技术相对比较成熟先进。缺点就是目前这种阶梯式制冷液化工艺由于操作步骤较多，所以使用的机械设备多并且复杂，前期投入成本较大，并且后续需要大量的专业人员进行维护。这种阶梯式制冷液化工艺是根据制冷剂控制液化温度不同，所以需要利用高压优势进行逐级降温，所以需要给各个环节配备相应的压缩机以及冷却器具，这不仅会导致成本的提高，同时这种制冷液化附属工艺设备多，为后续维护造成一定难度。
2.2混合制冷剂制冷液化工艺
混合制冷剂制冷液化工艺是目前使用最为广泛的工艺技术，这种工艺需要的原料为：烃类混合物以及氮气。其工艺流程就是：将烃类混合物以及氮气作为制冷剂然后进过逐级的冷凝、蒸发以及膨胀等一系列处理，最后将不同温度的水平的制冷剂投放使用，制冷剂的剂量满足使用需要即可，然后将天然气进行逐级冷却得到液化天然气。这种混合制冷剂制冷液化工艺优点是：所需要的设备较少，所以相应也降低机械设备的成本，同时后期维护方便。其缺点是：这种混合制冷剂的组成成分对于其制冷液化的效果以及系统消耗能量有很大的影响，若混合物制冷剂中组成成分越多，其换热装置中的冷热硫换热温度差越高，所以就需要制冷液化设备也就越多，所以对于制冷剂混合成分考量也是一个重要难题。截止到目前为止，为了能够降低系统耗能以及提高天然气液化效率，目前企业使用的混合制冷液化剂为五种烃化物以及氮气的混合物。
2.3膨胀机制冷液化工艺
膨胀机制制冷液化工艺也是当前使用比较常见的液化处理技术工艺。膨胀机制制冷液化工艺是通过膨胀设备对于天然气进行降温处理，从而能够达到冷却液化的目的。目前，中国使用较多的膨胀机制冷液化工艺主要有这以下三种：第一种是天然气直接通过膨胀设备制冷液化、通过氮气以及甲烷混合膨胀制冷、氮气作为制冷剂膨胀制冷。天然气直接通过膨胀设备制冷工艺，最适用在天然气中气压较高、甲烷含量较少的情况，这种工艺需要设备简单、流程清晰，所以成本较低，但是这种工艺只能够在特定情况下使用。氮气膨胀制冷液化工艺是将氮气作为制冷剂，这种制冷工艺组成成分变化适应能力较强，液化效率高、操作方便。氮气甲烷混合膨胀制冷液化工艺是在氮气膨胀制冷液化工艺上进行完善改进的，这种工艺相较于氮气膨胀制冷液化工艺时间短、能耗低，但是工艺复杂，目前应用较少。
3结束语
通过上述比较研究，对于天然气液化工艺有一个初步了解，希望国内专家能够根据不同类型液化工艺做出相应的改进，满足国内使用需要。
参考文献
[1]李青平,孟伟,张进盛,陆涵.天然气液化制冷工艺比较与选择[J].煤气与热力,2012,32(09):4-10.
论文作者:王斌,杨彩英,石峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：天然气论文; 工艺论文; 制冷剂论文; 氮气论文; 中国论文; 工艺技术论文; 甲烷论文; 《基层建设》2019年第1期论文;