天然氣液化裝置可以分為基本負(fù)荷型和調(diào)峰型兩大類。另外，隨著海上油氣田的開(kāi)發(fā)，近年又出現(xiàn)了浮式液化天然氣生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置。天然氣液化裝置一般由天然氣預(yù)處理、液化、儲(chǔ)存、控制及消防等系統(tǒng)組成。

基本負(fù)荷型液化裝置是用本地區(qū)豐富的天然氣生產(chǎn)LNG供出口的大型液化裝置。20世紀(jì)60年代最早建設(shè)的這種天然氣液化裝置，采用當(dāng)時(shí)技術(shù)成熟的階式制冷液化流程。到20世紀(jì)70年代又轉(zhuǎn)而采用流程大為簡(jiǎn)化的混合制冷劑液化流程。20世紀(jì)80年代后新建與擴(kuò)建的基本負(fù)荷型天然氣液化裝置，則幾乎無(wú)例外地采用丙烷預(yù)冷混合冷劑液化流程。這類裝置的特點(diǎn)是：處理量大，為了降低成本，近年更向大型化發(fā)展，建設(shè)費(fèi)用很高；工廠生產(chǎn)能力與氣源、運(yùn)輸能力等LNG產(chǎn)業(yè)鏈配套嚴(yán)格；為便于LNG裝船外運(yùn)，工廠往往設(shè)置在海岸邊。

調(diào)峰型液化裝置主要建設(shè)在遠(yuǎn)離天然氣源的地區(qū)，廣泛用于天然氣輸氣管網(wǎng)中，為調(diào)峰負(fù)荷或補(bǔ)充冬季燃料供應(yīng)。通常將低峰負(fù)荷時(shí)過(guò)剩的天然氣液化儲(chǔ)存，在高峰時(shí)或緊急情況下再氣化使用。調(diào)峰型液化裝置在匹配峰荷和增加供氣的可靠性方面發(fā)揮著重要作用，可以極大地提高管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性。與基本負(fù)荷型LNG裝置相比，調(diào)峰型LNG裝置是小流量的天然氣液化裝置，非常年連續(xù)運(yùn)行，生產(chǎn)規(guī)模較小，其液化能力一般為高峰負(fù)荷量的1/10左右。對(duì)于調(diào)峰型液化天然氣裝置，其液化部分常采用帶膨脹機(jī)的液化流程和混合制冷劑液化流程。

浮式液化天然氣生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置是一種新型的海上氣田天然氣的液化裝置，以其投資較低、建設(shè)周期短、便于遷移等優(yōu)點(diǎn)倍受青睞。
一、基本負(fù)荷型天然氣液化裝置

基本負(fù)荷型天然氣液化裝置主要用于天然氣生產(chǎn)地液化后遠(yuǎn)洋運(yùn)輸，進(jìn)行國(guó)際間LNG的貿(mào)易。它除了液化裝置和公用工程以外，還配有港口設(shè)備、棧橋及其他裝運(yùn)設(shè)備。在相應(yīng)的輸入國(guó)，要建設(shè)LNG港口接收站，配備卸貨裝置、儲(chǔ)槽、再氣化裝置和送氣設(shè)備等。

基本負(fù)荷型天然氣液化裝置的液化和儲(chǔ)存連續(xù)進(jìn)行，裝置的液化能力一般在10⁶m³/d以上。全部設(shè)施由天然氣預(yù)處理流程、液化流程、儲(chǔ)存系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、裝卸設(shè)施和消防系統(tǒng)等組成，是一個(gè)復(fù)雜龐大的系統(tǒng)工程，投資高達(dá)數(shù)十億美元。如年產(chǎn)600×10⁴t的LNG項(xiàng)目，從天然氣生產(chǎn)、液化到LNG運(yùn)輸，不包括LNG接收和下游用戶，投資約需60～80億美元。項(xiàng)目建設(shè)一般需以20～25年的長(zhǎng)期供貨合同為前提。由于項(xiàng)目投資巨大，LNG項(xiàng)目大多由大型跨國(guó)石油公司與資源擁有國(guó)政府合資建設(shè)。

1961年，在阿爾及利亞建造的世界上第一座大型基本負(fù)荷型天然氣液化裝置(CAMEL)，采用丙烷、乙烯和甲烷組成的階式制冷液化流程，見(jiàn)圖3-13^[7]。于1964年在阿爾及利亞Arzew交付使用。該液化工廠共有三套相同的液化裝置。每套裝置液化能力為1.42×10⁶m³/d。

進(jìn)廠的天然氣壓力為3.24MPa；溫度37.8℃；組分的摩爾分?jǐn)?shù)是：83%甲烷、10%C₂⁺以上的烷烴、7%氮。原料氣先經(jīng)離心壓縮機(jī)壓縮到4.1MPa，用海水進(jìn)行冷卻；此后用單乙醇胺溶液脫除二氧化碳，用乙二醇及鋁膠清除水分，將露點(diǎn)降到-73℃以下。凈化后的原料氣進(jìn)入液化裝置。每套裝置用三臺(tái)離心式制冷壓縮機(jī)，它們?cè)诟髯缘姆忾]循環(huán)系統(tǒng)中作為制冷劑壓縮機(jī)。其中丙烷制冷循環(huán)在換熱器15和19中，為天然氣提供兩個(gè)溫度級(jí)的冷量，用于冷卻天然氣；乙烯制冷循環(huán)在乙烯冷卻器22中，為天然氣提供三個(gè)溫度級(jí)的冷量，用于液化天然氣；甲烷制冷循環(huán)在換熱器23、24、25中，為天然氣提供三個(gè)溫度級(jí)的冷量，用于過(guò)冷液化天然氣。過(guò)冷后的液化天然氣閃蒸到大氣壓，用泵送至儲(chǔ)罐。液化后的天然氣組分的摩爾分?jǐn)?shù)大致為：86.98%甲烷、0.71%氮、其余為C₂⁺以上的烷烴。制冷循環(huán)所用的甲烷和丙烷直接取自天然氣；乙烯則由乙醇脫水制得，每天補(bǔ)充量約需5t。

采用階式制冷液化流程的優(yōu)點(diǎn)是能耗低，且各制冷循環(huán)及天然氣液化系統(tǒng)各自獨(dú)立，相互牽制少，操作穩(wěn)定。它的缺點(diǎn)是流程復(fù)雜、機(jī)組多，要有生產(chǎn)和儲(chǔ)存各種制冷劑的設(shè)備，各制冷循環(huán)系統(tǒng)間不能有任何滲漏，維修也不方便。

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混合制冷劑液化流程有開(kāi)式和閉式兩種。閉式混合制冷劑液化流程是指制冷劑循環(huán)與天然氣液化過(guò)程彼此分開(kāi)的液化流程。圖3-14^[7]為采用閉式混合制冷劑液化循環(huán)的天然氣液化裝置示意圖。這套裝置是1970年恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)的利比亞伊索工廠的液化裝置。