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【摘要】随着发展绿色能源,液化天然气已逐渐成为绿色能源可持续发展的具体实现,本文基于国内外液化天然气发展的新技术,针对天然气发展过程中的实际需求,论述了国内外较成熟的液化装置工艺及研究现状,对于液化天然气产业的发展与可持续利用具有非常积极的意义。
【关键词】液化天然气;绿色能源;可持续利用
1.前言
随着环保意识的逐渐加强,发展清洁能源成为大势所趋。天然气作为一种重要的清洁能源和化工原料,应用日益广泛,世界各国把将天然气的应用作为优化本国能源结构,实现经济与环境协调发展的一个重要途径。天然气消费目前已占世界能源消费结构的三分之一,成为仅低于石油的第二大能源。我国能源消费总量约占世界的十分之一,居第二位,而煤炭在能源消费总量中最多,天然气最少。
近年来,国家实施西部大开发战略,在西部大开发中要确保对自然资源的保护与可持续发展,使西部地区经济与资源实现协调发展,并保证石油天然气等能源的可持续发展。
2.国内外液化天然气研究现状
天然气主要成分是甲烷,甲烷常压沸点-161℃,临界温度为-84℃,临界压力为4.1MPa。LNG是液化天然气的简称,它是天然气经过净化(脱水、脱烃、脱酸性气体)后[4],采用节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷变成液体而形成的。
美国于1941年建成了世界第一套工业规模的液化天然气装置,之后液化天然气得到迅速发展。目前各国投产的液化天然气装置已达160多套,液化天然气出口总量已超过4985t/a。
2.1国外研究现状
国外天然气液化装置规模较大、投入成本高、工艺相对复杂,通常都应用阶式制冷与混合冷剂制冷工艺,目前这两种装置都在应用,新投产装置主要采用混合冷剂制冷工艺,主要目的是使液化能耗有效降低。
制冷工艺已由阶式制冷逐渐向混合冷剂制冷循环方式改进,还有报道称CⅡ-2新工艺也逐渐被采用,该工艺不仅可以实现纯组分循环,工艺简单、容易控制,还能实现混合冷剂制冷循环,具有功效高、设备少等优点。
2.2国内研究现状
国家科委早在上世纪60年代就制订了天然气发展规划,并于60年代中期完成了相关工业性试验,四川石油管理局威远化工厂还研制了国内最早的天然气深冷分离及液化生产装置,不仅可以生产He外,还能生产液化天然气。1991年为航天部提供30t液化天然气作为火箭试验燃料。与国外不同,国内天然气液化研究都基于小型液化工艺。
3.液化天然气应用前景
3.1国外液化天然气应用前景
液化天然气目前已成为天然气资源的一种重要应用形式,近年来,世界液化天然气贸易增长率不断攀升,已占国际天然气总贸易量的四分之一,占全球天然气消费总量的5.7%。液化天然气主要产地分布于印尼、马来西亚、阿尔及利亚、文莱、澳大利亚等国,消费国主要有法国、西班牙、日本、美国、韩国等。
液化天然气自应用以来,年产量平均以20%速度迅速增长,后来受供需基本平衡及海湾战争等因素影响,液化天然气每年还是以6—8%速度增长,高于其它能源的增速。印尼作为全球最大的液化天然气出口国,占世界出口总量的四分之一,日本作为世界最大的液化天然气进口国,占世界进口总量的二分之一。中东及非洲的液化天然气出口份额也不断增长,亚洲一直是液化天然气的主要进口地区。
3.2国内液化天然气应用情况
与国外液化天然气的应用相比,我国在液化天然气应用上起步较晚。国内最早开始工业生产并商业化应用液化天然气的是中原油田的液化天然气工厂,该厂由于采用油田气井天然气的压力能,因此液化成本较低。此外,上海石油天然气总公司也利用海底管线将东海气田的天然气输送至上海用于工业与民用,并建设了液化天然气调峰站,将东海天然气通过加工深冷成液化天然气进行储存,有需要时再汽化为天然气作为临时气源向城市管网进行输送,以保证城市供气安全平稳。
2001年以来,国家逐步实施了西气东输、进口俄罗斯天然气工程等几项规模较大的天然气开发项目。2002年广东确定實施进口300万吨/年的液化天然气项目也比较大,该液化天然气接收站建成后,可以将液化天然气进行汽化后,通过管道向广东省内各地市进行输送,可用于发电、工业生产以及作为民用清洁燃料,这是我国第一个真正意义上的液化天然气应用工程。
福建、青岛等地也陆续开始规划或建设液化天然气接收站,从国外进口液化天然气用于石化、发电、工业生产、民用清洁燃料。此外,东北地区以及陕西、四川、江苏、山西、云南、贵州等地陆续探明储量较大的天然气资源可供开发利用,所以要将国家与地方大型天然气开发和小型区域利用进行有效结合,共同开发各类天然气资源,使天然气应用实现多元化,将我国城市天然气利用提升到较高水平,使液化天然气利用实现可持续发展。
在“西气东输”项目建设过程中,新疆比较大规模的液化天然气工厂也相继建成投产。新疆液化天然气项目作为一个系统工程,自上游的液化天然气工厂建设到下游市场推广,从低温罐式集装箱生产到铁路运输,都实现同步建设,同步运行,各环节都非常重要。
目前,新疆广汇液化天然气工厂是国内规模最大的液化天然气生产厂,液化天然气采取的长距离铁路运输也在国际上也属首例,可根据用户的需要,实现7天内将液化天然气集装箱运至国内任一铁路路网覆盖的城市。
新疆天然气资源储量丰富,塔里木、准噶尔、吐哈三大盆地天然气储量高达10.3万亿立方米,占国内陆上天然气资源总量的三分之一。“西气东输”只是将塔里木盆地作为供气气源,这样准噶尔、吐哈两盆地的天然气可为未来发展液化天然气提供了可靠的资源保证。
我国天然气资源量超过38万亿立方米,天然气年产量达201亿立方米,已探明储量只有4.3%,而世界平均为37%,这说明我国大力发展天然气工业具有重要资源保证,潜力巨大。
4.结语
综上所述,随着我国经济的快速增长,我国也会成为液化天然气进口国,并将已更快的速度占领国际市场。目前,发展液化天然气是世界天然气资源利用的发展趋势,而我国经济社会的可持续发展的基础就是液化天然气的可持续开发利用,并根据可持续发展的要求对液化天然气进行合理开发利用。
在社会各方面的共同努力下,通过采取各种合理措施,我国能源可持续发展的水平将会进一步得到提高,从而实现资源利用的可持续发展。液化天然气作为高收益、低污染的绿色清洁能源,也是新兴的战略产业,它的发展也是可持续发展战略的具体体现。因此,发展液化天然气产业对于西部大开发及我国经济的可持续发展,都具有十分重要的现实意义。
参考文献
[1]李猷嘉.液化天然气及其应用[J].城市燃气,2009.8
[2]郑大振,李群.发展我国液化天然气工业的前景[J].天然气工业,2011.6
[3]张宏伟,焦文玲,王奎昌.天然气的净化与液化工艺[J].煤气与热力,2008.10
【关键词】液化天然气;绿色能源;可持续利用
1.前言
随着环保意识的逐渐加强,发展清洁能源成为大势所趋。天然气作为一种重要的清洁能源和化工原料,应用日益广泛,世界各国把将天然气的应用作为优化本国能源结构,实现经济与环境协调发展的一个重要途径。天然气消费目前已占世界能源消费结构的三分之一,成为仅低于石油的第二大能源。我国能源消费总量约占世界的十分之一,居第二位,而煤炭在能源消费总量中最多,天然气最少。
近年来,国家实施西部大开发战略,在西部大开发中要确保对自然资源的保护与可持续发展,使西部地区经济与资源实现协调发展,并保证石油天然气等能源的可持续发展。
2.国内外液化天然气研究现状
天然气主要成分是甲烷,甲烷常压沸点-161℃,临界温度为-84℃,临界压力为4.1MPa。LNG是液化天然气的简称,它是天然气经过净化(脱水、脱烃、脱酸性气体)后[4],采用节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷变成液体而形成的。
美国于1941年建成了世界第一套工业规模的液化天然气装置,之后液化天然气得到迅速发展。目前各国投产的液化天然气装置已达160多套,液化天然气出口总量已超过4985t/a。
2.1国外研究现状
国外天然气液化装置规模较大、投入成本高、工艺相对复杂,通常都应用阶式制冷与混合冷剂制冷工艺,目前这两种装置都在应用,新投产装置主要采用混合冷剂制冷工艺,主要目的是使液化能耗有效降低。
制冷工艺已由阶式制冷逐渐向混合冷剂制冷循环方式改进,还有报道称CⅡ-2新工艺也逐渐被采用,该工艺不仅可以实现纯组分循环,工艺简单、容易控制,还能实现混合冷剂制冷循环,具有功效高、设备少等优点。
2.2国内研究现状
国家科委早在上世纪60年代就制订了天然气发展规划,并于60年代中期完成了相关工业性试验,四川石油管理局威远化工厂还研制了国内最早的天然气深冷分离及液化生产装置,不仅可以生产He外,还能生产液化天然气。1991年为航天部提供30t液化天然气作为火箭试验燃料。与国外不同,国内天然气液化研究都基于小型液化工艺。
3.液化天然气应用前景
3.1国外液化天然气应用前景
液化天然气目前已成为天然气资源的一种重要应用形式,近年来,世界液化天然气贸易增长率不断攀升,已占国际天然气总贸易量的四分之一,占全球天然气消费总量的5.7%。液化天然气主要产地分布于印尼、马来西亚、阿尔及利亚、文莱、澳大利亚等国,消费国主要有法国、西班牙、日本、美国、韩国等。
液化天然气自应用以来,年产量平均以20%速度迅速增长,后来受供需基本平衡及海湾战争等因素影响,液化天然气每年还是以6—8%速度增长,高于其它能源的增速。印尼作为全球最大的液化天然气出口国,占世界出口总量的四分之一,日本作为世界最大的液化天然气进口国,占世界进口总量的二分之一。中东及非洲的液化天然气出口份额也不断增长,亚洲一直是液化天然气的主要进口地区。
3.2国内液化天然气应用情况
与国外液化天然气的应用相比,我国在液化天然气应用上起步较晚。国内最早开始工业生产并商业化应用液化天然气的是中原油田的液化天然气工厂,该厂由于采用油田气井天然气的压力能,因此液化成本较低。此外,上海石油天然气总公司也利用海底管线将东海气田的天然气输送至上海用于工业与民用,并建设了液化天然气调峰站,将东海天然气通过加工深冷成液化天然气进行储存,有需要时再汽化为天然气作为临时气源向城市管网进行输送,以保证城市供气安全平稳。
2001年以来,国家逐步实施了西气东输、进口俄罗斯天然气工程等几项规模较大的天然气开发项目。2002年广东确定實施进口300万吨/年的液化天然气项目也比较大,该液化天然气接收站建成后,可以将液化天然气进行汽化后,通过管道向广东省内各地市进行输送,可用于发电、工业生产以及作为民用清洁燃料,这是我国第一个真正意义上的液化天然气应用工程。
福建、青岛等地也陆续开始规划或建设液化天然气接收站,从国外进口液化天然气用于石化、发电、工业生产、民用清洁燃料。此外,东北地区以及陕西、四川、江苏、山西、云南、贵州等地陆续探明储量较大的天然气资源可供开发利用,所以要将国家与地方大型天然气开发和小型区域利用进行有效结合,共同开发各类天然气资源,使天然气应用实现多元化,将我国城市天然气利用提升到较高水平,使液化天然气利用实现可持续发展。
在“西气东输”项目建设过程中,新疆比较大规模的液化天然气工厂也相继建成投产。新疆液化天然气项目作为一个系统工程,自上游的液化天然气工厂建设到下游市场推广,从低温罐式集装箱生产到铁路运输,都实现同步建设,同步运行,各环节都非常重要。
目前,新疆广汇液化天然气工厂是国内规模最大的液化天然气生产厂,液化天然气采取的长距离铁路运输也在国际上也属首例,可根据用户的需要,实现7天内将液化天然气集装箱运至国内任一铁路路网覆盖的城市。
新疆天然气资源储量丰富,塔里木、准噶尔、吐哈三大盆地天然气储量高达10.3万亿立方米,占国内陆上天然气资源总量的三分之一。“西气东输”只是将塔里木盆地作为供气气源,这样准噶尔、吐哈两盆地的天然气可为未来发展液化天然气提供了可靠的资源保证。
我国天然气资源量超过38万亿立方米,天然气年产量达201亿立方米,已探明储量只有4.3%,而世界平均为37%,这说明我国大力发展天然气工业具有重要资源保证,潜力巨大。
4.结语
综上所述,随着我国经济的快速增长,我国也会成为液化天然气进口国,并将已更快的速度占领国际市场。目前,发展液化天然气是世界天然气资源利用的发展趋势,而我国经济社会的可持续发展的基础就是液化天然气的可持续开发利用,并根据可持续发展的要求对液化天然气进行合理开发利用。
在社会各方面的共同努力下,通过采取各种合理措施,我国能源可持续发展的水平将会进一步得到提高,从而实现资源利用的可持续发展。液化天然气作为高收益、低污染的绿色清洁能源,也是新兴的战略产业,它的发展也是可持续发展战略的具体体现。因此,发展液化天然气产业对于西部大开发及我国经济的可持续发展,都具有十分重要的现实意义。
参考文献
[1]李猷嘉.液化天然气及其应用[J].城市燃气,2009.8
[2]郑大振,李群.发展我国液化天然气工业的前景[J].天然气工业,2011.6
[3]张宏伟,焦文玲,王奎昌.天然气的净化与液化工艺[J].煤气与热力,2008.10