天然气液化及储运技术
一、天然气液化技术
液化天然气(LNG)的工艺流程大致分为两部分，即净化过程和液化过程，净化是天然气液化的首要过程。

1.天然气净化
天然气净化主要是“三脱”过程，即干燥脱水、脱烃类成份以及脱酸性气体。

此外，根据地质条件不同，通常还需进行其他一些净化过程，如除去油脂、除去汞、除去CO2等工艺。

(1) 酸性气体脱除采用溶剂与流程的选择主要根据原料气的组份、压力、对产品的规格要求、总成本与运行费用的估算而定。

世界上通用的LNG工厂的酸气吸收工艺主要有三种，即MEA(单乙醇胺法)洗涤吸收
过程、BENFIELD(钾碱法)过程和SULFINOL(砜胺法)过程。

MEA法：脱酸剂为15%～25%的单乙醇胺水溶液。

主要是化学吸收过程，操作压力影响较小，当酸气分压较低时用此法较为经济。

此法工艺成熟，同时吸收CO2和H2S的能力较强，尤其在CO2浓度比H2S浓度较高时应用，亦可部分脱除有机硫。

缺点是须较高再生热、溶液易发泡、与有机硫作用易变质等。

BENFIELD法：脱酸剂为20%～35%的碳酸钾溶液中加入烷基醇胺和硼酸盐等活化剂。

主要是化学吸收过程，在酸气分压较高时用此法较为经济。

该方法流程图如图8-2所示，压力对操作影响较大，在CO2浓度比H2S浓度较高时适用，此法所需的再生热较低。

SULFINOL法：脱酸剂为环丁砜、二异丙醇胺和甲基二醇胺水溶液，兼有化学和物理吸收作用。

天然气中酸气分压较高，在H2S浓度比CO2浓度较高时，此法较经济，净化能力强，能脱除有机硫化物，对设备腐蚀小。

缺点是价格较高，能吸收重烷。

(2) 脱水干燥天然气采用的脱水方法大都是分子筛吸附。

因为它具有吸附选择能力强，低水汽分压下的高吸附特点以及同时可以进一步脱除残余酸性气体等优点。

当前使用最多的是0.4nm分子筛。

这种分子筛是用适当的粘合剂把人造沸石晶体结合成较大颗粒，比如1.6～3.2mm直径的小球，当天然气通过充满这种分子筛的填料床时，就可以除去水分，得到干燥。

(3) 去汞处理若天然气中含有汞，即使是极少量的汞成份(包括单质汞、汞离子及有机汞化合物)，都会造成铝合金材料设备的腐蚀，还会引起催化剂中毒，造成环境污染及检修时对人体的危害，而当有水分存在时会增强这种伤害，最好的干燥方法也不能保证100%的去除水分，因而必须把汞减少到尽可能低的程度。

目前，LNG工艺生产中，采用的是再生的汞吸收剂法去除汞。

2.天然气的液化过程
预处理(净化和干燥)后的天然气被送到液化装置液化。

天然气液化主要是通过气体深
冷凝结实现的，在常压下需深冷至-162℃制取LNG，在压力下操作深冷温度可稍高一些。

此外，也可采用液氮的深低温补冷工艺。

在深低温制冷生产LNG工艺中，往往可利用天然气压力经膨胀机实现低温。