我国液化天然气现状及发展前景分析

２Ｏ０７年　天然气技术　Ｖｏ１．１．Ｎｏ．１　第１卷・第１期　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｆｅｂ．２０ｏ７　文章编号：１６７３－９０３５（２００７）０１－００６８—０４　我国液化天然气现状及发展前景分析　黄帆１　摘要分析了我国天然气产业的发展现状，介绍了液化天然气的特性、优点及国内液化天然气的生产　与消费情况，推荐了几种主要的液化天然气生产工艺，提出了我国进一步推广液化天然气生产和使用的建　议。　关键词　液化天然气生产消鼻工艺装量发晨繁量建议　一、我国天然气产业发展现状　资源量在２０￣１０１２　ｍ３以上，２０１０年的天然气产量将　达８００ｘ１０８　ｍ３以上，２０２０年将达１　２００ｘ１０８　ｍ３以上。　天然气与煤炭、石油是目前世界一次能源的三　此外，周边国家丰富的天然气资源也将以管输和船　大支柱。天然气在世界能源结构中居第二位，所占　运液化天然气的形式大量进入中国，预计２０１０年其　比例超过２４％。近年来由于石油危机的冲击及煤、　进口量将达２５７ｘｌ０８　ｍ３，２０２０年将达１　０００ｘｌ０８　ｍ３，　石油所带来的环境问题日趋严重，能源结构逐步发　在我国一次能源中，天然气所占比例将大大提高，　生了变化，天然气消费量急剧上升。中国是一个产　达到１０％左右。　煤大国，多年来的技术装备、能源和能源结构　由于天然气产地往往远离工业或人口集中地区，　都是以煤为主。在我国的能源消费结构中煤炭占　特别是海上天然气开发，必须解决运输和储存的问　７３％，而石油和天然气分别只占１８．６％和２．２％，这　题。我国城市以及重要产业对天然气的需求不断增　与煤炭占２５％、石油占３９．５％、天然气占２５．５％的世　长，截至２００５年底，已有１００多个城市的居民用上　界能源消费结构相比存在很大的差距【ｌ】。我国以煤　了天然气，有的企业甚至不惜成本铺设专用管线供　为主的能源消费结构导致环境的严重污染，部分地　气。但对大部分远离气源地和主供气管网的用户来　区酸雨严重，大气质量下降，已极大地威胁到经济　说，使用液化天然气（ＬＮＧ）更为经济。随着经济发　和社会的可持续发展。近年来国家下大力气调整能　展、人民生活水平的提高和环保要求的日趋严格，　源结构，正在逐步实现由以煤为主的单一结构向以　ＬＮＧ市场蕴藏着巨大的发展机遇。　煤为主、多能互补结构的转变。　我国天然气资源丰富，其中７８％的天然气资源　二、ＬＮＧ的特性及优点　在陆上，而陆上天然气资源量的７５％在我国川渝地　天然气的主要组分是甲烷，其临界温度为　区、鄂尔多斯盆地、柴达木盆地、塔里木盆地、莺　１９０．５８　Ｋ，故在常温下无法仅靠加压将其液化。ＬＮＧ　歌海和东海６大天然气产区。１９４９～１９９５年，我国天　是天然气经“三脱”　（脱水、脱烃、脱酸性气体）　然气产量由１　１１７ｘｌｏ４　ｍ３增长到１７４ｘ１０ｓ　ｍ３，年均增　冷却后（一１　６２￣Ｃ）形成的，液化后的体积仅为液化前　长３．８ｘｌ０８　ｍ３；累计探明地质储量１．４￣１０１２　ｍ３，年均　的１／６２５，其主要成份是甲烷（７５％以上），相对密度　增长３０５ｘｌ０８　ｍ３。１９９５～２００５年，天然气产量由１７４ｘ　（气体）０．６０～０．７０，液体密度４３０－４６０　ｋｇ／ｍ３，高位发　１０　ｎ３增长到４９９ｘ１０８　ｍ３，年均增长２９ｘ１０８　ｍ３；累计　热量４１．５～４５．３　ＭＪ，ｍ　，燃点６５０℃，爆炸极限５％～　探明地质储量３￣１０１２　ｍ３，年均增长３　３５３ｘ１０ｓ　ｍ３。根　１５％，压缩系数０．７３～０．８２，其Ｈ２Ｓ含量不超过４００　据我国近期对天然气可采资源量的评估，预计可采　ＰＰｍ　，总硫含量不超过３０　ｍｇ／ｍ３，Ｎ：含量不超过　作者简介：黄帆．１９６３｛Ｆ，卜，硕十，高绒Ｉ　程师；１９８３年　、　ｆ：四川大　、　：（原成　科技大　、　：）高分　料　Ｉ　；埘ｋ』、书蟓化　产技术管理Ｔ作　１．ｒＩ１国石油西南油气田分公司炼油化一　部　６８／Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　维普资讯 http://www.cqvip.com

总第１期　天然气技术・天然气利用　２００７正　１．０％ｔｏｏｌ，是优质的化工原料及工业和民用燃料阁。　ＬＮＧ具有以下优点：　１．便于经济可靠地远距离运输　用ＬＮＧ专用槽车、轮船把边远地区、海上油气　田以及新区分散的天然气经液化后运抵销售地，这　样可以节省大笔管线建设投资，亦适应用户用气量　变化的需要，风险很小。　２．储存效率高，占地少，投资省　据资料统计，建６座１　ＭＰａ　１　０００　ｍ３天然气球罐　的投资，要比建１座０．５ＭＰａ的１００　ｍ３液化天然气储　罐的投资高８０多倍。　３．便于供气负荷的调节　对于定期或不定期的供气不平衡，ＬＮＧ储罐能　很好地起到削峰填谷的调节作用。欧美国家和日本　已有１６０多座ＬＮＧ调峰装置建成投产，此装置与地　面高压储气罐和地下储气库相比不仅节省了投资，　而且不受地面及地质条件的。　４．可作优质的车用燃料　天然气的辛烷值高，抗爆性好，燃烧完全，污　染小，与压缩天然气相比，ＬＮＧ储存效率高，自重　轻且建站不受供气管网的。而且ＬＮＧ气化时产　生的冷能还可以利用。　５．有利于环境保护　内燃机大量使用石油产品，以汽车为核心的排　气污染物成为城市大气污染的主要元凶，ＣＯ，的大量　排放使地球变暖，ＳＯ：、ＮＯ　形成酸雨已成为世界性　问题。而天然气对环境的污染程度要比煤和石油小　得多，其燃烧排放的ＳＯ：和ＮＯ　极少，排放的温室　气体也极少（见表１）。　表１　相同发热量下各种化石燃料燃烧时的碳排放量Ｉ３１　ｔｃ／ｔｏｅ　ＮＧ　ＩＪＮＧ　汽油　煤油　柴油　原油　重油　烟煤　无烟煤　０．６１　０．７１　０．８０　０．８２　０．８４　０．８４　０．８８　１．ｏ９　１．１４　６．有利于市场规范和有序竞争　通过运输方式输送天然气，供方和需方可以更　方便的选择合作者。　三、ＬＮＧ工业链及液化生产工艺　天然气液化　型液化站　基本负荷型液化工厂　ＩＬＮＧ储存｝　■二］＝二二Ｊ　ｌＬＮＧ船ｌ　ｌ　『接收站ｊ　＝　１ｌ　Ｇ储存１　，亡—一ｔ————－，．　Ｉ■二［二－　气化站ｌＩ管网ｊ　　ＩＬＮＧ加注站　１二二王二＝＝＿ＬＮＧ汽车１　　ｌ用户Ｉ　ＬＮＧ工业链示意图　：（ＬＮＧ储罐区）　（空浴气化区）：　图　匮　ｌ水浴ｊ：．Ｊ．　Ｉ　　去　镇管网　。窿　。：　・ｔ　Ｉ　４－４－　ｎ目Ｈ１　－，４管束ｌ：　：（调压配气区）：　：（缓存管束区）：　图２气化工艺流程示意图　ＬＮＧ工业链包括天然气预处理、液化、储存、　运输、接收站和再气化装置等（见图１、图２）。　ＬＮＧ工厂主要可分为基本负荷型及调峰型两类。　天然气的液化工艺是指利用外加冷源和自身压力使　气态天然气转化为液态的过程。目前世界上有３种　成熟的液化工艺：一是无制冷剂的液化工艺，即天　然气经过压缩，再经膨胀（或节流）使其温度下降　而部分液化；二是只有一种制冷剂的液化工艺，这　种方法通过制冷剂的冷却、节流过程获得低温，再　通过换热使天然气液化；第三种是多种制冷剂如丙　烷、乙烷（或乙烯）、甲烷，通过多个制冷系统分别　与天然气换热，使天然气的温度逐渐降低而液化的　工艺。下面介绍几种主要的ＬＮＧ生产装置及其工艺。　天然气技术／６９　维普资讯 http://www.cqvip.com

第１卷　黄帆：我国液化天然气现状及发展前景分析　第１期　１．大型ＬＮＧ生产装置　艺，但为了简化工艺流程和设备的构造，降低建设　投资，只使用混合冷剂（ＭＲＣ）循环（见图５）。　中原油田采用丙烷预冷和乙烯制冷，同时利用　天然气的压力进行节流膨胀的方式获得ＬＮＧ产品［４１　（见图３）。　脱重烃ｌ　ｌ　　ｉ１　中、低压尾气　低压闪蒸簟Ｉ　Ｉ　薰墓　图３　中原油田天然气液化装置工艺流程图　油田伴生气ＬＮＧ装置适用于产量较小、地理位　置较为偏远的油田所产伴生气的液化。采用经液化　后运输的方式可节省管线投资，增加销售的灵活性，　同时可得到ＬＮＧ和ＬＰＧ［５１（见图４）。　图４　油田伴生气ＬＮＧ生产装置示意图　２．小型ＬＮＧ生产装置　在小型ＬＮＧ生产装置中，天然气经预处理脱除　其中的硫化物、二氧化碳及水分等的工艺与大厂基　本相同，但其液化工艺与大厂不同。　（１）ＭＲＣ工艺　美国Ｂｌａｃｈ＆Ｖｅ：ａｃｔｈ　Ｐｒｉｔｃｈａｒｄ　ｆＢＶＰ）建设的小　型液化天然气装置采用了与大厂类似的冷剂循环工　７０／＇Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　图５混合冷剂（ＭＲＣ｝循环天然气液化工艺流程图　（２）建在ＣＮＧ加气站上的装置　利用ＣＮＧ加气站压缩机的空隙时间，将原料天　然气压缩后预冷再进入装有涡流管制冷器的液化工　序，最后经膨胀制冷后将天然气液化（见图６）。　ＣＮＣ￣Ｉ气站　图６在ＣＮＧ加气站建设小型ＬＮＧ装置的工艺流程图　（３）建在配气站上的装置　主干线天然气压力为５．５　ＭＰａ或５．７ＭＰａ，经配　气站将天然气减压到０．３ＭＰａ、０．６ＭＰａ、１：２　ＭＰａ向用　户供气，因而存在相当大的压力差，利用这个压差　制冷就可较经济地生产ＬＮＧ（见图７）。　四、国内ＬＮＧ生产与消费情况　对天然气液化的研究始于上世纪初，２０世纪４０　年代世界上建成了第一座具有工业规模的天然气液　维普资讯 http://www.cqvip.com

总第１期　天然气技术・天然气利用　２００７正　Ｌ　６　图７在配气站上建设ＬＮＧ装置的工艺流程图　化装置。１９６４年，世界上第一座ＬＮＧ工厂在阿尔及　利亚建成投产，同年，第一艘运载运输１．２￣１０４　ｔ液　化天然气的船驶往英国，这标志着世界ＬＮＧ贸易的　开端。到目前为止，全世界已形成了一系列完善的　ＬＮＧ生产、储存、运输和利用等的配套技术，目前　已有１６０多套生产装置，产能达７　０００￣１０４　ｔ／ａ。　我国ＬＮＧ生产始于２Ｏ世纪９０年代初，中科院　先后为四川和吉化建成了生产能力分别为０．５　ｍ３／ｈ和　０．３　ｍ３／ｈ的ＬＮＧ生产装置。２０００年，国内第一家工　业生产并商业化运行的ＬＮＧ生产装置在中原油田投　产，该装置日处理天然气１５￣１０４　１１１３，其生产的ＬＮＧ　产品通过汽车运往淄博、济宁、商丘等地作为工业．　燃料和民用。同时该装置攻克了高压天然气净化工　艺、天然气微量苯低温高压脱除技术以及低温天然　气带压储存等技术难题。　东海气田的天然气通过海底管道输送到上海，　为满足应急供气和调峰的需求建设了ＬＮＧ调峰站。　ＬＮＧ装置日处理天然气１Ｏ×１０４　ｍ，，储存能力为　２￣１０４　ｍ３，再气化能力达１．２×１０４　ｍ３／ｄ，以此作为城　市调峰气源。　广汇集团于２００３年在吐哈油田建成天然气　处理能力为１５０￣１０４　ｍＴｄ的ＬＮＧ生产装置，以后将　增产至９００￣１０４　ｍ３／ｄ，并将成为我国最大的ＬＮＧ生　产基地，其生产的ＬＮＧ通过专用汽车、槽车运至东　南沿海地区［６１。　中国石油西南油气田分公司采用国产工艺技术　和设备，于２００５年建成投产一座天然气处理能力为　４￣１０４　ｍ３／ｄ的ＬＮＧ生产装置。该装置充分利用了气　田天然气的压力能，采用部分脱ＣＯ　开式天然气膨　胀制冷循环流程，解决了高温差、高压差下酸性气　体的脱除难题，具有投资省、能耗低的优点。其生　产的ＬＮＧ产品供应贵州、九寨沟风景区等地用作汽　车燃料和民用。　为满足国民经济高速增长对天然气的巨大需求，　我国将迅速成为ＬＮＧ进口国。国家现已规划于２０１０　年前在珠江三角洲、长江三角洲、福建和浙江等沿　海地区建设１Ｏ个进口ＬＮＧ接收装置，预计每年将进　口上千万吨ＬＮＧ。２００６年６月２８日，第一船澳大利　亚ＬＮＧ运抵深圳ＬＮＧ接收站，这标志着我国进口　ＬＮＧ贸易的开始。进口ＬＮＧ主要用于燃气电厂项　目。预计到２０３０年我国ＬＮＧ的年进口量将达７　０００ｘｌ０４ｔ（约９００￣１０８　ｍ３），天然气在我国一次能源中　所占比例将从２００４年的３％上升到２０３０年的１５％。　五、结束语　虽然目前ＬＮＧ生产技术成熟，市场前景广阔，　但其推广应用仍存在以下问题：　（１）天然气资源地远离市场，ＬＮＧ运输成本高，　市场对价格的承受有一个过程。　（２）对煤炭、石油消费的依赖以及环保意识的淡　漠，加之配气管网的投资巨大，使得ＬＮＧ在城市供　气中作用的发挥受到制约。　（３）规划、价格等相关不配套，ＬＮＧ用于　城市调峰还有待推进。ＬＮＧ因运输方便、不受天然　气管网的特点，可用于没有输气管网的城市居　民用气、工业用气、天然气汽车用气以及城市燃气　调峰等，具有很好的发展前景。　参考文献　［１］杨志毅．天然气将成为我国城市燃气的主要气源ｆＪ］．石油　与天然气化工，２００４（３）．　［２］顾安忠，等．液化天然气技术【Ｍ】．北京：机械工业出版　社．２００３．　［３］庞名立．天然气——询向氢能时代的桥梁［Ｊ］．天然气经　济，２００６（２１．　［４］徐文渊．小型液化天然气生产装置［Ｊ］．石油与天然气化　工，２００５（３）．　［５］弓燕舞，等．油田伴生气液化利用探讨［Ｊ１．石油与天然气　化工，２００５（１１．　［６］白哲楠．我国ＬＰＧ和ＬＮＧ发展前景分析Ｕ１．石油与天然　气化工，２００５（２）　（编辑：卢栎羽）　天然气技术／７１