基于LNG行業未來的發展前景，以及我國對清潔能源的政策導向，當前許多公司都萌生了轉戰LNG行業的想法。

作為一種熱門的能源技術，如何能做到高效地學習呢？掌握合理的方式十分關鍵，分清主次，緊抓基礎是高效學習的必由之路。

下面就為大家總結一些學習LNG必須要知道的基礎知識。

1什么是液化天然氣LNG

LNG是英文Liquefied Natural Gas的簡稱，即液化天然氣。

它是天然氣（甲烷CH4）在經凈化及超低溫狀態下（-162℃、一個大氣壓）冷卻液化的產物。液化后的天然氣其體積大大減少，約為0℃、1個大氣壓時天然氣體積的1/600，也就是說1立方米LNG氣化后可得600立方米天然氣。

無色無味，主要成份是甲烷，很少有其它雜質，是一種非常清潔的能源。爆炸極限為5%-15%（體積%），燃點約450℃。

2LNG的主要組分

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氣中的其它組分。

不同工廠生產的LNG具有不同的組份,主要取決于生產工藝和氣源組份,按照歐洲標準EN1160的規定，LNG的甲烷含量應高于75%，氮含量應低于5%。

3LNG的原料氣

1）管道天然氣

2）煤層氣

3）焦爐煤氣

4）煤制氣

4LNG的密度

LNG的密度取決于其組份，通常為430～470kg/m3，甲烷含量越高，密度越小。

密度還是液體溫度的函數，溫度越高，密度越小，變化的梯度為1.35Kg/3℃。

LNG的密度可直接測量，但一般都是通過氣體色譜儀分析的組份結果計算出密度。

5LNG的溫度

LNG的沸騰溫度也取決于它的組份，在大氣壓力下通常為-166～-157℃，一般資料上介紹的-162.15℃是指純甲烷的沸騰溫度。

沸騰溫度隨蒸氣壓力升高而升高，變化梯度為1.25×10-4℃/Pa，LNG的溫度通常是用銅/銅鎳熱電偶或鉑電阻溫度計進行測量。

6LNG的氣液體積比

LNG的氣液體積比是指LNG汽化為標準狀態的天然氣體積與LNG體積之比。

通常所說的LNG氣液體積比為625是純甲烷的氣液體積比，且其標準狀態為歐美標準（溫度為15.5℃），按國內標準（溫度為20℃）純甲烷的氣液體積比應為633。

LNG的氣液體積比也取決于它的組份，甲烷含量越高，氣液體積比越大，氣液體積比還是液體溫度的函數，溫度越高，氣液體積比越小。

7單位質量LNG汽化的體積

單位質量LNG汽化后的氣體體積（標態）取決于它的組份，甲烷含量越高，單位質量LNG汽化后的氣體體積越大，其與液體的溫度、飽和壓力無關。

1噸液態甲烷汽化后能生成1496Nm3氣態甲烷。

目前國內LNG的交接計量通常采用稱重法，先用磅秤稱出LNG的重量，然后根據單位質量LNG汽化后的氣體體積數（標態）計算出其相當于多少Nm3的天然氣。

8LNG的泄露特性

發生泄露時，LNG將與環境迅速換熱、發生快速相變而汽化，單位體積的LNG能產生約600倍體積的氣體。

LNG泄露至地面上時，最初會猛烈沸騰，然后蒸發將迅速衰減至某個固定值。

如果LNG泄露至大量的水中，水與LNG之間的熱傳遞速率非常高，LNG將激烈地沸騰并伴隨巨大的爆炸聲、噴出水霧，這種現象稱為冷爆炸。

LNG發生泄漏之后，大氣中的水蒸氣被冷凝而形成云霧，當這團云霧能看見時，可以作為蒸發氣體移動方向的指南。同時，云霧也可作為氣體空氣混合物可燃性的指示。

天然氣/空氣云團中天然氣的體積濃度達到5～15%時，就能被點燃。因為LNG裝置一般都設置在一個圍堰中，即使著火，其燃燒范圍也可控制在圍堰范圍內。如果在封閉空間內著火，就會發生爆炸。

9LNG的汽化潛熱

LNG（純甲烷）的汽化潛熱為122Kcal/kg，LNG的汽化潛熱也取決于它的組份，汽化潛熱還是液體溫度的函數，溫度越高，汽化潛熱越小。

10LNG的蒸發特性

當LNG從已有的壓力降低至沸點對應壓力以下時，例如流經閥門，部分液體蒸發，同時溫度也將降低到該壓力下的新沸點，這種現象稱為閃蒸。

閃蒸氣的組成與液相的組成有較大差別，閃蒸氣中低沸點組分的比例較多，例如氮的沸點為-196℃，比甲烷沸點-162℃低，比甲烷更易汽化進入氣相。

有人對儲罐中氣液兩相的組成進行過測定，在液相中氮的濃度為0.3%、甲烷的濃度為87.7%（mol），而在氣相中氮的濃度達9.7%、甲烷的濃度為90.3%（mol），氮在氣相中的濃度為液相中濃度的32倍。

若LNG壓力為1～2×105Pa，溫度為其沸點，估算時可認為壓力每降低1kPa，1m3液體由于閃蒸能產生0.4kg的氣體。

這些蒸發氣外泄時，由于溫度很低，常在-100℃左右，氣體密度大于空氣。從環境吸熱升溫后，密度減少。在標準狀態下，蒸發氣的密度約為空氣密度的0.6倍。

11LNG的熱值、辛烷值

熱值是表示燃料質量的重要指標之一，可分為高熱值和低熱值，辛烷值是表示車用燃料抗爆性的重要指標之一，可分為研究法辛烷值和馬達法辛烷值。

LNG的熱值、辛烷值與LNG的組分有關，純甲烷的高熱值為37.03MJ/Nm3, 低熱值為33.36MJ/Nm3，辛烷值ASTM為130（研究法）。

12LNG的儲存

LNG在儲罐內會出現分層現象，即密度不同的LNG占有不同的層位。

分層的原因可能是新裝入儲罐的LNG和殘留在儲罐內的LNG密度不同，或LNG中氮含量較高（如≥3%），對流使氮組分移動至儲罐液體表層，形成含氮量高的液體表層。

儲罐受熱產生的自然對流又力求使罐內LNG密度均勻，這就產生了所謂的“翻滾”現象。

翻滾使LNG在短時間內產生大量蒸氣，導致儲罐壓力增高，有時造成安全閥開啟。

經驗說明，控制LNG的含氮量使之不超過1%是防止罐內LNG翻滾的有效措施，此外還應采取措施使罐內液體混合均勻。

13低溫容器的蒸發率

低溫容器的蒸發率是指在標準狀態（101.3kPa,0℃）下，儲存適量的低溫液體，在達到熱平衡后的蒸發速率。

一般以24hr計，故又稱日蒸發率，它指一天（24hr）內蒸發的數量與儲液容器的公稱容器之比。目前常用于測量低溫容器蒸發率的有稱重法和蒸氣流量測量法兩種。

14LNG的安全特性

LNG是非常安全的燃料，這主要表現在以下幾個方面：

LNG的燃點為650℃，比汽、柴油的燃點高，點火能也高于汽柴油，所以比汽柴油更難點燃；

LNG的爆炸極限為4.7～15%，-106.7℃以上的LNG蒸汽比空氣輕，因而稍有泄漏立即揮發飛散，很難形成遇火燃燒爆炸的濃度。

無論是LNG還是它的蒸汽都不會在一個不封閉的環境下爆炸。

從LNG的基本特性可以看出,LNG的潛在危險主要來源于以下三個方面:

(1)在大氣壓力下,LNG的沸騰溫度約為-160℃,在這一溫度下,其蒸氣密度高于周圍空氣的密度;

(2)少量的液體可轉換為大量的氣體，1個體積的LNG液體大約可轉換為600個體積的氣體;

(3)天然氣與空氣混合時,其體積濃度為5～15%時是易燃易爆的。

LNG又是極易汽化并且汽化后體積急劇增大的液體，任何裝有LNG的封閉容器和管道應有泄壓閥，以防超壓。

在有可能存在天然氣的場合，應測量空氣中氧含量及烴含量，氧含量小于18%會使人窒息。進入可能含天然氣區域的人員應佩帶面罩、護目鏡、防護服和手套等。

15LNG冷灼傷的危害

與LNG、低溫蒸氣、低溫管線及設備接觸對皮膚可造成類似于燒傷的水泡傷害。

LNG汽化后的氣體仍然是絕對的低溫，會灼傷象眼睛等敏感組織。

身體未被保護的部分不允許與未保冷的LNG管線或容器接觸，低溫金屬會將它們粘附住，如試圖拿下，則會導致皮肉撕裂。

16LNG設施工作人員的穿戴勞保服裝

與LNG接觸時，應戴上合適的面罩或護目鏡，與低溫液體或氣體接觸，必須一直戴上皮手套，手套要寬松一點，便于液體噴濺到上面快速脫下，即使戴著手套，也只能與低溫設備接觸一小會兒。

應穿工裝褲或類似的工作服，最好沒有口袋或翻卷部分。褲子應套穿在靴子的外面。

如果工作服上粘上了低溫液體或蒸氣，在工作人員進入密閉空間之前，應對工作服進行通風。

17窒息

雖然LNG蒸氣沒有毒性，但其中的氧含量較低，易使人窒息。

如果吸入純的LNG蒸氣而不迅速撤離，很快就會失去知覺，幾分鐘就可致人死亡。

通常情況下，空氣中氧的體積含量為20.9%，大氣中氧的含量低于18%則有窒息性，對于氣體濃度較高的情況，由于缺氧會導致惡心或暈眩，轉移后，癥狀會很快消失。

在進入LNG的某個區域之前，應對大氣中氧含量及烴含量進行測量。即使氧含量結果顯示處于不會導致窒息的范圍內，在進入區域前，應進行可燃性測試。

18LNG組份的采樣

對LNG的組份采樣應注意方式，不能因為蒸發作用的影響，導致對樣品分析的錯誤結論。

最常用的方法是使用一種特別的裝置對一小股連續氣化的產品進行分析。

另外一種方法是從產品氣化器的出口采樣，通過氣體色譜儀進行分析。

19LNG的運輸方式

LNG的運輸有三種方式，即輪船運輸、汽車運輸、火車運輸。

輪船運輸用于國際間大宗貿易,一次運量10×104m3以上；

汽車運輸用于陸地200-1000Km的運輸,一次運量一般為10-50m3；

火車運輸一般采用集裝箱，適于陸地長途運輸。

20與LNG直接接觸不發生脆裂的金屬材料

與LNG直接接觸不發生脆裂的金屬材料包括不銹鋼、鎳合金、鋁合金、銅及銅合金。

不銹鋼可用于LNG的儲罐、管道及附件、換熱器、泵、螺栓螺母；

鎳合金可用于儲罐和螺栓螺母；

鋁合金可用于儲罐和換熱器；

銅及銅合金可用作密封件。

在工程實際中，含鎳9%的不銹鋼是應用最廣的耐低溫材料，常用牌號有0Cr18Ni9Ti和00Cr18Ni9Ti，相當于國外的SS304L和SS304LL。由于銅、黃銅及鋁的熔點低，當LNG出現泄漏并著火時會失效，因此應用不多。

21與LNG直接接觸不發生脆裂的非金屬材料

與LNG直接接觸不發生脆裂的非金屬材料包括混凝土、石棉、玻璃鋼環氧樹脂、石墨、聚四氟乙稀等。

預應力混凝土可用于建造大型LNG儲罐，而聚四氟乙稀是最常用的低溫密封材料。

22火災的預防和保護

LNG蒸氣燃燒的條件是火源、可燃物及空氣三者同時出現，因此，重要的是要防火。

一般地說，LNG設施區域禁止吸煙和使用明火，防止硬質物體相互碰撞、靜電及電器設備可能產生的火花，防止機動車輛尾氣中的火花。

在處理LNG失火時，推薦使用干粉(最好是碳酸鉀)滅火器。與處理LNG有關的人員應經過對液體引發的火災使用干粉滅火器的訓練。

高倍數泡沫材料或泡沫玻璃塊可用于覆蓋LNG池火并能極大地降低其輻射作用。

必須保證水的供應以用于冷卻目的，或在設備允許的情況下用于泡沫的產生。但是水不可用于滅此類火。

23LNG常用的消防設施

LNG消防設施的作用是撲滅火災及控制火勢、保護未著火的結構和設施。

用于LNG的滅火劑有干粉、CO2及鹵代烴、泡沫等。

大型LNG設施中設有噴水系統，用于著火情況下對相鄰設施的冷卻保護。水不能用于LNG的滅火，尤其是LNG的池火，用水將使LNG的氣化率增大，火焰高度及輻射強度大大增加。

24如何防止LNG的泄漏

防止泄漏是通過系統的選擇、安裝質量控制及制定規范的操作規程來達到的。

對于儲罐，防止泄漏的主要方式有：設置防過量充裝系統、設置液位報警裝置、經常檢查閥門、防止超壓等。

對LNG槽車，在管線的每一個獨立段上都安裝緊急關閉閥。

25LNG的泄漏檢測系統包括哪幾個系統

盡管有保護措施，還是不能避免LNG泄漏以及發生火災的可能性，這時就要安裝檢測系統，它包括泄漏檢測系統、冷量檢測系統、可燃氣體檢測系統和火焰檢測系統。

26LNG裝置的保護系統由哪幾部分組成

LNG裝置的保護系統包括冷量保護、氣體保護及防火保護。

冷量保護系統是抑制、轉移、收集泄漏LNG的消極保護系統，通過防止泄漏的LNG與鋼結構和其它設備接觸而起到保護作用；

氣體保護是通過減少LNG與大氣的熱交換而限制LNG氣化的一種消極安全措施；

火災保護可以采取積極保護措施，如冷卻水和泡沫系統、干粉滅火系統等，也可采用消極防火系統，通過合理的設備布局，安裝收集槽及絕熱保護層等起到防火作用。

27LNG有哪些優點

1）LNG體積比同質量的天然氣小625倍，所以可用汽車輪船很方便地將LNG運到沒有天然氣的地方使用。

2）LNG儲存效率高，占地少，投資省。

3）LNG做為優質的車用燃料，與汽油相比，它具有辛烷值高、抗爆性能好、發動機壽命長、燃料費用低、環保性能好等優點。它可將汽油汽車尾氣中HC減少72%，NOx減少39%，CO減少90%，SOx、Pb降為零。

4）LNG汽化潛熱高，汽化過程中的冷量可回收利用。

5）由于LNG汽化后密度很低，只有空氣的60%左右，稍有泄漏立即飛散開來，不致引起爆炸。

6）由于LNG組分較純，燃燒完全，燃燒后生成二氧化碳和水，所以它是很好的清潔燃料，有利于保護環境，減少城市污染。   

28LNG的主要用途

1）做為清潔燃料汽化后供城市居民使用，具有安全、方便、快捷、污染小的特點。

2）作代用汽車燃料使用。采用LNG作為汽車發動機燃料，發動機僅需作適當變動，運行又安全可靠，而且噪聲低污染小，特別是在排放法規日益嚴格的今天，以LNG作為燃料的汽車，排氣明顯改善，尤其是致癌的碳煙微粒。

3）做為工業氣體燃料，用于玻殼廠、工藝玻璃廠、電廠、陶瓷廠等。

4）做為冷源用于生產速凍食品，以及塑料、橡膠的低溫粉碎等，也可用于海水淡化和電纜冷卻等。

29天然氣液化包括哪幾部分

天然氣液化一般包括天然氣凈化（也稱預處理）過程和天然氣液化過程兩部分組成。

先將原料天然氣經過予處理，脫除液化過程中的不利組分（酸性組分、水分、較重烴類及汞等），之后再進入制冷系統的高效換熱器不斷降溫，并將丁烷、丙烷、乙烷等逐級冷卻分離，最后在常壓下使溫度降到-162℃左右，即可得到LNG產品。

將LNG送入保冷良好的絕熱容器，可以在常壓下儲存、運輸、使用。

30天然氣液化前為何要進行予處理

因為天然氣中含有CO2、H2O、H2S、COS、Hg、芳香族化合物及其它重烴等雜質，這些雜質如果不在進液化單元前除去，就會在液化單元凝結成固體，或者腐蝕鋁制設備，從而造成設備、管道堵塞或鋁制設備泄漏，因而天然氣液化前要進行予處理。

一般來說，CO2的含量應低于50PPm，H2O的含量應低于1PPm，H2S應低于3.5PPm，COS應低于1PPm，Hg應低于0.01mmg/l, 芳香族化合物應低于10PPm。