LNG基础知识

LNG知识问答

1、天然气的组成天然气是由烃类和非烃类组成的复杂混合物。天然气中的烃类基本上是烷烃，

通常以

甲烷为主，还有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以及少量的己烷以上烃类（C6）,在C6中有时还含有及少量的环烷烃（如甲基环戊烷、环己烷）及芳香烃（如苯、甲苯）。天然气中的非烃类气体，一般为少量的氮气、氧气、氢气、二氧化碳、水蒸气、硫化氢，以及微量的惰性气体如氦、氩、疝等。

2、何谓LNG

LNG是液化天然气英文名称（Liquefied n atural gas）的缩写。它是将天然气净化后

通过冷却而成的低温液体，主要成份为甲烷，另外还含有少量的乙烷、丙烷、N2或其它天然气中通常含有的物质。LNG是由天然气转变的另一种能源形式。

3、LNG的原料气

1、管道天然气

2、煤层气

3、焦炉煤气

4、煤制气

4、LNG的主要组份

LNG的主要成分是甲烷，并可能含有少量乙烷、丙烷、氮和通常存在于天然气中的

其它组分。不同工厂生产的LNG具有不同的组份,主要取决于生产工艺和气源组份,按照欧洲标准EN1160的规定，LNG的甲烷含量应高于75%氮含量应低于5%表1所示为几个LNG工厂的组份数据，由此可以看出它们的各项性质有较大差别，因此，尽管LNG的主要组成是甲烷，但不能认为LNG等同于纯甲烷，对它的特性的分析和判断，在工程实践中大都要用气体处理软件进行计算，以得出符合实际的结果。常用的计算软件有HYSIM和

PROCESS 等。

表1 LNG的组份和部分物性

注：气液体积比指LNG变为气体（标态：101.325kPa、20 ）时体积增长的倍数。

5、LNG的密度

LNG的密度取决于其组份，通常为430?470kg/m3，甲烷含量越高，密度越小。密度还

密

度

L8/GAL LB/FT1

是液体温度的函数，温度越高，密度越小，变化的梯度为 1.35Kg/3C。LNG的密度可直接测量，但一般都是通过气体色谱仪分析的组份结果计算出密度。

6 LNG的温度

LNG的沸腾温度也取决于它的组份，在大气压力下通常为-166?-157 C, —般资料上介绍的-162.15 C是指纯甲烷的沸腾温度。沸腾温度随蒸气压力升高而升高，变化梯度为

1.25 x 10-4C /Pa，LNG的温度通常是用铜/铜镍热电偶或铂电阻温度计进行测量。

1200

7、LNG 的气液体积比

LNG 的气液体积比是指 LNG 汽化为标准状态的天然气体积与

LNG 体积之比，通常所

说的LNG 气液体积比为625是纯甲烷的气液体积比，且其标准状态为欧美标准（温度为 15.5 C ）,按国内标准（温度为 20C ）纯甲烷的气液体积比应为 633。LNG 的气液体积比也取决于它的组份，甲烷含量越高，气液体积比越大，气液体积比还是液体温度的函数，温度越高，气液体积比越小。

8、单位质量LNG 汽化的体积

单位质量LNG 汽化后的气体体积（标态）取决于它的组份，甲烷含量越高，单位质

量LNG 汽化后的气体体积越大，其与液体的温度、饱和压力无关。

1吨液态甲烷汽化后能

生成1496Nm 气态甲烷，1吨中原LNG 汽化后能生成1437Nrh 天然气。目前国内LNG 的交接计量通常采用称重法，先用磅秤称出LNG 的重量，然后根据单位质量LNG 汽化后的气体体

积数（标态）计算出其相当于多少 Nm 的天然气。不同温度（饱和压力）下单位质量中原

LNG 汽化后的气体体积见表 2和图4。

--------------- 1 --------- 1 --------- 温度C -130 - -125 -120 -115 -110 压力MPag

-145 -140

-135 单位质量LNG 汽化的体积Nm/t 1600 -I

1300

图4单位质量LNG气化的体积----温度关系曲线

9、LNG的汽化潜热

LNG（纯甲烷）的汽化潜热为122Kcal/kg , LNG的汽化潜热也取决于它的组份，汽化

潜热还是液体温度的函数，温度越高，汽化潜热越小。

10、LNG的热值、辛烷值

热值是表示燃料质量的重要指标之一，可分为高热值和低热值，辛烷值是表示车用燃料抗爆性的重要指标之一，可分为研究法辛烷值和马达法辛烷值。LNG的热值、辛烷值与LNG的组分有关，纯甲烷的高热值为37.03MJ/Nm；低热值为33.36MJ/Nm3，辛烷值ASTM 为130 （研究法）。中原LNG的高热值为37.94MJ/Nm3,低热值为34.36kcal/Nm 3，辛烷值ASTM 勺为130 （研究法）。

11 毒性

LNG 和天然气是无毒的。

12 气味

LNG蒸气是无气味的。

13、LNG的蒸发特性

当LNG从已有的压力降低至沸点对应压力以下时，例如流经阀门，部分液体蒸发，同时温度也将降低到该压力下的新沸点，这种现象称为闪蒸。闪蒸气的组成与液相的组成有较大差别，闪蒸气中低沸点组分的比例较多，例如氮的沸点为-196 C,比甲烷沸点-162 C

低，比甲烷更易汽化进入气相。有人对储罐中气液两相的组成进行过测定，在液相中氮的浓度为0.3%、甲烷的浓度为87.7% （mol）,而在气相中氮的浓度达9.7%、甲烷的浓度为90.3% （mol），氮在气相中的浓度为液相中浓度的32倍。若LNG压力为1?2X 105Pa,温

度为其沸点，估算时可认为压力每降低1kPa，1m3液体由于闪蒸能产生0.4kg的气体。

这些蒸发气外泄时，由于温度很低，常在-100 C左右，气体密度大于空气。从环境吸热升

温后，密度减少。在标准状态下，蒸发气的密度勺为空气密度的0.6 倍。

14、LNG的泄露特性

发生泄露时，LNG将与环境迅速换热、发生快速相变而汽化,单位体积的LNG能产生约600倍体积的气体。LNG泄露至地面上时，最初会猛烈沸腾，然后蒸发速率将迅速衰减至某个固定值。

如果LNG泄露至大量的水中，水与LNG之间的热传递速率非常高，LNG将激烈地沸腾并伴随巨大的爆炸声、喷出水雾，这种现象称为冷爆炸。如果LNG泄露至少量的水中，LNG 下面的水就会结成冰，蒸发速率下降至某个固定值。

LNG —旦发生泄漏，最初汽化的气体温度与LNG的温度相同，其密度大于空气的密度。这样，气体就会首先在地面上形成一个层流，并从环境中吸收热量。当温度上升到-113 °C （对纯甲烷而言）或-80 C （对LNG而言，由其组份决定）时，它就比周围空气密度小。该气体空气混合物就会整体上升。对于少量的LNG泄漏，气体云团将很快随空气扩散掉，而对于大量的泄漏，气体云团的泄漏膨胀及扩散是比较复杂的过程，通常得应用计算机模式进行分析预测。LNG发生泄漏之后，大气中的水蒸气被冷凝而形成云雾，当这团云雾能看见时，可以作为蒸发气体移动方向的指南。同时，云雾也可作为气体空气混合物可燃性的指示。

天然气/空气云团中天然气的体积浓度达到5?15%寸，就能被点燃。因为LNG装置一

般都设置在一个围堰中，即使着火，其燃烧范围也可控制在围堰范围内。如果在封闭空间内着火，就会发生爆炸。

15、LNG的储存

LNG的储存方式

LNG在储罐内会出现分层现象，即密度不同的LNG占有不同的层位。分层的原因可能

是新装入储罐的LNG和残留在储罐内的LNG密度不同，或LNG中氮含量较高（如》3%，对流使氮组分移动至储罐液体表层，形成含氮量高的液体表层。储罐受热产生的自然对流又力求使罐内LNG密度均匀，这就产生了所谓的“翻滚”现象。翻滚使LNG在短时间内产

生大量蒸气，导致储罐压力增高，有时造成安全阀开启。经验说明，控制LNG的含氮量使