付 阳，李自力，崔 淦

（中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东 青岛 266580）

我国煤层气资源储量丰富，常规开采过程中会混入空气，导致煤层气中甲烷体积分数仅有20%～75%左右，俗称含氧煤层气[1]。煤层气的开发利用难点和重点是脱除其中的氧气。在目前的几种脱氧技术中，低温分离法在较为彻底的脱除煤层气中氧气的同时，还可以获得高纯度的LNG产品。对于低浓度含氧煤层气，还需要增加精馏工艺对煤层气提纯，深冷精馏制备高纯度LNG工艺已成为目前研究的热点。煤层气液化过程中由于氧的存在而导致气体可能具有爆炸危险性，因此采取措施保证液化流程的操作安全性尤为重要。

1 煤层气液化流程及模拟

1.1 液化流程设计

针对某一典型的煤层气气源，设计了一种含氧煤层气液化工艺。该含氧煤层气抽采出来后为微正压0.11MPa，温度为40℃。经过脱水、脱酸等处理后，气体组分仅含有甲烷、氮气和氧气。

设计的含氧煤层气液化流程如图1所示[2]。该流程包括含氧煤层气液化系统和制冷剂制冷系统。在煤层气液化系统中，煤层气首先经过两级压缩机C-1和C-2压缩至高压，然后经过两级水冷器将温度冷却至初始温度。煤层气通过换热器LNG-100降温后，再通过水冷器E-3为精馏塔T-100底部再沸器提供热量，从E-3出来的煤层气经过换热器LNG-101再次降温后，进入精馏塔T-100精馏，初步脱除杂质气体实现煤层气的液化。精馏塔底部再沸器出来的液态煤层气首先返回换热器LNG-101过冷，然后经过节流阀VLV-1节流至常压进入储罐V-2储存，少量气态产品通过储罐呼吸阀排出；……