天然气气质对LNG与CNG生产的影响

于涛

摘 要：随着社会的进步和科技的不断研发与应用，国家逐渐认识到节能与环保的重要性，因此更加方便、快捷、环保、安全的天然气被广泛的应用在各个领域当中。基于此，本文以天然气气质方面存在的差异为主要的研究对象，并对天然气气质对LNG与CNG所带来的影响进行了深刻的分析与探讨，通过长期不断的研究，证明了优质的天然气气质能够有效的使LNG与CNG的生产流程简化，并可以缩小一定的生产使用成本，最大程度的提高生产效益。

关键词：天然气;气质;LNG;CNG;生产的影响

当前我国天然气工业正在紧跟时代发展的步伐一同前进共同发展，力求向现代化、科学化生产发展。目前我国大部分城市的交通与供热等多个领域，都已经将天然气作为主要清洁能源与优质能源进行使用。当前天然气资源供不应求，并且应用的范围与来源也越加广泛，而其气质方面势必存在一定的差异，因此其带来的问题也随之显现，也必将会对LNG与CNG带来一定影响。基于此，相关部门应重视天然气气质对LNG与CNG带来的影响进行分析，以求各个领域更加方便的、安全的使用天然气。

1 LNG与CNG的概述

1.1 LNG

天然气是埋藏在地下的一种天然其他，并具有可燃性，其主要成分是甲烷。当LNG符合运输管道运输天然气的标准后，通过管道将其运输至LNG液化厂，然后进行提纯去除其他杂质，再进行预冷与深冷等工序使其达到零下163℃左右，就会使天然气从气态变为液态，便可称其为液化天然气，其名字全称是Liquefied Natural Gas，被简称为LNG。该天然气无色、无味，并且无毒无腐蚀性。

1.2 CNG

CNG是經过压缩后的压缩天然气，其名字全称是Compressed Natural Gas，被简称为CNG，CNG由井口开采出后，通过脱酸和脱水等环节达到管道运输天然气的标准后，便可以得到CNG，然后将气体形态的天然气存储在容器当中，在经过管道将其运输至加气母站，最终进行销售。CNG可以用于车辆的助力燃料，并且是十分优质的代替燃料。

在自然资源与生态环境受到严重破坏的背景下，为了改善当今的能源消耗与生活环境，并积极响应国家提出的可持续发展战略的政策，使天然气这种能够高效清洁并可以代替传统燃料的能源，充分的得到了国民的广泛认可与喜爱，不仅在工业当中被广泛的使用，在民用方面的应用范围也正在呈上升趋势。无色、无味、并且不具备腐蚀性与毒性的LNG取代传统的燃料后，能够有效的降低90%甚至以上的二氧化硫排放与80%甚至以上的胺氧化物的排放，改善生态环境的效果十分显著，是车辆的优质代替燃料。

2 天然气气质存在的差异分析

我国一直以来都在长期购买其他国际的天然气，以求解决我国LNG供应量不足的问题，但是不同国家的天然气的气质也势必存在一定的不同与差异，可能会导致在生产LNG时发生天然气互换的问题。根据实际情况的分析可知，到今年为止我国可能会出现三大类和九种气体能量共存的情况发生，很大可能还会出现5种不同的LNG天然气以供使用。通过GB17820-1999《天然气》发表的报告可知，天然气可具体分为三个不同种类：一类是，每立方米内的总硫数量不超出100mg，并且每立方平米内的硫化氢不超过6mg的天然气;二类是，每立方米内的总硫数量不超过200mg，并且每立方平米内的硫化氢不超过20mg的天然气;三类是，每立方米内的总硫数量不超过460mg，并且每立方米内的硫化氢不超过460mg的天然气。三类天然气内的高热值应在31.4MJ/m3，而一类和二类的天然气内，二氧化碳的体积不得超出3%。由此可见我国对天然气气质的要求并不相同，特别是对三类天然气的要求更低。

3 天然气气质对LNG与CNG生产的影响

3.1 天然气气质对LNG产生的影响

由上述可知，LNG是液体形态的天然气，在将其开采后加工时，除了基本的脱酸脱水工序外，还应重视对其的预处理和液化以及储存等工作，并经过换热系统将其进行循环冷却，最终在零下162℃的基础下将天然气转化成液体状态。根据不同的天然气气质来选择预处理与液化的方式，比如在对第三类天然气进行处理时，由于其并没有对二氧化碳分数有明确的要求，因此常常会出现天然气内二氧化碳含量过多的现象。基于此对天然气原料进行处理与加工时，即使已经通过分子筛将原料进行深度脱水，并且也已经满足交接点和在温度条件下的水露点低于最低温度5℃的基本要求，但在天然气当中仍旧存在C3+乙烷过多的情况，为了解决这一现象，应在天然气预处理阶段使用MEA水溶液将天然气当中的二氧化碳去除，然后使用分子筛对其进行深度脱水。在进行天然气液化时，要重视其C3+的含量，将天然气运送到高效换热器时，需要不断的对系统进行降温处理，使得甲烷与C3+得到冷却并分离。天然气需经过多项处理，才可以液化天然气，并进行储存。这类天然气原料在进行加工时，通常会出现大量的乙烷，因此需要将乙烷与天然气一共液化并销售，才能尽可能获得更多的经济收益。如果是第一类或者第二类的天然气原料，那么便可以不需要经过以上工序，只需要进行氮气制冷循环就能够使天然气在零下144℃的条件下转化为液体状态。

3.2 天然气气质对CNG产生的影响

CNG是压缩天然气，需要使用相应的容器将其存储。其组分与其他种类的天然气组分一致，其主要成分都是以甲烷为主，来源主要包括油田和天然气油田以及人工沼泽气等进行的生产，而且还可以生产LNG。当前CNG主要的用途是作为车辆的燃料，主要的生产和销售渠道在加气站。在进行CNG的生产和加工时，首先应进行调压与计量，然后才能进行下一步的脱水与压缩，最后得到20-25MPa的CNG，然后进行充装并运输至指定地点进行销售。气质不一样的天然气其开采的方法与加工的方式也不尽相同，这两个环节也会随之改变。在对天然气进行脱水时，可以使用低压脱水或者中压脱水与高压脱水三种脱水方式进行生产CNG，脱水装置可以安装在压缩机级间、前、后等不同位置。如果压缩机正处于运行状态时，并且机体影响到了冰凝水的生产量，那么脱水装置在这种情况下应装在压缩机的后方;如果压缩机正处于运行的状态时，而且机体影响了冷凝水的生产量，但天然气的进站压力却不受脱水系统的影响，而此时的脱水装置便应该安装在压缩机的前面;如果压缩机正处于运行状态时，并且压缩机能够正常的对天然气进行脱水，那么脱水装置在这种情况下应该安装在压缩机的机间。由此可见天然气原料的水分含量是根据脱水方式与脱水装置位置的不同而产生不同效果的。将第二类天然气开采出并完成脱水与脱酸等工序后，其出厂水露点不可超过零下12℃，常压不断超过零下28℃。如果将这类天然气作为主要原料时，可以使用低压脱水的方式来保护压缩机，同时也可以有效的降低脱水装置的负载强度。当天然气原料的水露点在零℃时，需要利用高压脱水装置来缓解装置的负载，以此降低生产的耗能现象。在对天然气原料进行压缩时，天然气当中的C3+含量也会对天然气的生产产生一定的影响。若是将第三类天然气作为主要的原料，由于其C3+的含量较多，因此在将天然气进行压缩与冷却后就会出现凝析油的现象。如果选择第二类天然气作为主要原料，一般情况下不会出现凝析油，若是在处理站发生波动现象，那么也一样会凝析油的现象发生。因此为了解决这一现象，应将可以排出凝析油的装置安装在处理站的旁边。纵观整体，如果选取气质较高的天然气，那么便能够在压缩环节完成后，不必再次进行脱水，并且也省略了安装凝析油排出的设施，也就减少了一定的成本投入。

4 结束语

通过不断的研究与实践后发现，天然气气质的不同会使LNG与CNG发生相应的变化。若是所选取的天然气气质较优，那么便可以在一定程度上简化LNG与CNG的生产工艺，而且也能够有效提高其经济效益。基于此，在进行实际的LNG与CNG的生产时，应在充分结合实际需求的基础上完成合理的天然气原料的选择。

参考文献：

[1]向东栋，尹卫东，赵玉落.CNG、LNG气源厂站的比选[J].煤气与热力，2018，38（06）：36-41.