日产25万立方米lng切割气项目可行性研究报告.doc

松原市黎明气体有限公司日产25万立方米LNG切割气项目可行性研究报告吉林省石油化工设计研究院（工咨甲10820070011）二0一0年九月 长春编 制 单 位： 吉林省石油化工设计研究院主要编制人员： 关绍山 孙宗稳 谭丽丽 汪凤山 松原市黎明气体有限公司日产25万立方米LNG切割气项目 可行性研究报告目 录1 总论11.1项目背景11.2项目概论61.3主要技术经济指标72 市场预测93 建设规模及建设内容113.1建设规模及建设内容113.2产品质量标准114 厂址选择124.1厂址所在位置现状124.2厂址建设条件125 技术方案、设备方案和工程方案165.1技术方案165.2设备方案235.3工程方案246 主要原材料及动力供应266.1主要原材料供应266.2燃料供应267 总图运输及公用辅助工程277.1总图布置277.2厂内外运输287.3公用辅助工程298 节能358.1编制依据358.2项目用能分析358.3项目所需的节能管理机构368.4节能措施综述388.5节能效果分析及消耗指标389 环境影响评价409.1厂址环境条件409.2项目建设和生产对环境的影响409.3环境保护措施方案419.4采用的标准429.5绿化429.6环境影响评价4310 劳动安全卫生与消防4410.1危害因素和危害程度分析4410.2劳动安全卫生防范措施方案4510.3消防设施4811 组织机构与人力资源配置5411.1组织机构5411.2生产值班5411.3劳动定员5411.4培训5512 项目实施进度5612.1建设工期5612.2进度安排5613.投资估算及融资方案57131投资估算5713.2融资方案5914.财务评价6014.1财务评价基础数据选取6014.2销售收入及税金估算6114.3成本费用估算6114.4财务评价指标分析6214.5财务评价结论6415 项目招标情况6516 风险分析及防范对策6617 结论与建议6817.1结论6817.2建议68III1 总论 1.1项目背景1.1.1项目名称 松原市黎明气体有限公司日产25万立方米LNG切割气项目1.1.2承办单位概况 承办单位：松原市黎明气体有限公司 松原市黎明气体有限公司成立2003年，是松原市重点招商引资企业，是松原市气体行业唯一获得国家安监部门颁发安全生产许可登记证的企业，现已发展成为拥有固定资产1500万元，年产溶解乙炔气体1300吨，氧气260万立方米的工业切割行业龙头企业。公司始终坚持“以人为本、科技兴企、节约环保、造福社会”的发展宗旨，为实现清洁生产，节约有限的资源，保护环境，消除污染，节能降耗创造显著的社会效益和经济效益而切实努力。公司日产25万立方米LNG切割气项目位于松原市宁江区雅达虹工业集中区，毗邻松原市城区，本区域业务涵盖中油吉林油田分公司、中石化前郭炼油厂、吉林省长山化肥厂、大唐长山电厂、中油扶余炼油厂等国、省直大型石化企业，产品辐射长春、哈尔滨、大庆等地，公司将通过与合作伙伴的通力合作，并经过自身不断努力，将LNG切割气打造成为东北地区的优势产品。1.1.3编制依据和原则1.1.3.1编制依据 1松原市黎明气体有限公司日产25万立方米LNG切割气项目的编制任务书。 2松原市黎明气体有限公司提供相关的技术资料 3中华人民共和国国家发展和改革委员会投资项目可行性研究指南42007年国家发展改革委关于印发国家发展改革委关于印发天然气利用政策的通知关于天然气产业政策、投资方向及行业和地区规划相关规定。5国务院召开2010年全国节能减排工作电视电话会议,动员和部署加强节能减排工作。严控高耗能、高排放行业过快增长,加大淘汰落后产能力度。加快实施重点节能工程,抓好重点领域节能减排。大力推广高效节能产品,积极推行合同能源管理。全面实行政府优先和强制采购节能产品制度。突出抓好钢铁、有色、电力、建材、石油石化、化工等重点耗能行业和年耗能5000吨标准煤以上企业节能监管，为高效节能产品的开发及应用提供了优越的外部环境，为LNG切割气替代乙炔等高耗能、高污染工业气体提供了政策支持。6起步于20世纪40年代末期的电石工业，产能已从最初的年产量3000吨激增至2009年岁末的2200万吨，这意味每生产一吨电石至少需要消耗35003800度电能的电石工业，俨然已成为绝对意义上的耗能大户。2010年，针对电石行业的政策调控更是骤然升级。国务院关于进一步加强淘汰落后产能的通知（以下简称通知）明确指出，未来3年将进一步淘汰电石落后产能150万吨，其中2010年完成淘汰计划46万吨，电石行业在2010年底前要淘汰6300千伏安以下的矿热炉。一系列的政策将限制电石产业的发展，随之而来的乙炔的生产成本将会提高，这给了以高新节能环保工业燃气为代表的LNG切割气的发展创造了绝好的外部条件。 7松原市为中油吉林油田分公司所在地，具有充足的原料天然气优势，2010年产气能力已达16亿米3。 8LNG切割气是目前所有切割气体生产成本最低廉的优势切割气体，产品优势独一无二。9LNG切割气经过使用单位测评，其切割精度优于乙炔，切割速度优于其他代用燃气。1.1.3.2编制原则根据国家及地方的有关政策，确定以下编制原则：1.严格执行国家、行业的有关标准、规范，贯彻执行国家一系列基本建设的方针政策和有关法规，建设松原市黎明气体有限公司日产25万立方米LNG切割气项目。2.贯彻节能方针，从当地能源的条件出发，做到能源的综合利用与合理利用，提高效率，力求取得较好的经济效益、社会效益和环境效益。3.采用新工艺、新技术、新材料、新设备，合理利用现有基础设施，减少投资，提高经济效益。4.在满足技术要求的前提下，以经济效益为中心，充分合理利用资金，减少投资风险，力争节约基本建设投资、提高经济效益。5.在保证工艺系统建设高质量、高水平、高效益的情况下，优先采用国产材料和设备，以节约建设资金，提高经济效益。附属工程设计做到安全、适用、经济、长期均衡平稳供应。6.本着投资少、产出多、见效快、效益高的方针，合理利用资源，开拓应用天然气的新途径，生产出市场潜力大，而且附加值高的产品。7.利用先进、节能、可靠的新技术，高起点，低能耗，提高收率。8.项目设计时应充分考虑利用自然能量，尽量降低运行能耗。9.重视安全生产、环境保护，严格执行国家、地方及主管部门制定的环保和职业安全卫生设计规定、规程和标准。 10遵守环境保护法，生产中的“三废”需予以处理，以符合国家和地方规定的排放标准，同时确保本项目投产后符合职业安全卫生的要求。11按照“清洁生产”的要求,在设计阶段要做到从源头减少原料消耗，减少“三废”产生量，做到节电、节水、节能。1.1.4项目背景随着经济的发展，人类对能源的需求在不断增长。由此引发的能源供应问题，对环境影响的担忧也在不断升级。面对着日益紧迫的能源和环境压力，人类开始寻找更清洁、可靠的能源以改善传统能源结构。在工业化正处于高速发展的松原地区，石油化工产业机械加工切割领域中用火焰切割各种尺寸和形状的零件及坯料是各生产环节不可缺少的重要工艺，我国自30年代从德国进口乙炔装置开始采用乙炔焊接金属以来，乙炔生产、安全，使用技术不断改进完善。进入90年代后焊接气体行业相继出现了以丙烷气、丙烯气、液化石油气、汽油等为主要成分的代燃气体，有的甚至跳出瓶装气体行业，采用氢氧源焊割机、等离子焊割等工艺及装备。目前我国焊割气年需求量逐年增加，各种代燃气体竞相研制开发，但是乙炔仍占据焊割气主要市场。原因在于这些替代气体的使用性能，其中主要的指标是最高火焰温度与乙炔相比仍存在很大差距。在金属切割的火焰加工作业中，乙炔作为一种传统的气源，具有火焰温度高，热加工效果显著等优点，被工业界广泛应用于金属的切割、焊接、变形矫正等领域，但是乙炔亦有明显的缺点，即乙炔使用安全性差、耗能大、价格高、产生环境污染等。每生产1吨乙炔气，需3600度电和10吨焦炭，将产生3.3吨污染渣和150吨污染水，同时每燃烧1公斤乙炔气，则排放硫化氢2g，磷化氢（31 g）的有害气体。我国年供乙炔为100万吨。由此带来的各项消耗为：电消耗为每年：360000万度，330万吨焦碳，水污染：15000万吨，硫化氢排放：2000吨，磷化氢排放：31000吨，电石渣排放：330万吨根据“发展高科技、实现低碳经济”的要求，松原市黎明气体有限公司依托优势资源，与技术支持单位联合，开拓创新，经不懈努力，研发出LNG切割气，火焰温度达到3300左右，成功的将天然气引入金属加工领域，为替代乙炔等传统焊割气体开辟了全新的发展之路。1.2项目概论1.2.1项目拟建地点 吉林省松原市雅达虹工业集中区1.2.2项目建设内容在公司原有生产、办公设施基础上，建设日产25万立方米LNG切割气生产线一套、低温储罐储存系统一套。以及为这些车间配套的公用工程及辅助设施、生活设施等。1.2.3主要建设条件 1原料条件 松原市为中油吉林油田分公司所在地，吉林油田天然气储量1.4万亿米3，探明1100亿米3，2年内每年新增探明700亿米3。今年天然气产量16亿米3，2015年提至30亿米3，预计至2020年，将达到130亿至140亿米3，具有充足的原料天然气优势。 2技术条件（1）该公司具有一定的技术研发力量及中试的技术条件，产品已投放市场，使用效果良好，优于国内同类产品，因此具备技术条件。 （2）产品科技水平情况： 在国内首先把高能燃料应用于可燃气体助燃催化剂领域，按比例加天然气，能有效的提升天然气燃烧发热量、提高火焰温度、改善燃烧环境，并具备了乙炔气的“四大功效”，可降低成本50%以上，成为乙炔气的替代产品，各项理化指标均优于乙炔气体，安全、环保、高效、节能是LNG切割气的最大优点。 3环境条件项目生产过程采取综合治理措施，产生的废气、废液、废水满足国家排放标准。1.2.4项目投入总资金及效益情况 项目总投资共20038.06万元，其中建设投资16938.56万元，流动资金3099.5万元。 项目建成后，每年可实现营业收入33041.49万元，所得税1793.01万元，利润总额7172.04万元，投资回收期4.22年（税后），财务内部收益率为32.53%（税后）。1.3主要技术经济指标主要经济效率指标汇总表序号项目单位指标备注1建设规模1.1LNG切割气万吨6.51.2LPG吨2600副产品2总投资万元20038.062.1建设投资万元16938.562.2建设期利息万元2.3流动资金万元3099.5达产年份3营业收入万元33041.49各年平均值4营业税金及附加万元180.83增值税万元1808.22各年平均值5总成本费用万元23880.4各年平均值6利润总额万元7172.04各年平均值7所得税万元1793.01各年平均值8净利润万元5379.03各年平均值9总投资收益率%36.610总投资利税率%45.7211资本金净利润率%31.7612总成本利润率%30.0313销售利润率%21.7114全员劳动生产率万元/人550.6915生产工人劳动生产率万元/人579.6816贷款偿还期年17盈亏平衡点%32.63达产年份%31.11各年平均值18投资回收期年3.59所得税前年4.22所得税后19财务净现值万元33361.91i=12%所得税前万元22516.17i=12%所得税后20财务内部收益率%41.45所得税前%32.53所得税后21资产负债率%19.65达产年22流动比率%732.61达产年23速动比率%572.45达产年2 市场预测在工业焊割气加工行业：我国当前金属焊割气市场仍以乙炔为主，占80%。发达国家已淘汰乙炔70%，美国几乎不用乙炔切割，使用加添加剂制成的新型燃气。我国若取代70%，就有10万多吨新型燃气空间，市值十几亿元，替代乙炔减低成本20多亿元，可创利税约5亿元。据有关资料查明，目前我国每年切割钢材量在2000万吨，而材料利用率只达到60-65%，与国外先进国际相比差10-20%，国内90%钢材切割使用乙炔，而国外目前采用乙炔切割仅占35%左右。目前国内年耗电石在80万吨以上，价值人民币12亿元，生产50万吨的电石需耗电能1000千瓦时，折合人民币3.2亿元，另由于制造电石的工艺要求，需消耗12万吨标准焦炭和相当量的墨电极。在“九五” 期间，按30%量推广“LNG工业燃气”及类似燃起计算，可节省电石达12万吨，价值人民币1.8亿元，节省18万吨标准焦炭和石墨电极，投入成本与产业的经济效益比大约为1:25。目前，我国用于切割和焊接的电石年消耗量60-80万吨，即2025万吨乙炔气（折合丙烷气约12.515万吨）。我国大部分企业仍延用乙炔焊割金属，松原地区几家大型企业每月消耗乙炔近200吨，约400万元，各地情况大同小异。全国各种焊割气中乙炔还占七、八成份额。因此，发展LNG切割气的空间相当大。松原地区几家乙炔厂日供应乙炔约3000-4000瓶，乙炔当前价格80元/瓶，装3公斤乙炔气体，丙烷气体充装价格7.5元/公斤，销售价格8-15元/公斤，实际使用量，LNG切割气1公斤可替代1.6公斤乙炔，1.9公斤左右丙烷气，并未形成产业化规模，公司具备LNG切割气生产能力，拥有极其便利的条件，成本控制能力强，营销渠道广泛，特别是该产品售价仅为溶液乙炔的一半，具有明显的价格优势，市场前景十分广阔。3 建设规模及建设内容3.1建设规模及建设内容 根据目前气源、投资、市场、经济效益等条件综合考虑确定，建设日产25万立方米高能LNG切割气及副产LPG生产线一套、低温储罐储存系统一套。年产LNG切割气6.5万吨，同时副产LPG2600吨，以及为生产装置配套的公用工程及辅助设施、生活设施等。3.2产品质量标准产品LNG切割气质量规格常压泡点下的性质组成（摩尔分数）/%CH497%摩尔质量/（g/mol）17.84每m3液体转化为气体的体积（在0和101.325kpa下）/m3543每吨液体转化为气体的体积/m31255添加剂1%4 厂址选择4.1厂址所在位置现状4.1.1厂址地理位置 项目新建厂区拟建在吉林省松原市雅达虹工业集中区。4.1.2土地权属及占地面积 该土地属于吉林省黎明气体有限公司新征用地。该项目新建厂区占地面积36800平方米。4.2厂址建设条件4.2.1地理位置松原市位于吉林省中西部，介于东经1236至12611，北纬4359至4532之间，东西长240km，南北宽172.4km，总幅员面积22034km2。南与长春、四平市为邻，西与白城市、内蒙古哲盟接壤，北隔松花江与黑龙江省相望。松原市地势平坦，江北由东向西南倾斜，江南由西南向东北倾斜。本项目位于松原市雅达虹集中区。4.2.2地形、地貌、地震情况松原市地处松嫩平原南部，地势平坦开阔，起伏和缓。主要由松嫩冲击平原、松辽分水岭台地平原组成，一般海拔高度为130266m之间。南部长岭一带地面起伏较大，为一微弱隆起地带，是松花江、辽河分水岭的一段。但地势低缓，地面高出西侧平原也不过十几米。北部和东北部为第二松花江、拉林河和嫩江冲击而成的平原。评价区内地势由东南微向西北倾斜，海拔高度131136m，相对高差小于5m。区域地貌形态受新构造运动控制，为平原堆积地貌。形态单元主要为松花江河谷高漫滩，其上形成牛轭湖及风机沙丘，表层岩性为亚粘土，砂和淤泥质亚粘土。地震烈度：VIII度4.2.3气象条件松原市属中温带大陆性季风气候区。受西伯利亚高压和蒙古燥风影响，春季干燥、多风少雨，升温较快；夏季炎热，降水集中；秋季凉爽，变温快，温差大，天气晴好；冬季漫长，降雪量小，寒冷干燥。年平均气温4.5，近十五年平均气温为5.9，最低气温-37.8，高温出现在七月，最高气温36.3。年平均日照2879.8h无霜期135140d。年降水量在400mm至500mm之间，多集中在七、八这两个月的降水量约占全年降水量的三分之二。年平均蒸发量1628.4mm；平均气压999.8hPa；年平均湿度为62%；最大冻土层深度2.03m。松原市气象资料见表。松原市气象局观测站年、季、期气象统计表气象要素春夏秋冬采暖期非采暖年平均气温（）7.822.66.0-12.9-7.715.25.9平均气压（hPa）996.6989.51001.01006.81004.0993.6998.14.2.4场地水文地质条件松原市境内江河纵横，水系发育呈树枝状的河网，支流众多，泡沼密布。松花江源于长白山天池，是吉林省第一大江。从松原市东南边缘入境，向西而北折，横穿市东北部，流经松原市区，境内流长188km，流经扶余、前郭两县和宁江区的13个乡镇，流域面积2227.28km2，最高水位134.96m，最低水位99.15m，最大流量6750m3/s，最小流量63.6m3/s，平均流量为476m3/s。枯水期一般出现在2月份，汛期一般出现在8月份。嫩江发源于大兴安岭，从市西北部入境，东流与第二松花江汇合后注入松花江，境内流长61.7km，流经前郭县3个乡镇，区间流域面积1800km2。最高水位133.39m，最低水位121.92m，最大流量8810m3/s，最小流量109m3/s。松花江与嫩江汇合后，沿松原市西北流注入黑龙江。境内流长120km，流经扶余县、宁江区的16个乡镇，流域面积2903.33km2，最高水位127.90m，最低水位92.37m，最大流量14600m3/s，最小流量99m3/s。松原境内有全国十大淡水湖之一的查干湖，位于前郭尔罗斯蒙古族自治县西北部。湖区面积400km2，蓄水7亿m3。查干湖区自然资源十分丰富，有鱼类15科68种，动物20多种，鸟类80多种，野生植物200多种。该区域位于松辽坳陷月亮泡断陷盆地东侧，该盆地形成于侏罗纪末、白垩纪初，沉积了巨厚的碎屑岩，为杂色泥岩、页岩、同页岩、薄层粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和粉细岩组成的多旋回层，总厚度达数千米。晚白垩纪第三纪时期，地壳抬升，地层缺失；第四纪河湖相松散堆积物，沉积底板由东向西倾斜，厚度递增，为49.567.6m。由于本区域白垩系泥岩广泛发育，构成了隔水底板，其上又沉积了第四系松散沉积物，为地下水的赋存和输移创造了良好的地质条件，故本区域地下水丰富。地下水流向表现为与地形倾斜方向呈一致，即由东南向西北方向流动，主要含水层有：第四系冲击砂，砂砾层潜水，厚约78m，埋藏深度13m，为孔隙水，单位涌水量10m3/h，上、中更新统砂，砂砾层微承压水，含水层厚2030m，埋深约3m，水量丰富单位涌水量1820m3/h。4.2.5环境条件 厂址四周无污染源，厂区四周无名胜古迹及自然保护区，项目无废水、废渣、废气产生，项目建设对当地环境不会造成影响，项目具备条件。4.2.6交通条件 项目厂区位于宁江区雅达虹工业集中区内，与市区只有2公里距离，并与市区主要街路相通，交通十分便利。4.2.7水电供应条件当地可供应本项目生产用电，水，水电供应有保障。 综上，选择松原市宁江区雅达虹工业集中区是合理的，园区有很好的配套设施及很好的服务和管理。5 技术方案、设备方案和工程方案5.1技术方案5.1.1 工艺方案的选择 从输气管网来的0.5MPa原料天然气首先增至5.4Mpa.G后进入干燥系统去除水份，干燥后的原料气进入液化冷箱，在箱中冷却、冷凝并过冷，经添加添加剂，然后降压进入LNG贮槽。本可研采用混合冷剂制冷循环系统为天然气液化提供所需的冷量。5.1.1.1天然气增压单元 从天然气管网来的压力为0.5MPa，流量为26.4104Nm3/d的天然气为本单元的原料气，经过滤、计量后进入电机驱动的往复式压缩机增压至5.4Mpa.G后，经空冷器冷却至40后进入脱水单元。5.1.1.2 天然气脱水干燥系统5.1.1.2.1脱水工艺中的吸收剂选择 由于天然气液化中的最低温度达到-145（500Kpa），天然气含有水份，所以天然气必须进行脱水，使其水露点达到液化要求，方可保证处理装置正常运行。常用的天然气脱水方法有节流冷冻法、甘醇吸收和固体干燥剂吸附三种方法。节流冷冻法借助于进站高压，而且脱水露点取决于防冻液使天然气的冰点降，一般脱水露点高于-50，因此不能满足本工程要求。甘醇吸收法中常用的吸收剂为TEG，采用气提再生时，干气的露点可以达到-30，也不能满足本工程的需要。固体干燥剂吸附法根据所选用吸附剂的不同，天然气脱水所能达到的最小露点也不一样，见下表：固体干燥剂吸附法脱水比较表吸附法脱水材料最小露点（或含水量）分子筛1ppm氧化铝-73硅 胶-60采用不同吸附剂的天然气脱水工艺流程基本是相同的，装置可以互换，无需别的改动，但脱水效率有所不同。分子筛吸附脱水的原理为气体中的水吸附至固体分子筛干燥剂上，从而将水脱除。分子筛干燥剂基本上可除掉天然气中所有的水，可以满足天然气液化的要求。5.1.1.2.2脱水工艺中的吸收剂确定在本装置中选用分子筛脱水装置，吸附剂为4A分子筛。4A分子筛的主要性能见表：堆密度g/l吸附水容量kgH2O/kg分子筛排除分子孔直径应用范围670720912大于4A大分子4A饱和烃脱水5.1.1.2.3干燥系统的工艺过程装置采用两塔分子筛干燥系统，能耗低，便于操作管理。分子筛可采用如UOP公司的4A-LNG、LNG-和RK-38等分子筛脱水，可以同时出去天然气内的微量CO2、H2S和低分子量硫醇。为避免原料气中的重烃在冷箱中阻塞换热器，装置脱水单元的处理能力为26.4104m3/d，干燥塔能力富裕。1）原料天然气脱水吸附原料气进入原料气分离器，出去夹带的水滴、液烃后进入分子筛干燥塔。自上而下地通过分子筛干燥塔，进行脱水及脱重烃。脱除水、重烃后的净化气去预干燥塔。2）脱水塔再生加热原料气经预干燥塔后作为再生气，进入再生气加热器，由导热油加热至240280后作为贫再生气，280贫再生气自下而上通过刚完成吸附过程的分子筛干燥塔，使吸附的水及重烃脱附并进入再生气中，完成该塔的再生加热过程。3）脱水塔冷却原料天热气经干燥塔后进入再生气加热器，加热的天然气使预干燥塔被加热的同时冷却分子筛干燥塔。4）再生气出塔后的富再生气及冷吹风进入再生器冷却器中冷却，使再生气中的大部分水蒸气冷凝为液体。冷却后的富再生气进入再生气分离器，分离后的富再生气返回干燥塔原料气管道；分离出的含油污水至污水排放总管。经脱水处理后的天然气水含量1ppm。5.1.1.3 天然气液化单元经过净化处理后的干净化气进入液化冷箱，在钎焊铝制板翅式换热器中与混合冷剂进行换热，被冷却到-45后进入重烃分离器，液相进入精馏塔回收的甲烷返回压缩机入口，NGL外销，分离器出口的气相再次进入冷箱被液化和过冷到一定的温度、节流降压到贮存压力，这时压力降至约500kpa，温度约为-145，然后进入液化箱内的LNG闪蒸罐，分离出的液体，添加一定的添加剂后即为LNG切割气进入贮槽。5.1.1.4 冷剂循环单元目前世界上的天然气液化装置，其液化循环主要为：阶式制冷循环、混合冷剂制冷循环和膨胀机制冷循环。5.1.1.4.1制冷循环的方案选择（1）阶式制冷循环这是一种较经典的制冷循环，又称“逐级式”、“复迭式”或“串级式”，这种循环是由若干个不同低温下操作的制冷循环复迭式组成。阶式制冷循环1939年首先应用于液化天然气产品，装于美国的Cleveland，采用CH3、C2H4为第一、第二级制冷剂。但经典的是由C3H8、C2H4和CH4三个制冷循环复迭而成，来提供液化所需的冷量。它们的制冷温度分别为-40、-100和-160。经预处理后的天然气进入换热器与C3H8、C2H4和CH4制冷剂进行热交换，经过冷却、冷凝，并节流到常压后送入液化天然气储罐储存。优点：能耗低；制冷剂为纯物质，无匹配问题；技术成熟，操作稳定。缺点：机组多，流程复杂；附属设备多，专门储存制冷剂；管路和控制系统复杂，维护不便。（2）膨胀机制冷循环膨胀机制冷循环，是指利用高压制冷剂通过透平膨胀机绝热膨胀的克劳德循环制冷实现天然气液化的流程。气体在膨胀机中膨胀降温的同时，能输出功，可用于驱动流程中的压缩机。流程中的关键设备是透平膨胀机。根据制冷剂的不同，可分为氮气膨胀液化流程、氮-甲烷膨胀液化流程、天然气膨胀流程。这类流程的优点是：1）流程简单、调节灵活、工作可靠、易启动、易操作、维护方便；2）如用天然气本身做制冷工质时，能省去专门生产、运输、储存制冷剂的费用。缺点是：1）送入装置的气流必须全部深度干燥；2）回流压力低，换热面积大；由于带膨胀机的液化流程操作比较简单，投资适中，适合液化能力较小的调峰型天然气液化装置。（3）混合冷剂制冷循环混合冷剂制冷循环是1960年发展起来的，克服了阶式制冷循环的某些缺点。它采用混合式的一种制冷剂、一台制冷剂压缩机。制冷剂是根据要液化的天然气组分而配置的，经充分混合，内有N2、C1C5碳氢化合物。多组分混合制冷剂，进行逐级冷凝、蒸发、节流膨胀得到不同温度水平的制冷量，以达到逐步冷却和液化天然气的目的。与阶式制冷循环相比，其优点是：机组少、流程简单、投资省，投资比阶式制冷循环少1520%；管理方便；制冷剂可从天然气中提取和补充。与膨胀机制冷循环相比，能耗更低。缺点是：混合冷剂的合理匹配较为困难。5.1.1.4.2制冷循环的方案确定根据上述制冷循环的优缺点分析，结合国内液化装置的生产能力和水平，确定采用混合冷剂制冷流程，为天然气液化提供所需冷量。该流程具有以下特点：1）机组少、流程简单、管理方便；2）投资省，投资比阶式制冷循环少1520%；3）节省动力消耗，比N2-CH4膨胀液化流程少3050%。5.1.1.4.3装置工艺流程本工程采用混合制冷剂制冷循环工艺，混合制冷剂由C1、C2、C3、C5和N2组成。来自天然气液化单元的低压混合制剂经分离罐进入制冷剂压缩机压缩，一级压缩后进入 一级冷却器和分离器，分离后混合制冷剂进入二级压缩，二级压缩后进入二级冷却器和二级分离器，二级分离器顶部的高压制冷剂气体去天然气液化单元，一级、二级分离器底部的高压制冷剂液体经制冷机泵加压后送至天然气液化单元。高压混合制冷剂进入天然气液化单元后，经液化冷箱中的板翅换热器冷却、液化、过冷，然后节流降温降压，返回板翅换热器为天然气液化和高压制冷剂冷却提供所需的冷量，复温后的低压混合制冷剂出天然气夜话单元，返回制冷剂压缩单元。5.1.2 生产流程简图天然气的液化包括天然气增压、天然气脱水、天然气液化和LNG储存等过程：添加剂天然气液化LNG储罐原料气脱水原料增压原料天然气控制系统制氮系统5.1.3 原材料消耗指标 原料天然气消耗指标序 号名 称单 位年用量 1管输天然气万立方米8727.45.1.4动力消耗指标：动力消耗指标序 号名 称单 位数 量备 注1水万吨12.7年用量2电万千瓦时2940年用量3煤吨2500年用量5.1.5仪表控制 项目控制系统采用集散型控制系统（DCS）实现对整个站场的集中监视和控制。DCS系统由过程控制系统（PCS）、成套设备控制系统（遥控PLC系统）、紧急关断系统（ESD）和火气控制系统（F&G）组成，各控制系统之间使用通信接口连接。全站所有的监测点信号传入控制系统，实现在中控室对全站进行集中控制和管理。5.2设备方案 本项目生产工艺所用的设备全部在国内进行采购，设备均参考国内现有装置设备规格、大小，同时根据本项目介质的特性和要求进行选型。设备名称及数量见下表：主要设备表序号设备名称数量备注1缓冲罐1台2天然气增压机2台3预干燥塔1台4干燥塔2台5再生气冷却器1台6分离器1台7加热器1台8液化冷箱1台9板翅式换热器1台10重烃分离器1台11精馏塔1台12压缩机2台13闪蒸罐1台14制冷剂分离罐1台15制冷剂压缩机2台16一级冷却器2台17一级分离器2台18二级冷却器2台19二级分离器2台20制氮系统1套5.3工程方案5.3.1建筑方案原则 贯彻经济、适用的原则，并在可能的条件下注意美观，全厂建筑风格力求统一和协调。 建筑物、构筑物的布置应满足生产、操作、安装、检修安全等要求。 在生产流程、防火、防爆及卫生要求许可时，生产及辅助建（构）筑物尽量合并布置。 根据生产装置和操作的特点，应对建（构）筑物采取必要的防护措施。 建筑设计采用的标准应满足生产及生活的要求并应尽量与当地建筑标准相适应。 根据需要和可能，合理采用新技术及新材料。 建（构）筑物设计均应符合现行的国家有关设计规范和行业标准。5.3.2基础方案 根据厂区的地址条件，一般建（构）筑物可采用独立基础，特殊地段和较大型建（构）筑物采用桩基础。 对于轻型建（构）筑物，表层下粉砂层藏浅、厚度大、工程性质好，可作为天然地基持力层。项目主要建筑物一览表序号建筑物名称建筑面积（米2）结构形式备注1压缩机联合厂房756排架结构甲类2中央控制室及变配电室500混合结构3空压站、氮气站250混合结构4机修及化验300混合结构5导热油炉250混合结构丙类6水泵房216混合结构6 主要原材料及动力供应6.1主要原材料供应本项目投产后每年需要天然气为8727.4104m3，添加剂650吨。松原市为中油吉林油田分公司所在地，吉林油田天然气储量1.4万亿m3，探明1100亿m3，2年内每年新增探明700亿m3。今年天然气产量16亿m3，2015年提至30亿m3，预计至2020年，将达到130亿至140亿m3，具有充足的原料天然气优势。添加剂可在国内采购。原材料消耗指标序 号名 称单 位耗用数量1管输天然气万立方米8727.42添加剂吨6503分子筛吨1.56.2燃料供应本项目的工艺生产过程中以电为主要动力供应，电年用量是2940万千瓦时。每年燃料煤为2501.00吨，可在省内采购。7 总图运输及公用辅助工程7.1总图布置7.1.1总平面布置（1）总平面布置原则遵循国家现行有关规范标准，依据吉林省松原市雅达虹工业集中区的整体规划要求进行总平面布置。满足生产及运输要求，合理布局，使流程、管线及道路短捷通畅。在设计中结合防火防爆、安全卫生、交通运输、地形地貌、水文气象等方面的因素，严格遵守国家现行规范。厂区人货分流，互不干扰。厂区道路连接短捷，顺直，满足消防、运输及设备检修的要求。力求布置紧凑，整体协调，布局美观。合理绿化，营造良好的生产和生活环境。（2）总平面布置本厂用地总面积36800平方米，位于吉林省松原市雅达虹工业集中区，地理条件优越，交通便利。据石油天然气工程设计防火规范GB50183-2004规定，按储量计算本站为三级站。该站与相邻厂矿企业、交通线及周围居住区的防火间距应满足表4.0.4的规定；站场总平面布置的防火间距应满足表5.2.1的规定；站内装置之间的防火间距应满足表5.2.2-1和5.2.2-2的规定。LNG储罐距100人以上的居住区不小于120米，据100人以下的散居区不小于90米，距相邻厂矿企业防火间距不小于120米，距高速公路不小于40米，距其他公路不小于30米，距架空高压电力线路不小于40米，距架空国家通讯线路不小于40米（其他通讯线路不小于1.5倍杆高）。厂区交通、供水、供电等外部条件均能满足要求，与周围建构筑物间距也应满足规定要求。站区布置天然液化装置、压缩机联合厂房、中央控制室及变配电、空压站、氮气站、机修及化验、导热油炉、供水站、罐区等。根据厂区情况，把导热油炉、中央控制室及变配电布置在厂区北部，装置区布置于厂区的东北角，机修及化验、空压站及氮气站、压缩机联合厂房分别置于导热油炉、中央控制室及变配电、装置区的南侧，罐区布置在厂区的东南角，水池置于厂区的西南角，水泵房布置在厂区的北侧，装车设于厂区南侧。天然气液化装置与罐区管外壁间距大于60m，满足石油天然气工程设计防火规范（GB50183-2004）的规定。7.1.2竖向布置 厂区地势较低，需一定量的回填土使其平整、加高，厂房地面标高比室外地面高出0.2米。7.2厂内外运输 本项目新建厂区的内外年运量为71401.5吨