油气储运-学科前沿讲座 - 图文

5.3.1 干燥剂干燥法

干燥剂干燥法一般用甲醇、乙二醇或三甘醇作为干燥剂，干燥剂和水可以任意比例互溶，所形成的溶液中水的蒸汽压大大降低，从而达到干燥的目的。残留在管道中的干燥剂同时又是水合物抑制剂，能抑制水合物的形成。在实际应用过程中，由于乙二醇或三甘醇的价格费用较高，故一般选用甲醇作为干燥剂。 5.3.2 真空干燥法

真空干燥法主是在控制条件下应用真空泵通过减小管内压力而除去管内自由水的方法。其原理是创造与管内温度相应的真空压力，以使附着在管内壁上的水分沸腾汽化。水的沸点随压力的降低而降低，在压力很低的情况下水可以在很低的温度下沸腾并剧烈蒸发、汽化。真空干燥就是利用这一原理，不断地用真空泵从管道中抽气，降低管道中的压力，直至达到管壁环境温度下的饱和蒸气压，使除水后残留在管道内壁上的水沸腾而迅速蒸发。随后将水蒸气抽出管道。达到干燥的目的。

在初始抽气降压阶段中，管道压力由大气压降到管壁环境温度下水的饱和蒸气压，此时大部分空气已被抽出。如果管道存在较大的漏点，此时可以发现并修补。

在蒸发阶段中，随着压力接近饱和蒸气压，水开始大量蒸发。由于抽真空仍在继续，因此促使管内压力不断降低，水不断蒸发，使管道的压力保持在饱和蒸气压状态这，个过程将持续到所有的水蒸发完为止，残余的空气将被不断蒸发的水蒸气带出管道。

在最后的干燥阶段，管道中的水都已蒸发，随着抽真空的继续，压力开始下降。此时由于几乎所有的空气已被抽出，而且管道内壁所有的液态水已蒸发，所以可将管道中的压力看作仅仅是水的蒸气压力，可以直接计算露点。一旦达到预定值，就可以认为管道已经干燥，干燥作业可以停止。在较长的管道中，摩阻将会在这一过程中严重影响达到最终露点的速度，此时可以在抽真空条件下从不抽气的另一端通入一定量的干气（一般为氮气）进行扫线，以加快干燥速度。在这一步骤中可以进行浸透试验方法是停泵并监测压力（一般为24h），以检测管道是否存在小的渗漏点。如果管道存在渗漏点，压力将明显上升，如果水没有彻底蒸发，管道的压力也将上升。为了更准确地判断水是否全部蒸发，检测渗漏的浸

22

透试验往往提前，即一达到饱和蒸气压时就开始进行试验。检漏试验结束后，真空干燥继续进行，在达到最终露点对应的蒸气压后，将浸透过程持续一段时间，如果压力没有再度上升，就表明液态水已完全蒸发。

真空干燥结束后，可从真空泵直接引入天然气完成投产。当在短期内无法将天然气引入管道时，一般先注入氮气，使其充满管道以避免发生泄漏。 5.3.3 干空气干燥法

目前在我国广泛使用的是干空气干燥法，干空气干燥法的两种施工方法：第一就是直接应用干燥空气对管道进行吹扫，第二就是用通球法对管道进行干燥。从干燥效率和效果上讲，前者不如后者；从应用范围上讲，后者适用于通径管线，而前者适用于所有管线，包括变径管线。

干空气吹扫干燥法，即将干燥空气低压吹扫进入管道，凭借低露点空气对水分的吸附能力，达到对管道进行干燥的目的。在理想状态下，管道内的水会被低露点干燥空气吸附，并被后面的干燥空气吹出管道。但是在实际中，干空气完全的将已吸附水分的湿空气吹出管道是不可能的。尽管这种干燥方法的干燥效率并不高，但是对于变径管道，无法通发清管器，如果采用干空气进行管道干燥，只能应用这种施工方法。

干空气通球干燥法，即在管道中预先放置１枚或几枚泡沫清管器，以低露点干燥空气推动清管器在管道中前进，通过清管器的隔离作用，完成干空气和湿空气的置换过程。这种干燥方法适合于长距离通径管线的管道干燥，在西气东输干线管道干燥中，也是主要的干燥施工方法。

6 液化天然气储运

6.1 LNG简介

液化天然气(liquefied natural gas)简称LNG，是以甲烷为主要组分的低温液态混合物，其体积约为气态时的1/625，液化天然气是气田开采出来的天然气，经过脱水、脱酸性气体和重烃类，然后压缩、膨胀、液化而成的低温液体。 6.1.1 LNG的主要优点

1）天然气液化后便于进行经济可靠的运输。用专门的槽车、火车或轮船将LNG运输到销售地，方便灵活，适应性强。

23

2）储存效率高、占地少、投资省。

3）有利于城市燃气负荷的调节，生产过程释放出的冷量可以作冷藏、冷冻、温差发电等。

4）LNG可用作优质的车用燃料。与燃油汽车相比，具有抗爆性好、燃烧完全、排气污染少；实践证明采用LNG作为汽车燃料，具有发动机寿命长、可有效降低运行成本等优点。LNG燃点650℃，比汽油高230℃；气态时比空气轻，泄露后立即挥发飘散，不易引起自燃爆炸。

5）有利于保护环境，减少城市污染。属于国家重点扶持的新兴产业。 6.1.2 国外LNG产业状况

液化天然气是天然气资源应用的一种重要形式，自二十世纪80年代起，LNG贸易年均增长率为8%，是世界发展最快的燃料之一。2000年，世界LNG贸易增长率为10.1%，达1369.6×108m3，占国际天然气贸易总量的26%，占全球天然气消费总量的5.7%。日本LNG进口占世界进口总量的53%，达725×108m3，是世界最大的LNG进口国；印尼仍是全球最大的LNG出口国，占世界LNG出口总量26%。亚洲仍然是世界LNG最主要的进出口地区，中东和非洲的出口份额仍在不断增长。

目前，世界上共有12个国家64条生产线生产出口液化天然气，年生产能力1.26×108t。LNG主要产地分布在俄罗斯、印度尼西亚、马来西亚、澳大利亚、阿尔及利亚、文莱等地，消费国主要是日本、法国、西班牙、美国、韩国和我国台湾省等。LNG自六十年代开始应用以来，年产量平均以20%的速度持续增加，进入90年代后，由于供需基本平衡，海湾战争等因素影响，LNG每年以6～8%的速度递增，这个速度仍高于同期其它能源的增长速度。 6.1.2 国内LNG产业状况

我国拥有丰富的天然气资源，是一种潜在的重要能源，加快发展我国天然气工业，对缓解我国能源供需矛盾、优化能源结构、改善生态环境、提高人民生活质量、加快城市化建设、保持国民经济持续健康发展，都具有重要和深远的战略意义。随着“西气东输”工程的实施，天然气开发和应用的突破性发展阶段已经到来。

鉴于LNG 的清洁性能，及其在发电和民用燃料方面的巨大市场，国家有关

24

部门正在积极开展LNG引进工作。国内第一个LNG接收终端建于广东深圳，目前投产的一期建设规模370×104t/a。福建也正在进行LNG接收站的筹建工作。

目前，我国国内LNG产业正处于起步阶段。国内建成投产的LNG生产装置7套，分别位于上海和中原油田等。上海LNG装置液化能力为10×104m3/d，采用混合冷剂制冷液化工艺，主要用于燃气调峰和海上气田事故应急，但不对外销售；中原油田LNG装置是我国第一套商业液化天然气生产装置，其预处理规模为30×104 m3/d，采用丙烷+乙烯+节流的阶式制冷液化工艺，日产LNG 15×104 m3，液化率为50%。由于该装置采用了成熟的制冷工艺，设备严格按照工艺技术要求选择，运行过程严格按规范操作，所以自投用以来，运行和销售状况一直良好。

6.2 LNG工业链

LNG是天然气的一种独特的储存和运输形式，它有利于天然气的远距离运输有利于边远天然气的回收、降低天然气的储存成本、有利于天然气应用中的调峰。同时，由于天然气在液化前进行了净化处理，所以它比管道输送的天然气更为洁净。液化天然气工业链是非常庞大的，主要包括天然气液化、储存、运输、接收终端、气化站等。 6.2.1 液化天然气工厂

我国从20世纪80年代末开始就进行液化天然气装置的实践。下面介绍的小型液化天然气装置的研制与开发，为我国探索天然气液化技术提供了宝贵的经验。

1）中科院低温中心等单位研制的天然气液化装置

中科院低温中心与四川省绵阳燃气集团总公司、中国石油天然气总公司勘探局、吉林油田管理局等单位联合研制了两台天然气液化设备，一台容量为0.3m3/hLNG，采用了天然气自身压力膨胀制冷循环。另一台容量为0.5m3/h LNG，采用了氮气膨胀闭式制冷循环。 2）中原天然气液化工厂

2001年，我国第一座小型生产性质的天然气液化装置在中原油田试运行成功，这标志着我国在生产液化天然气方面迈开了关键的一步。其生产的LNG通过槽车运输的方式供应给山东、江苏等省的一些城市。中原油田有较丰富的天然

25