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中國LNG發展前景分析

2018年08月06日   

中國LNG發展前景分析

 

一、國內的LNG項目發展概況           

     中國的LNG產業,經過了一個從無到有,從小到大,走過了一個曲折的過程。上世紀80年代末,中科院在綿陽實驗建了一套LNG裝置,沒有成功。    進入90年代,開封空分與北京焦化廠合作,建成一套裝置,生產出50升LNG。    在吉林油田,中科院做了一套液化裝置,但沒有成功。    在長慶油田,中科院建成了一套2噸的液化裝置,也以失敗告終。    以上幾套裝置,前三種是采用小型膨脹製冷工藝,長慶油田采用的是氣波製冷工藝。    90年代末,上海為了城市燃氣調峰,引進了法國索菲公司技術,建成了10萬的LNG工廠。它的氣源來自海上氣田,產品也不外輸,隻作為城市調峰。投資為6.2億元。    河南中原液化天然氣工廠是國內首座商業化運行的LNG工廠,始建於2000年,2001年9月正式投產運行。該裝置針對中原油田的實際情況和采氣特點,利用文23塊氣田高壓天然氣,采用了比較先進的丙烷、乙烯複迭製冷工藝,設計日處理量30萬方,液化15萬方。    2004年9月,新疆廣匯LNG工廠投產,它利用西北豐富的天然氣,日產量設計150萬,采用混合製冷工藝,是目前國內投產的最大的LNG工廠。2005年4月,海南福山LNG工廠建成投產,它是由AG亚游集团河南中原綠能高科承擔海南LNG工廠的技術總承包,該工廠為單一製冷劑氮氣膨脹製冷,利用福山氣田的天然氣,設計日產30萬方。    2005年9月,北海潿洲島LNG工廠建成投產,該工廠為單一製冷劑甲烷膨脹製冷,利用海上氣田的天然氣,設計日產15萬方。    2007年,江陰、蘇州、成都等工廠相繼投產,它們都是利用長輸管道的高壓能量,進行膨脹製冷。因為工藝的限製,它們的產量一般不是很大,一般在lO萬方以下,再高經濟效益就不再明顯。2008年,泰安深燃和西寧LNG工廠投產,它們也是建在大管線附近,采用單一製冷劑氮氣膨脹製冷,日產15萬方。    目前在建的LNG項目主要有四川達州和內蒙鄂爾多斯項目,以及山西的幾個煤層氣液化項目,其中達州和鄂爾多斯都是日產100萬方,采用的混合製冷技術。    現在計劃要建的主要有靖邊液化天然氣項目、寧夏液化天然氣項目、晉城液化天然氣項目、陽城煤層氣液化工程項目等等。 

二常見的天然氣液化工藝         

    液化天然氣在生產過程中,淨化工藝大同小異:首先依據原料氣的組成,選擇合適的淨化工藝,對天然氣進行預處理,脫除天然氣中的水份、二氧化碳、硫化氫、重烴和汞等等雜質,以避免在低溫狀態下堵塞、腐蝕設備、管道。    天然氣液化工藝根據原理主要有以下幾種:          ①第一種是無製冷劑的液化工藝,天然氣經過壓縮,向外界釋放熱量,再經膨脹(或節流)使天然氣壓力和溫度下降,使天然氣部分液化;像江陰、蘇州、成都等工廠就是采用這種製冷工藝。          ②第二種是階式製冷液化工藝,這種工藝選用蒸發溫度成梯度的一組製冷劑,如丙烷、乙烷(或乙烯)、甲烷,通過多個製冷係統分別與天然氣換熱,使天然氣溫度逐漸降低達到液化的目的。像河南中原液化天然氣工廠就是這種製冷工藝。          ③第三種是混合製冷劑製冷的液化流程,混合製冷劑循環,這種方法是通過多種製冷劑的壓縮、冷卻、節流過程獲得低溫,通過熱交換使天然氣冷凝液化的工藝,通常稱為混合製冷工藝,現在已經有更先進的雙混合製冷工藝。像新疆廣匯、四川達州、內蒙鄂爾多斯項目就是這種製冷工藝。          ④第四種是單一製冷劑(主要是氮氣或者甲烷)製冷的液化流程,例如用氮氣一種製冷劑作製冷循環,像上海、海南福山、泰安、西寧就是這種製冷工藝。再如用甲烷一種製冷劑作製冷循環,像北海潿洲島就是這種製冷工藝。各種製冷工藝的優缺點:    無製冷劑膨脹製冷(本身膨脹製冷)的優點是:流程簡單、易操作和維護;以天然氣本身為製冷劑時,省去專門生產、運輸、儲存冷凍劑的費用。其缺點是;天然氣需要全部深度幹燥,回流壓力低,換熱麵積大,設備、金屬投入量大,液化率低。    階式製冷的優點是:能耗低;製冷劑為純物質,無配比問題;技術成熟,操作穩定;建設周期短;目前設備基本實現國產化。其缺點是:機組多,流程複雜,附屬設備多,需要儲存多種製冷劑的設備;管道與控製複雜。    混合製冷的優點是:機組設備少,流程簡單;管理方便;製冷劑組分可以全部或部分從天然氣中提取和補充。其缺點是:能耗高;製冷劑的合理配比困難;主要設備依賴進口。 

三、LNG 工廠主要設備           

          建設LNG工廠,不管哪種液化工藝,裝置設備的構成百變不離其宗,以全液化為例,大概所需設備如下:①天然氣預處理係統1套②液化冷箱係統1套③氮氣壓縮、雙溫增壓膨脹製冷循環係統l套④空氣分離製氮裝置1套⑤自控係統(計算機控製係統及現場儀表)1套⑥流程配套閥門1套⑦低溫儲罐儲存係統1套⑧槽車(用戶自理)1套⑨三、LNG工廠主要設備而其中的核心設備也就是壓縮機、膨脹機、冷箱。    LNG經過近十年的發展,經過LNG技術人員的研究和摸索,目前這些設備絕大部分可以國產替代,象冷箱和膨脹機,四川、大連等皆可以生產,壓縮機不管是透平還是往複式,國內都有很多。近期建成的LNG工廠,很多進口設備已經被國產設備替代。    在選取設備過程中,隻是根據規模的大小,采購的設備大小與結構有所不同,但總體的液化工藝還是基本相同。    淨化工藝非常相似,在液化工藝上也大都采用丙烷預冷,氮一甲烷膨脹製冷的液化流程或氮一甲烷串聯或並聯膨脹製冷的液化流程。當然在實際中,根據投資情況也應考慮實際成本,操作難度,係統複雜程度選擇最優方案。 

四、運輸形式液化天然氣     

           (LNG:1 iquefied natural gas)是一種在液態狀況下的無色流體,主要由甲烷組成,組份可能含有少量的乙烷、丙烷、氮氣或通常存在於天然氣中的其他組份,它的密度在0.42—0.45之間(因為其組分稍有差別),其密度為標準狀態下的甲烷的600多倍。在LNG中,甲烷的含量應高於75%,氮的含量應低於5%。在一個大氣壓下LNG溫度為一162~C。    它的性質決定了它的運輸方式,它解決了天然氣無管線的運輸問題,完全可以脫離開管道。由於國內的LNG廠,基本上都處於內陸地區,而且在建的LNG工廠集中在中部地區,東部很少,但是市場卻又集中在東部,所以這就需要LNG從產地到市場的運輸。           ①低溫槽車運輸還將是未來國內LNG運輸的主要途徑之一。為了降低運輸成本,低溫槽車在製造過程中的儲存容積也在不斷增加,由最初的35m3,到現在通用的45-50m3。此外,由於LNG罐式集裝箱可以在鐵路、公路、水路上進行聯合運輸,在我國也已進入批量生產階段;它分12m和13m兩種規格,有效容積為36m3/台昶40m3/台;           ②國內鐵路運輸現仍未對LNG開放,如果能夠開放將大大降低LNG的運輸成本;           ③LNG的價格比例中有很大一部分都是運輸成本,國外LNG的價格低,不光是國外低廉的原料氣價格,還有很大一部分是船舶運輸的低廉成本。中國LNG船舶製造還比較落後,主要是由於LNG船舶的儲運方式一般是船體儲存和球形罐儲存,而國內這兩項技術還非常落後。隨著中國海上氣田的開發和中國LNG進口量的加大,中國的LNG船舶儲運技術必有一個大的提高。    儲運技術的發展為實現LNG供氣的可靠性和多樣性提供了可能。 

五、LNG市場定位和發展方向        

              LNG這個產業,從它在國內的誕生之日起,它的主要功能就是調峰、補充和替代,在以後的一段時間,就目前這個能源結構,因為它的高能耗,它的主要功能還是不會改變。       1.LNG將成為汽、柴油的替代能源由於LNG的環保性,及LNG價格上的優越性LNG將有可能取代汽、柴油做為車用主要燃料的地位。剛才說過,石油價格可能還會上漲,國家汽油柴油價格已經6月20日剛提過,遲早要與國際接軌,價格還會有很大的上升空間。按現行最低價計,柴油每升6.23元,汽油每升6元,而在車用燃料中,每方LNG轉換為天然氣的最高價格為3.5元,而1方天然氣與1升汽油在汽車使用過程中所行駛的裏程數基本相同,由此可見LNG的價格優勢。而且LNG做為車用燃燒料與CNG相比有行駛裏程更遠,排出尾氣更少的優點。LNG的環保性更是無庸置疑的,LNG必將快速成為一種替代燃料。繼LPG各CNG之後,LNG也逐步應用於汽車燃料,對於推動油改氣進程起了很大作用,彌補了沒有管網不能建站的缺陷。    目前國內已建成並投入營運的LNG汽車加氣站,有北京,新韁烏魯木齊、湖南長沙、貴州貴陽、杭州等地,福州、廈門、海南等地也已進入試點工作, LNG汽車的發展必將帶動LNG市場。       2.LNG在城鎮燃氣調峰利用LNG比管道天然氣有更廣泛的用途。它可以在天然氣管道沒到的地方進行市場開發和利用,同時可以彌補管道氣不便在城市全麵鋪設的問題; 作為民用燃料或發電,隨著季節或其它情況,不可避免會有量的波動,這就需要進行調峰裝置,而LNG最有利於調峰儲存。       3.特種工業燃料替代LNG的甲烷組分高,就決定它的燃燒更清潔。就是由於LNG清潔的特性,使它的在應用於玻璃、陶瓷、食品加工等行業,將大大提高產品成品率,增加產品附加值;從幾種燃料的熱值對比來看,LNG又可以廣泛應用於切割、鋼鐵等行業。       4.LNG將成為彌補國家能源缺口的有效手段    進入2008年以來,中國的能源缺口不斷加大,天然氣資源很快進入了石油能源替代角色,但是除俄羅斯外,其他周邊國家的天然氣儲量有限,因此管道天然氣的進口已很難實現而且單向依賴性太強。現在國家大力推動LNG接收終端的建設,也正量利用LNG便與運輸,氣液比比例大,可以彌補氣態天然氣的需求。同時,國家還將大力發展煤層氣的開發與利用,以保證對天然氣資源的需求,而LNG正是加快煤層氣開發利用與銷售的有效途徑。 

六、結束語         

     綜上所述,中國的LNG產業發展在短短幾年內,發展到現在的規模是前人不敢想象的,而隨著資源需求的快速膨脹,LNG發展還將不斷加速,LNG的市場會迎來一個全新的時期。煤層氣的開發和利用,也會加快LNG企業的建設,推動國內LNG產業的不斷狀大,為中國自己的天然氣產業帶來更好的明天。