□李 慧/文 孫 沖/圖
塞外九月，秋高云淡。
在毛烏素沙漠腹地，大牛地氣田天然氣乙烷回收工程正有序推進。該工程是我國首個乙烷回收+聯產LNG（液化天然氣）工程，由石油工程建設公司中原設計公司牽頭承攬。
中原設計公司依托獨立開發的600萬立方米/日乙烷回收裝置研發了聯產100萬立方米/日LNG工藝包及模塊化裝置，天然氣液化率達到100%，實現大牛地氣田天然氣開發效益最大化。
2012年至今，中原設計公司在LNG工藝技術領域持續耕耘，著力打造LNG技術品牌，已累計承攬相關項目53個，簽訂市場合同額約6.8億元。
摸索起步，研發中國石化首套擁有自主知識產權的LNG裝置
天然氣是一種優質、高效、清潔的低碳能源。
2012年，我國《天然氣發展“十二五”規劃》出臺，借這個東風，中原設計公司在中國石化率先開始了LNG相關技術的研發。
LNG是指通過低溫換熱將常溫氣態下的天然氣冷卻至零下164攝氏度，使之液化。液化后體積約為同量氣態天然氣體積的1/625，重量約為同體積水的45%，可以大幅節約天然氣儲存運輸空間，具有單位熱值高、安全性好、便于運輸的特點。
“當時，我們負責中原油田第一到第四天然氣處理廠的設計。隨著處理廠項目完工，天然氣處理業務逐步萎縮，公司急需提前拓展新的業務領域。”中原設計公司天然氣液化專家李光說。
憑借“提前一步”的創新意識和“領先一步”的技術積累，2012~2014年，中原設計公司承攬了中國石化大部分LNG項目。其中，技術難度最大的要數2014年總承包的四川德陽清潔能源回收及利用項目。
該項目是中國石化建設的首座LNG工廠。“我們沒做過LNG總承包，國內外也沒有類似的項目可參考。”提起這個項目，李光說得最多的就是“難”。
LNG工藝技術難度大，難在每一個處理單元都要綜合考慮工藝能耗、設備選型、工藝流程、儀表控制等，并根據實際情況選擇最佳設計參數。該項目LNG單元操作壓力高達5.1兆帕，操作溫度最低為零下167攝氏度。面對單位產品能耗低、操作條件苛刻、工藝流程復雜等考驗，項目團隊反復進行工藝模擬、優化工藝方案，最終獨立研發出60萬立方米/日工藝包。中國石化因此有了首套擁有自主知識產權的LNG裝置。
萬事開頭難，有了寶貴經驗，中原設計公司在LNG工藝技術方面有了底氣。
持續深耕，成為中國石化唯一掌握全系列LNG工藝技術的單位
“創新能力和技術實力是設計公司的核心競爭力，我們必須與時俱進、自我加壓，集中優勢力量打造屬于中原設計公司的技術品牌，LNG工藝技術就是我們的攻堅方向之一。”中原設計公司執行董事、總經理鄭焯說。
為集中優勢兵力做好LNG業務，2017年，該公司組建了天然氣深度處理創新工作室。2018年，他們把原來與管道業務合并在一起的天然氣業務單獨分出，抽調業務尖子成立天然氣技術中心，用一支成建制的“正規軍”對天然氣相關技術發起總攻。
在突破一項項技術瓶頸過程中，他們承攬了更多的LNG工程項目，成功開展了不同規模的LNG工藝包及模塊化橇裝裝置研發。
他們采用自主創新的冷油吸收技術及全橇塊化設計，成功研發出中國石化首套5萬立方米/日天然氣試采井橇裝LNG工藝技術，這是中國石化在沙漠中建設的首座LNG試采站，實現了油氣資源高效轉化利用。
在東峰103井試采天然氣橇裝回收試驗站建設中，他們針對天然氣重烴含量高的特點，首次采用低溫洗滌脫重烴工藝，開發了10萬立方米/日井口氣LNG工藝技術，成功交付中國石化首座標準化LNG橇裝站，設備成橇率在90%以上。目前，他們已承接LNG橇裝站項目20余個。
針對中安信資庫爾勒LNG項目原料氣含氮高的特點，他們開發混合冷劑三步制冷、三級節流工藝，分溫段處理，實現能耗最低條件下零下173.6攝氏度超深冷脫氮，設計的50萬立方米/日LNG工廠和5萬立方米LNG儲備站，是目前國內陸上儲存量最大的LNG工廠。
目前，中原設計公司已形成系列LNG工藝技術，成為中國石化唯一掌握5萬~200萬立方米/日全系列LNG工藝技術的設計單位，成功填補了中國石化大規模LNG裝置工藝技術的空白。
超前攻關，掌握500萬~2000萬立方米/日超大規模系列液化技術
“目前，國內最大LNG工廠規模為500萬立方米/日，中國石化已建成的最大LNG工廠規模為100萬立方米/日，可以預見的是，在追求更大規模更高經濟效益的驅使下，將來會出現具備更高單產能力的裝置。”石油工程建設公司首席專家銀永明說。
實現超大規模LNG生產工藝和關鍵設備國產化迫在眉睫。
通過對比國內外技術現狀，中原設計公司深刻認識到，LNG技術發展并不是一味追求規模最大化，而是追求項目全生產周期技術經濟效益最大化。
2022年，他們在吸收借鑒現有相關工藝的基礎上，創新性地研發出一種適用于500萬~1000萬立方米/日含氮天然氣液化系列專有技術，較國內同等規模節約能耗10%、換熱效率提升3%、脫氮深度＞99%，關鍵設備國產化率在90%以上。目前，該技術已具備工業化應用條件。
2023年，為進一步掌握大型LNG裝置關鍵技術，他們承擔了中國石化“2000萬立方米/日天然氣液化技術研究”科研課題。截至目前，該課題已取得突破性進展，開發了擁有自主知識產權的三級混合冷劑制冷技術，申報發明專利兩項，掌握了超大規模天然氣液化能效優化技術。
