1、天然气液化流程的分类

目前，天然气液化流程的类型主要基于其功能与制冷方式来分。

(1) 按其功能可分为基本负荷型液化装置和调峰型液化装置，小型LNG装置属于调峰型液化装置。

(2) 按制冷方式可分为：① 级联式液化流程；② 混合制冷剂液化流程，包括闭式、开式、丙烷预冷、CII等；③带膨胀机的液化流程，包括天然气膨胀、氮气膨胀、氮一甲烷膨胀等。

然而，上述划分并不严格，通常采用的是包括了上述各种液化流程中某些部分的不同组合的复合流程，每一种方式又包含多种型式。

2、天然气液化装置的种类及组成

天然气液化装置的种类主要包括基本负荷型液化装置、调峰型液化装置、浮式LNG生产储卸装置与LNG接收终端，它们的定义如下。

(1) 基本负荷型液化装置：是指生产供当地使用或外运的大型液化装置。

(2) 调峰型液化装置：指为调峰负荷或补充冬季燃料供应的天然气液化装置，通常将低峰负荷时过剩的天然气液化储存起来，在高峰时或紧急情况下再汽化使用。

(3) 浮式LNG生产储卸装置：是一种新型的边际气田、海上气田天然气的液化装置，以其投资较低、建设周期短、便于拆迁等优点备受青睐。

(4) LNG接收终端：是指接收LNG运输船从基本负荷型天然气液化装置中运输来的LNG的装置，一般设有LNG罐顶蒸发气体BOG(Boil Off Gas)的液化回收系统。

天然气液化装置一般由天然气预处理流程、液化流程、储存系统、控制系统及消防系统等组成，其中液化流程是天然气液化装置的核心部分。大型LNG装置一般包括几套天然气液化装置，而每套液化装置中可能又有多条生产线。由于不同液化装置的生产目的不同，其具体组成自然存在较大的差异。

3、LNG的制冷方法

所谓制冷是指利用人工方法制造低温(低于环境温度)的技术。制冷方法主要包括以下三种。

(1) 利用物质相变(如融化、蒸发、升华)的吸热效应来实现制冷。所谓蒸气制冷，是指利用液体蒸发实现制冷。蒸气制冷又可分为蒸气压缩式(机械压缩式)、蒸气喷射式和吸收式三种类型，目前多采用蒸气压缩式制冷。

(2) 利用气体膨胀的冷效应来实现制冷。气体膨胀制冷目前广泛采用透平膨胀制冷，也有采用节流阀制冷和热分离机制冷的。

(3) 利用半导体的热电效应来实现制冷。

在天然气液化过程中，广泛应用液体蒸发和气体膨胀来实现制冷。节流制冷必须有足够高的压力能可以利用，且效率较低，一般用在原料气压力较高且要求液化的量较少的场合。

4、常用天然气液化流程

不同液化工艺流程，其制冷方式各不相同。在天然气液化过程中，常用天然气液化流程主要包括级联式液化流程、混合制冷剂液化流程与带膨胀机的液化流程，它们的制冷方式如下。

(1) 级联式液化流程

由若干个在不同温度下操作的制冷循环重叠组成，其中的高、中、低温部分分别使用高、中、低温制冷剂。高温部分中制冷剂的蒸发用来使低温部分中的制冷剂冷凝，低温部分制冷剂再蒸发输出冷量，用几个蒸发冷凝器将这几部分联系起来。蒸发冷凝器既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。对于天然气

液化，多采用由丙烷、乙烯和甲烷为制冷剂的三级复叠式制冷循环。

(2) 混合制冷剂液化流程

该工艺是20世纪60年代末期，由级联式制冷工艺演变而来的．多采用烃类混合物(N2、C1、C2、C3、C4、C5)作为制冷剂，代替级联式制冷工艺中的多个纯组分，其组成根据原料气的组成和压力确定。利用多组分混合物中重组分先冷凝，轻组分后冷凝的特性，将其依次冷凝、分离、节流、蒸发得到不同温度级的冷量，又据混合制冷剂是否与原料天然气相混合，分为闭式和开式两种混合制冷工艺。

(3) 带膨胀机的液化流程

膨胀制冷循环多采用逆布雷顿循环(Reverse-Brayton)，在该循环中工质通过压缩机等熵压缩，经冷却器冷却，然后在透平膨胀机内等熵绝热膨胀并对外做功，从而获得低温气流来制取冷量。在天然气液化过程中，膨胀制冷主要采用以下四种形式：天然气直接膨胀制冷、氮气膨胀制冷、氮气-甲烷混合膨胀制冷等。

5、带膨胀机液化流程的制冷原理及特点

带膨

1、天然气液化流程的分类

目前，天然气液化流程的类型主要基于其功能与制冷方式来分。

(1) 按其功能可分为基本负荷型液化装置和调峰型液化装置，小型LNG装置属于调峰型液化装置。

(2) 按制冷方式可分为：① 级联式液化流程；② 混合制冷剂液化流程，包括闭式、开式、丙烷预冷、CII等；③带膨胀机的液化流程，包括天然气膨胀、氮气膨胀、氮一甲烷膨胀等。

然而，上述划分并不严格，通常采用的是包括了上述各种液化流程中某些部分的不同组合的复合流程，每一种方式又包含多种型式。

2、天然气液化装置的种类及组成

天然气液化装置的种类主要包括基本负荷型液化装置、调峰型液化装置、浮式LNG生产储卸装置与LNG接收终端，它们的定义如下。

(1) 基本负荷型液化装置：是指生产供当地使用或外运的大型液化装置。

(2) 调峰型液化装置：指为调峰负荷或补充冬季燃料供应的天然气液化装置，通常将低峰负荷时过剩的天然气液化储存起来，在高峰时或紧急情况下再汽化使用。

(3) 浮式LNG生产储卸装置：是一种新型的边际气田、海上气田天然气的液化装置，以其投资较低、建设周期短、便于拆迁等优点备受青睐。

(4) LNG接收终端：是指接收LNG运输船从基本负荷型天然气液化装置中运输来的LNG的装置，一般设有LNG罐顶蒸发气体BOG(Boil Off Gas)的液化回收系统。

天然气液化装置一般由天然气预处理流程、液化流程、储存系统、控制系统及消防系统等组成，其中液化流程是天然气液化装置的核心部分。大型LNG装置一般包括几套天然气液化装置，而每套液化装置中可能又有多条生产线。由于不同液化装置的生产目的不同，其具体组成自然存在较大的差异。

3、LNG的制冷方法

所谓制冷是指利用人工方法制造低温(低于环境温度)的技术。制冷方法主要包括以下三种。

(1) 利用物质相变(如融化、蒸发、升华)的吸热效应来实现制冷。所谓蒸气制冷，是指利用液体蒸发实现制冷。蒸气制冷又可分为蒸气压缩式(机械压缩式)、蒸气喷射式和吸收式三种类型，目前多采用蒸气压缩式制冷。

(2) 利用气体膨胀的冷效应来实现制冷。气体膨胀制冷目前广泛采用透平膨胀制冷，也有采用节流阀制冷和热分离机制冷的。

(3) 利用半导体的热电效应来实现制冷。

在天然气液化过程中，广泛应用液体蒸发和气体膨胀来实现制冷。节流制冷必须有足够高的压力能可以利用，且效率较低，一般用在原料气压力较高且要求液化的量较少的场合。

4、常用天然气液化流程

不同液化工艺流程，其制冷方式各不相同。在天然气液化过程中，常用天然气液化流程主要包括级联式液化流程、混合制冷剂液化流程与带膨胀机的液化流程，它们的制冷方式如下。

(1) 级联式液化流程

由若干个在不同温度下操作的制冷循环重叠组成，其中的高、中、低温部分分别使用高、中、低温制冷剂。高温部分中制冷剂的蒸发用来使低温部分中的制冷剂冷凝，低温部分制冷剂再蒸发输出冷量，用几个蒸发冷凝器将这几部分联系起来。蒸发冷凝器既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。对于天然气

液化，多采用由丙烷、乙烯和甲烷为制冷剂的三级复叠式制冷循环。

(2) 混合制冷剂液化流程

该工艺是20世纪60年代末期，由级联式制冷工艺演变而来的．多采用烃类混合物(N2、C1、C2、C3、C4、C5)作为制冷剂，代替级联式制冷工艺中的多个纯组分，其组成根据原料气的组成和压力确定。利用多组分混合物中重组分先冷凝，轻组分后冷凝的特性，将其依次冷凝、分离、节流、蒸发得到不同温度级的冷量，又据混合制冷剂是否与原料天然气相混合，分为闭式和开式两种混合制冷工艺。

(3) 带膨胀机的液化流程

膨胀制冷循环多采用逆布雷顿循环(Reverse-Brayton)，在该循环中工质通过压缩机等熵压缩，经冷却器冷却，然后在透平膨胀机内等熵绝热膨胀并对外做功，从而获得低温气流来制取冷量。在天然气液化过程中，膨胀制冷主要采用以下四种形式：天然气直接膨胀制冷、氮气膨胀制冷、氮气-甲烷混合膨胀制冷等。

5、带膨胀机液化流程的制冷原理及特点

带膨