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  • 國外天然氣液化技術研究現狀及發展
    責任編輯:chineselng    瀏覽:4645次    時間: 2008-01-30 00:06:38      

    摘要:天然氣液化技術始于1914年,但直到1941年才開始在美國的克利夫蘭建成了世界上第一座工業規模的LNG生產裝置。1959年,世界上第一艘LNG運輸船“甲烷先鋒”(Methane Pioneer)號從美國的路易斯安納州載運5000m3LNG,橫渡大西洋成功地抵達英國的坎威(Canvey)島。1964年9月..

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     天然氣液化技術始于1914年,但直到1941年才開始在美國的克利夫蘭建成了世界上第一座工業規模的LNG生產裝置。1959年,世界上第一艘LNG運輸船“甲烷先鋒”(Methane Pioneer)號從美國的路易斯安納州載運5000m3LNG,橫渡大西洋成功地抵達英國的坎威(Canvey)島。1964年9月27日,阿爾及利亞的世界上第一座LNG工廠建成投產。同年,第一艘載著12000噸LNG的船駛往英國,標志著世界LNG貿易的開始。之后,1969年,位于美國阿拉斯加的肯奈LNG裝置投產,開始向日本出口LNG。1970年,利比亞成為非洲第一個LNG生產與出口國,其目標市場是西班牙。文萊是亞洲第一個LNG生產國,1972年,其LNG裝置投產,向日本出口。如今,LNG國際貿易已有將近40年的歷史,全球已有8個LNG出口國與9個LNG進口國或地區。
    國外從20世紀70年代開始,對LNG裝置的液化流程進行了設計、模擬與評價工作。A.W.Weslerberg等編著的《過程流程模擬》和倍尼狄克等編著的《化工裝置穩態流程模擬》先后在1979年和1980年問世。
            進入八十年代以后,化工流程模擬軟件的商品化進程也大大加速了。除了科學模擬公司以外,ASPEN技術公司、凱姆謝爾公司和考德公司在七十年代末,八十年代初先后成立,分別推出了ASPEN PLUS、DESIGN II、MICROCHESS等通用化工流程模擬系統[22]。科學模擬公司也在1984年推出新版的PROCESS系統。這些系統全部采用序貫模塊法,但在流程拓撲、循環物流切斷和收斂方法選擇等方面為用戶提供了方便。雖然,關于聯立方程法和聯立模塊法的研究仍很活躍,聯邦德國的BASF公司宣布已經開發了一個采用聯立方程法的模擬系統SHEMAIN。聯立模塊法的實用化在理論上認為已無不可解決的困難,但仍需要積累各種單元設備的簡化模擬方程才能滿足工業實踐的需要。
    近年來,在工業上不斷出現新型或改進型的液化流程。如Shell公司設計的混合制冷劑液化流程(DMR)已在阿爾及利亞Skikda天然氣液化工廠的I型液化裝置(共3套)上采用。另外,特立尼達和多巴哥的LNG項目安裝了菲力蒲的優化級聯式液化流程。
            Shell公司對基本負荷型LNG裝置的液化流程的最新發展,模擬計算了級聯式液化流程、丙烷預冷混合制冷劑液化流程、兩級混合制冷劑液化流程和氮氣膨脹液化流程,并分析了其優劣。其生產的雙混合制冷劑液化流程主要用于中高生產量的LNG生產線,其產量范圍為(200-500)×104t/a。這一液化流程包括兩個混合制冷劑循環,一個用于制冷,另一個用于液化。Shell公司通過優化設計DMR液化流程,使流程可充分利用預冷循環和液化循環中的壓縮機驅動裝置的動力。對于DMR循環液化流程,可通過調節兩個循環中混合制冷劑組分使壓縮機在較寬的進氣條件和大氣環境下工作。DMR液化流程在投資方面比丙烷預冷混合制冷劑液化流程更具有競爭力,這已在阿爾及利亞Skikda天然氣液化工廠中得到證實。DMR液化流程若用在熱帶地區,則投資將會進一步降低。1995年,Melaaen提出了簡化的繞管式換熱器模型。在此基礎上,建立了基本負荷型天然氣液化流程動態仿真模型,并采用隱式DASSL進行了仿真計算,指出設計變量初值的選取對仿真計算的收斂影響很大。1997年,Kikkawa在現有設備的基礎上,設計了新型的混合制冷劑預冷、膨脹機液化流程,并采用CHEMCADIII軟件進行了模擬計算。1998年,Terry采用HYSYS軟件,對典型的調峰型天然氣液化流程進行了模擬計算與優化。
              除了新型液化流程在裝置中的應用外,還有一些設備方面的新技術也應用到裝置中。這些新技術包括釬焊鋁板翅式換熱器制造工藝的主機成熟,并成功地應用于低溫換熱器、壓縮機和膨脹機的大型化和性能提高,以及采用大型燃氣透平作為制冷壓縮機的驅動機,技術的進步極大地推動了天然氣液化流程的進步與發展。
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