油气储运专业课LNG复习资料 - 图文

简答12题（分条作答，关键词） 画流程图6题

第一章 绪论

1、 液化天然气（LNG）：当天然气在大气压下冷却至约-162℃时，天然气由气态变成液态，

称为液化天然气。 2、 LNG的基本特点：（1）无色、无味、无毒且无腐蚀性；（2）其体积约为同量气态天然气

体积的1/625;（3）其重量仅为同体积的水的45%左右；（4）可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点。

第二章 天然气的净化技术

1、 LNG有哪些杂质？

H2O、SO2、H2S、COS、Hg、芳香烃族、N2、He、O2 2、 为什么要脱除天然气中的水分？

（1） 含有CO2和H2S的天然气在有水存在的情况下形成酸液腐蚀管路和设备； （2） 在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备； （3） 降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。

第三章 制冷原理和方法

1、制冷原理基本可分为两大类：气体膨胀制冷和相变制冷

（1）气体膨胀制冷：是利用较高压力的气体共通过节流阀或膨胀机绝热膨胀使气体降压降温来获得冷量。这种方法又分为两种类型：节流膨胀制冷和绝热膨胀制冷。 （2）相变制冷：是利用某些物质（即制冷剂）在相变时的吸热效应来产生冷量。最常见的利用某些物质（即制冷剂）由液体转变为蒸气时的吸热制冷，这种方法也称为蒸气制冷，一般有三种类型：蒸气压缩式、蒸气喷射式和吸收式。

注：天然气液化中常采用的制冷方法（3种）是：节流膨胀制冷、膨胀机绝热膨胀制冷、蒸气压缩制冷。

2、膨胀机制冷循环（是绝热膨胀过程） 膨胀制冷循环流程图

（与书P26的图3-3略有不同，翻书看下）

1-压缩机；2-干燥器；3-冷凝器；4-气液分离器； 5-膨胀机；6-节流阀

膨胀机制冷循环是一种输出能量的绝热

膨胀过程，它大大改善了循环的热力性能，并可以获得更大的温降。

流程：温度为T0、压力为P0的原料气

经过冷凝换热器换热后温度降为T2、

压力降为P2，部分冷凝分离出来的凝液在气液分离器中分离出来并节流减压后排出，未冷凝的气体经膨胀机绝热膨胀到压力P3、温度T3。膨胀过程中输出部分机械能或热能，低温低压干气流经冷凝换热器吸收热量将自身升温至T4后输出。

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注意：在膨胀机制冷循环中，冷量主要来源于膨胀机，其次是在冷凝换热器中发生的等温节流效应；而冷量消耗主要用于液化凝析液和补偿冷量损失。

绝热过程：系统和外界间不发生热量交换时，系统状态变化所经历的过程称为绝热过程。

等熵过程：当绝热过程为可逆过程时，该过程为等熵过程。 绝热不一定等熵，必须是可逆的绝热过程才称为等熵过程。

3、 解释气体做外功的绝热膨胀效应？----下面解释的等熵膨胀效应，不过二者类似

高压天然气通过涡轮膨胀机进行绝热膨胀的同时做外功的过程如果是可逆的，则必然为等熵过程。该过程的特点是气体膨胀对外做功熵值不变，膨胀后气体温度降低，且同时产生冷量。 等熵膨胀效应：气体进行等熵膨胀时，由于压力的变化引起的温度变化称为等熵膨胀效应。

4、蒸气压缩制冷是相变制冷中常用的一种，其原理是利用液体汽化时的吸热效应来获得低温，即利用液体汽化相变制冷。

蒸气压缩制冷循环包括：节流膨胀、液体冷剂蒸发、气体冷剂压缩、过热气体冷凝四个过程。

（1）A-B过程【节流膨胀过程】：由冷凝器出来的制冷剂液体（A）,经节流阀膨胀到蒸发压力pB，温度降到与之前相对应的饱和温度TB，形成两相状态的气液混合物。A点是饱和压力pA和焓HLA下的泡点液体。液体通过一个节流阀闪蒸，压力降至pB，同时温度也降低至TB。膨胀后的压力值pB由期望的制冷剂温度TB（点B处）来决定。

由于B点位于p-H图的包络区，因而气液共存。

由于膨胀步骤A-B是通过一个膨胀阀产生的，无能量交换，因此，该过程可以看作是等焓过程，所以阀出口处全部物流的焓应等于进口处物流的焓。

节流过程是不可逆过程，故过程进行时，熵随之增加。 （2）B-C过程【液体蒸发过程】：在膨胀A-B过程中蒸气的生成并不能提供所期望的制冷效果。在蒸发器B-C阶段，由于制冷剂液体吸收热量被蒸发，因此产生了制冷效果。这是一个恒温恒压的步骤。在C点，蒸气的焓等于B点蒸气的焓。 （3）C-D过程【气体压缩过程】：制冷剂蒸气在饱和压力pC下离开蒸发器进入压缩机增

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压，增压的目的是让循环的制冷剂在高压下再一次液化。焓值为HVB时，相应的温度为TC，在此点的熵为SC。对于理想气体等熵压缩过程为直线C-D’，等熵压缩到压力pA。 （4）D-A过程【过热气体冷凝过程】：离开压缩机的压力为pD=pA，温度为TD的过热制冷剂在近于恒压下通过冷凝器被冷却到露点温度TA，此时制冷剂蒸气在恒温下开始冷凝。它包括两个过程：气相制冷剂由过热状态降低到露点温度，再由露点温度的气体被冷凝到饱和液体。在脱过热和冷凝过程中，蒸发和压缩过程中加给制冷剂的所有热量和功必须移出，这样才能返回到p-H图的A点（起点）而完成一个循环。

这四个过程中熵、焓怎么变化的？重点！！！！

4、天然气液化工业中常用的制冷剂有哪些？

制冷剂，也称制冷工质，是制冷系统中完成制冷循环的工作介质。 按化学成分分类，可分为四类：（1）无机化合物制冷剂（2）氟利昂制冷剂（3）碳氢化合物制冷剂（4）共沸溶液制冷剂。

在天然气液化装置中，常用碳氢化合物作为制冷剂。常用的碳氢化合物制冷剂有：甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、乙烯、丙烯。

天然气制冷装置中应用最普遍的是：丙烷、乙烯、乙烷、甲烷等制冷剂。

4、 蒸气压缩制冷循环流程

可分为：单一制冷剂压缩制冷、级联式制冷、混合制冷剂制冷等几种形式。 （1） 单一制冷剂压缩制冷（以纯丙烷制冷剂为例）

1）单一制冷剂单级压缩制冷系统

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2）单一制冷剂两级制冷系统 用一个两级制冷系统并有级间闪蒸节能器，经常可以节能20%。

3）单一制冷剂三级制冷系统

注：随着压缩机增加，能耗迅速降低。然而随着压缩机的增加，制冷系统的安装费用也会升高。

（2）级联式制冷

级联式制冷循环流程图：此图可能有误，与书P32的图不同。

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