本文首先对原料气预处理和天然气液化技术的发展进行了简单介绍,在对天然气液化流程设备和工艺做了调研的基础上,阐述了当下常用的液化天然气流程同时比较了它们各自的优缺点和适用场合。本文重点研究了丙烷预冷混合制冷剂液化流程,通过利用hysys软件对其热力过程进行模拟,确定出液化流程中各个节点的热力学参数,并分析流程重要节点参数对系统能耗的影响,采用设置步长法使得流程设备在满足能量平衡的条件下使得换热器最小温差值最低对液化流程进行优化。然后对液化流程进行改进,依次加入三个换热器对制冷剂进行降温,并分析了温度变化对系统比能耗的影响,当制冷剂冷却降温后系统比能耗也随之减少。本文最后对高效小型LNG方案设计进行分析,液化流程压缩机采用燃气驱动,引入溴化锂制冷机组将燃气驱动产生高达700℃烟气的能量转化为制冷和采暖,冷却水温度低至5℃左右,可以用来冷却上述改进后液化流程的制冷剂;热水温度可达到95℃左右,可以用来加热原料气脱硫工艺过程中的MDEA富液。将制冷机组总的制冷量合理优化的分配到三个换热器中,使得改进后液化流程的比能耗在该方案下最低,同时采用溴化锂热泵技术对流程中低温废水进行余热回收来加热脱硫剂MDEA富液,由于该热泵性能系数为1.69大于1,从而进一步降低生产成本完成了能量综合利用。本文针对5×104m3/d小型LNG采用溴化锂制冷机组生产冷却水并合理分配冷量至液化流程的换热器中,实现能量回收综合利用,改进后的液化系统能耗大大降低,能耗由614kW降为537kW,降幅为12.5%。