法國 Axens 公司與法國石油研究所 （IFP） 合作，共同開發(fā)的一種*的天然氣液化新工藝—— Liquefin 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 的費用每噸可降低 25% [7] 。該工藝的主要優(yōu)點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)計和可行性研究。 IFP 和 Axens 開發(fā)的 Liquefin 工藝的安全、環(huán)保、實用及創(chuàng)新特點zui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“工程獎” [8] 。
 

　　美國德克薩斯大學(xué)工程實驗站，開發(fā)了一種新型天然氣液化的技術(shù)—— GTL 技術(shù)已申請。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。該實驗站的 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托 GTL 工藝。*套工業(yè)裝置可能在 2004 年上半年建成[9]。
 

2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

　該工藝日處理 3.0 × 104 m3 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)的動力采用天然氣發(fā)動機(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)采用填料塔 [16] 。由于混合制冷劑，國內(nèi)沒有成熟的技術(shù)和設(shè)計、運行管理經(jīng)驗，儀表控制系統(tǒng)較復(fù)雜。同時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[17]。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，運用氣體波運動的理論研制的。在結(jié)構(gòu)上吸收了熱分離機(jī)的一些優(yōu)點，同時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。

　　2.2.7 哈爾濱燃?xì)夤こ淘O(shè)計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[18]。經(jīng)過處理的天然氣通過一個多級單混冷凝過程被液化，制冷壓縮機(jī)是由天然氣發(fā)動機(jī)驅(qū)動。 LNG 儲罐為一個雙金屬壁的絕熱罐，內(nèi)罐和外罐分別是由鎳鋼和碳鋼制成 [19] 。

　　循環(huán)氣體壓縮機(jī)一般采用天然氣驅(qū)動，可節(jié)省運行費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，以避免天然氣被潤滑油污染[20]。采用裝有電子速度控制系統(tǒng)的透平，而且新型透平的zui后幾級葉片用鉆合金制造，改善了機(jī)械運轉(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。

 液化天然氣供需預(yù)測分析

　　液化天然氣歷來是一種細(xì)分市場產(chǎn)品。它的消費量目前正以每年10%的速度增長，而相比之下，管道煤氣的年增速僅為2%。液化天然氣是增長zui迅速的能源市場之一。

　　由于歐洲和北美地區(qū)的天然氣儲量已接近或僅略高于生產(chǎn)峰值水平，加上天然氣資源匱乏的亞洲國家的需求迅速上升，液化天然氣的需求正經(jīng)歷著爆炸式增長。預(yù)計到2010年至2011年，液化天然氣的行業(yè)規(guī)模將比2004年增長一倍。

　　面對繁榮的行業(yè)前景，范圍內(nèi)都在加大液化天然氣的生產(chǎn)力度。過去幾年中，計劃沿美國海岸建設(shè)的再氣化終端（將液化天然氣轉(zhuǎn)回氣態(tài)）已超過50個。2002年底，有135艘液化天然氣運輸船舶，到2009年時將增加近2倍。

　　但如果與大型能源企業(yè)的高管交談，便會發(fā)現(xiàn)他們對液化天然氣市場未來zui擔(dān)憂的問題――供應(yīng)。在擬議的美國項目中，預(yù)計只有6到8個能在2016年之前建成。去年，許多船舶都難以找到貨源。PFC能源咨詢公司預(yù)計，2012年的供應(yīng)將比預(yù)測低28%。

　　由于天然氣企業(yè)受到生產(chǎn)延期和成本上升的困擾，供應(yīng)一直存在問題。項目開發(fā)通常無法預(yù)測，因其特殊性質(zhì)，液化天然氣項目通常難以在基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的地區(qū)開展。此外，高漲的鋼鐵和水泥等基礎(chǔ)建筑物資價格，已經(jīng)推升了開發(fā)成本。

　　這使得人們擔(dān)憂，液化天然氣可能失去其價格優(yōu)勢。此外，還存在一種風(fēng)險，即供應(yīng)不足將促使政策制定者尋求氣變油或煤炭氣化等其他選擇。

　　但分析人士表示，液化天然氣短期內(nèi)幾乎沒有替代品。目前有跡象顯示，供應(yīng)狀況正在改善，而且變得更具靈活性。即使將生產(chǎn)延期因素考慮在內(nèi)，預(yù)計液化天然氣的產(chǎn)能到2010年也將增長50%。目前運輸船舶的裝運量已有所提高，表明生產(chǎn)正在趕上基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)步伐。

　　未來供應(yīng)的關(guān)鍵在于，隨著卡塔爾供應(yīng)的天然氣越來越多，市場如何作出回應(yīng)。僅卡塔爾在2010年之前增加的液化天然氣產(chǎn)量，就將是目前美國使用量的5倍。

　　PFC能源咨詢公司的加布里埃爾·韋恩表示：“這些國家確實在改變液化天然氣市場的規(guī)模。卡塔爾將成為監(jiān)控這些市場需求的風(fēng)向標(biāo)。問題在于，供應(yīng)大幅增加是將影響市場活力？還是美國和歐洲會支持這種水平的增長，同時仍為更長時期開發(fā)留出空間？

一、液化天然氣（LNG）　　

液化天然氣（LiquifiedNaturalGas，簡稱LNG），主要成分是甲烷,被*是地球上zui干凈的能源。無色、無味、無毒且無腐蝕性，其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600，液化天然氣的重量僅為同體積水的45%左右。其制造過程是先將氣田生產(chǎn)的天然氣凈化處理，經(jīng)一連串超低溫液化后，利用液化天然氣船運送。燃燒后對空氣污染非常小，而且放出熱量大，所以液化天然氣好。
 

　　它是天然氣經(jīng)壓縮、冷卻，在-160度下液化而成。其主要成分為甲烷，用船或油罐車運輸，使用時重新氣化。20世紀(jì)70年代以來，世界液化天然氣產(chǎn)量和貿(mào)易量迅速增加，2005年LNG貿(mào)易量達(dá)1888.1億立方米，zui大出口國是印度尼西亞，出口314.6億立方米；zui大進(jìn)口國是日本763.2億立方米。

二、國內(nèi)外概況及發(fā)展趨勢

　　1941 年在美國克利夫蘭建成了世界*套工業(yè)規(guī)模的 LNG 裝置，液化能力為 8500 m3 /d 。從 60 年代開始， LNG 工業(yè)得到了迅猛發(fā)展，規(guī)模越來越大，基本負(fù)荷型液化能力在 2. 5 × 104 m3 /d 。據(jù)資料[3]介紹，目前各國投產(chǎn)的 LNG 裝置已達(dá) 160 多套， LNG 出口總量已超過 46.1 8 × 106 t/a 。
 

　　天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的常壓沸點是 -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]。
 

　2.1 國外研究現(xiàn)狀