８８ 天然气化工（Ｃ 化学与化工） ２０１５年第４０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２．中石化管道储运公司华东管道设计研究院，江苏青岛２６６５８０； 徐州 ２２１００８） 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 ＬＮＧ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ＬＮＧ液化工艺流程研究起步较晚，且由于 天然气气源和ＬＮＧ目标市场的，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：ＴＥ６４；ＴＱ０２６．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—９２１９（２０１５）０３—８８—０６ 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 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２０１３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 主要有级联式循环、混合制冷剂循环、膨胀制冷循 环三种。 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 （ＬＮＧ）因其体积只有气态时的１／６２５，所以采用 ＬＮＧ的形式进行天然气的储存、运输都具有一定的 优势。 １．１ 国外研究现状及发展动态分析 １９６４年，法国设计了第一座大型的ＬＮＧ生产 装置，并在阿尔及利亚建成投产【４１。此装置采用了当 时技术相对成熟的级联式液化流程。Ｔｅｃｈｎｉｐ／Ａｉｒ Ｌｉｑｕｉｄｅ提出了世界上最早的级联式液化流程 １ 天然气液化流程研究进展 １９世纪中叶，英国化学家、物理学家Ｍｉｃｈａｅｌ Ｆａｒａｄａｙ开始尝试各种气体的液化工作；同时，德国 工程师Ｋａｒｌ Ｖｏｎ Ｌｉｎｄｅ一直致力于工业规模的气体 液化工作，其于１８９５年通过压缩与膨胀技术，获得 了几近纯净的液态氧时；１９１４年，Ｇｏｄｆｒｅｙ Ｌｏｗｅｌｌ ＴＥＡＬＡＲＣ ，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。 １９９７年，Ｐｈｉｌｌｉｐｓ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Ｐｈｉｌｌｉｐｓ优化级联式天然气液化工艺（见图 Ｃａｂｏｔ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［３１。自 １） 。由Ｔｒｉｎｉｄａｄ和Ｔｏｂａｇｏ组成的大西洋液化天然 气集团在Ｔｒｉｎｉｄａｄ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ｆ８】。２０世 纪７Ｏ年代，在利比亚、阿尔及利亚等地开展应用了 收稿日期：２０１４—１０—２８；基金项目：国家自然科学基金资助项 单级混合制冷剂液化流程（ＳＭＲ）Ｉｓ，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Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ公司 （ＡＰＣ１）设计开发，该流程采用了氮气与烃类（甲烷、 目（Ｎｏ．５１２７４２３２）；作者简介：杨文（１９８７一），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 ｙａｎｇｗｅｎｌ１２００６＠１６３．ｃｏｍ； 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 ｃａｏｘｗ＠ｕｐｃ．ｅｄｕ．ｃｎ。 天然气化工（ｃ 化学与化工） ２０１５年第４０卷 量不同。ＢＰ公司设计的下一代ＬＮＧ工厂液化流程 为ＣＩＩ型，具有两个变型，为ＣＩＩ一１和ＣＩＩ一２【 】。ＣＩＩ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。ＣＩＩ．２型采用双？昆合制冷剂液化流 程，包含两个各自的制冷循环，特有的专利技 术使得液化流程更加简单和高效。ＣＩＩ １型适用于较 低投资和快速启动工程；ＣＩＩ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［１７】，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。Ｂａｒｃｌａｙ等于１９９８年提出了一种车用燃 料加注站（ＲＦＳ）Ｈ８】，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。２００１年，美国天然气工艺研究院 （Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＧＴＩ）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４ｍ ／ｄ－ ４０ｍ３／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，ＧＴＩ流程如图６所示。 Ｌｅｎｔｒａｎｓｇａｚ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 ＲＦＳ车用燃料加注站 图６ ＧＴＩ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［ｚ９－３ 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２０００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ＤＭＲ 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２１５万ｍ＇／ｄ，约合０．５６ｍｔ／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ＬＮＧ目标市场 的，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 ９２ 天然气化工（Ｃ 化学与化工） ２０１５年第４０卷 的，并未出现本质变化。 国内ＬＮＧ液化工艺流程研究起步较晚，且由 于天然气气源和ＬＮＧ目标市场的，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，ＬＮＧ又是一种较好的 天然气输送方式，因此开展大型ＬＮＧ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［ＥＢ／ ＯＬ］．２０１３１２０１４—１０—０９］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｌｒ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｚｙｇｋ／＃． ［２ ２］ＲＥＰＳＯＬ．Ｔｈｅ Ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ ＬＮＧ［ＥＢ／ＯＬ］．２０１２１２０１４—１０—０９］． ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｔｒｅａｍｌｎｇ．ｃｏｍ／ｓｅｒｖｌｅｔ／ｉｆｃｈｅｒｏｓ／１２９７１ １４３１６５１３／ ４３０％５Ｃ３４８％５ＣｔｈｅＨｉｓｔｏｒｙｏｆＬＮＧ２０１２０３２７．ｐｆｄ． ［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，２００７． ［４］ Ｗｅｓｌｅｙ Ｑ，Ｅａｔｏｎ Ｒ，Ａｎｔｈｏｎｙ Ｐ．Ｌｉｑｕｉｄ ｅｘｐａｎｄｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｈｉｌｉｐｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃａｓｃａｄｅ ＬＮＧ ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｃ］／／Ｔｈｅ １４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｎ Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ．Ｄｏｈａ，Ｑａｔａｒ，Ｍａｒｃｈ ２１—２４，２００４． 【５］ Ｂｏｓｍａ Ｐ，Ｎａｇｅｌｖｏｏｒｔ Ｒ Ｋ．Ｉｎ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ： Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｉｓｔｏｒｙ［Ｃ］／／Ｔｈｅ １ｓｔ Ａｎｎｕａｌ Ｇａｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ．Ｄｏｈａ，Ｑａｔａｒ，Ｊａｎｕａｒｙ １０—１２， ２００９． ［６］Ｌｉｍ Ｗ。Ｃｈｏｉ Ｋ，Ｍｏｏｎ Ｉ．Ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ ｏｆ ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒｌａ ｇａｓ（ＬＮＧ）ｐｌａｎｔ ｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．Ｉｎｄ Ｅｎｇ Ｃｈｅｍ Ｒｅｓ，２０１３，５２（９）：３０６５—３０８８． ［７］Ａｎｄｒｅｓｓ Ｄ Ｌ，Ｗａｔｋｉｎｓ Ｒ Ｊ．Ｂｅａｕｔｙ ｏｆ ｓｉｍｐｌｉｃｉｔｙ：Ｐｈｉｌｌｉｐｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃａｓｃａｄｅ ＬＮＧ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｃ］／／Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ａｎｃｈｏｒａｇｅ，Ａｌａｓｋａ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２２—２６．２００３． ［８］ Ｒｉｔａ Ｔ．Ｔｈｅ Ｓｈｅｌｌ ＰＭＲ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ＬＮＧ ｔｒａｉｎｓ『Ｊ］．Ｐｉｐｅ Ｇａｓ Ｊ，２００４，（７）：５ １—５２． ［９】Ｓｉｎｇｈ Ａ，Ｈｏｖｄ Ｍ．Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ＰＲＩＣＯ ＬＮＧ ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｃ］／／ＡＩＣｈＥ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ．Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，ＣＡ，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １２—１７，２００６． ［１０】Ｓｃｈｍｉｄｔ Ｗ，Ｋｅｎｎｉｎｇｔｅｎ Ｂ．Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｍｅｅｔｓ ｒｅｑｕｉｒｅ— ｍｅｎｔｓ ｏｆ ｆｕｌｌ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｆｌｏａｔｉｎｇ ＬＮＧ ｃｏｎｃｅｐｔｓ［Ｊ］．ＬＮＧ Ｊ， ２０１ １：８—１２． ［１ｌ】Ｂｏｕｔｅｌａｎｔ Ｐ．Ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ａｎ ＬＮＧ ｐｒｏｃｅｓｓ ｎｏｔ ａｎ ｅａｓｙ ｔａｓｋ［Ｃ】 ／／Ｉｎ ＯＡＰＥＣ—ＩＦＰ Ｊｏｉｎｔ Ｓｅｍｉｎａｒ．Ｒｕｅｉｌ—Ｍａｈｎａｉｓｏｎ，Ｆｒａｎｃｅ， Ｊｕｎｅ １７—１９，２００８． ［１２】Ｖａｎ ｄｅ Ｇｒａａｆ Ｊ Ｍ，Ｐｅｋ Ｂ．Ｌａｒｇｅ—ｃａｐａｃｉｔｙ ＬＮＧ ｔｒａｉｎｓ— Ｔｈｅ ｓｈｅｌｌ ｐａｒｌａｌｅｌ ｍｉｘｅｄ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ【ＪＪ．ＬＮＧ Ｒｅｖｉｅｗ ２００５，２００５． ［１３】Ｒｏｂｅｒｔｓ Ｍ Ｊ，ｂｕ Ｙ Ｎ，Ｂｒｏｎｆｅｎｂｒｅｎｎｅｒ Ｊ Ｃ，ｅｔ ａ１． Ｒｅｄｕｃｉｎｇ ＬＮＧ ｃａｐｉｔａｌ ｃｏｓｔ ｉｎ ｔｏｄａｙ’ｓ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ【Ｃ］／／Ｔｈｅ １４ｔｈ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｎ ｈｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒｌａ ｇａｓ．Ｄｏｈａ，Ｑａｔａｒ，Ｍａｒｃｈ ２１－２４．２００４． ［１４］Ｂａｕｅｒ Ｈ．Ａ ｎｏｖｅｌ ｃｏｎｃｅｐｔ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ ＬＮＧ ｂａｓｅ ｌｏａｄ ｐｌａｎｔｓ ［Ｃ］／／ＡＩＣｈＥ Ｓｐｒｉｎｇ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｅｒｉｎｇ．Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ，Ａｐｒｉｌ ２２—２６．２００１． ［１５】Ｂｅｒｇｅｒ Ｅ，Ｆ０ｒｇ Ｗ，Ｈｅｉｅｒｓｔｅｄ Ｒ Ｓ，ｅｔ ．Ｔｈｅ ＭＦＣ（Ｍｉｘｅｄ Ｆｌｕｉｄ Ｃａｓｃａｄｅ）ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｂａｓｅｌｏａｄ ＬＮＧ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｌａｎｔ［Ｊ］．Ｌｉｎｄｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２００３：１２・２３． 【１６】Ｆｌｅｓｃｈ Ｅ，Ｒａｉｌｌａｒｄ Ｊ Ｃ．ＣＩＩ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ：２ ｃａｓｃａｄｅｓ ｉｎｔｏ １［Ｃｌ／／Ｔｈｅ １２ｔｈ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｎ ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒｌａ ｇａｓ（ＬＮＧ一１２）．Ｐｅｒｔｈ， Ａｕｓｔｒａｌｉａ，Ｍａｙ ４－７，１９９８． 【１７】Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｇａｓ Ｕｎｉｏｎ．Ｗｏｒｌｄ ＬＮＧ Ｒｅｐｏｒｔ【ＥＢ／ＯＬ］． ２０１４［２０１４—１０—０５１．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｇｕ．ｏｒｇ￣／ｓｉｔｅｓ／ｄｅｆａｕｌｔ／ｉｆｌｅｓ／ ｎｏｄｅ—ｐａｇｅ—ｆｉｅｌｄ＿ｆｉｌｅ／ＩＧＵ％２０一％２０Ｗｏｒｌｄ％２０ＬＮＧ％ ２０Ｒｅｐｏｒｔ％２０一％２０２０１４％２０Ｅｄｉｔｉｏｎ．ｐｄｆ． ［１８】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，２００５，２５（５）：１０９－ｌ１ １． ［１９】Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｉｔｔｕｔｅ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｓｍａｌｌ－Ｓｃａｌｅ Ｎａｔｕｒｌａ Ｇａｓ Ｌｉｑｕｅｆｉｅｒ，ｆｉｎａｌ ｒｅｐｏｒｔ［ＥＢ／ＯＬ］．２００３［２０１４— １０—０５］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｓｔｉ．ｇｏｖ／ｓｅｉｔｅｃｈ／ｓｅｒｖｌｅｔｓ／ｐｕｒｌ／８２５１５３． 【２０】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，２０１３，７（２）：４８—５１． ［２ｌ】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，２００３，（１）：１—６． 【２２】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， ２００３． 【２３】石玉美，汪荣顺，顾安忠．流程参数对ＣＪＭＲＣ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，２００３． 【２４］石玉美，汪荣顺，顾安忠．流程参数对ＣＪＭＲＣ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 第３期 海，２００３． 杨 文等：天然气液化技术研究现状及进展 ９３ ＭＡＴＬＡＢ天然气液化流程的优化 ．石油和化工设备， ［２５】杨克剑．中小型天然气液化装置及其应用［Ｊ］．低温与超 导，１ ９９６，２４（２）：５４—５８． ［２６］谭建宇，李红艳，王莉，等．小型天然气液化装置工艺流程 ２０１４，１７（６）：５０—５２． ［３２】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），２０１４，３９（４）：５６—５９． ［３３］文闯．湿天然气超声速旋流分离机理研究［Ｄ］．青岛：中 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ａｂｒｏａｄ ｗｅｒｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ，ａｎｄ ａ ｎｅｗ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｃａｓｃａｄｅ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｍｉｘｅｄ ｒｅｆｉｒｇｅｒａｎｔ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｆｏｒｅｉｇｎ ｌａｒｇｅｒ ＬＮＧ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔｓ．Ｓｏｍｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｂｏｕｔ ｓｍａｌｌ－ｓｃａｌｅ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ，ａｎｄ ｓｅｖｅｒａｌ ｄｅｖｉｃｅｓ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｓｍａｌｌ—ｓｃａｌｅ ｄｅｖｉｃｅｓ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｅｖｏｌｖｅｄ ｆｒｏｍ ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ ｄｅｖｉｃｅｓ．Ｄｏｍｅｓｔｉｃ ＬＮＧ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｒｔｅｄ ｌａｔｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｎｄｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅｓ ｗｅｒｅ ａｌｌ ｓｍａｌｌ・ｓｃａｌｅ ｄｅｖｉｃｅｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｔｉｒｃｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ＬＮＧ ｍａｒｋｅｔ．Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｓｍａｌｌ—ｓｃａｌｅ ｄｅｖｉｃｅｓ ｗａｓ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｒｅｆｉｒｇｅｒａｔｉｏｎ ｃｙｃｌｅ ａｎｄ ｍｉｘｅｄ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ ｃｙｃｌｅ．Ｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃ ｓｗｉｒｌｉｎｇ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｕｓｅｄ ｉｎ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｂｙ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｂｕｔ ｍｏｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗａｓ ｎｅｅｄｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｇａｓ ｆｌｏｗ，ｄｒｏｐｌｅｔ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｒｏｗｔｈ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｉｔｓ ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ；ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ；ｐｒｏｃｅｓｓ；ｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃ ｓｗｉｄｉｎｇ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ÷｝＿｛・｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝Ｈ｛・｝÷｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・Ｈ・｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝幡｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝ ・｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝矗｛・｝＿｛・｝＿｛・｝÷｝ ・｝－ 麓 剂，其是有益健康或“绿色”的。而且，该纳米束可持续地催化 甲醇反应，在室温下至少可以稳定８周。 燃料电池用的“纳米木莓” 尽管目前其用铂来制造，该金属昂贵，但只是用作一个 模型。此研究实际上将有助于指导寻找替代的催化剂材料， 美国国家标准和技术研究所（ＮＩＳＴ）的研究人员已开发 溶剂中凝结成块的行为是一个关键问题。对于燃料电池，纳 了一种快速、简单的工艺，制造铂“ｎａｎｏ—ｒａｓｐｂｅｒｒｉｅｓ”（纳米木 米粒子常常与溶剂混合以将其结合到电极上。为了了解这样 莓）——微小的贵金属纳米级粒子簇。浆果样的形状很有意 的配方如何影响粒子的性质，ＮＩＳＴ的研究团队首次测量了 义，因为其具有很高的表面积，这在催化剂设计中很有帮助。 粒子在四种不同溶剂中凝集成块行为。对诸如液体甲醇燃料 该研究可助燃料电池更实用。在燃料电池中，纳米粒子可用 电池上的应用，催化剂粒子应该保持分离和分散在液体中而 作催化剂帮助将甲醇转化为电。 不凝集成块。 ＮＩＳＴ制造纳米木莓的４０分钟工艺具有几个优点。浆果 （王熙庭） 状的高表面积促进高效反应。此外，ＮＩＳＴ工艺使用水作溶
