赵哲军 杨 逸 赵守明

（1.中国石化西南油气分公司工程技术研究院，四川 德阳 618000；2.中国石化胜利勘察设计院，山东 东营 257026）

0 引言

液化天然气（LNG）因运输便捷、清洁高效而越来越受到能源消费大国和国际石油公司的重视[1-2]，成为继石油之后又一个全球化的能源产品。笔者拟探讨分析能否利用小型LNG撬装技术实现测试过程中零散天然气的回收。

1 国内小型LNG撬装技术现状

目前我国小型化LNG撬装技术的研究和工业化应用起步较晚，技术相对滞后，基本上是建立在国外天然气液化技术的基础上。国内引进的LNG液化技术有丙烷和乙烯两种制冷剂的阶式制冷循环、三级单混合制冷剂液化、两级膨胀机制冷循环、氮循环两级膨胀制冷、单混合制冷剂液化。国内自主研制的有利用管网单级膨胀制冷、两级氮膨胀循环制冷、N2-CH4膨胀循环制冷、混合制冷剂循环制冷。

2 小型LNG撬装工艺优选及设计

2.1 工艺优选

目前常见的LNG液化工艺主要有级联式液化工艺、混合制冷剂液化工艺以及膨胀机制冷工艺，但从调研得知级联式液化工艺具有流程复杂且设备占地面积大的特点，适应于陆上大型撬装而不适用于小型LNG撬装；膨胀机制冷工艺的能耗相对较高，动用设备较多，不利于后期的维修和保养。因此，对于小型LNG撬装，最适宜的工艺是混合制冷剂液化工艺。小型LNG撬装式混合制冷剂液化流程的设备简化，而性能参数却丝毫不受影响，仍保持达到或超过丙烷预冷混合制冷剂液化流程的水平。之所以能这样，关键在于混合制冷剂中相应地增加了重组分（正丁烷、异丁烷、正戊烷和异戊烷）的含量。重组分经分离后，节流降温返流到换热器中为天然气和制冷剂提供预冷的冷量，以此代替丙烷预冷循环，而降低天然气和制冷剂进入流程时的温度，这对于减少流程功耗、制冷剂流量非常有利。

2.2 撬块化设计

分别针对30×104m3／d、15×104m3／d两种规模进行LNG撬块化成撬设计，成撬后的设计情况见表1。从成撬情况来看，以30×104m3／d的规模为例，单个设备尺寸较大的为胺法脱硫（MDEA）脱酸气撬和制冷剂压缩机撬，长度分别达到了25 m和30 m，这种尺寸的设备在平原地区运输和安装难度不大，但对于山区则存在一定的难度。通过估算，大概需要约6666 m2的占地面积。

表1 LNG成撬设计情况表

2.3 工艺敏感性分析

对压力、温度、气样组成以及处理气量的工艺进行敏感性分析，结果表明：进气压力、温度和气样组成对设备运行的影响较小且可控；而气量对设备运行的影响较大，若井口来气量与设计处理量相差较大，则设备运行效率较低，见表2。

3 经济评价

综合考虑撬块基础费用、设备的安装、拆除和运输费用、天然气进气价、电价、工资及福利费用、折旧率、修理费、所得税、LNG售价等因素，对小型LNG撬装设备进行了经济评价，结果见表3。

表2 LNG撬装设备敏感性分析表

经济对比表明：30×104m3／d项目规模的LNG撬装设备投资收益率高，投资回收期短，而15×104m3／d项目规模的LNG撬装设备投资收益率低，投资回收期长。

表3 LNG撬装设备经济评价对比表

4 结论

1）LNG液化工艺对比分析表明，混合制冷剂液化工艺最适用于小型LNG撬装。

2）15×104m3／d项目规模的撬装设备经济效益较差，30×104m3／d项目规模的经济效益较好。

3）LNG工艺虽然可以撬装化，但也存在占地面积大、设备运输难度大的问题。

［1］石磊.中国LNG液化工艺技术发展回顾［J］.科技信息，2011（18）：395.

［2］薛荣，李磊.国际LNG贸易的发展趋势分析［J］.商业时代，2011（4）：41-42.