看一下内容 LNG混合制冷工艺（Mixed Refrigerant Cycle, MRC）通过组合多种制冷剂（甲烷、丙烷、乙烯、氮气、异戊烷等），利用其不同沸点覆盖从常温到-162℃的宽温区，实现高效液化。各制冷剂的特点及负责冷段如下：
- 甲烷（CH₄）
• 负责冷段：低温段（-80℃至-162℃）
◦ 用于天然气的最终液化和过冷，确保LNG在常压下稳定储存。
• 特点：
◦ 沸点低（-161.5℃），是深冷的核心组分。
◦ 在低温段提供主要冷量，与氮气协同实现超低温制冷。
◦ 与天然气成分一致，避免杂质污染。
- 乙烯（C₂H₄）
• 负责冷段：中温段（-40℃至-100℃）
◦ 连接预冷与深冷，实现天然气的部分液化及重烃分离。
• 特点：
◦ 沸点-103.9℃，填补丙烷与甲烷之间的温区缺口。
◦ 热容大，制冷效率高。
◦ 需严格控制纯度，防止聚合堵塞设备。
- 丙烷（C₃H₈）
• 负责冷段：高温段（30℃至-40℃）
◦ 预冷原料气，脱除重烃（如戊烷以上组分），防止低温冻结。
• 特点：
◦ 沸点-42℃，适合常温至中低温的预冷。
◦ 蒸发潜热高，预冷效率显著。
◦ 易于压缩冷凝，降低系统能耗。
- 异戊烷（i-C₅H₁₂）
• 负责冷段：辅助高温预冷段（0℃至-30℃）
◦ 补充丙烷的预冷能力，优化高温区制冷曲线。
• 特点：
◦ 沸点约28℃，用于高温区冷量补充。
◦ 减少丙烷用量，平衡混合制冷剂组成。
◦ 防止重烃在预冷阶段析出。
- 氮气（N₂）
• 负责冷段：超低温段（-100℃至-162℃）
◦ 与甲烷协同实现天然气的过冷，确保液化完全。
• 特点：
◦ 沸点极低（-196℃），扩展制冷温区下限。
◦ 惰性气体，提升系统安全性（降低可燃性）。
◦ 调节混合制冷剂压力，优化换热效率。
制冷剂协同工作流程
- 预冷阶段：丙烷和异戊烷将天然气从常温冷却至-40℃，脱除重烃。
- 中温液化：乙烯接力，降温至-100℃，完成部分液化。
- 深冷过冷：甲烷与氮气配合，将天然气过冷至-162℃，形成液态LNG。
工艺优势与挑战
• 优势：
◦ 单压缩机设计：简化流程，降低投资成本（比阶式循环节省15–20%）。
◦ 贴近冷却曲线：混合制冷剂组分可调整，匹配天然气降温路径，减少能耗。
• 挑战：
◦ 配比敏感：需精确调控各组分比例，否则效率下降。
◦ 启动时间长：混合制冷剂平衡需数小时，操作灵活性低于膨胀机制冷。
各制冷剂特性与功能对比表
制冷剂 沸点(℃) 负责温区 关键特性 应用优势
甲烷(CH₄) -161.5 -80℃～-162℃ 超低温制冷核心 实现天然气最终液化过冷
乙烯(C₂H₄) -103.9 -40℃～-100℃ 中温高效制冷 连接预冷与深冷阶段
丙烷(C₃H₈) -42 30℃～-40℃ 高蒸发潜热 高效预冷和重烃脱除
异戊烷(i-C₅H₁₂) 28 0℃～-30℃ 高沸点辅助 补充预冷能力，防重烃析出
氮气(N₂) -196 -100℃～-162℃ 惰性安全 扩展温区下限，增强安全