新版规模较小的LNG工厂介绍

1.LNG工厂的气源概况

我国已建的LNG液化厂气源开始主要来自于国内零散的小气田和油田的伴生气;以后更多取自于管道末端气、煤层气及新兴的煤制天然气。以小型气田为气源的有新疆广汇LNG、中原油田LNG、新奥涠洲岛LNG等;以海洋天然气为气源的有福山LNG和珠海海油LNG等;以煤层气为气源的有山西晋城港华LNG、阳城煤层气LNG等;其他都是以管道末端气的气源。LNG工厂的产品,作为管道输送的补充。

我国煤炭资源丰富,随着煤制气工艺技术的逐步提高,“十二五”期间在新疆、内蒙古、山西、陕西、辽宁、山东煤炭资源丰富地区将陆续上马多个煤制气项目。2015年煤制气液化能力将达到140～280万t/年,到2020年有可能达到220～700万t/年。与此同步,我国的煤层气也将得到进一步开发和利用,页岩气将被重视,会有开发和利用的前景。这些非常规天然气将为小型LNG工厂提供更为丰富的气源。

2.LNG工厂建设概况

我国LNG工厂,从上世纪末经过了一个从无到有,从小到大,艰难曲折的发展。首先由上海引进了法国索菲公司CII液化工艺技术,建成了一座10万m³的LNG工厂,它以海上气田为气源,只作为城市调峰。2001年9月,国内首座商业化运行的LNG工厂河南中原液化天然气工厂试投产运行,生产规模15万m³/天,年产LNG4万t。2004年9月,新疆广汇LNG工厂投产,年产LNG40万t。2012年7月,宁夏哈纳斯LNG工厂投产,年产LNG80万t,是2013年前国内投产的最大的LNG工厂。

近年来我国小型LNG工厂发展迅速,其中国产液化工艺的工厂越来越多。截止到2010年1月,我国已经运营小型LNG装置有近60多座,另有40多座在建造之中,近一二年都会陆续投入运行。这些小型LNG工厂遍布新疆、四川、江苏、山东、山西、广东、内蒙古等省(区、市),总规模超过2000万m³/天,年产量约500万t。

国内LNG工厂一览表见表0-3。

表0-3 国内已投产的部分小型天然气液化装置

(续)

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另外,在建和拟建设的LNG液化项目单座容量都有增大的趋势,达200万～300万m³/天以上,目前最大的是昆仑能源湖北黄冈LNG,达500万m³/天的规模。

3.LNG工厂工艺技术和装备现状

我国的LNG产业,经过了从无到有的迅速发展过程,在液化工艺技术、相关装置和设备方面取得了长足进步,我国参照国外的专利技术也开发了自己的液化流程。但相比国外技术在流程优化方面还有所欠缺,尤其是效率相对较低,设备的可靠性也不高。此外,利用管道天然气自身膨胀液化生产LNG适合于压差较大的调压站,我国也已经有了多个应用实践,工艺成熟。

(1)LNG工厂的工艺 我国已建成投产的LNG工厂中,一部分是采用国外流程工艺技术,如美国的B&V公司、Salof公司,法国的Sofe公司,德国的Linde公司及美国的ACPI公司等。另一部分则是采用国内自行开发技术,如中原绿能、成都深冷和中科院理化所等的流程工艺。目前,国产液化工艺包日渐成熟,单条生产线的规模可达200万m³/天,即年产LNG50万t。近年来,以中石油寰球工程公司和中石油工程公司西南分公司为代表,实现了较大容量国产流程的华气安塞、泰安和湖北黄冈等工程,开发自主知识产权的液化气流程、液化工厂。这为我国走出国门,自主建设大型液化工厂打下了坚实的基础。表0-4为国内已投产的部分小型天然气液化装置的工艺流程技术。

表0-4 国内已投产的部分小型天然气液化装置的工艺流程技术

(2)LNG工厂的设备 国内已建和拟建的小型LNG液化工厂,有些工厂的配套设备国产化已达到80%。处理规模为500万m³/天及以下生产线的液化厂,从工艺包到有关设备选择的集成技术可以基本实现国产化。有些液化工厂根据具体情况采用国产设备和进口设备相结合的方式。

目前,在液化厂主要设备中,离心压缩机大部分还是靠进口;活塞压缩机一般采用国产;冷箱国产化的程度已不断提高;膨胀机部分采用国产,部分进口;低温泵尤其是大型潜液泵,主要依靠进口;30000m³以下的储罐以国产为主,而30000m³以上的大型储罐国内尚未突破关键技术,基本上仍采用国外技术。

另外,国内企业和研究机构在设计和建设符合国情的、效率更高的小型LNG站方面取得了新的理论和实践成果,且已有多家设计院承担小型LNG项目工程设计,上海交大、中科院等研究机构已取得能应用于工程的研究成果,在液化流程工艺优化方面有独到的优势和积累,为多个工程项目提供帮助。在国家能源局和中国机械工业联合会的大力推动下,这些年在设备国产化方面有了长足的进步。