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液化天然氣
主要成分為甲烷的化石能源
簡介
天然氣是指蘊(yùn)藏在地層內(nèi)的可燃性氣體，主要是低分子烷烴的混合物，可分為干氣天然氣和濕天然氣兩種，干氣成分主要是甲烷，濕天然氣除含大量甲烷外，還含有較多的乙烷、丙烷和丁烷等。
液化天然氣
液化天然氣（Liquefied Natural Gas）的主要成分是甲烷，還有少量的乙烷和丙烷。液化天然氣無色、無味、無毒、無腐蝕性，天然氣在常壓和-162℃左右可液化，液化天然氣的體積約為氣態(tài)體積的1/625。
應(yīng)用
世界上環(huán)保先進(jìn)國家都在推廣使用LNG.除了用作發(fā)電廠、工廠、家庭用戶的燃料外，其中所含的甲烷可用作制造肥料、甲醇溶劑及合成醋酸等化工原料；另外其所含的乙烷和丙烷可經(jīng)裂解而生成乙烯及丙烯，是塑料產(chǎn)品的重要原料。
液化天然氣
此外，超低溫的LNG在大氣壓力下轉(zhuǎn)變?yōu)槌貧鈶B(tài)的過程中，可提供大量的冷能，將這些冷能回收，還可以利用于6種低溫用途上：使空氣分離而制造液態(tài)氧、液態(tài)氮，液化二氧化碳、干冰制造，利用冷能進(jìn)行發(fā)電，制造冷凍食品或使用于冷凍倉庫，橡膠、塑料、鐵屑等產(chǎn)業(yè)廢棄物的低溫破碎處理，海水淡化。
在生態(tài)環(huán)境污染日益嚴(yán)重的形勢面前，為了優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，改善大氣環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，人們選擇了天然氣這種清潔、高效的生態(tài)型優(yōu)質(zhì)能源和燃料。現(xiàn)在，無論是工業(yè)還是民用，都對天然氣產(chǎn)生了越來越大的依賴性。液化天然氣(LNG) 是天然氣的液態(tài)形式，在某些情況下，選擇液化天然氣比選擇氣態(tài)天然氣具有更多的優(yōu)點(diǎn)。LNG的應(yīng)用實(shí)際上就是天然氣的應(yīng)用，但由于其特性，LNG又比天然氣有著更廣泛的用途。
工業(yè)用LNG
1、發(fā)電
LNG使用高效，經(jīng)濟(jì)，在發(fā)電中，天然氣的熱能利用率可達(dá)55%，高于燃油和煤，尤其是對調(diào)峰電廠而言，天然氣取代燃油的優(yōu)勢非常明顯?用于發(fā)電是目前LNG的最主要工業(yè)用途。
液化天然氣
日本一直是世界上LNG進(jìn)口最多的國家，其LNG進(jìn)口量的75 %以上用于發(fā)電，用作城市煤氣的占20 %～23 %。韓國也是LNG 進(jìn)口大國，其電力工業(yè)是韓國天然氣公司( Kogas) 的最大用戶，所消費(fèi)的LNG占該國LNG進(jìn)口總量的一半以上。
世界上已建有不少以天然氣或液化天然氣為燃料的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站。1999 年到2020 年期間，美國計(jì)劃新增發(fā)電量中約有90%是天然氣發(fā)電，屆時(shí)，美國天然氣發(fā)電量的比重將達(dá)到33 %。20 世紀(jì)80 年代興起的聯(lián)合循環(huán)電站，發(fā)電量以燃?xì)廨啓C(jī)為主(約占總電量的2/ 3)，電站純效率已達(dá)50 %以上，而常規(guī)的燃煤蒸汽輪機(jī)電站效率只有30 %～35 %。燃?xì)廨啓C(jī)電站和聯(lián)合循環(huán)電站不僅效率高，而且機(jī)動(dòng)性好，從機(jī)組起動(dòng)到滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間短，既可作基本負(fù)荷運(yùn)行，也能作調(diào)峰運(yùn)行。此外，聯(lián)合循環(huán)電站污染小、可靠性高。
目前，我國“西氣東輸”等大型天然氣輸配工程已經(jīng)全線貫通；廣東液化天然氣站線項(xiàng)目一期工程正式啟動(dòng)；建設(shè)總規(guī)模為500 萬t/年、一期工程總投資超過220 億元的福建LNG 項(xiàng)目
也正式啟動(dòng)。這些項(xiàng)目的投產(chǎn)和啟動(dòng)為發(fā)展我國的天然氣發(fā)電提供了必要的物質(zhì)保障，必將對緩解我國能源供需矛盾、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)起到重要作用。
液化天然氣
2、陶瓷、玻璃等行業(yè)
一些能源消耗很大的企業(yè)往往距城市或天然氣管道很遠(yuǎn)，或者根本得不到管道輸送的天然氣，這種情況下LNG的優(yōu)勢更明顯，最典型的是陶瓷廠，使用LNG可以使產(chǎn)品檔次提高，成本下降? 用在玻璃、陶瓷制造業(yè)和石油化工及建材業(yè)(無堿玻璃布)，可極大地提高產(chǎn)品的質(zhì)量或降低成本，從而因燃料或原料的改變，而成為相關(guān)企業(yè)新的效益增長點(diǎn)。
中小城鎮(zhèn)生活用LNG
近年來，隨著居民生活水平的提高，中小城鎮(zhèn)居民更希望能用潔凈的能源， LNG作為
清潔能源現(xiàn)備受關(guān)注，天然氣燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳和氮氧化合物僅為煤的50%和20%，污染為液化石油氣的1/4，煤的1/800?由于管道鋪投資設(shè)費(fèi)用大，LNG氣化站具有比管道氣更好的經(jīng)濟(jì)性，在中小城鎮(zhèn)可采用LNG氣化站作為氣源供居民使用，此外還可用于商業(yè)，事業(yè)單位的生活以及用戶的采暖等。
液化天然氣
LNG作為調(diào)峰的備用氣源
作為管道天然氣的調(diào)峰氣源，可對民用燃料系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰，保證城市安全、平穩(wěn)供氣。在美國、英國、德國、荷蘭和法國等國家，將LNG 調(diào)峰型裝置廣泛用于天然氣輸配系統(tǒng)中，對民用和工業(yè)用氣的波動(dòng)性，特別是對冬季用氣的急劇增加起調(diào)峰作用。我國在上海已建成并投入使用?
車用LNG燃料
LNG作為可持續(xù)發(fā)展清潔能源，具有明顯的環(huán)境效益及社會效益，以LNG取代燃油后可以減少90%的二氧化硫排放和80%的氮氧化物排放，環(huán)境效益十分明顯，是汽車的優(yōu)質(zhì)代用燃料?可以預(yù)見，城市在汽車燃料方面逐步用LNG或天然氣代替燃油，近年來，它已被世界許多國家重視和推廣?俄羅斯在將 LNG 用于汽車運(yùn)輸，鐵路運(yùn)輸，水上運(yùn)輸和空中運(yùn)輸方面積累了許多經(jīng)驗(yàn)?英國的運(yùn)輸公司大部分采用LNG為車用燃料?
液化天然氣
按照天然氣的儲存方式不同，天然氣汽車大致分為CNGV(壓縮天然氣汽車)，LNGV(液化天然氣汽車)，和ANGV(吸附天然氣汽車)，目前在國內(nèi)大量使用的是CNG型汽車，正在推廣的是LNGV型汽車，ANGV正處在研制階段，隨著LNG的大量普及，LNGV型汽車會逐步向重型車發(fā)展，并會部分取代小型CNG型汽車及公交車，現(xiàn)國內(nèi)建成的LNG公交車示范站有新疆的烏魯木齊市、北京市、長沙市，正在籌備建設(shè)的有北海市、湛江市等?目前全國已改裝的CNG型汽車已達(dá)數(shù)萬輛，但用LNG作為汽車燃料特別值得推廣，在建造LNG加氣站的同時(shí)兼顧C(jī)NG(壓縮天然氣)加氣站，能滿足目前及今后的需求?
發(fā)展概況
來由
天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的常壓沸點(diǎn)是 -16 1 ℃ ，臨界溫度為 -84 ℃ ，臨界壓力為 4.1MPa 。 LNG 是液化天然氣的簡稱，它是天然氣經(jīng)過凈化（脫水、脫烴、脫酸性氣體）后[4]，采用節(jié)流、膨脹和外加冷源制冷的工藝使甲烷變成液體而形成的[5]。
液化天然氣
中國發(fā)展
中國天然氣貿(mào)易的發(fā)展，不但反映了世界天然氣市場格局的變化，而且正在為世界天然氣市場注入新的活力。
2011年中國天然氣產(chǎn)量首次突破1000億立方米，達(dá)到1011.8億立方米，同比增長6.4%。2012年前8個(gè)月產(chǎn)量累計(jì)達(dá)到697.7萬噸，同比增長5.4%。天然氣管道建設(shè)也如火如荼。2011年全國新增天然氣長輸管道里程超過5000公里，全國干、支線天然氣管道總長度超過5萬公里。2013年10月16日，西氣東輸三線工程在北京、新疆和福建三地同時(shí)開工，沿線經(jīng)10個(gè)省區(qū)，總長度7378公里，設(shè)計(jì)年輸氣量300億立方米。
液化天然氣則隨著海上液化天然氣進(jìn)口量的不斷增加以及陸上液化天然氣液化工廠的建設(shè)
，國內(nèi)資源供應(yīng)得到了保障。2011年我國進(jìn)口液化天然氣1221.5萬噸(約合171億立方米)，約為上年進(jìn)口量的1.3倍。我國海上液化天然氣進(jìn)口量今后將會逐年增加，2015年有望達(dá)到4000萬噸，年均復(fù)合增長率超過30%。
液化天然氣
如今，中國的三大一次性能源是石油、天然氣、煤炭。并且在世界上天然氣可以排到第二。我國近幾年由于石油危機(jī)使得國內(nèi)生產(chǎn)石油地區(qū)受到嚴(yán)重?fù)p失。并且在此同時(shí)，對自然的大力度采用，使得環(huán)境受到了很嚴(yán)重的污染。這就使得液化天然氣這種既環(huán)保又清潔的燃料型燃料問世。如今在國際能源消費(fèi)市場上天然氣能源消費(fèi)就可以占到總消費(fèi)的28%，但是在我國卻只能占到 2.8%，這就是導(dǎo)致我國與世界市場脫軌的原因之一。
我國目前運(yùn)送天然氣的裝置也比較繁瑣，裝置液化天然氣的裝置一般都是真空隔熱的小罐子，里面容積比較小。并且運(yùn)送過程中也比較緩慢、低效。運(yùn)送工具一般選用液化天然氣罐車，車型大多數(shù)
是半掛。但是隨著科學(xué)技術(shù)的提升，在運(yùn)送過程中也會選擇鐵路運(yùn)送，這將被廣泛應(yīng)用。我國在面對天然氣裝置問題是也是采用地區(qū)分化式，像邊遠(yuǎn)地區(qū)的裝置一般較小，而上海浦東的裝置則更偏向于液化，對于中原地區(qū)，選擇了負(fù)荷型。我國目前還是發(fā)展中國家，并且是人口眾多的發(fā)展中國家，目前的經(jīng)濟(jì)也正處于緩慢發(fā)展過程中，這就導(dǎo)致我國對能源的需求大大增加，并且我國一直以石油為主要發(fā)展能源，但就目前世界石油發(fā)展情勢，石油價(jià)錢越跌越低，我國在這方面已經(jīng)入不敷出。目前我國的重工業(yè)地區(qū)對于天然氣的需求在慢慢增長，并且我國大部分地區(qū)都使用了天然氣這種節(jié)能燃料。隨著人民生活水平的增長，我國的天然氣市場也有了好的機(jī)遇去發(fā)展。
液化天然氣
俄羅斯發(fā)展
2013年11月22日俄羅斯國家杜馬通過一項(xiàng)法律允許俄液化天然氣出口自由化，這項(xiàng)法律將打破多年來液化天然氣出口由俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司壟斷的局面。
上述法律自2013年12月1日起生效。按照規(guī)定，俄羅斯將有兩類能源公司獲得液化天然氣出口權(quán)。持有2013年1月1日前頒發(fā)的聯(lián)邦礦產(chǎn)資源開采許可證，并被允許建立液化天然氣工廠，或?qū)㈤_采出的天然氣用于生產(chǎn)天然氣的公司。此外，擁有包括黑海和亞速海在內(nèi)的內(nèi)海、領(lǐng)海及大陸架礦產(chǎn)資源開采權(quán)，并將開采出的天然氣或按產(chǎn)品分成協(xié)議獲得的天然氣進(jìn)行液化，國有資本超過50%的公司。
根據(jù)該法，俄工業(yè)貿(mào)易部將頒發(fā)液化天然氣許可證的權(quán)力轉(zhuǎn)交給能源部。天然氣出口商將向俄能源部提供按俄政府規(guī)定的程序出口天然氣的信息，此舉是為了協(xié)調(diào)液化天然氣出口，避免在俄出口商之間形成競爭。
2013年前10個(gè)月，俄天然氣出口量為1633．53億立方米，其中遠(yuǎn)距離出口量同比增長17．7%，為1098．71億立方米；近距離出口量同比下降16%，為416．63億立方米。此外，前10個(gè)月出口至亞太地區(qū)的液化天然氣同比略降1.6%，為118.15億立方米。
澳洲發(fā)展
中國三大國有石油公司之一的中國海洋石油總公司(China National Offshore Oil Corp.，簡稱∶中海油集團(tuán))正發(fā)行10年期美元計(jì)價(jià)債券，初步指導(dǎo)息率為同期美國國債加約210點(diǎn)子。今次是該集團(tuán)首次在國際市場上發(fā)債集資，以作為其投資澳大利亞昆士蘭Curtis液化天然氣(liquefied natural gas 簡稱∶LNG)項(xiàng)
目之用。
液化天然氣
銷售文件沒有顯示具體發(fā)債金額，僅稱為基準(zhǔn)規(guī)模。在美元債市場，基準(zhǔn)規(guī)模一般指5億美元或以上。
中海油集團(tuán)是中央特大型國有企業(yè)，也是中國最大的海上油氣生產(chǎn)商，總部設(shè)在北京。主要業(yè)務(wù)包括油氣勘探開發(fā)、專業(yè)技術(shù)服務(wù)、煉化銷售及化肥、天然氣及發(fā)電、金融服務(wù)、新能源等六大業(yè)務(wù)板塊。
該集團(tuán)是在香港上市的中國海洋石油有限公司(CNOOC Ltd.，0883.HKCEO 簡稱∶中海油)的母公司，上市的中海油曾在國際債券市場多次發(fā)債，在今年5月初剛發(fā)行了40億美元、四檔不同年期的美元債，但中海油集團(tuán)則是首次在海外發(fā)債。
銷售文件顯示，今次發(fā)債由中海油集團(tuán)旗下全資附屬公司CNOOC Curtis Funding No. 1 Pty Ltd擔(dān)任發(fā)債體，由中海油集團(tuán)提供擔(dān)保。有關(guān)債券獲穆迪(Moody's)初步"Aa3"及標(biāo)準(zhǔn)普爾(Standard & Poor's)初步"AA-"評級，并計(jì)劃于香港聯(lián)合交易所上市。
文件顯示，中海油集團(tuán)計(jì)劃把今次發(fā)債集資所得，用于旗下CNOOC (AUS) Investment或子公司的一般企業(yè)用途，當(dāng)中部分將用作收購Curtis液化天然氣項(xiàng)目之用。
中海油集團(tuán)在5月時(shí)與英國石油公司(BP PLC， BP.LN)簽訂一項(xiàng)19.3億美元的約束性協(xié)議，以取得Curtis液化天然氣項(xiàng)目的40%權(quán)益，令其總權(quán)益由10%增至50%，協(xié)議還包括一個(gè)20年的供應(yīng)合約。
銷售文件顯示，中國銀行(Bank of China)、高盛(Goldman Sachs)、摩根大通(JP Morgan)及瑞銀(UBS)擔(dān)任今次發(fā)債的聯(lián)席全球協(xié)調(diào)人，該4間投行，連同工銀國際(ICBC International)、建銀國際(CCB International)、農(nóng)銀國際(ABC Internaitonal)、交銀國際(BOCOM International)，擔(dān)任今次發(fā)債的聯(lián)席賬簿管理人及聯(lián)席牽頭經(jīng)辦人，預(yù)計(jì)最快于今天內(nèi)定價(jià)。
發(fā)展瓶頸
1 天然氣氣源
我國目前在發(fā)展液化天然氣的最大挑戰(zhàn)就是氣源。在緩和東部地區(qū)的天然氣供應(yīng)問題是，我國采用了“西氣東輸”工程。但這項(xiàng)工程只是解決了當(dāng)時(shí)天然氣供給不足的問題，隨和我國國民生產(chǎn)水平的不斷提高，市場上對于天然氣的需求與日俱增，天然氣的供給早已成為了難題，我們目前要做的就是尋找天然氣氣源，加大對天然氣的開采，才是從更本上解決天然氣供給不足的方法。在發(fā)展天然氣能源的環(huán)節(jié)中掌握更多國際資源成產(chǎn)地也是極其重要的，我國的天然氣氣源地并不足，并且還逐漸“向西”發(fā)展，我們要做到如何能保證在“向西”發(fā)展的過程中占據(jù)有利地位。只有在達(dá)到氣源充足的基礎(chǔ)上，才能談及液化天然氣的健康持續(xù)發(fā)展。
2 液化天然氣價(jià)錢
目前的天然氣資源被世界其他國家壟斷，并且液化天然氣在價(jià)錢上持不斷增長趨勢，這對我國大力發(fā)展天然氣存在著不利影響。我們都知道，原油價(jià)格和液化天然氣的價(jià)錢存在直接聯(lián)系，液化天然氣價(jià)格的不斷上漲就是由于原油價(jià)格的上漲所致。并且這幾年液化天然氣的項(xiàng)目建設(shè)價(jià)格也在不斷上漲，這也就拉高了天然氣的總體價(jià)格，比如說，中國進(jìn)口液化天然氣價(jià)格在 2013 年已經(jīng)達(dá)到 15 美元/MMBTU。液化天然氣價(jià)格的持續(xù)上漲也是導(dǎo)致我國天然氣發(fā)展緩慢的原因。
3 液化天然氣相關(guān)技術(shù)和裝備
就我國目前的形式來看，沒有工業(yè)化應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)、沒有大型天然氣液化技術(shù)、沒有大型天然氣液化工廠，這一系列的問題都造成了我國目前液化天然氣發(fā)展緩慢的形式。我們應(yīng)該將重心投放在對天然氣液化的技術(shù)創(chuàng)新上，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)制造一些擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的液化天然氣的設(shè)備。我國目前在液化天然氣方面無論從技術(shù)還是從設(shè)備上都任重道遠(yuǎn)。
4 液化天然氣的供需問題
我國對天然氣的需求逐漸增大，但是就目前的供給，根本無法支持起中國這個(gè)人口大國。并且新疆、海南等地的天然氣液化工程的建施也使得供給問題變得嚴(yán)峻。在使用當(dāng)面，天然氣具有足夠的優(yōu)越性和靈活性，但是我國沒有足夠的天然氣氣源來開采天然氣，但是我國還有將近300 個(gè)省市在使用天然氣。并且如此大的需求也是的世界上的天然氣價(jià)格變得非常高。這極不利于我國的天然氣發(fā)展。
發(fā)展建議
1 尋找天然氣氣源
隨著我國國民生活水平的不斷提升，我國對于天然氣的需求也變得越來越緊迫，但我國對于開采天然氣的氣源還未明確。就目前來看，國際上開發(fā)氣田分布的國家主要是有：澳大利亞、伊朗、加拿大等。近幾年發(fā)展最快的天然氣氣源是澳大利亞，預(yù)計(jì)出口液化天然氣的數(shù)量在 2008年居世界第一。據(jù)調(diào)查，目前新興的能源產(chǎn)地是非洲。加拿大在開采這方面也不弱，其在液化天然氣項(xiàng)目中也有天然氣液化廠之類的建設(shè)。
2 提高天然氣液化技術(shù)和裝備
具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)備和技術(shù)是支撐液化天然氣發(fā)展的主要。有了具有我國知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)備和技術(shù)不光能滿足我們國家對液化天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還能將國際壟斷這種形式打破。我國目前對于液化天然氣的技術(shù)太過于淺薄，不足與支撐整個(gè)中國市場的需求，中國是一個(gè)人口大國，由于石油市場的暴跌，天然氣已經(jīng)漸漸成為市場主要能源，但就目前國家的技術(shù)，無法實(shí)現(xiàn)。所以我們要先攻克液化天然氣全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)，使其形成一條具有知識產(chǎn)權(quán)、設(shè)備完全的液化天然氣技術(shù)系列。并且，我國目前在低溫技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備方面取得很大進(jìn)展。
3 提高液化天然氣議價(jià)話語權(quán)
②要通過調(diào)研、關(guān)注等手段來牢牢鎖定國際形勢，運(yùn)用投資、并購等方法來得到液化天然氣的生產(chǎn)商股份和液化天然氣上游氣源資源。我國目前對于液化天然氣這方面屬于開始階段，要?jiǎng)?chuàng)造好政策環(huán)境。不能讓經(jīng)濟(jì)利益成為了液化天然氣的阻撓。要想讓液化天然氣的發(fā)展可持續(xù)，在選擇合作伙伴的時(shí)候，就一定要注意合作伙伴的多元化，這可以讓技術(shù)更加的流通便捷，更有利于發(fā)展。
研究現(xiàn)狀
1 國外研究現(xiàn)狀
現(xiàn)在世界能源生產(chǎn)總量中，天然氣已占到1/3，并有可能在不遠(yuǎn)的將來逐步將現(xiàn)時(shí)廣受歡迎的石油和煤炭擠到次要地位。2020年前，天然氣在世界能源需求中的比例將會達(dá)到45%-50%。目前，世界天然氣年需求量超過2.5×10m，進(jìn)入國際貿(mào)易的為(6250-6500)×l0m，而其中以LNG方式出售的約占33%。據(jù)第20屆世界天然氣大會和相關(guān)資料預(yù)測，2030年前，世界天然氣的潛在需求將增加到4×10m，液化天然氣歷來是一種細(xì)分市場產(chǎn)品。它的消耗量正以每年10%的速度增長，全球液化天然氣需求將從2010年的2.18億噸增至2015年的3.1億噸，到2020年可達(dá)到4.1億噸。2011年上半年，液化天然氣需求同比增長8.5%，全年增長12%，主要是受來自于日本、英國和印度新增需求，以及韓國傳統(tǒng)買家需求增長的刺激。預(yù)計(jì)到2015年，我國天然氣供應(yīng)結(jié)構(gòu)為國產(chǎn)氣1700億立方米，凈進(jìn)口900億立方米，天然氣消費(fèi)量將達(dá)到2600億立方米，占一次能源消費(fèi)中的比重則將從目前的4%上升至7%至8%。2011年中國天然氣的消費(fèi)量為1313億立方米，屆時(shí)天然氣占一次性能源的消費(fèi)比例可能將提升至10%至15%。
近年來，隨著世界天然氣產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，LNG已成為國際天然氣貿(mào)易的重要部分。與十年前相比，世界LNG貿(mào)易量增長了一倍，出現(xiàn)強(qiáng)勁的增長勢頭。據(jù)預(yù)測，2012年國際市場上LNG的貿(mào)易量將占到天然氣總貿(mào)易量的36%，到2020年將達(dá)到天然氣貿(mào)易量的40%，占天然氣消費(fèi)量的15%。
國外的液化裝置規(guī)模大、工藝復(fù)雜、設(shè)備多、投資高，基本都采用階式制冷和混合冷劑制冷工藝，目兩種類型的裝置都在運(yùn)行，新投產(chǎn)設(shè)計(jì)的主要是混合冷劑制冷工藝，研究的主要目的在于降低液化能耗。制冷工藝從階式制冷改進(jìn)到混合冷劑制冷循環(huán)，目前有報(bào)道又有 C Ⅱ -2 新工藝，該工藝既具有純組分循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，如簡單、無相分離和易于控制，又有混合冷劑制冷循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，如天然氣和制冷劑制冷溫位配合較好、功效高、設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)。
法國Axens 公司與法國石油研究所 (IFP) 合作，共同開發(fā)的一種先進(jìn)的天然氣液化新工藝—— Liquefin 首次工業(yè)化，該工藝為 LNG 市場奠定了基礎(chǔ)。其生產(chǎn)能力較通用的方法高 15%-20% ，生產(chǎn)成本低 25% 。使用 Liquefin 法之后，每單元液化裝置產(chǎn)量可達(dá) 600 × 104 t/y 以上。采用 Liquefin 工藝生產(chǎn) LNG 的費(fèi)用每噸可降低 25% 。該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是使用了翅片式換熱器和熱力學(xué)優(yōu)化后的工藝，可建設(shè)超大容量的液化裝置。 Axens 已經(jīng)給美國、歐洲、亞洲等幾個(gè)主要地區(qū)提出使用該工藝的建議，并正在進(jìn)行前期設(shè)計(jì)和可行性研究。 IFP 和 Axens 開發(fā)的 Liquefin 工藝的安全、環(huán)保、實(shí)用及創(chuàng)新特點(diǎn)最近已被世界認(rèn)可，該工藝獲得了化學(xué)工程師學(xué)會授予的“工程優(yōu)秀獎(jiǎng)”。
美國德克薩斯大學(xué)工程實(shí)驗(yàn)站，開發(fā)了一種新型天然氣液化的技術(shù)—— GTL 技術(shù)已申請專利。該技術(shù)比目前開發(fā)的 GTL 技術(shù)更適用于小規(guī)模裝置，可加工 30.5 × 104 m3 /d 的天然氣。該實(shí)驗(yàn)站的 GTL 已許可給合成燃料(Synfuels) 公司。該公司在 A & M 大學(xué)校園附近建立了一套 GTL 中試裝置，目前正在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性模擬分析。新工藝比現(xiàn)有技術(shù)簡單的多，不需要合成氣，除了發(fā)電之外，也不需要使用氧氣。其經(jīng)濟(jì)性、規(guī)模和生產(chǎn)方面都不同于普通的費(fèi)托 GTL 工藝。第一套工業(yè)裝置可能在 2004 年上半年建成。
2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
液化天然氣
2011年，我國液化天然氣行業(yè)市場銷售CRN值約為80%，其中中石油、中石化、中海油三大國企的比重達(dá)到近六成，銷售地區(qū)主要集中在天津、山東、廣東、新疆、陜西等地。在LNG進(jìn)口方面，截至2011年底，中國共投運(yùn)LNG接收站5座，接收能力合計(jì)達(dá)1580萬噸/年；到2014年全部建成后，中國LNG接收能力將達(dá)3380萬噸/年。我國天然氣地質(zhì)資源量估計(jì)超過38萬億立方米，可采儲量前景看好，按國際通用口徑，預(yù)計(jì)可采儲量7-10萬億立方米，可采95年，在世界上屬資源比較豐富的國家。陸上資源主要集中在四川盆地、陜甘寧地區(qū)、塔里木盆地和青海，海上資源集中在南海和東海。此外，在渤海、華北等地區(qū)還有部分資源可利用。由于資源勘探后，未能有效利用，以及政策不配套，造成用氣結(jié)構(gòu)不合理，都在一定程度上制約了我國天然氣工業(yè)的健康發(fā)展。但是，隨著我國的社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，天然氣成為主要能源將是一個(gè)必然的趨勢。
（1）四川液化天然氣裝置
由中國科學(xué)院北京科陽氣體液化技術(shù)聯(lián)合公司與四川簡陽市科陽低溫設(shè)備公司合作研制的 300l/h 天然氣液化裝置，是用 LNG 作為工業(yè)和民用氣調(diào)峰和以氣代油的示范工程。該裝置于 1992 年建成，為 LNG汽車研究提供 LNG 。
該裝置充分利用天然氣自身的壓力，采用氣體透平膨脹機(jī)制冷使天然氣液化，用于民用天然氣調(diào)峰或生產(chǎn) LNG ，工藝流程合理，采用氣體透平膨脹機(jī)，技術(shù)較先進(jìn)。該裝置基本不消耗水、電，屬節(jié)能工程，但液化率很低，約 10% 左右，這是與它的設(shè)計(jì)原則一致的。
由吉林油田、中國石油天然氣總公司和中科院低溫中心聯(lián)合開發(fā)研制的 500l/h 撬裝式工業(yè)試驗(yàn)裝置于 1996 年 12 月整體試車成功，該裝置采用以氮?dú)?/a>為冷劑的膨脹機(jī)循環(huán)工藝，整個(gè)裝置由 10 個(gè)撬塊組成，全部設(shè)備國產(chǎn)化。
該裝置采用氣體軸承透平膨脹機(jī)；國產(chǎn)分子篩深度脫除天然氣中的水和 CO2 ，工藝流程簡單，采用撬裝結(jié)構(gòu)，符合小型裝置的特點(diǎn)。采用純氮作為制冷工質(zhì)，功耗比采用冷劑的膨脹機(jī)循環(huán)要高。沒有充分利用天然氣自身壓力，將天然氣在中壓下（ 5.0MPa 左右）液化（較高壓力下液化既可提高氮?dú)獾闹评錅囟龋挚蓽p少制冷負(fù)荷），因此該裝置功耗大。
（2）陜北氣田液化天然氣
1999 年 1 月建成投運(yùn)的 2 × 104 m3 /d “陜北氣田 LNG 示范工程”是發(fā)展我國 LNG 工業(yè)的先導(dǎo)工程，也是我國第一座小型 LNG 工業(yè)化裝置。該裝置采用天然氣膨脹制冷循環(huán)，低溫甲醇洗和分子篩干燥聯(lián)合進(jìn)行原料氣凈化，氣波制冷機(jī)和透平膨脹機(jī)聯(lián)合進(jìn)行低溫制冷，燃?xì)鈾C(jī)作為循環(huán)壓縮機(jī)的動(dòng)力源，利用燃?xì)?a class="dict" href="/know/2810607/">發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣作為加熱分子篩再生氣的熱源。該裝置設(shè)備全部國產(chǎn)化。裝置的成功投運(yùn)為我國在邊遠(yuǎn)油氣田上利用天然氣生產(chǎn) LNG 提供了經(jīng)驗(yàn)。
中原油田曾經(jīng)建設(shè)了我國最大的 LNG 裝置，原料氣規(guī)模為 26.6 5 × 104 m3 /d 、液化能力為 1 0 × 104 m3 /d 、儲存能力為 1200 m3 、液化率為 37.5%[13]。目前，在充分吸取國外先進(jìn)工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)、國外有關(guān)設(shè)備的情況，主要針對自身氣源特點(diǎn)，又研究出 LNG 工藝技術(shù)方案。該工藝流程采用常用的分子篩吸附法脫水，液化工藝選用丙烷預(yù)冷 +乙烯預(yù)冷 + 節(jié)流。
裝置在原料氣量 30× 104 m3 /d 時(shí)，收率高達(dá) 51.4% ，能耗為 0.13 Kwh/Nm3 。其優(yōu)點(diǎn)在于各制冷系統(tǒng)相對獨(dú)立，可靠性、靈活性好。但是工藝相對較復(fù)雜，須兩種制冷介質(zhì)和循環(huán)，設(shè)備投資高。由于該廠充分利用了油田氣井天然氣的壓力能，所以液化成本低。
（5）天津大學(xué)的小型液化天然氣裝置
小型 LNG 裝置與大型裝置相比，不僅具有原料優(yōu)勢、市場優(yōu)勢而且投資低、可搬遷、靈活性大[15]。 LNG 裝置主要是用胺基溶劑系統(tǒng)對天然氣進(jìn)行預(yù)處理，脫除 CO2 等雜質(zhì)；分子篩脫水；液化幾個(gè)步驟。裝置采用單級混合制冷系統(tǒng)；閉合環(huán)路制冷循環(huán)用壓縮機(jī)壓縮制冷劑。單級混合制冷劑工藝操作簡便、效率高，適用于小型 LNG 裝置。
壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)可用燃?xì)廨啓C(jī)或電動(dòng)馬達(dá)。電價(jià)低的地區(qū)可優(yōu)先考慮電動(dòng)馬達(dá)（成本低、維修簡單）。在燃料氣價(jià)格低的地區(qū)，燃?xì)馔钙?/a>將是更好的選擇方案。經(jīng)濟(jì)評估結(jié)果表明，采用燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)的液化裝置，投資費(fèi)要比選用電動(dòng)馬達(dá)高出 200 萬~ 400 萬美元。據(jù)對一套 15 × 106ft 3 /d 液化裝置進(jìn)行的成本估算，調(diào)峰用的 LNG 項(xiàng)目儲罐容積為 10 萬 m3 ，而用于車用燃料的 LNG 項(xiàng)目僅需 700m3 儲罐，導(dǎo)致最終調(diào)峰用的 LNG 成本為 2.03 ~ 2.11 美元 /1000ft3 ，而車用 LNG 成本僅 0.98 ~ 0.99 美元 /1000 ft3。
（6）西南石油大學(xué)液化新工藝
該工藝日處理 3.0 × 10 m 天然氣，主要由原料氣（ CH4 ： 95.28% ， CO2 ：2.9% ）脫 CO2 、脫水、丙烷預(yù)冷、氣波制冷機(jī)制冷和循環(huán)壓縮等系統(tǒng)組成。以 SRK 狀態(tài)方程作為基礎(chǔ)模型，開發(fā)了天然氣液化工藝軟件。天然氣壓縮機(jī)的動(dòng)力采用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，小負(fù)荷電設(shè)備用天然氣發(fā)電機(jī)組供電，解決了邊遠(yuǎn)地區(qū)無電或電力緊張的難題。由于邊遠(yuǎn)地區(qū)無集輸管線可利用，將未能液化的天然氣循環(huán)壓縮，以提高整套裝置的天然氣液化率。
裝置采用一乙醇胺法（ MK-4 ）脫除 CO2 。由于處理量小，脫二氧化碳的吸收塔和再生塔應(yīng)采用高效填料塔。由于混合制冷劑，國內(nèi)沒有成熟的技術(shù)和設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，儀表控制系統(tǒng)較復(fù)雜。同時(shí)考慮到原料氣中甲烷含量高，有壓力能可以利用。故采用天然氣直接膨脹制冷作為天然氣液化循環(huán)工藝。氣波制冷屬于等熵膨脹過程，氣波制冷機(jī)是在熱分離機(jī)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用氣體波運(yùn)動(dòng)的理論研制的。在結(jié)構(gòu)上吸收了熱分離機(jī)的一些優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)增加了微波吸收腔這一關(guān)鍵裝置，在原理上與熱分離機(jī)存在明顯不同，更加有效地利用氣體的壓力，提高了制冷效率。
（7）哈爾濱燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)研究院與哈爾濱工業(yè)大學(xué)
LNG 系統(tǒng)主要包括天然氣預(yù)處理、天然氣的低溫液化、天然氣的低溫儲存及天然氣的氣化和輸出等。經(jīng)過處理的天然氣通過一個(gè)多級單混冷凝過程被液化，制冷壓縮機(jī)是由天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 LNG 儲罐為一個(gè)雙金屬壁的絕熱罐，內(nèi)罐和外罐分別是由鎳鋼和碳鋼制成。
循環(huán)氣體壓縮機(jī)一般采用天然氣驅(qū)動(dòng)，可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用而使投資快速收回。壓縮機(jī)一般采用非潤滑式特殊設(shè)計(jì)，以避免天然氣被潤滑油污染。采用裝有電子速度控制系統(tǒng)的透平，而且新型透平的最后幾級葉片用鉆合金制造，改善了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。安裝于透平壓縮機(jī)上的新型離合器是撓性的，它們的可靠性比較高，還可以調(diào)整間隙。
國內(nèi)投產(chǎn)
福建省莆田燃?xì)怆姀S首臺機(jī)組投產(chǎn)
2008年12月23日上午，福建LNG（液化天然氣）站線項(xiàng)目一期工程新增3、4#儲罐暨燃?xì)怆姀S首臺機(jī)組投產(chǎn)儀式，在福建省莆田市湄洲灣秀嶼港區(qū)隆重舉行。
此次新增的3、4#儲罐項(xiàng)目建設(shè)完工后將使得福建LNG站線項(xiàng)目儲罐容量達(dá)到64萬立方米，能滿足10臺發(fā)電機(jī)組一年多次滿發(fā)、停發(fā)的惡劣工況。新增儲罐將大大增加儲氣調(diào)峰的靈活性，為現(xiàn)有用戶的用氣安全性以及新增用戶的靈活性提供保障。
根據(jù)規(guī)劃，2015年-2020年之間，福建省內(nèi)將形成“兩縱兩橫、南北延伸”的天然氣管網(wǎng)格局。其中環(huán)網(wǎng)布置是從漳州沿著漳龍高速至龍巖，從福州沿著京福高速至南平，再從南平經(jīng)漳平、永安、三明、沙縣到龍巖，與現(xiàn)在福州至漳州管線形成“兩縱兩橫”的環(huán)狀供氣管網(wǎng)架構(gòu)，以此環(huán)網(wǎng)為供氣平臺，接引相應(yīng)輸氣支線和設(shè)置分輸站，覆蓋省內(nèi)主要用氣市場。而“南北延伸”調(diào)度干線則是指從福州經(jīng)寧德、福安、北上福鼎；從廈門翔安經(jīng)漳州、漳浦南下詔安，屆時(shí)福建全省的老百姓都可以同步用上清潔環(huán)保的天然氣。
同時(shí)，采用重型9F燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的莆田燃?xì)怆姀S#1機(jī)組于此前順利通過168小時(shí)試運(yùn)行，現(xiàn)已正式投產(chǎn)。據(jù)悉，莆田燃?xì)怆姀S一期工程將建4套發(fā)電機(jī)組，項(xiàng)目總投資為50.8億元，一期工程投產(chǎn)后，年發(fā)電量為60億千瓦時(shí)。電廠使用清潔能源LNG，能有效推動(dòng)節(jié)能減排，提高一次能源至二次能源的轉(zhuǎn)換率，每年可減少二氧化碳排放量約200萬噸。其在建的#2號機(jī)組現(xiàn)已完成部分工程調(diào)試，有望在2009年4月實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)試運(yùn)。
參考資料
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新華述評｜做好能源糧食生產(chǎn)保供工作——落實(shí)中央政治局會議精神做好當(dāng)前經(jīng)濟(jì)工作系列述評之八2022-05-08T23:25:28+08:00[引用日期2022-05-23 18:40:13]
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龍口南山LNG項(xiàng)目開工，百億元投資“大塊頭”很“爭氣”2020-05-16T21:57:45+08:00[引用日期2022-05-23 19:07:01]
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油改氣轎車漏氣怎么辦？ 教你怎么處理不爆炸2015-08-20T10:51:40+08:00[引用日期2022-05-23 19:07:06]
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新疆洪通燃?xì)夤煞萦邢薰?2021年年度報(bào)告摘要2022-03-30T03:00:56+08:00[引用日期2022-05-23 19:07:11]
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天然氣漲價(jià)大幕拉開漲價(jià)對三大石油巨頭最有利(2)2006-11-17T07:21:00+08:00[引用日期2022-05-23 19:08:01]
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