2025年天然氣液化裝置基礎培訓試題（附答案）一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.天然氣液化（LNG）過程中，原料氣預處理的核心目標是（）。A.提高甲烷濃度B.脫除水、酸性氣體（H?S、CO?）、汞等雜質(zhì)C.降低原料氣壓力D.增加乙烷含量2.以下不屬于天然氣液化工藝中常用制冷循環(huán)的是（）。A.階式制冷循環(huán)（C3/MRC）B.膨脹機制冷循環(huán)C.氨壓縮制冷循環(huán)D.混合冷劑制冷循環(huán)（MRC）3.LNG的主要成分是（）。A.乙烷（C?H?）B.甲烷（CH?）C.丙烷（C?H?）D.丁烷（C?H??）4.原料氣脫酸氣（H?S、CO?）常用的化學吸收劑是（）。A.甲醇B.二乙醇胺（DEA）C.乙二醇D.活性炭5.主低溫換熱器（MCHE）在LNG裝置中的主要作用是（）。A.壓縮天然氣B.將天然氣冷卻至液化溫度（約-162℃）C.分離液態(tài)烴D.儲存LNG6.膨脹機在液化工藝中的核心功能是（）。A.提高氣體壓力B.通過絕熱膨脹降低氣體溫度C.分離氣液兩相D.回收BOG（蒸發(fā)氣）7.LNG裝置中，BOG（蒸發(fā)氣）的主要成分是（）。A.氮氣（N?）B.甲烷（CH?）C.二氧化碳（CO?）D.硫化氫（H?S）8.原料氣脫水的常用設備是（）。A.分子篩吸附塔B.離心壓縮機C.繞管式換熱器D.閃蒸罐9.以下關于LNG特性的描述，錯誤的是（）。A.無色、無味、無毒B.密度約為420-470kg/m3（標準狀況下）C.燃點（著火溫度）約為650℃，比汽油高D.沸點為-162℃（1atm）10.液化裝置中，壓縮機的軸封系統(tǒng)通常采用（）防止介質(zhì)泄漏。A.填料密封B.機械密封C.干氣密封D.迷宮密封11.原料氣脫汞的主要目的是（）。A.避免汞腐蝕鋁制換熱器B.提高天然氣熱值C.降低運輸成本D.減少碳排放12.混合冷劑（MRC）的典型組分不包括（）。A.氮氣（N?）B.甲烷（CH?）C.乙烷（C?H?）D.氧氣（O?）13.LNG儲罐的設計壓力通常為（）。A.0.1-0.3MPa（表壓）B.1-3MPa（表壓）C.5-10MPa（表壓）D.15-20MPa（表壓）14.液化裝置開車階段，預冷的主要目的是（）。A.測試設備強度B.將系統(tǒng)溫度降至接近液化溫度，減少開車時間C.驗證儀表準確性D.檢查管道泄漏15.以下不屬于液化裝置安全連鎖（ESD）觸發(fā)條件的是（）。A.原料氣壓力低于最低允許值B.主壓縮機振動值超標C.環(huán)境溫度超過35℃D.LNG儲罐液位超過高高限二、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.天然氣中含有的水分在低溫下會結(jié)冰，堵塞設備和管道，因此必須脫除至露點低于-60℃。（）2.階式制冷循環(huán)（C3/MRC）中，丙烷預冷的主要作用是將天然氣冷卻至-40℃左右，減少后續(xù)深冷負荷。（）3.膨脹機出口溫度越低，液化效率越高，因此應盡可能降低膨脹機出口壓力。（）4.LNG的體積約為同質(zhì)量天然氣（標準狀況）的1/600，因此液化可大幅降低運輸成本。（）5.原料氣中CO?含量過高會導致其在低溫下析出固體，堵塞換熱器，因此需脫除至含量低于50ppm。（）6.混合冷劑制冷循環(huán)（MRC）的冷劑組分需根據(jù)原料氣組成和液化溫度優(yōu)化配比，通常包含氮氣、甲烷、乙烷、丙烷等。（）7.主低溫換熱器（MCHE）多采用板翅式結(jié)構，因其耐高壓、傳熱效率高，適合深冷環(huán)境。（）8.BOG（蒸發(fā)氣）的處理方式包括通過再冷凝器與低溫LNG混合冷凝，或壓縮后作為燃料氣外輸。（）9.液化裝置停車時，需先停止冷劑循環(huán)，再逐步降低原料氣流量，避免設備超溫。（）10.LNG儲罐的“翻滾”現(xiàn)象是指罐內(nèi)不同密度的LNG層因熱量滲透發(fā)生劇烈混合，導致BOG量驟增，需通過分層監(jiān)測和均勻進料預防。（）三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述天然氣液化的主要工藝流程（按順序列出關鍵步驟）。2.原料氣預處理包括哪些環(huán)節(jié)？各環(huán)節(jié)的作用是什么？3.主低溫換熱器（MCHE）在LNG裝置中的關鍵技術要求有哪些？（至少列出4項）4.膨脹機制冷與壓縮機制冷的核心區(qū)別是什么？分別適用于哪些場景？5.列舉LNG裝置中3類主要安全風險，并說明對應的防控措施。四、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某LNG裝置運行中，主低溫換熱器冷端溫差（熱流體出口溫度與冷流體出口溫度之差）逐漸增大，可能的原因有哪些？應如何排查和處理？2.裝置開車過程中，原料氣流量已達到設計值，但LNG產(chǎn)量低于預期，可能的影響因素有哪些？請從工藝參數(shù)、設備狀態(tài)、原料氣性質(zhì)三個方面分析。答案一、單項選擇題1.B2.C3.B4.B5.B6.B7.B8.A9.B10.C11.A12.D13.A14.B15.C二、判斷題1.√2.√3.×（膨脹機出口壓力受下游系統(tǒng)限制，過低可能導致設備喘振或冷量過剩）4.√5.√6.√7.×（主低溫換熱器多采用繞管式結(jié)構，板翅式因耐腐蝕性和低溫韌性限制較少用于深冷）8.√9.×（停車時需先降低原料氣流量，再逐步停止冷劑循環(huán)，避免冷劑過剩導致設備低溫脆裂）10.√三、簡答題1.主要工藝流程：（1）原料氣預處理：脫酸氣（H?S、CO?）、脫水、脫汞、脫重烴；（2）制冷循環(huán)（如混合冷劑循環(huán)或階式循環(huán)）：通過壓縮、冷卻、膨脹等步驟提供冷量；（3）低溫液化：原料氣在主低溫換熱器中被冷卻至-162℃左右，液化成LNG；（4）LNG儲存：液化后的LNG進入常壓或低壓儲罐；（5）BOG處理：儲罐蒸發(fā)產(chǎn)生的BOG通過再冷凝或壓縮外輸。2.預處理環(huán)節(jié)及作用：（1）脫酸氣：通過胺液吸收或膜分離脫除H?S、CO?，防止低溫下結(jié)晶堵塞設備，避免H?S腐蝕；（2）脫水：利用分子篩吸附水分，防止水在低溫下結(jié)冰堵塞管道；（3）脫汞：通過活性炭或硫化物吸附劑脫除汞，避免汞腐蝕鋁制換熱器；（4）脫重烴：通過精餾或低溫分離脫除C5+以上重烴，防止其在低溫下析出堵塞換熱器。3.主低溫換熱器（MCHE）的關鍵技術要求：（1）耐深冷：材料需選用9%鎳鋼或鋁合金，滿足-196℃下的低溫韌性；（2）高傳熱效率：采用繞管式或板翅式結(jié)構，增大換熱面積；（3）抗堵塞：設計流道需避免雜質(zhì)（如水、CO?）沉積，需定期在線清洗；（4）壓力匹配：殼程（原料氣）與管程（冷劑）壓力需匹配，避免設備變形；（5）泄漏檢測：需配置泄漏監(jiān)測系統(tǒng)（如差壓變送器），防止冷劑與原料氣互串。4.膨脹機制冷與壓縮機制冷的區(qū)別及適用場景：（1）核心區(qū)別：膨脹機制冷通過高壓氣體絕熱膨脹（對外做功）降低溫度，屬于等熵膨脹；壓縮機制冷通過壓縮冷劑→冷卻→膨脹（節(jié)流）實現(xiàn)制冷，屬于等焓節(jié)流。（2）適用場景：膨脹機制冷效率高（可回收功），適用于高壓原料氣或需要大冷量的深冷環(huán)節(jié)；壓縮機制冷結(jié)構簡單、成本低，適用于預冷階段或中小規(guī)模裝置。5.主要安全風險及防控措施：（1）低溫凍傷：LNG溫度極低（-162℃），泄漏接觸人體會導致嚴重凍傷；防控措施包括設置泄漏監(jiān)測報警、穿戴低溫防護裝備、設備管道保冷。（2）BOG爆炸：BOG（甲烷）與空氣混合濃度達到5%-15%（體積比）時遇火源爆炸；防控措施包括儲罐設置BOG回收系統(tǒng)、強制通風、消除靜電/火花。（3）設備低溫脆裂：低溫下金屬材料韌性下降，可能發(fā)生脆性斷裂；防控措施包括選用9%鎳鋼等耐低溫材料、開車/停車時控制降溫/升溫速率（≤5℃/h）、定期進行無損檢測（如超聲檢測）。四、綜合分析題1.主低溫換熱器冷端溫差增大的可能原因及處理：（1）原因分析：①換熱器內(nèi)部堵塞：原料氣預處理不徹底，水、CO?或重烴在冷端析出，形成固體堵塞流道；②冷劑流量不足：制冷循環(huán)壓縮機故障或冷劑配比失衡，導致冷劑提供的冷量減少；③換熱器內(nèi)漏：冷劑與原料氣互串，影響換熱效率；④儀表誤差：溫度傳感器故障，導致顯示溫差異常。（2）排查與處理：①檢查原料氣預處理系統(tǒng)（如分子篩出口露點、脫酸氣后CO?含量），若超標需切換吸附劑或調(diào)整胺液循環(huán)量；②監(jiān)測冷劑壓縮機運行參數(shù)（如出口壓力、流量），若異常需排查壓縮機喘振或閥門開度；③通過差壓變送器檢測換熱器殼程與管程壓差，若壓差異常升高，可能為內(nèi)漏，需停車檢修；④校準溫度傳感器，對比多組測點數(shù)據(jù)，排除儀表故障。2.LNG產(chǎn)量低于預期的影響因素分析：（1）工藝參數(shù)：①制冷循環(huán)溫度過高：冷劑壓縮機出口壓力不足或膨脹機效率下降，導致提供的冷量不足；②原料氣壓力偏低：原料氣進入換熱器前壓力低于設計值，液化所需冷量增加；③主換熱器溫差控制不當：冷端溫差過大，部分天然氣未完全液化。（2）設備狀態(tài)：①壓縮機效率下降：葉輪磨損或密封泄漏，導致壓縮比降低，冷劑循環(huán)量減少；②膨脹機故障