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【摘要】通过对几种常用液化装置的流程介绍和比较，探讨液化装置生产存在问题。简单介绍了我国几座常见的液化装置的生产流程，并就生产过程中所存在的问题进行分析和研究，最后针对所存在的问题提出相应的解决对策和建议。
【关键词】液化装置；生产流程；问题；解决对策；建议
1.前言
液化指的是物质的物理状态的改变，即由气态转化为液态，转变的过程则称为液化，整个过程处于放热状态。一般采用两种方法对物质进行液化，一是降低物质本身温度，二是压缩物质的体积，尤其是气体体积在进行液化后，其体积会变成原来的几千分之一，大大节约了贮存空间。因此，液化常常应用于气体，缩小体积，有利于贮存和运输。常见的液化装置有天然气液化装置、氧氮液化装置、二氧化碳液化装置等，液化天然气在城市供用、远洋运输等方面具有重要作用和优势，而氧氮液化主要应用于医疗、工业和运输等多方面，因此，优化液化装置，解决生产存在的问题，有助于提高生产效率和产品的利用率，进一步提升工厂的经济效益。本文从实际出发，介绍了几种常见的液化装置，并通过对比，探讨液化装置生产存在的问题，针对相关问题提出相应的解决对策和建议，促进我国液化技术的发展。
2.常见液化装置液化流程
2.1天然气液化流程
2.1.1天然气液化装置类型
天然气液化装置基本可以分为两类，一类是用于当地使用或者外运的天然气生产，称为基本负荷型天然气液化装置；一类是用于高峰期或者紧急情况下的天然气生产，称为调峰型液化装置。
基本负荷型天然气液化装置是一种大型的生产天然气的液化装置，具有较为稳定的容量和较好的经济性，基本负荷型液化装置的液化流程和贮存是具有连续性，并且具有较高的液化能力。该液化装置的主要应用是天然气的外运，即远洋运输，用于进行国际贸易。基本负荷型天然气液化装置生产不仅具有基本的液化装置和公用设备，还具有储槽、汽化和送气相应设备，并具有预处理、液化、储存、控制及装卸等系统，是一个庞大的系统工程，因此，需要巨大的投资金额，才可进行建设。此类型的液化装置的液化单元主要包括两个部分，一部分是级联式液化流程，另一部分是混合制冷剂液化流程，最早采用的是级联式液化流程，而后是混合制冷剂液化流程，随着现代化工业的发展，逐步采用丙烷预冷混合制冷剂液化装置代替了混合制冷剂液化流程，进一步降低了能耗，提升了生产效率和经济效益，因此得到了广泛应用。
调峰型液化装置主要用于生产高峰期或者紧急情况下使用的天然气，具有较小的液化能力，但具有较大的贮存能力，该装置生产的液化天然气一般不作为商品进行外销。此类液化装置一般距离天然气的产地较远，普遍设置在大城市周边。调峰型液化装置主要有三部分液化类型，一部分是级联式液化流程，一部分是混合制冷剂液化流程，还有一部分是膨胀机液化流程。最早采用的则是级联式液化流程，依次更替为混合制冷剂液化流程，膨胀机液化流程。膨胀机液化流程具有较高的节能性能，因此被广泛应用。
2.1.2存在问题及解决对策
如何选择较好的液化流程，主要考虑四个基本因素：一是能够容易的选择到与之相配的流程设备；二是具有较好的适应性能，适应原料的祖坟和环境变化；三是整个液化流程具有简便性，所需设备尽可能的少，所用成本尽可能的低；四是符合环境友好型社会的发展，尽可能的减少污染物的排放，有利于可持续发展。随着市场竞争越来越激烈，对天然气液化装置的要求也越来越高，不仅需要较低的能耗、资金，还需要对液化装置设备的运行和维护作出技术提升。对于具有较强生产能力的基本负荷型液化装置，可以采用丙烷预冷混合制冷剂液化流程，而调峰型天然气液化装置则可以充分发挥其灵敏性高，成本低的优势，采用膨胀机液化流程。不断对天然气液化装置进行改进和完善，进一步推进天然气的开发和利用。
2.2氧氮液化装置液化流程
氧氮液化装置的主要液化流程采用的是氮气循环工艺，氮气从氮压机进入膨胀机通过增压进行压缩，经过冷却器冷却后通入换热器，由换热器可将其分为两部分，一部分继续进入膨胀机进行膨胀压缩制冷，然后以返流气体的方式与正流气体进行交换后进入低压氮气管网，而另一部分则经过冷却器液化为液氮，进入贮液器，随后可输入贮槽进行贮存。低压氮气管网的氮气经过氮压机压缩后，即会进入下一个液化流程进行循环。
2.2.1存在问题及解决对策
由于热开车时，液化装置生产出的液氮具有较高的温度，并且贮液器具有较低的液位，而液氧则具有较低的温度，并且其贮液器具有较高的液位。一旦液位升高到高联锁值，就会造成生产问题，只能采用排液氧的方式进行保护。在热开车过程中，液化装置所用的膨胀机液化流程会使得膨胀机温度不断下降，极易出现温度过低导致跳车或者液击，工作人员只能采用降低膨胀量的方法，使膨胀机机后的温度高于报警值。因此，需要对热开车过程中的液化装置进行优化操作，针对热换器和过冷器不断调节的过程中，膨胀机机后温度和液氮形成后的温度变化实际情况，逐渐增大阀门，增加热换器中的正流氮气含量及返流氮气量，避免由于过冷器冷量不足造成的生产问题及液氧排放，从而进一步保证液化装置设备的安全运行。
2.3二氧化碳液化装置的液化流程
经过脱碳装置的处理后，将其尾气作为二氧化碳液化装置的原料，利用二氧化碳液化技术将二氧化碳生产为商品，主要经过分离、增压、冷却、干燥、吸附等基本步骤后，对纯化气体进行预冷液化、精馏、储存，最后生产为二氧化碳产品进行使用。可以将其基本液化过程分为五个单元，即原料气分离压缩单元、除油净化单元、干燥单元、液化提纯单元、R22制冷单元。二氧化碳的液化温度如下图所示。
2.3.1存在问题及解决对策
二氧化碳液化装置的液化流程具有工艺简单、设备较少等优点，但是由于需要较高的压力和球罐储存，出现以下几种生产问题：一是生产过程中由于储存条件的限制，导致球罐气化量较大，放空量增加，大大降低了生产能力；二是液化设备系统长期处于高压状态，大大增加了设备维护的难度；三是液碳温度低，干燥不彻底易造成设备、工艺管线冻堵。
通过控制进储运单元前阀门开度，对液碳进行节流降温，再进入液碳储运单元，有效降低了储运单元的温度，减少放空量；干燥单元增加水露点监测，定期更换干燥塔填料，关注干燥单元再生温度，达到最佳干燥效果；由于增压机运行时排气温度较高，可以依据循环流水的实际情况，控制循环水压力。对压缩机进行电机散热改造，达到压缩机节能降温的目的，大大增加了二氧化碳的液化量。
3.总结
通过对几种常见液化装置在生产过程中所存在的问题进行研究和分析，优化生产操作，保证液化装置正常安全的启动、运行。改善液化装置的液化流程，有利于进一步提升生产效率和产品利用率，增加经济效益，具有明显的综合效益。
参考文献
[1]张炜森.PRICO液化工艺在珠海LNG装置中的应用.《上海煤气》，2011年3期
[2]杜海胜，安亮，韩来喜.影响神华煤直接液化性能的因素及分析.《煤炭转化》，2012年3期
[3]张雯，张晓丽.液化Ⅱ装置故障原因分析及处理.《中国化工贸易》，2013年2期
【关键词】液化装置；生产流程；问题；解决对策；建议
1.前言
液化指的是物质的物理状态的改变，即由气态转化为液态，转变的过程则称为液化，整个过程处于放热状态。一般采用两种方法对物质进行液化，一是降低物质本身温度，二是压缩物质的体积，尤其是气体体积在进行液化后，其体积会变成原来的几千分之一，大大节约了贮存空间。因此，液化常常应用于气体，缩小体积，有利于贮存和运输。常见的液化装置有天然气液化装置、氧氮液化装置、二氧化碳液化装置等，液化天然气在城市供用、远洋运输等方面具有重要作用和优势，而氧氮液化主要应用于医疗、工业和运输等多方面，因此，优化液化装置，解决生产存在的问题，有助于提高生产效率和产品的利用率，进一步提升工厂的经济效益。本文从实际出发，介绍了几种常见的液化装置，并通过对比，探讨液化装置生产存在的问题，针对相关问题提出相应的解决对策和建议，促进我国液化技术的发展。
2.常见液化装置液化流程
2.1天然气液化流程
2.1.1天然气液化装置类型
天然气液化装置基本可以分为两类，一类是用于当地使用或者外运的天然气生产，称为基本负荷型天然气液化装置；一类是用于高峰期或者紧急情况下的天然气生产，称为调峰型液化装置。
基本负荷型天然气液化装置是一种大型的生产天然气的液化装置，具有较为稳定的容量和较好的经济性，基本负荷型液化装置的液化流程和贮存是具有连续性，并且具有较高的液化能力。该液化装置的主要应用是天然气的外运，即远洋运输，用于进行国际贸易。基本负荷型天然气液化装置生产不仅具有基本的液化装置和公用设备，还具有储槽、汽化和送气相应设备，并具有预处理、液化、储存、控制及装卸等系统，是一个庞大的系统工程，因此，需要巨大的投资金额，才可进行建设。此类型的液化装置的液化单元主要包括两个部分，一部分是级联式液化流程，另一部分是混合制冷剂液化流程，最早采用的是级联式液化流程，而后是混合制冷剂液化流程，随着现代化工业的发展，逐步采用丙烷预冷混合制冷剂液化装置代替了混合制冷剂液化流程，进一步降低了能耗，提升了生产效率和经济效益，因此得到了广泛应用。
调峰型液化装置主要用于生产高峰期或者紧急情况下使用的天然气，具有较小的液化能力，但具有较大的贮存能力，该装置生产的液化天然气一般不作为商品进行外销。此类液化装置一般距离天然气的产地较远，普遍设置在大城市周边。调峰型液化装置主要有三部分液化类型，一部分是级联式液化流程，一部分是混合制冷剂液化流程，还有一部分是膨胀机液化流程。最早采用的则是级联式液化流程，依次更替为混合制冷剂液化流程，膨胀机液化流程。膨胀机液化流程具有较高的节能性能，因此被广泛应用。
2.1.2存在问题及解决对策
如何选择较好的液化流程，主要考虑四个基本因素：一是能够容易的选择到与之相配的流程设备；二是具有较好的适应性能，适应原料的祖坟和环境变化；三是整个液化流程具有简便性，所需设备尽可能的少，所用成本尽可能的低；四是符合环境友好型社会的发展，尽可能的减少污染物的排放，有利于可持续发展。随着市场竞争越来越激烈，对天然气液化装置的要求也越来越高，不仅需要较低的能耗、资金，还需要对液化装置设备的运行和维护作出技术提升。对于具有较强生产能力的基本负荷型液化装置，可以采用丙烷预冷混合制冷剂液化流程，而调峰型天然气液化装置则可以充分发挥其灵敏性高，成本低的优势，采用膨胀机液化流程。不断对天然气液化装置进行改进和完善，进一步推进天然气的开发和利用。
2.2氧氮液化装置液化流程
氧氮液化装置的主要液化流程采用的是氮气循环工艺，氮气从氮压机进入膨胀机通过增压进行压缩，经过冷却器冷却后通入换热器，由换热器可将其分为两部分，一部分继续进入膨胀机进行膨胀压缩制冷，然后以返流气体的方式与正流气体进行交换后进入低压氮气管网，而另一部分则经过冷却器液化为液氮，进入贮液器，随后可输入贮槽进行贮存。低压氮气管网的氮气经过氮压机压缩后，即会进入下一个液化流程进行循环。
2.2.1存在问题及解决对策
由于热开车时，液化装置生产出的液氮具有较高的温度，并且贮液器具有较低的液位，而液氧则具有较低的温度，并且其贮液器具有较高的液位。一旦液位升高到高联锁值，就会造成生产问题，只能采用排液氧的方式进行保护。在热开车过程中，液化装置所用的膨胀机液化流程会使得膨胀机温度不断下降，极易出现温度过低导致跳车或者液击，工作人员只能采用降低膨胀量的方法，使膨胀机机后的温度高于报警值。因此，需要对热开车过程中的液化装置进行优化操作，针对热换器和过冷器不断调节的过程中，膨胀机机后温度和液氮形成后的温度变化实际情况，逐渐增大阀门，增加热换器中的正流氮气含量及返流氮气量，避免由于过冷器冷量不足造成的生产问题及液氧排放，从而进一步保证液化装置设备的安全运行。
2.3二氧化碳液化装置的液化流程
经过脱碳装置的处理后，将其尾气作为二氧化碳液化装置的原料，利用二氧化碳液化技术将二氧化碳生产为商品，主要经过分离、增压、冷却、干燥、吸附等基本步骤后，对纯化气体进行预冷液化、精馏、储存，最后生产为二氧化碳产品进行使用。可以将其基本液化过程分为五个单元，即原料气分离压缩单元、除油净化单元、干燥单元、液化提纯单元、R22制冷单元。二氧化碳的液化温度如下图所示。
2.3.1存在问题及解决对策
二氧化碳液化装置的液化流程具有工艺简单、设备较少等优点，但是由于需要较高的压力和球罐储存，出现以下几种生产问题：一是生产过程中由于储存条件的限制，导致球罐气化量较大，放空量增加，大大降低了生产能力；二是液化设备系统长期处于高压状态，大大增加了设备维护的难度；三是液碳温度低，干燥不彻底易造成设备、工艺管线冻堵。
通过控制进储运单元前阀门开度，对液碳进行节流降温，再进入液碳储运单元，有效降低了储运单元的温度，减少放空量；干燥单元增加水露点监测，定期更换干燥塔填料，关注干燥单元再生温度，达到最佳干燥效果；由于增压机运行时排气温度较高，可以依据循环流水的实际情况，控制循环水压力。对压缩机进行电机散热改造，达到压缩机节能降温的目的，大大增加了二氧化碳的液化量。
3.总结
通过对几种常见液化装置在生产过程中所存在的问题进行研究和分析，优化生产操作，保证液化装置正常安全的启动、运行。改善液化装置的液化流程，有利于进一步提升生产效率和产品利用率，增加经济效益，具有明显的综合效益。
参考文献
[1]张炜森.PRICO液化工艺在珠海LNG装置中的应用.《上海煤气》，2011年3期
[2]杜海胜，安亮，韩来喜.影响神华煤直接液化性能的因素及分析.《煤炭转化》，2012年3期
[3]张雯，张晓丽.液化Ⅱ装置故障原因分析及处理.《中国化工贸易》，2013年2期