浅谈LNG液化天然气

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　　前言：liquefied natural gas，缩写LNG，即液化天然气，它是先将气田中自然开采出来的可燃气体净化处理，再经-162℃的超低温将其凝洁成液体而形成的，LNG常温下不能靠加压而只能采用低温工艺将其液化。LNG主要成分是甲烷，无色、无味、无毒且无腐蚀性。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，LNG的重量仅为同体积水的45%左右。具有热值大、性能高等特点，热值为52MMBtu/t（1MMBtu=2.52×108cal）。
　　一、LNG的发展
　　世界上最早使用LNG的时间是1959年，“甲烷先锋号”装载2000吨LNG从美国的路易斯安那州穿过大西洋运抵英国泰晤士的Canvery岛。目前，LNG在亚洲的应用量最大，占全球的78%，其中日本的应用量占全球的62%。
　　我国也已经开始重视LNG项目的建设及应用，1999年下半年，淄博市政府与中原油田达成协议，由中原油田生产LNG，淄博建LNG站，为建材企业及居民用户供应LNG（气态）。2000年初国家计委批准立项了广东LNG周转量300万t/a的LNG项目；2000年2月，第一座天然气液化工厂在上海建成投产，标志着我国大规模利用LNG开始。2006年6月，第一座大型LNG接收站(深圳大鹏湾)建成投产．进口澳大利亚LNG供应广东部分城市燃气电厂。
　　经过这几年的快速发展，中国LNG已形成一个极具发展潜力的新型产业，国产LNG与进口资源有机结合．互为补充，平衡发展。2008年，我国LNG的使用量已达到300万吨以上．预计未来．国产LNG产能将达到350万吨／年。进口LNG接收站规模可望突破5000万吨／年。
　　作为一个发展历史较短、技术含量较高的新领域，LNG具有许多独特之处，从生产到利用历经多个环节，产业链长且密切联系，相互依存，气相一液相一气相多次转换、易燃易爆的特征及特有的低温特性，更使得其安全管理问题错综复杂。因此，深入研究LNG产业链各环节的安全保障技术，对于促进行业稳妥发展有着十分重要的意义。
　　二、LNG的开采、净化处理与液化环节的安全技术
　　天然气开采过程的安全技术问题很复杂，主要是钻探、钻井建造及井口设施运行管理的安全技术措施与操作问题。天然气净化处理及液化环节,则主要强调设备运行安全问题。同时，需要针对LNG的低温特性、制冷剂系统特点等，采取一些必要的技术措施。LNG是采用低温工艺，将从地下开采出来、经过净化处理后的天然气在压力为0．1MPa左右的条件下降温至112K(一162C0)，使之液化从而成为LNG。
　　三、LNG的组份与特性
　　1．组分（体积%）：（中原油田提供）
　　甲烷：93.609；
　　乙烷：4.1154；
　　丙烷：1.1973；
　　正丁烷：0.2663；
　　异丁烷：0.4261；
　　正戊烷：0.1598；
　　异戊烷：0.1598
　　其它：0.0662。
　　2．LNG物化特性：
　　平均分子量：17.3；
　　沸点下的液体密度：430~460kg/m3；
　　气相相对密度：0.6-0.7kg/Nmb；
　　临界温度：190K左右；
　　自动着火温度：约538C0；
　　最小点火能量：约0．285mJ；
　　燃烧速度：0.3rrds；
　　热值：9260kcal/Nm3;
　　爆炸极限：约5%――15%。
　　扩散性：气相LNG常温条件下密度小，扩散系数较大，具有很强的扩散性。
　　四、LNG的储存与运输
　　储存LNG过程中的安全特性在于防止分层与翻滚等现象的产生,有效抑制储罐内LNG液相向气相转换也是其主要工作目标。
　　气相LNG的输送一般都采用压力管道方式,输配管道运行压力大多在4．0MPa压力以上,具有典型的高压特征，防止泄漏是该环节最重要的问题。液相LNG的运输可采用低温罐车运输、火车运输、轮船运输等多种方式。
　　五、LNG与CNG、LPG的对比
　　Compressed Natural Gas,缩写CNG，即压缩天然气，是天然气加压(超过3,600磅/平方英寸)并以气态储存在容器中。它与管道天然气的组分相同。CNG可作为车辆燃料利用。LNG可以用来制作CNG，这种以CNG为燃料的车辆叫做NGV（Natural Gas Vehicle）。与生产CNG的传统方法相比，这套工艺要求的精密设备费用更低，只需要约15%的运作和维护费用。
　　Liquefied Petroleum Gas,缩写LPG，即液化石油气，经常容易与LNG混淆，其实它们有明显区别。LPG的是丙烷和丁烷的混合物，通常伴有少量的丙烯和丁烯，一种强烈的气味剂乙硫醇被加入液化石油气，这样石油气的泄漏会很容易被发觉。液化石油气是在提炼原油时生产出来的，或从石油或天然气开采过程挥发出的气体。液化石油气(LPG)常被人们误认为是丙烷。实际上LPG是石油和天然气在适当的压力下形成的混合物并以常温液态的方式存在。在美国和加拿大,对这两种物质的混合通常被认为主要是由丙烷组成,而在许多欧洲国家其LPG中的丙烷含量都只有50%或更低，而在中国丙烷含量超过了90%。LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中，常被用作炊事燃料。在国外，LPG被用作轻型车辆燃料已有许多年。在香港，已经有LPG出租车。
　　六、结束语
　　LNG作为一种清洁、高效、方便、安全的能源，以其热值高、污染少、储运方便等特点受到现代社会人们的青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加。液化天然气正以每年约12%的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。近年来全球LNG的生产和贸易日趋活跃，LNG已成为稀缺清洁资源，正在成为世界油气工业新的热点。为保证能源供应多元化和改善能源消费结构，一些能源消费大国越来越重视LNG的引进，日本、韩国、美国、欧洲都在大规模兴建LNG接收站。国际大石油公司也纷纷将其新的利润增长点转向LNG业务，LNG将成为石油之后下一个全球争夺的热门能源商品。
　　中国天然气利用极为不平衡，天然气在中国能源中的比重很小。从中国的天然气发展形势来看，天然气资源有限，天然气产量远远小于需求，供需缺口越来越大。尽管还没有形成规模，但是LNG的特点决定LNG发展非常迅速。可以预见，在未来10-20年的时间内，LNG将成为中国天然气市场的主力军。按照中国的LNG使用计划，2020年国内生产能力将达到2400亿立方米，而在进口天然气方面，发改委预计到2020年，中国要进口350亿立方米，相当于2500万吨/年。
　　在中国经济持续快速发展的同时，为保障经济的能源动力却极度紧缺。中国的能源结构以煤炭为主，石油、天然气只占到很小的比例，远远低于世界平均水平。随着国家对能源需求的不断增长，引进LNG将对优化中国的能源结构，有效解决能源供应安全、生态环境保护的双重问题，实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。
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