液化天然氣可持續(xù)利用技術(shù)探討

哈偉

（蓬萊市渤海燃?xì)夤艿拦こ逃邢薰?，山東 蓬萊 265600）

1 概述

綠色環(huán)保理念已經(jīng)在眾多行業(yè)得到了應(yīng)用和推廣，包括現(xiàn)在的能源供應(yīng)，煤和石油由于對(duì)于環(huán)境的污染大并且數(shù)量在不斷減少，所以天然氣的市場漸漸開放起來，并得到了廣泛的推崇，國際上都希望將天然氣能夠成為能源消費(fèi)中的領(lǐng)軍者，能夠帶動(dòng)其他行業(yè)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都能優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。目前，天然氣的發(fā)展情況在消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占有率變得越來越多，漸漸能夠趕上石油的應(yīng)用量。因?yàn)橐恍┘夹g(shù)性問題需要探討。從 2003年起，國際燃?xì)饴?lián)盟（IGU）成立了LNG問題的計(jì)劃委員會(huì)（PGCD）,并將與其它國際組織（如世界LNG會(huì)議，美國燃?xì)夤に囇芯吭?IGT)和國際冷凍組織(IIR)等）合作進(jìn)行工作。追蹤并全面研究世界上發(fā)展LNG的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，我國能源消費(fèi)總量占世界能源消費(fèi)總量的11.1%，屬世界第二位，在能源消費(fèi)大國中，我國能源消費(fèi)總量中煤炭比重最高，是全球平均水平的2.9倍，而天然氣比重最低（僅占2.8%），只是全球平均水平的7.2%。從資源開發(fā)和保護(hù)工作角度來說，能夠促進(jìn)西部經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并且節(jié)約傳統(tǒng)能源的利用，并且協(xié)調(diào)資源與資源之間的關(guān)系，資源與環(huán)境之間，環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾，使得可持續(xù)發(fā)展真正能夠提上日程。

2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

上世紀(jì)六十年代天然氣的發(fā)展規(guī)劃和實(shí)際工作都投入了實(shí)際運(yùn)營階段。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。由于面臨的情況和可利用的方法不同。因此與國外研究的重點(diǎn)也不同，大多是對(duì)于定點(diǎn)的液化天然氣工程的研究，研發(fā)出了較為實(shí)用的裝置，現(xiàn)在就將這些裝置介紹如下：

2.1 四川液化天然氣裝置

由中國科學(xué)院北京科陽氣體液化技術(shù)聯(lián)合公司與四川簡陽市科陽低溫設(shè)備公司合作研制的300l/h天然氣液化裝置，是用LNG作為工業(yè)和民用氣調(diào)峰和以氣代油的示范工程。該裝置于1992年建成，為LNG汽車研究提供LNG。

此裝置是以天然氣自然產(chǎn)生的壓力為基礎(chǔ)，使天然氣的液化工作得以有效實(shí)施，使得天然氣的生產(chǎn)和存放工藝得到改進(jìn)，并且工藝較為科學(xué)，使用氣體膨脹機(jī)，對(duì)于水電能源的消耗能力較低。節(jié)省成本和能源，但是效率也較低，只能得到1/10，這是有一定的原則性的。

2.2 吉林油田液化天然氣裝置

由吉林油田、中國石油天然氣總公司和中科院低溫中心聯(lián)合開發(fā)研制的500l/h撬裝式工業(yè)試驗(yàn)裝置于1996年12月整體試車成功，該裝置采用以氮?dú)鉃槔鋭┑呐蛎洐C(jī)循環(huán)工藝，整個(gè)裝置由10個(gè)撬塊組成，全部設(shè)備國產(chǎn)化。

能夠應(yīng)用此技術(shù)分離出內(nèi)部的水分和二氧化碳。操作十分的簡便輕巧。采用純度極高的N2作為工作的基礎(chǔ)點(diǎn)，因此比其他方式的循環(huán)功率要好得多，但是對(duì)于天然氣自身擁有的壓力利用不足，耗費(fèi)的能源較大。所以裝置的資源利用較多，但是受到的效果好比上一種裝置要好一些。各部門可根據(jù)自己的需要來選擇天然氣的使用。

2.3 陜北氣田液化天然氣

1999年1月建成投運(yùn)的2×104m3/d“陜北氣田L(fēng)NG示范工程”是發(fā)展我國LNG工業(yè)的先導(dǎo)工程，也是我國第一座小型LNG工業(yè)化裝置。該裝置采用天然氣膨脹制冷循環(huán)，低溫甲醇洗和分子篩干燥聯(lián)合進(jìn)行原料氣凈化，氣波制冷機(jī)和透平膨脹機(jī)聯(lián)合進(jìn)行低溫制冷，燃?xì)鈾C(jī)作為循環(huán)壓縮機(jī)的動(dòng)力源，利用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣作為加熱分子篩再生氣的熱源。該裝置設(shè)備全部國產(chǎn)化。裝置的成功投運(yùn)為我國在邊遠(yuǎn)油氣田上利用天然氣生產(chǎn)LNG提供了經(jīng)驗(yàn)。

2.4 哈爾濱燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)研究院與哈爾濱工業(yè)大學(xué)

LNG系統(tǒng)主要包括天然氣預(yù)處理、天然氣的低溫液化、天然氣的低溫儲(chǔ)存及天然氣的氣化和輸出等。經(jīng)過處理的天然氣通過一個(gè)多級(jí)單混冷凝過程被液化，制冷壓縮機(jī)是由天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。LNG儲(chǔ)罐為一個(gè)雙金屬壁的絕熱罐，內(nèi)罐和外罐分別是由鎳鋼和碳鋼制成。

循環(huán)氣壓裝置利用天然氣能源作為使用能源，能夠少投入多收回，快速收回投入的成本，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要盡量避免使用潤滑藥劑，這可以防止?jié)櫥瑒┻M(jìn)入到天然氣內(nèi)部將其成分改變，采用裝有電子速度控制系統(tǒng)的透平，而且新型透平的最后幾級(jí)葉片用鉆合金制造，改善了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。安裝于透平壓縮機(jī)上的新型離合器是撓性的，它的運(yùn)行穩(wěn)定，空間的調(diào)整也較為靈活。

3 國內(nèi)LNG的應(yīng)用現(xiàn)狀

和發(fā)達(dá)國家對(duì)于天然氣的投資力度和發(fā)展規(guī)模來看，中國的差距還較大。我國的第一個(gè)商業(yè)天然氣公司是中原油田。該廠能夠充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，將天然氣開采的價(jià)格降到了最低，將其用作投入到居民使用和汽車等方面。與此同時(shí)，上海石油天然氣總公司在東海氣田的天然氣通過海底管線輸送到上海供工業(yè)和民用后，也建設(shè)了LNG調(diào)峰站，把東海天然氣經(jīng)加工深冷成LNG儲(chǔ)存起來，作為后備利用，當(dāng)時(shí)機(jī)合適的時(shí)候變?yōu)槌鞘刑烊粴馐褂玫暮髠滠?，作為臨時(shí)斷氣時(shí)的儲(chǔ)備工作，促使天然氣工作平穩(wěn)發(fā)展。

國家計(jì)劃在2001年－2007年實(shí)施幾項(xiàng)大的天然氣開發(fā)項(xiàng)目，即西氣東輸、進(jìn)口俄羅斯天然氣工程。而比較大的項(xiàng)目是我國廣東在2002年確定的進(jìn)口300萬噸/年LNG項(xiàng)目，該LNG接收站建成后，將能把LNG汽化后通過管道輸至廣州、深圳、佛山、番禺、東莞、惠州等城市，用于發(fā)電及作為工業(yè)和民用清潔燃料，成為我國第一個(gè)真正意義上的LNG應(yīng)用工程。福建、青島等也都在規(guī)劃或建設(shè)LNG接收站，從國外進(jìn)口LNG，用于發(fā)電、石油化工、工業(yè)、民用燃料。同時(shí)，在東北地區(qū)以及四川、陜西、山西、江蘇、云南、貴州等地相繼發(fā)現(xiàn)新的天然氣儲(chǔ)量可供開發(fā)利用，將各地的天然氣工程聯(lián)合起來，將大的部門與小的部門之間的工作相互配合，共同為天然氣事業(yè)的發(fā)展和利用帶來收獲，并將天然氣開采利用基礎(chǔ)提高到一個(gè)相當(dāng)?shù)乃健?/p>

總體說來，我國的發(fā)展勢(shì)頭是比較好的。能夠在未來的幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)天然氣進(jìn)口國家的愿望，并能夠與國際市場融合良好。所以天然氣市場實(shí)際上市目前較為有利和有前途的行業(yè)之一，我國的資源和環(huán)境問題都能夠通過天然氣來得到改善，因此必須將合理開發(fā)落到實(shí)處。

天然氣的優(yōu)勢(shì)有耗能低，成本低，盈利高，污染損傷小，運(yùn)量好等，能夠代替石油等行業(yè)變成領(lǐng)先行業(yè)，在管理方式上也要發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，將一些阻礙發(fā)展的因素合理得調(diào)配到一起，促進(jìn)其向著更好更快的方向發(fā)展，促進(jìn)西部開發(fā)事業(yè)的全面發(fā)展。

[1]李猷嘉.液化天然氣(LNG)及其應(yīng)用[J].城市燃?xì)?2003，4(VOL.338).

[2]鄭大振,李群.發(fā)展我國液化天然氣工業(yè)的前景[J].天然氣工業(yè):1991，3(1).

[3]閻觀亮,崔洪星,張明會(huì).液化天然氣工廠的原料氣處理[J].石油與天然氣化工.2000，79(5).