王宏偉

（大唐能源化工有限責(zé)任公司，北京100031）

天然氣是一種優(yōu)質(zhì)潔凈的化石能源，在國民經(jīng)濟中具有十分誘人的應(yīng)用價值［1］，我國 “富煤、貧油、少氣”的能源資源格局，決定了我國將在一個較長的時期內(nèi)，對天然氣的需求呈持續(xù)上升趨勢。2012年天然氣市場消費量約為1400億立方米，同比增長15.38%。預(yù)計2015年我國天然氣市場消費量將超過1500億立方米，市場缺口為400億立方米。2020年，我國天然氣消費量將達到3000億立方米，市場缺口超過800億立方米［2］。

通過天然氣液化技術(shù)，可使天然氣在－162℃左右變?yōu)橐后w，其體積為原來氣態(tài)的l／625。液化天然氣 （LNG）由于其安全、環(huán)保、易儲存和運輸、不受管網(wǎng)制約等特點，越來越受到投資者的青睞，全球LNG工業(yè)規(guī)模不斷擴大［3］。2012年，全世界的天然氣液化能力約為4億5億噸／年。目前已有16個國家，30余座LNG工廠，共有82條已建或在建的生產(chǎn)線，總產(chǎn)能已超過2億噸／年，單條生產(chǎn)線最大生產(chǎn)能力已達780萬噸／年。

1 天然氣液化工藝

液化是LNG生產(chǎn)的核心。目前，在天然氣液化技術(shù)領(lǐng)域中成熟的液化工藝主要有3種類型：級聯(lián)式液化工藝、混合制冷劑液化工藝、帶膨脹機的液化工藝［4－5］。

1.1 級聯(lián)式液化工藝

級聯(lián)式液化工藝也稱為階式液化工藝、復(fù)疊式液化工藝，或串聯(lián)蒸發(fā)冷凝液化工藝，是最早應(yīng)用于液化天然氣的工藝流程，從20世紀60年代開始，廣泛的應(yīng)用于基本負荷型天然氣液化裝置。

圖1是級聯(lián)式天然氣液化的基本流程，該液化工藝由三級獨立的制冷循環(huán)串聯(lián)組成，制冷劑分別為丙烷、乙烯和甲烷。每個制冷循環(huán)中均含有3個換熱器和一套壓縮機組。第一級丙烷制冷循環(huán)為天然氣、乙烯和甲烷提供冷量；第二級乙烯制冷循環(huán)為天然氣和甲烷提供冷量，也可用乙烷代替乙烯作為第二級制冷循環(huán)的制冷劑；第三級甲烷制冷循環(huán)為天然氣提供冷量。凈化后的天然氣通過三級制冷循環(huán)逐級冷卻、冷凝、液化并過冷，經(jīng)節(jié)流降壓后獲得低溫常壓液態(tài)天然氣產(chǎn)品。

圖1 級聯(lián)式天然氣液化流程

級聯(lián)式液化工藝技術(shù)成熟，系統(tǒng)操作穩(wěn)定性好，制冷劑為純物質(zhì)，無配比問題。設(shè)計合理的級聯(lián)式循環(huán)是液化循環(huán)中能耗最低的，但該工藝中機組多，流程復(fù)雜，附屬設(shè)備多，投資成本高，管道與控制系統(tǒng)復(fù)雜，維護不便。

2001年，國內(nèi)中原油田引進法國索菲公司技術(shù)建造了一套15萬噸／年LNG裝置，采用級聯(lián)式液化循環(huán)工藝。針對中原油田天然氣氣源壓力高的特點，提出了丙烷＋乙烯＋節(jié)流的工藝技術(shù)方案，省去了甲烷制冷循環(huán)，使得該項目的投資少、收率高、成本低［6］。

1.2 混合制冷劑液化工藝

混合制冷劑液化工藝是20世紀60年代末由級聯(lián)式液化工藝演變而來的，多采用C1C5的碳氫化合物以及N2等5種以上的多組分混合物作為制冷劑，代替級聯(lián)式液化工藝中的多個純組分。其制冷劑組成根據(jù)原料氣的組成和壓力而定，利用多組分混合物中重組分先冷凝、輕組分后冷凝的特性，將其依次冷凝、分離、節(jié)流、蒸發(fā)得到不同溫度級的冷量，以達到逐步冷卻和液化天然氣的目的。

混合制冷劑液化工藝既達到了類似級聯(lián)式液化工藝的目的，又克服了其系統(tǒng)復(fù)雜的缺點，自20世紀70年代以來，對于基本負荷型液化裝置，廣泛采用了各種不同類型的混合制冷工藝。

與級聯(lián)式液化流程相比，該工藝具有機組設(shè)備少，流程簡單，投資省 （比級聯(lián)式液化流程約低15%20%），管理方便，混合制冷劑組分可以部分或全部從天然氣本身提取和補充等優(yōu)點；但該工藝流程能耗較高 （比級聯(lián)式液化流程高10%20%），混合制冷劑的合理配比較為困難，流程計算困難，需提供各組分可靠的平衡數(shù)據(jù)與物性參數(shù)。

根據(jù)混合制冷劑是否與原料天然氣相混合，分為閉式和開式兩種混合制冷工藝。

1.2.1 閉式混合制冷劑液化工藝

圖2是閉式混合制冷劑液化的基本流程，該工藝中，制冷劑循環(huán)和天然氣液化過程分開，自成一個獨立的制冷循環(huán)?；旌现评鋭┍粔嚎s機壓縮后，經(jīng)水或空氣冷卻后在不同溫度下逐級冷凝分離、節(jié)流后進入不同溫度梯度下的換熱器，給原料天然氣提供冷量。原料天然氣流過4個不同溫度梯度的換熱器后被逐級冷卻、冷凝、節(jié)流、降壓后獲得液態(tài)天然氣產(chǎn)品。

圖2 閉式混合制冷液化流程

提供冷量的混合制冷劑的液體蒸發(fā)溫度隨組分的不同而不同，在換熱器內(nèi)的熱交換過程是個變溫過程，通過合理選擇制冷劑，可使冷、熱流體間的換熱溫差保持比較低的水平。

1.2.2 開式混合制冷劑液化工藝

圖3是開式混合制冷劑液化的基本流程，該工藝中，天然氣既是制冷劑又是需要液化的對象。原料天然氣經(jīng)壓縮機壓縮后，先用水冷卻，然后逐級進入不同溫度梯度下的換熱器和氣液分離器，氣液分離器產(chǎn)生的氣體經(jīng)不同溫度梯度下的換熱器冷卻后，得到液態(tài)天然氣產(chǎn)品。

圖3 開式混合制冷液化流程

1.3 帶膨脹機的液化工藝

帶膨脹機的液化工藝，是指利用高壓制冷劑通過透平膨脹機絕熱膨脹的克勞德循環(huán)制冷，實現(xiàn)天然氣液化的工藝。氣體在膨脹機中降溫，同時輸出功驅(qū)動壓縮機。當(dāng)原料氣與產(chǎn)品氣有 “自由”壓差時，液化過程就可能不需要 “從外界”加入能量，而是靠 “自由”壓差膨脹機制冷，使進入裝置的天然氣液化，該工藝的關(guān)鍵設(shè)備是透平膨脹機。

根據(jù)制冷劑的不同，可分為天然氣膨脹液化工藝、氮氣膨脹液化工藝和氮－甲烷膨脹液化工藝。

1.3.1 天然氣膨脹液化工藝

圖4是天然氣膨脹液化的基本流程，該工藝中，經(jīng)脫水后的原料氣分兩部分，一部分經(jīng)脫CO2塔脫CO2，然后在不同溫度級下的換熱器內(nèi)被逐級冷卻、冷凝、節(jié)流、降壓后獲得液態(tài)天然氣產(chǎn)品；另一部分未脫CO2的天然氣與LNG儲罐中自蒸發(fā)的氣體混合后作為制冷劑，經(jīng)壓縮并冷卻后，進入膨脹機膨脹降溫，為不同溫度級下的換熱器提供冷量。

該工藝的優(yōu)點是功耗小，只對需液化的那部分天然氣脫除雜質(zhì)，因而預(yù)處理的天然氣量可大為減少（約占氣量的20%35%）。但液化過程中不能獲得像氮氣膨脹液化流程那樣低的溫度，循環(huán)氣量大，液化率低。同時，膨脹機的工作性能受原料氣壓力和組成變化的影響較大，對系統(tǒng)的安全要求較高。

圖4 天然氣膨脹液化流程

陜北氣田液化天然氣示范工程即采用該工藝，是我國第一座小型LNG工業(yè)裝置［7］。

1.3.2 氮氣膨脹液化工藝

圖5 氮氣膨脹液化流程

圖5是氮氣膨脹液化的基本流程，該工藝中包括原料氣液化循環(huán)和氮氣膨脹液化循環(huán)兩部分。在天然氣液化循環(huán)中，經(jīng)預(yù)處理后的原料氣，先冷卻、分離掉重?zé)N，再冷卻后，進入氮氣提塔分離掉部分氮氣，再經(jīng)換熱器進一步冷卻和過冷后，得到液化天然氣產(chǎn)品。在氮氣膨脹液化循環(huán)中，氮氣經(jīng)壓縮并冷卻后，進入透平膨脹機膨脹降溫，為中間級換熱器提供冷量，之后再進入透平膨脹機膨脹降溫，為三級換熱器提供冷量。離開換熱器的低壓氮氣進入循環(huán)壓縮機中壓縮，開始下一輪的循環(huán)。天然氣液化循環(huán)中由氮氣分離塔產(chǎn)生的低溫氣體，與二級膨脹后的氮氣混合，共同為下一級換熱器提供冷量。

與混合制冷劑液化工藝相比，氮氣膨脹液化工藝較為簡化、緊湊，造價略低。啟動快，熱態(tài)啟動12 h即可獲得滿負荷產(chǎn)品，運行靈活、適應(yīng)性強、易于操作和控制、安全性好，放空不會引起火災(zāi)或爆炸危險，制冷劑采用單組分氣體，但其能耗要比混合制冷劑液化流程高40%左右。

1.3.3 氮－甲烷膨脹液化工藝

為了降低膨脹機的功耗，采用N2－CH4混合氣體代替純N2，發(fā)展了N2－CH4膨脹液化工藝。與混合制冷劑工藝比較，氮－甲烷膨脹液化工藝具有啟動時間短、流程簡單、控制容易、混合制冷劑測定及計算方便等優(yōu)點。通過縮小了冷端換熱溫差，比純氮氣膨脹液化工藝節(jié)省了10%20%的動力消耗。

圖6 氮－甲烷膨脹液化流程

圖6是氮－甲烷膨脹液化的基本流程，該工藝包括天然氣液化系統(tǒng)與N2－CH4制冷系統(tǒng)兩部分。天然氣液化系統(tǒng)中，經(jīng)預(yù)處理后的天然氣，先冷卻、再通過氣液分離，氣相流體經(jīng)兩級換熱器冷卻、過冷、節(jié)流降壓后得到液化天然氣產(chǎn)品。N2－CH4制冷系統(tǒng)中，制冷劑N2－CH4經(jīng)壓縮后，經(jīng)兩級冷卻后分兩部分，一部分制冷劑進入膨脹機膨脹，與返流制冷劑混合后，作為二級換熱器的冷源，回收的膨脹功用于驅(qū)動制動壓縮機；另外一部分制冷劑經(jīng)二、三級換熱器冷凝和過冷后，經(jīng)節(jié)流降溫后返流，為三級過冷換熱器提供冷源。

由于帶膨脹機的液化工藝操作簡單，投資適中，特別適用于液化能力較小的調(diào)峰型天然氣液化裝置。

2 世界LNG液化技術(shù)發(fā)展

2.1 康菲優(yōu)化級聯(lián)技術(shù)（POC）

康菲專有優(yōu)化級聯(lián)技術(shù)是在阿拉斯加Kenai液化廠項目應(yīng)用的級聯(lián)工藝基礎(chǔ)上進行了一系列改進，其中最主要的是甲烷制冷循環(huán)，Kenai液化廠最初采用的是甲烷閉路循環(huán)，優(yōu)化技術(shù)采用的是開放式甲烷制冷循環(huán)，在乙烯蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝產(chǎn)品與部分蒸發(fā)了的甲烷相遇后，進入開放式制冷循環(huán)，生成甲烷制冷劑回收氣和LNG產(chǎn)品。液化廠燃料氣從甲烷制冷壓縮機下游提取，減少了一臺單獨燃料氣壓縮機的需求。

在這一技術(shù)中，每個制冷系統(tǒng)都配備兩臺壓縮機并列工作，保證在一臺壓縮機出現(xiàn)故障的情況下，仍可將液化設(shè)施產(chǎn)能保持在70%80%的運營水平，因此提高了液化廠的上線率和LNG產(chǎn)量。該技術(shù)中還采用了單位體積換熱面積較大的模塊化板翅式換熱器，在降低壓降的同時，減少了壓縮能耗。

2.2 單循環(huán)單壓混合制冷技術(shù)（PRICO）

BV公司發(fā)明了單循環(huán)單壓混合制冷技術(shù)，即在單一的制冷劑循環(huán)中放入包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氮以及戊烷的混合制冷劑進行循環(huán)?；旌现评鋭嚎s后經(jīng)水冷卻，部分冷凝，分離出來的氣態(tài)和液態(tài)制冷劑分別進入冷箱的頂部和上部，液態(tài)制冷劑通過閥門減壓膨脹向上流動，與氣態(tài)制冷劑和原料氣流向相反，從而對其進行冷卻和液化，制冷劑和LNG產(chǎn)品從冷箱底部流出，制冷劑通過減壓閥氣化，再次返回深冷換熱器提供冷量，之后再返回壓縮機壓縮。該技術(shù)使用鋁板高溫熔焊制成的板翅式換熱器，只有1臺壓縮機、1個冷箱，流程簡單，投資費用低，控制方便，操作可靠，對不同組成的原料氣適應(yīng)性強。

國內(nèi)鄂爾多斯100萬立方米／天和珠海60萬立方米／天的LNG裝置均采用該液化技術(shù)。

2.3 丙烷預(yù)冷混合制冷劑技術(shù)（C3－MR）

丙烷預(yù)冷混合制冷劑技術(shù)結(jié)合了級聯(lián)式液化工藝和混合制冷劑液化工藝的優(yōu)點，既高效又簡單，運行費用低。目前世界上80%以上的基本負荷型天然氣液化裝置均采用了丙烷預(yù)冷混合制冷劑液化工藝。

丙烷預(yù)冷混合制冷劑液化技術(shù)由3部分組成：混合制冷劑循環(huán)；丙烷預(yù)冷循環(huán)；天然氣液化回路。在此液化工藝中，丙烷預(yù)冷循環(huán)用于預(yù)冷混合制冷劑和天然氣，而混合制冷循環(huán)用于深冷和液化天然氣［8］。

2.3.1 APCI的C3－MR技術(shù)

美國氣體化工產(chǎn)品公司（APCI）擁有C3－MR技術(shù)，該技術(shù)使用丙烷制冷循環(huán)和混合制冷劑循環(huán)級聯(lián)，高壓丙烷在膨脹和部分汽化前先經(jīng)冷卻水（或空氣）冷卻和冷凝，隨后丙烷被輸送到不同工作壓力下的3個蒸發(fā)器，用其－30℃的溫度對原料氣進行預(yù)冷，同時對MR循環(huán)中的高壓制冷劑進行冷凝，蒸發(fā)器出來的丙烷完全汽化并被重新壓縮。高壓混合制冷劑先經(jīng)水冷后，再經(jīng)丙烷進一步冷卻、冷凝，分成氣流和液流，分別送到繞管式深冷換熱器中。

APCI公司的C3－MR技術(shù)可設(shè)計為由兩臺渦輪機驅(qū)動的LNG液化生產(chǎn)線，年產(chǎn)量可達450萬噸。

2.3.2 殼牌的C3－MR技術(shù)

殼牌也提供了一種丙烷預(yù)冷混合制冷劑工藝的專有技術(shù)，在文萊的LNG工廠得到第一次應(yīng)用。該項目使用了蒸汽輪機作為壓縮機的驅(qū)動，如采用燃氣輪機驅(qū)動，單條生產(chǎn)線年產(chǎn)量可達到450萬噸。該技術(shù)可通過使用分體丙烷技術(shù)增加產(chǎn)量至500萬噸。

2.4 雙循環(huán)混合制冷劑技術(shù)（DMR）

2.4.1 殼牌－DMR技術(shù)

殼牌－DMR技術(shù)使用二級混合制冷劑循環(huán)，并將每個循環(huán)的壓縮驅(qū)動機并聯(lián)配置，這種并聯(lián)方式除能提高液化廠上線率外，電動機驅(qū)動配置還提供了較寬的連續(xù)功率選擇范圍，允許第一循環(huán)中的混合制冷劑使用較小型的冷凝器，這樣就解決了丙烷壓縮機的瓶頸問題。該技術(shù)已在俄羅斯薩哈林州LNG項目上應(yīng)用，能夠年產(chǎn)520萬噸的LNG產(chǎn)品［9］。

2003年，法國Axens公司與法國石油研究院合作開發(fā)了Liquenfin液化天然氣技術(shù)。該技術(shù)也采用兩級混合制冷劑循環(huán)，與普通液化技術(shù)相比，Liquenfin技術(shù)具有以下特點。

（1）預(yù)冷循環(huán)采用混合制冷劑代替丙烷，使預(yù)冷循環(huán)中加熱－冷卻焓曲線較接近。

（3）冷箱內(nèi)采用PFHE布局，設(shè)備布置非常緊湊，PFHE兩側(cè)壓力降較低，使Liquenfin技術(shù)效率較高。用PFHE結(jié)合Liquenfin技術(shù)使整個液化過程的加溫－冷卻焓曲線非常接近，改善了熱力學(xué)效率。

據(jù)稱，該技術(shù)生產(chǎn)LNG的費用每噸可降低25%，帶有2臺標準燃氣透平的Liquenfin技術(shù)的系列裝置，能夠年產(chǎn)600萬噸的LNG產(chǎn)品。

2.5 混合制冷劑級聯(lián)技術(shù)（MFC）

挪威國家石油公司與林德公司 （Statoil－Linde）共同開發(fā)的混合制冷劑級聯(lián)技術(shù)（MFC），該技術(shù)綜合了混合制冷劑工藝和級聯(lián)工藝的優(yōu)點，以其適應(yīng)較低冷卻水溫度的能力，在挪威Snohvit 430萬噸／年的LNG項目上首次應(yīng)用。

該技術(shù)將級聯(lián)工藝中3個制冷循環(huán)中的純組分換成了混合組分，Statoil－Linde MFC專利技術(shù)包括三級混合制冷劑循環(huán)，在預(yù)冷循環(huán)中的乙烷與丙烷的混合物由壓縮機壓縮，經(jīng)海水冷卻器和板翅式換熱器分別被液化和深冷，其中一部分被節(jié)流達到中間壓力，并在板翅式換熱器中制冷，其余部分在另一個板翅式換熱器中進一步深冷，這使得深冷換熱器中的溫度更為接近，同時換熱器表面和功率也得到優(yōu)化。液化循環(huán)使用的制冷劑為乙烷、丙烷和甲烷的混合物，深冷循環(huán)使用的制冷劑為氮、甲烷和乙烷的混合物，這兩個循環(huán)均使用的是繞管換熱器。

該技術(shù)可以使換熱器中的溫差更為接近，優(yōu)化了換熱器的表面和功率，因而這一技術(shù)可以用于年產(chǎn)600800萬噸的LNG液化生產(chǎn)線中。

2.6 Cll液化技術(shù)

法國燃氣公司開發(fā)了新型混合制冷劑液化工藝，即整體結(jié)合式級聯(lián)型液化技術(shù)（Integral Incorporated Cascade CII），CII技術(shù)吸收了國外LNG液化技術(shù)最新發(fā)展成果，代表了天然氣液化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

CII技術(shù)具有如下特點。

（1）流程精簡、設(shè)備少。CII液化技術(shù)出于降低設(shè)備投資和建設(shè)費用考慮，簡化了預(yù)冷制冷機組的設(shè)計，在流程中增加了分餾塔，將混合制冷劑分餾為重組分 （以丁烷和戊烷為主）和輕組分 （以氮、甲烷、乙烷為主）兩部分。重組分冷卻、節(jié)流降溫后返流，作為冷源進入冷箱上部預(yù)冷天然氣和混合制冷劑；輕組分氣液分離后進入冷箱下部，用于冷凝、過冷天然氣。

（2）冷箱采用高效釬焊鋁板翅式換熱器，體積小，便于安裝，整體冷箱結(jié)構(gòu)緊湊，分為上下部兩部分，由經(jīng)優(yōu)化設(shè)計的高效釬焊板翅式換熱器平行排列，換熱面積大，絕熱效果好。天然氣在冷箱內(nèi)由環(huán)境溫度冷卻至－160℃左右的液體，減少了熱損失，較好地解決了兩相流體分布的問題。冷箱模塊化設(shè)計、制造，便于安裝，降低了建設(shè)費用。

（3）壓縮機的驅(qū)動機形式簡單、可靠，降低投資與維護費用。

如圖7所示，為上海浦東建造的我國第一座調(diào)峰型天然氣液化裝置，采用CII技術(shù)，該技術(shù)包括天然氣液化系統(tǒng)和混合制冷劑循環(huán)兩部分［10］。

圖7 CII液化流程

2.7 并聯(lián)混合制冷劑技術(shù)（殼牌PMRTM）

并聯(lián)混合制冷劑技術(shù)是在雙循環(huán)混合制冷劑工藝基礎(chǔ)上的優(yōu)化和改進。PMRTM技術(shù)包括一個預(yù)冷循環(huán)和兩個混合制冷劑 （MR）液化循環(huán)并行的三循環(huán)制冷工藝。其中，丙烷或混合制冷劑可用作兩個并行混合制冷劑循環(huán)之前的預(yù)冷循環(huán)的制冷劑，兩個并行液化循環(huán)中，流出的低溫制冷流在末端閃蒸系統(tǒng)匯合，出來的閃蒸汽被壓縮后，作為液化廠燃料氣使用，LNG被輸送到常壓儲罐儲存。

殼牌PMRTM技術(shù)是為大型LNG生產(chǎn)線開發(fā)的技術(shù)，采用成熟設(shè)備，不需要增大現(xiàn)有設(shè)備規(guī)模。兩條并行而獨立的液化混合制冷循環(huán)，在其中一套設(shè)備出現(xiàn)故障時，仍能保證60%的產(chǎn)能不間斷生產(chǎn)。在建造期間工期延誤時，液化廠并列的兩個液化循環(huán)可分期投產(chǎn)。

當(dāng)選用丙烷作為預(yù)冷循環(huán)制冷劑時，殼牌丙烷分體技術(shù)（SplitpropaneTM）還能提高工藝性能及上線率，提高產(chǎn)能。殼牌PMRTM工藝設(shè)計，可以按LNG產(chǎn)品的不同規(guī)格配置相應(yīng)的前處理裝置，當(dāng)殼牌PMRTM工藝采用3臺渦輪機時，單線LNG生產(chǎn)能力可達800萬噸／年。

2.8 氮雙膨脹機技術(shù)（BHP）

林德公司擁有氮雙膨脹機技術(shù)，該技術(shù)采用一臺兩級壓縮機，將氮制冷劑從2 MPa壓縮到5 MPa，并保留了LNG調(diào)峰工廠所采用的氮循環(huán)的簡單性。一般用海水進行中間冷卻和后冷卻，也可用空冷。

原料天然氣在繞管式換熱器內(nèi)被冷卻到－90℃左右，然后再深冷換熱器中冷凝，如天然氣中含有大量氮，可在該工藝中加入氮洗滌塔和再沸器，將生產(chǎn)的LNG中的氮的摩爾分數(shù)降至1%。

氮制冷劑通過膨脹機／壓縮機壓縮后，被海水冷卻至10℃左右，然后在繞管式換熱器中被預(yù)冷后，其中較大部分經(jīng)膨脹機／壓縮機減壓降溫后進入繞管式換熱器為天然氣和高壓氮制冷劑制冷。另一小部分氮被進一步冷卻，經(jīng)減壓降溫到約－150℃左右，進入冷箱對天然氣進行深冷。

2.9 C3－MR＋氮（APCl的AP－XTM）技術(shù)

2001年APCI注冊了AP－XTM專利，該技術(shù)是APCI公司對C3－MR技術(shù)的改進，在不增加并聯(lián)丙烷或混合制冷劑壓縮機設(shè)備的前提下，單條生產(chǎn)線的年產(chǎn)量提升到500萬800萬噸。在預(yù)冷循環(huán)中使用丙烷做制冷劑及鼓式換熱器，在液化循環(huán)中使用乙烷、丙烷和甲烷的混合物做制冷劑及繞管式換熱器，在深冷循環(huán)中使用氮、甲烷和乙烷的混合物做制冷劑及繞管式換熱器。該技術(shù)保留了現(xiàn)有混合制冷劑循環(huán)工藝的特點，可在不同原料氣組分和每日／季溫度變化的情況下保持靈活高效。

AP－XTM技術(shù)利用氮膨脹機制冷系統(tǒng)來實現(xiàn)LNG低溫冷卻，從而擴展了C3－MR循環(huán)，并提高了LNG的產(chǎn)能。氮膨脹機制冷系統(tǒng)分擔(dān)了制冷負荷，降低了丙烷和混合制的用量，減少了制冷系統(tǒng)設(shè)備的要求。

該技術(shù)在卡塔爾的Qatargas LNG工廠4＃和5＃生產(chǎn)線上應(yīng)用，單線生產(chǎn)能力780萬噸／年。

3 結(jié) 語

由于LNG加工技術(shù)在不斷改進，選擇合適的技術(shù)要看天然氣儲量、市場需求、原料氣性質(zhì)、廠址和投資情況。采用不同的液化工藝技術(shù)，優(yōu)缺點各不相同，可以選擇某一種循環(huán)模式，也可以選擇幾種循環(huán)模式的結(jié)合，關(guān)鍵要著眼于LNG產(chǎn)量最大化、成本最小化，這就取決于具體的情況和環(huán)境，依據(jù)各種外部因素來確定最優(yōu)的液化流程，使經(jīng)濟效益達到最大。

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