LNG的制备以及储存运输探究

张藤

摘要：天然气是一种可以储存在地下并可以燃烧的气体。液化天然气既没有毒性，也没有腐蚀性，具有很高的安全性，是一种高质量的能源。它是一种被全世界认可的清洁能源。随着人们对生活水平和健康生活的追求，LNG在绿色环保的追求中得到越来越多的认可。本文分析了LNG的制备、储存和运输的各个环节。

关键词：LNG;制备;存储运输;探究

LNG是液化天然气（LNG）的英文术语。在常压情况下天然气通常以气态出现，经过冷却（置于-162℃）后转化为液态。作为液化天然气的主要成分，甲烷没有任何颜色和气味。目前，人们对绿色环保的追求越来越高，LNG也受到了人们的青睐。

一、天然气液化工艺

由于天然气的主要成分是甲烷，因此可作为燃烧材料。对于一般情况来说，天然气是一种从地下进行开采出来的气态化石燃料。天然气提取成功后，在相应设备的帮助下进行加工处理，然后由天然气转化为天然气。气态经过加压、制冷等一系列过程，转变成液态，液化天然气就是这样形成的。天然气的液化通常可以同时通过三种研究工作方法进行系统实现：阶式混合制冷工艺、混合阶式制冷工艺、膨胀制冷工艺三种不同方式来实现[1]。

（一）阶式制冷工艺

1960 年代，天然气贸易开始使用阶式制冷工艺，该工艺通过串联方法将多个沸点不同的独立制冷系统联系起来，再冷却、冷凝甚至液化天然气。经过逐渐预处理的天然气，最终得到低温的LNG产品。常规制冷系统包括甲烷、丙烷和乙烯制冷循环，每个制冷系统都是独立的，并配有压缩机和热交换系统。该工艺技术最成熟可靠，系统各部分独立相对干扰小，制冷剂易得，系统稳定，使用方便，耗能不多。但该系统更加复杂、昂贵且难以维护[2]。

（二）混合冷剂工艺

天然气液化工艺技术利用混合制冷剂制冷循环系统，将氮气和C1-C5烃类化合物进行适当混合，制成液化制冷剂。采用冷凝、蒸发、膨胀一系列的处理方法，就可以得到不同温度水平的制冷量。受制冷过程中混入的制冷剂的成分和配比的影响，将导致系统的能耗影响较大。发热量会更大，所以匹配的冷剂系统也比较复杂，所以要选择合适的冷剂。为了降低制冷循环系统的能耗，目前大多数企业采用混合制冷循环系统。混合制冷循环的液化过程需要混合C1-C5烃化物和氮气等五种以上成分作为制冷剂[3]。

（三）膨胀循环工艺

膨胀机制冷循环也是天然气企业经常会用到的加工技术。该过程通过膨胀机将天然气冷却，进一步完成制冷和液化的目标。利用膨胀机对高压制冷剂进行等熵膨胀，可以很好地实现频繁、快速的开关调节的过程。在不同条件下的天然气液化，有不同的组合方法，使用天然气本身、氮气以及氮气与甲烷的组合作为制冷剂的工艺各有特点，具有相对灵活的操作。我国的这项技术目前来说发展较好，在氮膨胀制冷工艺基础上进一步改进，衍生出氮-甲烷混合膨胀制冷，该工艺不仅启动时间短，而且能耗也相对较低，但受复杂程序的影响，尚未大规模应用。

二、液化天然气的存储

作为储存LNG的主要方式，液体储罐的低温储存的条件是双壁真空粉末绝热。正常情况下，LNG储存期为4天。目前，对于LNG储罐来说，我国的低温储罐技术目前发展较为不错，除了掌握生产大型低温储罐的技术，也具有极好的效益[4]。

目前，最常见的存储技术是：低温存储。这是最常见的存储方法，也是最先使用的。在许多大型天然气储存中。这个过程的主要特点是比较节省能源，但是这个过程对存储能力的要求比较高。由于储存LNG时，通常选取常压低温拱形储罐，而储罐设计为平底拱形垂直双壁结构，受提升力的影响，需要用多条锚带固定内罐周围，并充入干燥氮气保护。这种被称为 “带压子母罐存储”。是一种相对来说并不复杂的工艺技术，但由于存储容量有限，这种工艺只适用于较小规模的存储。如今，随着经济全球化的到来，许多国家的精湛工藝将被置于世界舞台上进行竞争。从中国目前的情况来看，液化天然气储存技术还有很大研究和进步的空间。另一方面，政府和企业需要进一步加大对研究的投入，以更好地推动此类技术的发展，最终能够站上全球舞台。

三、液化天然气的运输

（一）罐车运输

在运输液化气的过程需要严格遵守规定，谨慎选择运输车辆，牵引车或半挂车是两个较为不错的选择。除此之外，在车辆上准备干粉灭火器等其他灭火设备也是必不可少的，足够多的灭火材料才能确保在紧急情况下，快速地将火势控制住，防止火势进一步扩大。在运输过程中，罐体内会不断出现电荷，如果在运输过程中没有将静电及时地解决处理，那么就会导致出现事故[5]。

（二）管道输送

目前，LNG管道只在两类情境下得到广泛使用，分别是天然气液化厂以及LNG装卸设施，LNG长距离运输的例子还不存在。通过长时间的探究，证明管道远距离运输液化天然气在技术上是可以实现的。在长输管道建设中，如何在低温条件下，将性能发挥到最好是最大的问题。完成管道运输的过程，就需要在中心安装一个LNG冷泵站，防止BOG（闪蒸汽）气体的产品。由于海底低温管道的技术如今发展迅速，已经实现了有效输送32km的距离，这充分证明了LNG长距离输送在技术上是可以实现的。近年来随着社会现代化发展，天然气需求量越来越大，管道输送的发展已经称为必然。

（三）LNG运输船

液化天然气国际贸易的主要形式就是跨海船运。亚洲是LNG生产国的主要集中地。韩国大宇（daewoo）、三星（samsung）和日本三菱（mitsubishi）已成为全球领先的液化天然气运输船生产商，但它们的核心技术由法国 GTT 等北欧公司主导。对于运载LNG的船舶各方面都具有很高的标准，一般为大型船舶，需要防爆安全处理才能保证运输顺利。

结语

天然气可以说是目前市场上发现的最清洁环保的能源之一，虽然和储存普通燃料的费用相比，天然气的成本较高，但利用这种能源很好地符合国家保护环境和能源的要求以及减少排放。LNG的制备、储存和运输过程中的安全问题也越来越受到关注，并且现代社会人们对新能源的认识不断提高，在未来市场中，天然气的应用将会有更广阔的市场空间。

参考文献：

[1]张盈盈，李兆慈，丁杨，等.液化天然气的储存与运输技术现状分析[J].现代化工，2016，36（04）：4-7.

[2]邓志安，周庆哲.液化天然气（LNG）的制备与储存运输[J].山西化工，2021，41（02）：90-91+94.

[3]黄俊之.试析天然气液化工艺的对比及应用[J].企业技术开发，2017，36（12）：46-47.

[4]陈栋，王亚倩.大型液化天然气储罐的发展研究[J].中国新技术新产品，2018（02）：51-52.

[5]包臣.液化天然气储存及应用技术研究[J].科技展望，2016，26（25）：131+133.