LNG冷能空分利用前景可期

液化天然气（LNG）冷能用于空分，具有能耗低、运行费用低等优势，目前国内大部分LNG接收站都将冷能空分作为第一个LNG的冷能利用项目，LNG冷能利用热潮悄然兴起。对此，业内专家建议，LNG冷能空分项目要与接收站同步规划、同步建设，以便使接收站在设计时能够兼顾冷能空分的需求，进一步推动LNG冷能空分产业的发展。这是上周末中国化工报记者在西安举办的第一届中国大型空分新技术及低温产品应用论坛上了解到的。 　
　　
LNG冷能利用优势显著 　
 
        四川空分设备（集团）有限责任公司低温技术研究院副院长江蓉告诉中国化工报记者，LNG接收站经过高压泵加压并汽化为常温气体后再送入天然气管网，汽化过程中LNG会释放大量冷能。据理论估算其释放的冷量约为830kJ/kg。
　　    江蓉说：“传统的LNG接收站采用海水开架式汽化器或浸没燃烧式汽化器来汽化LNG，不仅浪费了宝贵的冷能能源，还对附近海域产生局部低温污染。空气分离温区在-190℃～-150℃间，LNG汽化温度是-162℃，与空气分离的温区相匹配。将LNG高品质的低温冷能用于空分装置，根据温区梯级利用，可显著降低能耗，属于国家提倡的节能减排和资源综合利用项目。”
　　    据介绍，常规空分装置的低温环境由电力驱动的机械制冷产生，电力一般占到生产成本的70%左右，同时还要消耗大量的冷却水，而利用LNG冷能可降低电耗约56%，工艺耗水降低99%以上，基本为零。且LNG冷能空分工艺流程及配置简单，取消了高低温膨胀机，简化空分主冷箱，操作方便，降低能耗。同时冷量来源于LNG—氮换热系统的封闭循环液氮，不参与精馏，安全可靠。
 
工业应用热潮涌动
 
        随着中国LNG进口量不断加大，LNG冷能利用开发升温。2010年10月，中海油与美国空气化工产品公司在福建莆田建设的国内首个LNG冷能空分项目投产，液氧、液氮等生产规模600吨/天，4年来装置运行平稳。同时，中海油在浙江宁波614.5吨/天、广东珠海614.5吨/天，以及四川空分集团在河北唐山723吨/天、杭氧股份公司在江苏如东600吨/天等4个LNG冷能空分项目正在建设，其中宁波和唐山项目即将于11月投产，此外还有多个LNG冷能空分项目正在规划中。
　　江蓉告诉中国化工报记者，四川空分集团在LNG冷能空分方面已获得3项专利技术，并在多个项目上得到了工业化应用。其中，该公司在河北唐山曹妃甸投资建设的项目为目前国内规模最大的LNG冷能空分项目。该项目利用中石油的LNG接收站，每天能生产液氧540吨、液氮150吨、液氩26吨、高纯液氧7吨。 　　
 
同步规划至关重要 　　
 
        LNG冷能空分的设计，在工艺条件、接口条件、操作方式等方面，都需要与LNG接收站衔接协调。“但由于投资主体不同等因素，LNG冷能空分项目往往滞后于接收站建设，难以同步，导致在LNG冷能空分开始设计时，接收站的设计已经完成，相关设备已经订货，无法根据冷能空分项目的相关要求修改接收站设计，给冷能空分的设计、建造及运行带来一些问题。”江蓉呼吁，LNG冷能空分项目要与接收站同步规划、同步建设，使接收站在设计时能够兼顾冷能空分的需求。
　　    另外，LNG冷能空分装置必须24小时连续运行，这要求接收站的LNG同步连续稳定供应。而接收站在建成初期，受下游用户影响，往往无法保证外输天然气的连续性。接收站不能24小时连续向冷能空分供应LNG，造成冷能空分无法正常运行。对此江蓉建议，接收站在设计时，在再冷凝器前按照冷能空分的流量单独设置一路LNG高压泵，专供冷能空分使用，保证冷能空分运行的稳定性和连续性。
　　    也有业内专家在论坛上表示，虽然LNG冷能空分能耗和运行费用低，但由于增加了LNG/NG相关设备、阀门等，一次性投资较高。同时LNG接收站一般建在海边，要考虑冷能空分产品液氧、液氮、液氩的市场运输半径。LNG抽真空系统
　　    尽管如此，与常规空分相比，LNG冷能空分产品的综合生产成本依然具有优势。江蓉建议，在条件许可时，应扩大冷能空分生产规模。在确定冷能空分产品方案时，企业能根据冷能空分所在区域的市场需求，并考虑冷能空分的一次性投资及产品单耗，综合确定LNG冷能空分的产品方案。 　　
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　　    LNG冷能利用方式包括深冷利用：主要用于空气分离（-190℃～-150℃）；中冷利用：主要用于低温粉碎（-130℃～-80℃）、干冰制造（-78℃）、人造雪球（-60℃～-10℃）等；次中冷利用：主要用于冷库（-60℃～10℃）、空调冷系统（-5℃～10℃）；浅冷部分：主要用于海水淡化、发电等。
　　    目前，全球LNG接收站约80个，其中日本27个、中国25个（含规划中）、美国9个、西班牙6个、韩国4个，法国、印度、土耳其各2个，比利时、希腊、意大利各1个。LNG产业带动了LNG冷能利用技术发展。日本是目前世界上LNG接收站最多的国家，约有20%的LNG冷能被利用。
　　    中国已投运的LNG接收站包括深圳大鹏、福建莆田、上海小洋山、浙江宁波、江苏如东、河北唐山等；在建LNG接收站有辽宁大连、广东珠海、广东深圳等；获批LNG接收站有山东青岛、天津滨海，另外还有13个规划中的LNG接收站项目待批。