天然气液化技术研究现状及进展.pdf

8 8 天然 气化 工 C 化 学与化 工 2 0 1 5年第 4 0卷 天然气液化技术研究现状及进展 杨 文 ， 曹学文 ， 孙 丽 ， 王 迪 1 ． 中国石油大学 华东 储运与建筑工程学院 ， 山东青岛2 6 6 5 8 0 ； 2 ． 中石化管道 储运 公 司华东 管道 设计研 究 院 ， 江苏徐 州 2 2 1 0 0 8 摘要 系统 的阐述了国内外关于天然气液 化流程的研究成果 ，着重介绍 了一种新型 天然气液化技术 。目前国外较大型 L N G工程主要采用级联式液化流程 及混合制冷剂液化 流程 ， 且 已开展小型天然气液化装置的研究 ， 并 已开发 了几种小型的天 然气液化装置 ， 但其液化流程主要是由大型装置演化而来 ， 并 未出现本质变化 ； 国内 L N G液化工艺流程研究起 步较 晚， 且由于 天然气气源和 L N G 目标市场的限制 ， 目前投产及在建装置均属于小型天然气液化装置 ， 国内所 利用小型 天然气液化流程主要 为膨胀制冷循环及混合制冷剂循 环。超声速旋 流分 离器被提出应 用于天然气液化过程 ， 目前研究表明 ， 其能成功将 天然气 液 化 ， 但关于超声速旋流分离器 内部天然气流动过程 、 液滴凝结及生长热力学过程 、 液化效率等还需开展进一步 的研究工作 。 关键词 天然气 ； 液化 ； 流程 ； 超声速旋流分离器 中图分类号 T E 6 4 ； T Q 0 2 6 ． 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 9 2 1 9 2 0 1 5 0 3 8 8 0 6 我 国天然气资源较为丰富， 不仅有大量的常规 天然气资源 ， 更有巨量 的煤层气 、 页岩气等非常规 天然 气资源 。据 中国国土 资源部 2 0 1 3年公 布数 据⋯ ， 我 国天然气探 明剩余技术可采储量 已增加到 约 4 ． 0万亿 m ， 勘探 开 发速 度 正在 加快 。但 天 然气 产地常远离消耗区 ， 例如我 国西部天然气 、 海上天 然气 的开发 ，必须解决其输送问题 。液化 天然气 L N G因其体积 只有气态 时的 1 ／ 6 2 5 ，所 以采用 L N G的形式进行天然气的储存 、 运输都具有一定的 优势 。 1 天然气液化流程研究进展 1 9世纪中叶 ，英国化学家 、物理学家 Mi c h a e l F a r a d a y开始尝试各种气体的液化工作 ； 同时 ， 德 国 工程师 K a r l V o n L i n d e 一直致力于工业规模 的气体 液 化工 作 ， 其 于 1 8 9 5年通 过压 缩 与膨 胀技 术 ， 获得 了 几 近 纯 净 的 液 态 氧 时 ； 1 9 1 4年 ， G o d f r e y L o w e l l C a b o t 获得 了第一个有关天然气液化 、储存和运输 的美国专利 ， 同年在美国的西弗吉尼亚州建起了世 界上第一家液化 甲烷工厂 ， 进行甲烷液化生产[3 1 。自 收 稿 日期 2 0 1 4 1 0 2 8 ； 基金项 目 国家 自然科 学基金 资助项 目 N o ． 5 1 2 7 4 2 3 2 ； 作者简 介 杨 文 1 9 8 7 一 ， 男 ， 在 读 博士 研 究 生 ，研 究 方 向 为 多相 管 流 及 油 气 田 集输 技 术 ，电 邮 y a n g w e n l 1 2 0 0 6 1 6 3 ． c o m； 通讯作者 曹学文 ， 男 ， 教授 ， 博 士 生 导师 ，研 究方 向为 多相管 流 及油气 田集 输技 术 ，电邮 ca o xwup c ． e du ． c n。 此 ， 大量的专家学者针对天然气液化工艺流程等方 面展开了研究。经过近一个世纪的发展 ， 天然气液 化 技术 已取得 了长 足 的发展 。目前天 然气液化 流程 主要有级联式循环 、 混合制冷剂循环 、 膨胀 制冷循 环 三种 。 1 ． 1 国外研 究现状 及发 展动 态分析 1 9 6 4年 ，法 国设 计 了第一 座 大型 的 L N G生 产 装置 ， 并在 阿尔及 利亚 建成 投产【4 1 。 此 装置采 用 了 当 时技术相对成熟 的级联 式液化流程 。T e c h n i p ／ Ai r L i q u i d e提 出 了 世 界 上 最 早 的 级 联 式 液 化 流 程 T E A L A R C ， 该流程包含三个单独的制冷剂循环 ， 制冷剂分别为丙烷 、 乙烯和甲烷 ， 每个制冷循环 中 均含 有 三个换 热 器 ， 级 联式 液化 流程 中较低 温度 级 的循环将 热量 转移给相邻 的较高温度级 的循环 。 1 9 9 7年 ， P h i l l i p s 石 油 公 司 的工 程 研 究 和发 展 部 门 通 过优 化方 法 ，采 用 窄点 分析 和工 艺模 拟技 术 ， 开 发 出了 P h i l l i p s 优 化级 联式 天 然气 液化 工艺 见 图 1 。由T r i n i d a d和 T o b a g o组成的大西洋液化天然 气集 团在 T r i n i d a d天然气液化装 置上采用 了这 种 工 艺， 该工艺简化了流程装置 ， 在进料量和气体组 成方面有较大变化时能保持装置操作稳定f 8 】 。2 0世 纪 7 O年代 ， 在利 比亚 、 阿尔及利亚等地开展应用 了 单级混合制冷剂液化流程 S MR I s ， 简化 了级联式 液化流程中所用 的复杂设备。首个单级混合制冷剂 液 化 流 程 是 由 A i r P r o d u c t s a n d C h e mi c a l s公 司 A P C 1 设 计开 发 ， 该 流 程采 用 了氮气 与烃类 甲烷 、 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 天然 气化 工 c 化 学与化 工 2 0 1 5年 第 4 0卷 量 不 同。B P公 司设计 的下 一代 L N G工厂 液化 流 程 为 C I I 型 ， 具 有 两个 变 型 ， 为 C I I 一 1和 C I I 一 2 【 】 。C I I 一 1 型采用单一级联式液化流程 ，结合 了两个子流程 ， 通过对混合制冷剂 中的轻组分和重组分的优化 配 比来降低功耗。C I I ． 2型采用双 昆 合制冷剂液化流 程 ， 包含两个各 自独立的制冷循环 ， 特有的专利 技 术使得液化流程更加简单和高效。 C I I 1 型适用于较 低投资和快速启动工程 ； C I I 一 2型适用于规模效益显 著的大型工程 ， 具 有流程精简 、 设备少 、 冷箱体 积 小 、 便于安装等特点 。 国外 已建 项 目所 采用 液化 流程 可见参 考 文 献[ 1 7 】 ， 分析可知 ， 目前所建液化项 目主要采用级联 式循环及混合制冷剂循环，且 C ， MR液化流程仍 占 据 主要 地 位 。 在大力发展大型天然气液化装置的同时， 也开 展了装置 小型化 、 撬装化 的研究 ， 以实现偏远零散 气源及海 上天然气 回收的 目的。 目前 ， 美国、 加拿 大 、 俄罗斯 等均 已开始了相应研究 ， 且 开发 了一些 小型装置。B a r c l a y等于 1 9 9 8年提出了一种车用燃 料加注站 R F S H 8 】 ， 其流程简 图如图 5所示 ， 所提出 设备可 以以液化 天然气 和压缩天然气的形式 给车 辆供应燃料 ，系统 采用 燃气轮机驱动制冷 剂压缩 机 ， 实现能量 自给。 2 0 0 1 年 ， 美国天然气工艺研究院 G a s T e c h n o l o g y I n s t i t u t e ， G T I 受到 美 国能 源部 及 布鲁克海文 国家实验室资助开发 了产能为 4 m ／ d - 4 0 m 3 ／ d的小型天然气液化装置并进行了测试[】 9 】 。该 装置采用氮气 、 甲烷 、 乙烷 、 异丁烷 、 异戊烷混合制 冷剂液化流程 ， 制冷剂经过压缩 、 除油及预冷 ， 膨胀 降温后为天然气 提供 冷量 ， G T I 流程如 图 6所示 。 L e n t r a n s g a z等 采用 涡流管技术 ， 较为充分 的利用 管道压力进行天然气液化 ， 该方法不需再消耗额外 能量， 但液化效率较低 。 图 5 RF S 车用 燃 料 加 注 站 图 6 G T I 液化流程 由以上分析可知 ， 目前小型天然气液化装置液 化流程主要是 由大型装置演化而来 ， 并未出现本质 的变化 。但高效 、 经济的小型天然气液化装 置的开 发 ， 有 利于 边远 气 田、 海 上 气 田气 源 的开发 利 用 ， 应 用前景较为广阔。 1 ． 2 国内研究现状及发展动态分析 国内天然气液化技术 的研究起步较晚， 上海交 通大学 、 中科 院低温 中心 、 哈尔滨工业大学低温与 超导技术研究所 、 北京工业大学等均开展了相应的 研究工作 。上海交通大学顾安忠等【2 】 刮对天然气液 化流程热力学模拟、 参数分析和优化分析等方面开 展了较多研究 ； 中科院低温 中心 】 一直关注于} 昆合 制冷剂节流制冷机的研究工作 ； 哈尔滨工业大学低 温与超导技术研究 雏 则在现有液化流程对 比基 础上 开发出了适用于小型天然气液化装置的单级 昆合制冷剂液化流程 和适用于 中型及大型的双级 制 冷 剂 液 化 流程 ； 北 京 工业 大学 [z 9 -3 1 在 小 型 天然 气 液化流程参数优化 、 低温换热装置研制等方面开展 了一定 的研究 。 自2 0 0 0年上海五号沟采用混合制冷剂技术顺 利建成并投产天然气液化装置 以来 ，中原油 田、 新 疆 广 汇 、 延 长石 油 、 西 部天 然气 、 华 油 天 然气 等均 建 立 了天然气液化装置 ，华油天然气安塞采用 D MR 流程 ，建 立 了迄 今 为 止 国内 最 大 的 天然 气 液 化 装 置 ， 该流程额定产能为 2 1 5万 m ／ d ， 约合 0 ． 5 6 m t ／ a ， 与国外大型液化天然气装置产能相比差距较大。目 前 ， 天然气液化 厂在 国内发展迅速 ， 还有许 多在建 和筹划建设 中。由于天然气气源和 L N G 目标市场 的限制 ， 这些装置均属于小型天然气液化装置。国 内北京绿能高科天然气应用技术研究院有限公 司 为适应 国内小 型天 然气 液 化技 术 发展 趋 势 ， 在 国外 技 术 基 础 上 ， 开 发 出 三 段 混 合 制 冷 工 艺 技 术 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9 2 天然 气化 工 C 化 学 与化 工 2 0 1 5年 第 4 0卷 的 ， 并 未 出现 本质 变化 。 国 内 L N G液化 工 艺 流 程研 究 起 步较 晚 ，且 由 于天然气气源和 L N G 目标市场 的限制 ，目前投产 及在建装置均属于小型天然气液化装置。我国天然 气资源较为丰富， 随着中俄 、 中缅等管道天然气 的 供应 ，可用天然气资源较多 ， L NG又是一种较好的 天然气输送方式 ，因此开展大型 L NG液化装置的 建设 势在必行 。 由于超声速旋流分离器具有在相同压降情况 下 较节 流 阀 、 膨 胀 机 可取 得 更 大 的温 降 ， 且其 含有 扩压段可用于压能回收的特点 ， 已有学者开展将其 应用 于 天然气 液 化 中的研 究 工作 。研 究结 果表 明 ， 超声速旋流分离器能够成功液化天然气 ， 但关于超 声速旋流分离器 内部天然气流动过程 、 液滴凝结及 生长热力学过程 、 天然气液化效率等还需开展进一 步的研究工作。 参 考文 献 [ 1 ] 中华人 民共和 国国土 资源部 资源概况矿产资源[ E B ／ O L ] ． 2 0 1 3 1 2 0 1 4 1 0 0 9 ] ． h t t p ／ ／ w w w ．ml r ． g o v ． c n ／ z y g k ／ ． [ 2 ]2 R E P S O L ．T h e H i s t o r y o f L N G[ E B ／ O L ] ． 2 0 1 2 1 2 0 1 4 1 0 0 9 ] ． h t t p ／ ／ w w w．s t r e a ml n g ． c o m／ s e r v l e t ／ fi c h e r o s ／1 2 9 7 1 1 4 3 1 6 5 1 3 ／ 4 3 0 ％ 5 C 3 4 8 ％5 C t h e Hi s t o r y o f L N G2 0 1 2 0 3 2 7 ． p f d ． [ 3 】 牛亚楠． 多元混合制冷剂小型天然气液化装置 的模拟研 究[ D ] ． 上海 同济大学， 2 0 0 7 ． [ 4 ] We s l e y Q ， E a t o n R ， A n t h o n y P ． L i q u i d e x p a n d e r s i n t h e p h i l i p s o p ti m i z e d c a s c a d e L N G p r o c e s s [ C ] ／ ／ T h e 1 4 t h I n t e r n a t i o n al C o n f e r e n c e a n d Ex h i b i t i o n o n L i q u e fi e d N a t u r a l G a s ． D o h a ， Q a t a r ， M a r c h 2 1 2 4 ， 2 0 0 4 ． 【 5 ] B o s m a P ，N a g e l v o o r t R K ．I n l i q u e f a c t i o n t e c h n o l o g y D e v e l o p m e n t s t h r o u g h h i s t o r y [ C ] ／ ／ T h e 1 s t A n n u a l G a s P r o c e s s i n g S y mp o s i u m． D o h a ，Q a t a r ，J a n u a r y 1 0 1 2 ， 2 0 09． [ 6 ]L i m W。 C h o i K ， M o o n I ． C u r r e n t s t a t u s a n d p e rs p e c t i v e s o f l i q u e fi e d n a t u r al g a s L N G p l a n t d e s i g n [ J ] ． I n d E n g C h e m R e s ， 2 0 1 3 ， 5 2 9 3 0 6 5 3 0 8 8 ． [ 7 ] A n d r e s s D L ， Wa t k i n s R J ． B e a u t y o f s i mp l i c i t y P h i l l i p s o p t i mi z e d c a s c a d e L N G l i q u e f a c t i o n p r o c e s s [ C ] ／ ／ A d v a n c e s i n c r y o g e n i c e n g i n e e ri n g T r a n s a c t i o n s o f t h e c ryo g e n i c e n g i n e e r i n g c o n f e r e n c e ． An c h o r a g e ， Al a s k a ， S e p t e mb e r 22 26 ．2 00 3． [ 8 ] R i t a T ．T h e S h e l l P MR p r o c e s s f o r l a r g e c a p a c i t y L N G t r a i n s『 J ] ． P i p e G a s J , 2 0 0 4 ， 7 5 1 5 2 ． [ 9 】 S i n g h A ， H o v d M． D y n a m i c M o d e l i n g a n d C o n t r o l o f t h e P R I C O L N G p r o c e s s [ C ] ／ ／ A I C h E A n n u al M e e t i n g ．S a n Fr a n c i s c o ，CA，Nov e mb e r 1 2 1 7 ，2 0 06． [ 1 0 】S c h mi d t W，K e n n i n g ten B ．A i r P ro d u c t s me e t s r e q u i r e m e n t s o f f u l l r a n g e o f f l o a t i n g L N G c o n c e p t s[ J ] ． L N G J ， 2 01 1 8 1 2． [ 1 l 】 B o u t e l a n t P ． S e l e c t i n g a n L N G p r o c e s s n o t a n e a s y ta s k [ C 】 ／ ／ I n OAP E C I F P J o i n t S e mi n a r ．Ru e i l Ma h n a i s o n ，F r a n c e ， J u n e 1 7 1 9 ， 2 0 0 8 ． [ 1 2 】 V a n d e G r a a f J M， P e k B ． L a r g e c a p a c i t y L N G t r a i n s T h e s h e l l p a r al l e l m i x e d r e f r i g e r a n t p r o c e s s 【 J J ．L N G Re v i e w 2 0 0 5 ， 2 0 0 5 ． [ 1 3 】 R o b e r t s M J ，bu Y N ，B ronfe n b r e n n e r J C ，e t a 1 ． Re d u c i n g L N G c a p i t a l c o s t i n t o d a y ’ s c o mp e t i t i v e e n v i r o n m e n t【 C ] ／ ／ T h e 1 4 t h i n t e r n a ti o n al c o n f e r e n c e a n d e x h i b i t i o n o n h q u e fi e d n a t u r al g a s ．D o h a ，Q a t a r ， Ma r c h 21 - 2 4．2 0 04． [ 1 4 ]B a u e r H． A n o v e l c o n c e p t f o r l a r g e L N G b a s e l o a d p l a n t s [ C ] ／ ／ A I C h E S p r i n g N a t i o n al M e e ri n g ． H o u s t o n ， T X ，A p ri l 2 2 2 6 ． 2 0 0 1 ． [ 1 5 】B e r g e r E ， F 0 r g W， H e i e r s t e d R S ， e t ． T h e MF C Mi x e d F l u i d C a s c a d e p r o c e s s f o r t h e fi r s t E u r o p e a n b a s e l o a d L N G p rod u c t i o n p l a n t [ J ] ． L i n d e T e c h n o l ， 2 0 0 3 1 2 2 3 ． 【 1 6 】F l e s c h E ，R a i l l a r d J C ．C I I l i q u e f a c ti o n p r o c e s s 2 c a s c a d e s i n t o 1 [ C l ／ ／ T h e 1 2 t h i n t e r n a t i o n al c o n f e r e n c e a n d e x h i b i t i o n o n l i q u e fi e d n a t u r al g a s L N G 一 1 2 ． P e r t h ， Au s t r a l i a ， Ma y 4 - 7 ， 1 9 9 8 ． 【 1 7 】 I n t e r n a ti o n al G a s U n i o n ．Wo r l d L N G R e p o r t 【 E B ／ O L ] ． 2 0 1 4 [ 2 0 1 4 1 0 0 5 1 ．h t t p ／ ／ w w w ． i g u ． o r g ／ s i t e s ／ d e f a u l t ／ fi l e s ／ n o d e p a g e fi e l d _f i l e ／IGU ％2 0 一 ％2 0 W o r l d ％2 0 L NG％ 2 0 Re p o r t ％2 0 一 ％2 0 2 01 4 ％2 0 E d i t i o n ．p d f ． [ 1 8 】曹文胜， 鲁雪生， 石 玉美， 等． 小 型天然 气液化 流程[ J ] ． 天 然气工业， 2 0 0 5 ， 2 5 5 1 0 9 - l 1 1 ． [ 1 9 】 G a s T e c h n o l o g y I n s ti t u t e ．D e v e l o p m e n t o f a S ma l l - S c a l e N a t u r al G a s L i q u e fi e r ， fi n a l r e p o rt [ E B ／ O L ] ． 2 0 0 3 [ 2 0 1 4 1 0 0 5 ] ． h t t p ／ ／ w w w ． o s t i ． g o v ／ s e i t e c h ／ s e r v l e ts ／ p u r l ／ 8 2 5 1 5 3 ． 【 2 0 】徐 孝轩 ， 黄业千， 亢泽涛． 川 气东送分输 站压力能 回收利 用潜力分析[ J ] ． 天然气技术 与经济， 2 0 1 3 ， 7 2 4 8 5 1 ． [ 2 l 】顾 安忠， 石玉美， 汪荣顺， 等． 天然气液化 流程 及装置【 J ] ． 深 冷技术， 2 0 0 3 ， 1 1 6 ． 【 2 2 】石玉美， 汪荣顺， 张孔明， 等． 天然气液化流程运行参数对 流 程性 能的影 响 [ c ] ／ ／ 上海市制冷 学会学术年会．上海， 2 00 3． 【 2 3 】石玉美， 汪荣顺， 顾安忠． 流程参数对 C J MR C天然气 液 化流程性能的影响 上 [ C 】 ， ， 上海市制冷学会 学术年会． 上 海， 2 0 0 3 ． 【 2 4 ]石玉美， 汪荣顺， 顾 安忠． 流程参数对 C J MR C天然气液化 流程性能的影响 下 【 C 上海市制冷学 会学术年会． 上 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3期 杨 文等 天 然 气液化技 术研 究现 状及 进展 9 3 海 ， 2 0 0 3 ． [ 2 5 】杨 克剑． 中小 型天然气 液化装置 及其应用[ J ] ． 低 温与超 导， 1 9 9 6 ， 2 4 2 5 4 5 8 ． [ 2 6 ]谭建宇， 李红艳， 王莉， 等． 小 型天然气液化 装置工艺流程 数值 模拟和优 化[ J ] ． 天然气工业， 2 0 0 5 ， 2 5 5 1 1 2 1 1 4 ． [ 2 7 】尹全森， 李红艳， 范庆虎， 等． 小 型天然气液化系统热 力学 分析 c ] ／ ／ 第八届低温工程大会． 北京， 2 0 0 7 ． 【 2 8 】李佩铭． 丙烷 预冷混合制冷剂循环液化天然气热力 过程 的数值模拟[ D ] ． 哈尔滨 哈尔滨工业大学， 2 0 0 7 ． 【 2 9 ] 吕鹏飞， 鹿院卫， 刘广林， 等． 小型天然气膨 胀液化流 程参 数优化【 J ] ． 工程热物理学报， 2 0 1 1 ， 3 2 8 1 3 9 6 1 3 9 8 ． f 3 0 ] 张广耀． 小型天 然气液化 中低温 换热装 置设 计及性 能 研究[ D 】 ． 北京 北京工业大学， 2 0 1 3 ． [ 3 1 ]鹿 院卫，刘 丽华，吴玉庭，等． 基 于 A S P E N HY S Y S和 M A T L A B天然气液 化流 程 的优 化 ． 石 油和 化工设 备， 2 0 1 4 ， 1 7 6 5 0 5 2 ． [ 3 2 】王华琛， 梁世 希． 一种新 型混合 制冷剂 液化技术 及其应 用[ J 】 ． 天然气化i c1 化学与化工 ， 2 0 1 4 ， 3 9 4 5 6 5 9 ． [ 3 3 ]文闯． 湿天然气超声速旋 流分离机理研究 [ D ] ． 青岛 中 国石 油大学 华东 ， 2 0 l 4 ． 【 3 4 ]孙恒， 朱鸿 梅， 舒丹． 3 S技术在 天然气液化 中的应用初探 [ J ] ． 低温与超导， 2 0 1 0 ， 3 8 1 1 4 1 6 ． 【 3 5 ]孙恒， 舒丹， 朱鸿 梅． 采 用 3 S分离器 的天然气 液化过程 的参数分析[ J ] ． 低温与超导， 2 0 1 0 ， 3 8 3 2 5 2 7 ． 【 3 6 ] We n C ，C a o X ，Y a n g Y ，e t a 1 ．A n u n c o n v e n t i o n a l s u p e r s o n i c l i q u e f i e d t e c h n o l o g y f o r n a t u r a l g a s 【 J ] ． E n e r g y E d u S c i T e c h n o l P a r t A E n e r g y S c i R e s ， 2 0 1 2 ， 3 O 1 6 5 】 一 6 6 0 ． Na t u r a l ga s l i que f ac t i o n t e c h no l o g y r e s e ar c h s t atu s a nd pr o g r e s s Y ANG We n ， C A0 Xu e w e n ， S U N L i 。 ， WANG Di 1 ． C o l l e g e o f P i p e l i n e a n d C i v i l E n g i n e e r i n g ， C h i n a U n i v e rs i t y o f P e t r o l e u m f e a s t C h i n a ， Q i n g d a o 2 6 6 5 8 0 ， C h i n a ； 2 ． E a s t C h i n a P i p e l i n e D e s i g n a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e ， S i n o p e c P i p e l i n e S t o r a g e a n d T r a n s p o r t a t i o n C o mp a n y ， X u z h o u 2 2 1 0 0 8 ， C h i n a Ab s t r a c Na t u r a l g a s hq u e c ti o n p r o c e s s e s a t h o me a n d a b r o a d we r e e l a b o r a t e d s y s t e ma t i c a l l y ，a n d a n e w n a t u r al g a s l i q u e f a c ti o n t e c h n o l o gy w a s i n t r o d u c e d e mp h a ti c a l l y ．At p r e s e n t ，c a s c a d e l i q u e f a c t i o n p r o c e s s a n d mi x e d r e f ri g e r a n t l i q u e f a c ti o n p r o c e s s w e r e m a i n l y u s e d i n f o r e i g n l a r g e r L N G l i q u e f a c t i o n p r o j e c t s ． S o m e r e s e a r c h a b o u t s m a l l - s c al e l i q u e f a c t i o n d e v i c e h a d b e e n c a r r i e d o u t ，a n d s e v e r al d e v i c e s h a d b e e n d e v e l o p e d ， b u t t h e l i q u e f a c ti o n p r o c e s s e s o f s ma l l s c ale d e v i c e s w e r e ma i n l y e v o l v e d f r o m l a r g e s c a l e d e v i c e s ． Do me s t i c L NG l i q u e f a c t i o n p roc e s s r e s e a r c h s t a r t e d l a t e ， a n d t h e p r o d u c t i o n a n d u n d e r c o n s t r u c t i o n d e v i c e s w e r e a l l s ma l l s c ale d e v i c e s d u e t o the r e s t ri c t i o n o f n a t u r al g a s s o u r c e a n d L N G ma r k e t ． T h e p r o c e s s ma i n l y u s e d i n d o me s ti c s ma l l s c ale d e v i c e s wa s e x p a n s i o n r e f ri g e r a ti o n c y c l e an d mi x e d r e f r i g e r an t c y c l e ． S u p e r s o n i c s wi r l i n g s e p a r a t o r u s e d i n n a t u r al g a s l i q u e f a c ti o n p r o c e s s h a d b e e n p ropo s e d ， a n d t h e p r e s e n t s t u d y s h o we d t h a t t h e n a t u r a l g a s c o u l d b e l i q u e fi e d s u c c e s s f u l l y b y thi s t e c h n o l o g y ． B u t mo r e r e s e a r c h w a s n e e d e d o n t h e g a s fl o w ，d r o p l e t c o n d e n s a t i o n a n d g r o w t h t h e r mo d y n a mi c p roc e s s i n t h e s e p a r a t o r a s w e l l a s i t s l i qu e f a c ti on e ffic i e n c y． Ke y wo r d s n a t u r al g a s ； l i q u e f a c t i o n ； p r o c e s s ； s u p e rso n i c s w i d i n g s e p a r a t o r } _ { } } _ { } _ { } _ { } } _ { } _ { } _ { } _ { } _ { } } _ { } _ { } } _ { } _ { } _ { } H { } } _ { } _ { } _ { H } } _ { } _ { } _ { } _ { } 幡 { } _ { } _ { } _ { } } } } _ { } _ { } } 矗 { } _ { } _ { } } } - 麓 燃料 电池用的“ 纳米木莓” 美 国国家标准 和技术研究所 N I S T 的研 究人 员已开发 了一 种快 速 、 简单 的工艺 ， 制造铂“ n a n o r a s p b e r r i e s ” 纳米木 莓 微小的贵金属纳米 级粒子簇 。浆果样的形状很有 意 义 ， 因为其具有很高的表面积 ， 这在催化剂设 计中很有帮助。 该研究可助燃料 电池更实用 。在燃料 电池 中， 纳米粒子可用 作催化剂 帮助将 甲醇转化为电。 N I S T制造纳米 木莓 的 4 0分钟 工艺具有几个优点 。浆 果