桃子汉化组移植游戏大全

熊永强^1，2，李亚军^1，2，华贲^1，2

（1、华南理工大学强化传热与过程节能教育部重点实验室，广东广州 510640；2、华南理工大学天然气利用研究中心，广东 广州 510640）

摘要：为充分利用进口液化天然气（LNG）湿气中的C₂⁺轻烃资源，以流程模拟软件为工具，通过对现有轻烃分离流程的换热网络进行优化设计，开发出了一种LNG冷量利用与轻烃分离相集成的优化工艺流程。此流程轻烃回收率高达95％以上，而且能够将25％左右的液体甲烷进行低压储存，大大提升了轻烃分离装置的调峰能力；同时通过回收LNG的冷量将分离获得的C₂⁺轻烃液体过冷，使之能够保持低压液相，有利于轻烃的储存，运输和销售。

关键词：液化天然气（LNG），C₂⁺轻烃，冷量利用，轻烃分离，优化

桃子汉化组移植游戏大全: Integration and Optimization of the Process for Recovery Light Hydrocarbons from LNG with Its Cryogenic Energy Utilization

  Xiong Yong-qiang^{1, 2}; Li Yajun^{1, 2}; Hua Ben^{1, 2}  

( 1. Key Lab of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation, Ministry of Education, Guangzhou 510640,China; 2.Gas Utilizing Research Center of South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)

Abstract：In the near future, China will import a great deal of liquefied natural gas (LNG) with a large number of constructions of LNG receiving terminals. Some of the imported LNG contain up to 10 vol. % of C₂⁺ hydrocarbons. These hydrocarbons have a higher value as liquid products, where they are used as petrochemical feedstocks, compared to their value as fuel gas. Through designing and optimizing the heat exchanger networks，this work put forward a process for recovering C₂⁺ hydrocarbon from LNG. Comparison with the former technologies, this process has two advantages. Firstly, there is about 25% of methane could be stored in tanks as a low-pressure liquid, so it has the function of peak shaving for natural gas downstream system. Secondly, the C₂⁺ hydrocarbons separated from LNG were cooled as low-pressure liquid by recovered the cryogenic energy of LNG, and it is easy to be stored in tankers or be transported to petrochemical plant.

Keywords：Liquefied natural gas (LNG)；C₂⁺ light hydrocarbon，recovery；cryogenic energy utilization；optimization

根据国家的能源战略规划，我国将在2010年之前在东部沿海建设若干个大型的液化天然气（LNG）接收站。目前，广东深圳和福建莆田的LNG项目已进入实施阶段。根据其中C₂⁺轻烃含量的高低，LNG可分为湿气和干气，如深圳进口的澳大利亚西北大陆架（North West Shelf Australia）LNG为湿气，其轻烃摩尔分数高达11％，而莆田接收站进口的印尼东固（Tangguh）LNG为干气，其轻烃含量很低。由于轻烃含量高，LNG湿气的热值高于干气，且远高于“西气东输”天然气的热值。天然气工业的发展要求建立统一的热值标准^[1]，将湿气中的C₂⁺轻烃分离出来是一种非常经济、有效的热值调整方法^[2]，从而使进口的LNG同陆上管道天然气的热值相当。而且，轻烃是一种非常优质的化工原料，具有很高的附加值。常压下的LNG是-162℃的液体，蕴藏了大量高品质的冷能。LNG在输送到用户前需要汽化，通常是利用海水或空气加热来实现汽化的，这种方法虽然简单直接，但把LNG宝贵的冷能白白浪费了。因此，利用LNG的冷量以较低的成本将湿气中的轻烃资源分离出来，有利于实现天然气资源的综合优化利用^[3-4]。

桃子汉化组移植游戏大全: 1.     LNG轻烃分离流程

1.1 现有轻烃分离流程

由于我国的LNG产业才刚刚起步，所以目前国内尚无有关LNG轻烃分离的技术报道，而国外早在1960年，就有LNG轻烃分离的专利了。在美国，从LNG中分离出C₂⁺轻烃已成为调节天然气热值，使之符合美国国家燃气标准的重要手段。近年来，在美、日等国又注册了很多LNG轻烃分离专利，这为我国从沿海引进的LNG湿气中分离轻烃起到了良好的指导作用。但现有的专利技术还有很多不足：如美国专利US2952984、US3837172和US5114451等，用这些专利流程分离轻烃后的甲烷均为气相，由于天然气的长输管道都采用高压输送，因此需要采用大排量的压缩机来压缩天然气，使之达到管输的压力要求，因而能耗很高。美国专利US6604380B1^[6]、US2003/0158458A1^[7]和US2003/0188996A1^[8]等，通过压缩分离出来的甲烷气体来提高压力，然后同LNG进料换热，使甲烷气体在较高的压力下重新液化，然后利用液体泵将其压力提高至管网标准，然后再汽化进入燃气管网，较好的解决了天然气外输的问题。然而，此类流程在应用中尚有如下不足：①不利于天然气的气源调峰。作为天然气下游主要用户之一的城市燃气用户，其用气量随时段、季节、气候和风俗习惯的影响，波动非常大，燃气行业每天都面临巨大的调峰压力^[5]。为了满足下游用户的用气需求，天然气上游的供气方需要具有一定的调峰能力，即在用气高峰时多汽化供气，在用气低谷时少汽化。然而现有的轻烃分离流程均要求连续、平稳运行，由于轻烃分离和汽化同时进行，因此当LNG汽化量随时间波动时，必然会影响分离过程的操作，所以现有的轻烃分离流程均不具有调峰能力。②分离获得的C₂⁺轻烃压力高，不利于储运和销售。

1.2 冷量利用与轻烃分离集成优化

为解决LNG轻烃分离装置的平稳运行与天然气气源调峰之间的矛盾，需要将一部分分离轻烃的甲烷液体储存起来，这样一方面轻烃分离装置能够平稳运行，另一方面利用储存的液体甲烷来达到调峰的目的，即在用气低谷时将液体甲烷储存起来，减少天然气汽化供气量，而到用气高峰时则再将储存的甲烷液体汽化，增加供气量，从而满足下游用户谷峰期的用气需求。目前，LNG等低温液体都要求在低压储存，上述专利流程中分离出来的液体甲烷的压力很高，不利于储存。为此，本文利用LNG的冷量将一部分高压甲烷液体过冷，然后再节流降至低压，从而使甲烷能够低压液相储存。同理，通过回收LNG的冷量将分离出来的C₂⁺轻烃进一步过冷，然后再节流降压，使之能够低压液相储存，这样方便轻烃的储运与销售。

在现有专利技术^[6-8]的基础上，根据LNG冷量梯级利用的原理，按照上述思路，应用过程能量综合优化技术对分离流程的换热网络进行优化设计^[9-10]，得到图1所示的LNG轻烃分离流程示意图。

此流程包括4个部分：原料预热、轻烃分离、天然气调峰和冷量回收。

（1）原料预热。常压的LNG通过LNG泵B1提压1.50～2.00MPa左右，LNG在换热器B2中预热后再通过分流器分成大小两股物流，较大的一股（物流3，约90％）通过换热器B3进一步预热而部分汽化，较小的一股LNG（物流4，约10％）则直接输送到脱甲烷塔B5的塔顶作为回流。

（2）轻烃分离。LNG预热而部分汽化后送入闪蒸塔B4内预分离，从塔顶分出来的为甲烷气体，而塔底液体中仍然含有大量的甲烷，通过管道将其输送到脱甲烷塔B5中进一步分离。经B5的分离，甲烷组分从塔顶全部分出，塔釜的液相出料主要为C₂⁺轻烃。将从B4和B5分离出来的两股甲烷气体混合后，再利用压缩机B7将其压缩至2.50～3.50MPa，压缩的甲烷气体在换热器B3中同LNG进料换热而全部液化。

（3）天然气调峰。重新液化的高压液体甲烷物流通过分流器分成大小两股，其中较大的一股（物流16，约70％～90％）通过泵P2加压至管网压力要求后外输，而较小的一股液体甲烷（物流13，约10％～30％）在换热器B2中同LNG进料换热。液体甲烷过冷至 -134～-154 ℃左右，然后再将此物流经B8节流降压至0.60MPa以下的压力，由于过冷，甲烷仍保持液相，故可以用低压储罐来储存。

（4）冷量回收。通过LNG泵B10加压后，甲烷物流温度仍然很低（约-90.0℃），通过换热器B11回收其冷量用于冷却C₂⁺轻烃产品，轻烃被冷却至-60.0～-83.0 ℃，经B12节流降压至0.60MPa以下其仍能保持液相，故C₂⁺轻烃可以常压储存，而外输甲烷通过B11换热后温度升高，通过LNG汽化装置进一步加热升温后输入天然气高压管网。

B1, B10—LNG泵，B2, B3, B11—换热器；B4—闪蒸塔；B5－脱甲烷塔；B6－再沸器；

B7－压缩机；B8, B12－J-T节流阀；B9－甲烷液体储罐；B13－C₂⁺液体储罐

图1 LNG冷量利用与轻烃分离集成优化流程图

2 应用实例

本文以某一大型LNG接收站为例进行流程模拟与分析。此LNG接收站进口LNG湿气为300万t/a，组成如表1所示，假设采用本文的轻烃分离流程来分离LNG中的轻烃，其处理量为342.5 t/h。

表1  LNG气源组成        %