04天然气液化技术1015改课件.pptx

1、2022-4-22LNG1液化天然气液化天然气（LNG）技术技术2022-4-22LNG2 LNG LNG的生产分为的生产分为3 3个步骤：个步骤：原料气预处理原料气预处理 液化液化 储存。储存。图图4.1 4.1 典型的典型的LNGLNG生产工艺装置图生产工艺装置图2022-4-22LNG3第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺 u级联式循环；级联式循环；u混合制冷剂液化流程；混合制冷剂液化流程；u膨胀机制冷液化流程；膨胀机制冷液化流程；u液氮液化天然气流程；液氮液化天然气流程；uCIICII液化流程。液化流程。天然气液化是一个低温过程。天然气液化工艺有：天然气液化是一个低温过程。天然气

2、液化工艺有：2022-4-22LNG4第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺一、级联式循环一、级联式循环 经典的级联式循环由三个单独的制冷循环（丙烷、乙烯、甲烷）串接而成（经典的级联式循环由三个单独的制冷循环（丙烷、乙烯、甲烷）串接而成（3 3个温度水平）。为使实际个温度水平）。为使实际级间操作温度尽可能贴近原料气的冷却曲线级间操作温度尽可能贴近原料气的冷却曲线，减少熵增，减少熵增，提高效率，用提高效率，用9 9个温度水平（丙烷段、乙烯段、甲烷段各个温度水平（丙烷段、乙烯段、甲烷段各3 3个）代替个）代替3 3个温度水平个温度水平（丙烷段丙烷段-38-38、乙烯段、乙烯段-85-85、甲烷

3、段、甲烷段-160-160）。天然气）。天然气3 3温度水平和温度水平和9 9温度水平阶温度水平阶式循环的冷却曲线。式循环的冷却曲线。图图4.24.2三温度水平阶式循环三温度水平阶式循环的冷却曲线的冷却曲线 图图4.34.3九温度水平阶式循环的天然气冷却曲线九温度水平阶式循环的天然气冷却曲线 2022-4-22LNG5第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺丙烷（大气压下沸点丙烷（大气压下沸点-42.3-42.3）乙烯（大气压下沸点乙烯（大气压下沸点-104-104）甲烷（大气压下沸点甲烷（大气压下沸点-162-162）每个制冷剂循环中均含有三个每个制冷剂循环中均含有三个换热器。换热器。 图

4、图4.4 4.4 级联式液化流程示意图级联式液化流程示意图 第一级丙烷制冷循环为天第一级丙烷制冷循环为天然气、乙烯和甲烷提供冷量；然气、乙烯和甲烷提供冷量； 第二级乙稀制冷循环为天第二级乙稀制冷循环为天然气和甲烷提供冷量；然气和甲烷提供冷量； 第三级甲烷制冷循环为天第三级甲烷制冷循环为天然气提供冷量。然气提供冷量。2022-4-22LNG6第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺级联式液化流程级联式液化流程能耗低能耗低; ;制冷剂为纯物制冷剂为纯物质，没有配比问质，没有配比问题，操作稳定题，操作稳定; ;技术成熟，压技术成熟，压缩机的喘震减少。缩机的喘震减少。机组多，流程机组多，流程复杂复杂

5、; ;附属设备多附属设备多; ;管道与控制系管道与控制系统复杂、维护不统复杂、维护不便便。 优点优点 缺点缺点2022-4-22LNG7第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺二、混合制冷剂液化流程二、混合制冷剂液化流程（MRCMRC：Mixed-Refrigerant CycleMixed-Refrigerant Cycle） 以以C C1 1至至C C5 5的碳氢化合物及的碳氢化合物及N N2 2等五种以上的多组分混合制冷剂为工质，进等五种以上的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级的冷凝、蒸发、节流膨胀得到不同温度水平的制冷量，以达到逐步冷行逐级的冷凝、蒸发、节流膨胀得到不同温度水平的制冷量

6、，以达到逐步冷却和液化天然气的目的。却和液化天然气的目的。组分组分氮氮甲烷甲烷乙烯乙烯丙烷丙烷丁烷丁烷戊烷戊烷体积，体积，% %0 03 32020323234344444121220208 815153 38 8表表4-1 4-1 混合制冷剂的一般组成混合制冷剂的一般组成2022-4-22LNG8第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺与级联式液化流程相比混合制冷剂液化流程与级联式液化流程相比混合制冷剂液化流程优点是：优点是：机组设备少，只需一台循环压缩机，流程简单，投资省，投资费用比机组设备少，只需一台循环压缩机，流程简单，投资省，投资费用比经典级联式液化流程约低经典级联式液化流程约低1

7、5%-20%15%-20%；管理方便；管理方便；混合制冷剂组分可以部分或全部从天然气本身提取与补充。混合制冷剂组分可以部分或全部从天然气本身提取与补充。缺点是：缺点是：能耗较高，比级联式液化流程高能耗较高，比级联式液化流程高10%-20%10%-20%左右；左右；混合制冷剂的合理配比较为困难。混合制冷剂的合理配比较为困难。2022-4-22LNG9第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺1. 1. 无预冷的混合制冷剂液化流程无预冷的混合制冷剂液化流程图图4.5 4.5 无预冷的混合制冷剂天然气液化流程无预冷的混合制冷剂天然气液化流程 2022-4-22LNG10第一节第一节 天然气液化工艺天

8、然气液化工艺2. 2. 丙烷预冷混合冷剂制天然气液化流程丙烷预冷混合冷剂制天然气液化流程带丙烷预冷的混合冷剂制冷循环，简称带丙烷预冷的混合冷剂制冷循环，简称C3/MRCC3/MRC工艺，是在工艺，是在MRCMRC工艺基础上开发出工艺基础上开发出来的新一代液化工艺，也可视其为对传统的级联式循环的改进。来的新一代液化工艺，也可视其为对传统的级联式循环的改进。C3/MRCC3/MRC循环采用循环采用丙烷预冷（或者氨制冷预冷）与混合制冷剂（丙烷预冷（或者氨制冷预冷）与混合制冷剂（N N2 2+C+C1 1-C-C4 4）联合作用方式。）联合作用方式。图图4.6 4.6 带丙烷预冷的带丙烷预冷的MRCM

9、RC循环（主循环）循环（主循环） 2022-4-22LNG11第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺图图4.7 4.7 丙烷预冷循环丙烷预冷循环 高压丙烷高压丙烷中压丙烷中压丙烷低压丙烷低压丙烷2022-4-22LNG12第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺混合制冷剂对液化流程参数的影响混合制冷剂对液化流程参数的影响 组分组分氮氮甲烷甲烷乙烯乙烯丙烷丙烷丁烷丁烷戊烷戊烷体积，体积，% %0 03 32020323234344444121220208 815153 38 8表表4-1 4-1 混合制冷剂的一般组成混合制冷剂的一般组成 混合制冷剂的氮含量由天然气所需要的过冷度确定，也应随

10、着天然混合制冷剂的氮含量由天然气所需要的过冷度确定，也应随着天然气中氮含量的增加而增加。一般而言，气中氮含量的增加而增加。一般而言，当待液化的天然气平均相对分子当待液化的天然气平均相对分子质量较高时，混合制冷剂的相对分子质量也应随之升高质量较高时，混合制冷剂的相对分子质量也应随之升高，即当天然气中，即当天然气中重组分乙烷、丙烷、丁烷等增加时，混合制冷剂中重组分乙烷和丙烷重组分乙烷、丙烷、丁烷等增加时，混合制冷剂中重组分乙烷和丙烷的含量也要随之增加。的含量也要随之增加。2022-4-22LNG13第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺混合制冷剂组成对液化流程参数的影响混合制冷剂组成对液化流程

11、参数的影响 （1 1）CHCH4 4液化率液化率（2 2）N N2 2比功耗比功耗（2 2）C C2 2H H4 4比功耗比功耗（2 2）C C3 3H H8 8比功耗比功耗存在极值点存在极值点混合制冷剂压力对液化流程参数的影响混合制冷剂压力对液化流程参数的影响天然气液化率与功耗都随着天然气液化率与功耗都随着高压混合制冷剂高压混合制冷剂压力的升高而降低。压力的升高而降低。天然气液化率与功耗都随着天然气液化率与功耗都随着低压混合制冷剂低压混合制冷剂压力的升高而降低。压力的升高而降低。2022-4-22LNG14第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺三、膨胀机制冷液化流程三、膨胀机制冷液化流程

12、 天然气膨胀液化流程天然气膨胀液化流程采用天然气膨胀制冷的循环，又称开式膨胀采用天然气膨胀制冷的循环，又称开式膨胀机循环；机循环；氮膨胀液化流程氮膨胀液化流程采用采用N N2 2（或（或N N2 2CHCH4 4混合物）膨胀制冷工艺流程，混合物）膨胀制冷工艺流程，又称闭式膨胀机循环。又称闭式膨胀机循环。2022-4-22LNG15第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺（1 1）原料气压力为）原料气压力为4.0MPa4.0MPa。（2 2）液化温度约为）液化温度约为180K180K。（3 3）原料气脱水后分为两股，约）原料气脱水后分为两股，约80%80%进入制冷支路。进入制冷支路。（4 4）

13、膨胀到约）膨胀到约1.3MPa1.3MPa。 （5 5）20%20%作为待液化气体经进一步作为待液化气体经进一步纯化后进入冷箱。纯化后进入冷箱。 1 1脱水器脱水器 2 2脱脱CO2CO2塔塔 3 3水冷却箱水冷却箱 4 4返回气压缩机返回气压缩机5 5、6 6、7 7换热器换热器 8 8过冷器过冷器 9 9储槽储槽 1010膨胀机膨胀机 1111压缩机压缩机图图4.8 4.8 天然气膨胀机液化流程图天然气膨胀机液化流程图 1. 1. 天然气膨胀液化流程天然气膨胀液化流程液化率低，适用于天液化率低，适用于天然气高压然气高压2022-4-22LNG16第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺天

14、然气膨胀液化流程天然气膨胀液化流程优点：优点：流程简单、调节灵活、工作可靠、易启动、易操作、维护方便；流程简单、调节灵活、工作可靠、易启动、易操作、维护方便；用天然气本身为工质时，省去专门生产、运输、储存冷冻剂的费用。用天然气本身为工质时，省去专门生产、运输、储存冷冻剂的费用。缺点：缺点：送入装置的气流需全部深度干燥；送入装置的气流需全部深度干燥；回流压力低，传热面积大，设备金属投入量大；回流压力低，传热面积大，设备金属投入量大；受低压用户多少的限制；受低压用户多少的限制；液化率低，液化率低，如再循环，则在增加循环压缩机后，功耗大大增加。如再循环，则在增加循环压缩机后，功耗大大增加。2022-

15、4-22LNG17第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺2. 2. 氮气膨胀机制冷液化流程氮气膨胀机制冷液化流程 氮膨胀液化流程是利用透平膨胀机制冷原理，以氮膨胀液化流程是利用透平膨胀机制冷原理，以N N2 2（或（或N N2 2CHCH4 4混混合物）为介质，进行密闭循环制冷。合物）为介质，进行密闭循环制冷。氮气膨胀机制冷液化流程氮气膨胀机制冷液化流程 2 2预处理装置预处理装置 1 1、4 4、5 5换热器换热器 3 3C+2C+2以上重烃分离器以上重烃分离器6 6氮气提塔氮气提塔 7 7氮透平膨胀机氮透平膨胀机 8 8N2-CH4N2-CH4分离塔分离塔 9 9循环压缩机循环压缩机2

16、022-4-22LNG18第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺 氮膨胀液化流程氮膨胀液化流程优点：优点：(1)(1)启动快，热态启动启动快，热态启动1 12 2小时即可获得满负荷产品；小时即可获得满负荷产品；(2)(2)制冷剂采用单组分气体，为不同组分的原料气操作提供了灵活性；制冷剂采用单组分气体，为不同组分的原料气操作提供了灵活性；(3)(3)操作安全，放空不会引起火灾或爆炸危险：操作安全，放空不会引起火灾或爆炸危险：(4)(4)氮膨胀循环流程简化、设备紧凑、造价低。氮膨胀循环流程简化、设备紧凑、造价低。缺点：缺点： 但能耗比混合制冷剂高但能耗比混合制冷剂高40%40%左右。二级氮膨胀

17、液化流程是经典氮左右。二级氮膨胀液化流程是经典氮膨胀液化流程的一种变形，其后为了降低膨胀机的功耗，采用膨胀液化流程的一种变形，其后为了降低膨胀机的功耗，采用N N2 2-CH-CH4 4混合气体代替纯混合气体代替纯N N2 2，发展了，发展了N N2 2-CH-CH4 4膨胀液化流程。膨胀液化流程。2022-4-22LNG19第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺 3. 3.其它膨胀液化流程其它膨胀液化流程 带膨胀机的液化流程中，由于换热器的传热温差太大，从而使带膨胀机的液化流程中，由于换热器的传热温差太大，从而使流程的流程的“火用火用”损很大，为了降低流程的损很大，为了降低流程的“火用火

18、用”损，可采取以下损，可采取以下措施措施：l l）采用预冷方法，对制冷剂进行预冷。）采用预冷方法，对制冷剂进行预冷。2 2）提高进入透平膨胀机气流的压力，并降低其温度。）提高进入透平膨胀机气流的压力，并降低其温度。3 3）将带膨胀机液化流程与其它液化流程（例如混合制冷剂液化流）将带膨胀机液化流程与其它液化流程（例如混合制冷剂液化流程）结合起来使用。程）结合起来使用。2022-4-22LNG20第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺带丙烷预冷的天然气膨胀液化流程带丙烷预冷的天然气膨胀液化流程 l l、3 3、5 57 7一换热器一换热器 2 2、4 4一丙烷换热器一丙烷换热器 8 8一水冷却

19、一水冷却器器 9 9一压缩机一压缩机 1010一制动压缩机一制动压缩机1111一膨胀机一膨胀机 12121414一分离器一分离器2022-4-22LNG21第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺四、液氮液化天然气的流程四、液氮液化天然气的流程 高压天然气管道内天然气经预高压天然气管道内天然气经预冷器被来自液化器的氮气冷却到冷器被来自液化器的氮气冷却到- -122122后，再进入液化器被来自液后，再进入液化器被来自液氮储罐的液氮冷却到氮储罐的液氮冷却到-162-162， 液氮经液化器、预冷器后，再液氮经液化器、预冷器后，再经空温换热器复热至常温，进入氮经空温换热器复热至常温，进入氮气管道。气

20、管道。储 罐液 氮储罐空气换热器蒸发器预冷器液化器氮气管道低压天然气管道高压天然气管道图图4.11 4.11 液氮液化天然气的流程液氮液化天然气的流程2022-4-22LNG22第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺调峰调峰LNGLNG装置的工作过程装置的工作过程：由市区由市区1.5MPa1.5MPa天然气管网送至天然气管网送至LNGLNG调峰站的天然气，首先进行过滤、计量调峰站的天然气，首先进行过滤、计量并并加压至加压至5MPa5MPa，然后进入预处理系统，用，然后进入预处理系统，用MEAMEA法脱法脱COCO2 2 、H H2 2S S，用分子筛脱，用分子筛脱水，再经液化流程液化，液化

21、后的天然气储存在水，再经液化流程液化，液化后的天然气储存在20,000m20,000m3 3LNGLNG储槽内。储槽内。 该该LNGLNG装置的装置的主要性能指标主要性能指标如下：如下：储槽容积储槽容积 20,000m3 20,000m3 ； 储槽日蒸发率储槽日蒸发率 0.08 %0.08 %；液化能力液化能力 165m3LNG/d165m3LNG/d；气化能力；气化能力 120m3 LNG /h120m3 LNG /h。 五、五、CIICII液化流程液化流程2022-4-22LNG23第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺 该该LNGLNG事故调峰站的流程由法事故调峰站的流程由法国燃气公

22、司设计开发的整体结合式国燃气公司设计开发的整体结合式级 联 型 液 化 流 程 （级 联 型 液 化 流 程 （ I n t e g r a l I n t e g r a l Incorporated CascadeIncorporated Cascade），简称为），简称为CII CII 液化流程液化流程。 该流程主要设备包括该流程主要设备包括混合制冷混合制冷剂压缩机、混合制冷剂分馏设备剂压缩机、混合制冷剂分馏设备和和整体式冷箱整体式冷箱三部分。整个液化流程三部分。整个液化流程可分为可分为天然气液化系统天然气液化系统和和混合制冷混合制冷剂循环剂循环两部分。两部分。 651天然气782111

23、093412131 1分馏塔分馏塔 2 2冷箱冷箱 3 3低压压缩机低压压缩机 4 4高压压缩高压压缩机机5 5、6 6、7 7、8 8气液分离器气液分离器 9 9、1010、1111节流阀节流阀 1212、1313冷却器冷却器 五、五、CIICII液化流程液化流程2022-4-22LNG24第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺CIICII循环具有如下特点：循环具有如下特点： 流程精简，设备少。流程精简，设备少。CIICII液化流程出于降低设备投资和建设费用的考虑，液化流程出于降低设备投资和建设费用的考虑，简化了预冷制冷剂组的设计。在流程中增加了分馏塔，将混合制冷剂分馏简化了预冷制冷剂组

24、的设计。在流程中增加了分馏塔，将混合制冷剂分馏为重组分（以丁烷和戊烷为主）和轻组分（以氮、甲烷、乙烷为主）两部为重组分（以丁烷和戊烷为主）和轻组分（以氮、甲烷、乙烷为主）两部分。重组分冷却、节流降温后返流，作为冷源进入冷箱上部预冷天然气和分。重组分冷却、节流降温后返流，作为冷源进入冷箱上部预冷天然气和混合制冷剂；轻组分气液分离后进入冷箱下部，用于冷凝、过冷天然气。混合制冷剂；轻组分气液分离后进入冷箱下部，用于冷凝、过冷天然气。 冷箱采用高效钎焊铝板翅式换热器，体积小，便于安装。冷箱采用高效钎焊铝板翅式换热器，体积小，便于安装。 压缩机和驱动机的形式简单、可靠、降低了投资与维护费用。压缩机和驱动

25、机的形式简单、可靠、降低了投资与维护费用。2022-4-22LNG25第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺六、各种流程的技术经济比较六、各种流程的技术经济比较 取级联式循环的典型能耗为取级联式循环的典型能耗为0.33kWh/kg0.33kWh/kg，并将其设定为，并将其设定为1 1。循环模式循环模式与级联式循环的相对能耗与级联式循环的相对能耗级联式循环级联式循环1.001.00单级混合制冷循环单级混合制冷循环1.251.25丙烷预冷混合制冷循环丙烷预冷混合制冷循环1.151.15多级混合制冷循环多级混合制冷循环1.051.05单膨胀机循环单膨胀机循环2.002.00丙烷预冷单级膨胀机循环

26、丙烷预冷单级膨胀机循环1.701.70双膨胀机循环双膨胀机循环1.701.70表表4-2 4-2 各种液化循环效率比较各种液化循环效率比较2022-4-22LNG26第一节第一节 天然气液化工艺天然气液化工艺指标指标级联式级联式MRCMRC膨胀机膨胀机效率效率高高中中/ /高高低低复杂程度复杂程度高高中中低低换热器类型换热器类型板翘式板翘式板翘式或绕管式板翘式或绕管式板翘式板翘式换热器面积换热器面积小小大大小小适应性适应性高高中中高高开停方便开停方便中中低低高高表表4-3 4-3 各种液化循环特性比较各种液化循环特性比较2022-4-22LNG27第二节第二节 液化天然气流程实例液化天然气流程

27、实例 20 20世纪世纪7070年代，年代，APCIAPCI（美国空气液化公司）发展了丙烷制冷混合制（美国空气液化公司）发展了丙烷制冷混合制冷剂液化流程。并在大型的冷剂液化流程。并在大型的LNGLNG工厂得到了广泛应用。用丙烷将天然气从工厂得到了广泛应用。用丙烷将天然气从4040预冷至预冷至-30-30；混合制冷剂循环再把天然气从；混合制冷剂循环再把天然气从-30-30过冷到过冷到-160-160。 一、丙烷预冷一、丙烷预冷- -混合制冷剂制冷的基本负荷型液化装置混合制冷剂制冷的基本负荷型液化装置2022-4-22LNG28第二节第二节 液化天然气流程实例液化天然气流程实例 下图是首次采用这种

28、液化流程的天然气液化装置的流程简图，于下图是首次采用这种液化流程的天然气液化装置的流程简图，于19731973年建于北加里曼丹的文莱，该厂共有五套这样的装置，每套液化能年建于北加里曼丹的文莱，该厂共有五套这样的装置，每套液化能力为力为424.5424.5 10104 4m m3 3/d/d。1 1再生塔再生塔 2 2吸收塔吸收塔 3 3、1818高压丙烷换热器高压丙烷换热器 4 4水分离器水分离器 5 5、6 6干燥器干燥器 7 7、1717中压丙烷换热器中压丙烷换热器 8 8、1010低压丙烷换热器低压丙烷换热器 9 9重烃回收器重烃回收器 1010C1C1分离器分离器 1111C2C2分离

29、器分离器 1212C3C3分离器分离器 1313C4C4分离器分离器 1414低温换热器低温换热器 1515气液分离器气液分离器1919、2121水冷却器水冷却器 2020、2222制冷剂压缩机制冷剂压缩机 文莱天然气液化装置流程文莱天然气液化装置流程一、丙烷预冷一、丙烷预冷- -混合制冷剂制冷的基本负荷型液化装置混合制冷剂制冷的基本负荷型液化装置2022-4-22LNG29第二节第二节 液化天然气流程实例液化天然气流程实例1 1分离器分离器 2 2过滤器过滤器 3 3脱脱CO2CO2塔塔 4 4干燥器干燥器 5 5中压丙烷换热器中压丙烷换热器 6 6低压丙烷换热器低压丙烷换热器 7 7、11

30、11、1414节流阀节流阀 8 8高压天然气分离器高压天然气分离器 9 9乙烯换热器乙烯换热器 1010中压中压LNGLNG换热器换热器 1212中压中压天然气分离器天然气分离器 1313低压低压LNGLNG换热器换热器 1515低压天然气分离器低压天然气分离器 1616LNGLNG储槽储槽图图4.14 4.14 中原油田天然气液化装置示意图中原油田天然气液化装置示意图 二、级联式液化天然气装置二、级联式液化天然气装置2022-4-22LNG30第二节第二节 液化天然气流程实例液化天然气流程实例三、混合冷剂液化天然气流程三、混合冷剂液化天然气流程20022002年，新疆广汇兴建鄯善年，新疆广汇

31、兴建鄯善LNGLNG工厂。是国内第一座大规模基本负荷型工厂，日工厂。是国内第一座大规模基本负荷型工厂，日处理天然气处理天然气150150 10104 4m m3 3，采用高效混合制冷剂液化流程。，采用高效混合制冷剂液化流程。 新新疆疆广广汇汇LNGLNG液液化化流流程程示示意意图图2022-4-22LNG31第二节第二节 液化天然气流程实例液化天然气流程实例四、膨胀机液化流程四、膨胀机液化流程 20世纪90年代中期，长庆石油勘探局建立一座示范性小型工程，日处理量为31043，采用气波制冷机和涡轮膨胀联合进行低温制冷，进气压力为4.1Mpa。长庆长庆LNGLNG工艺流程示意图工艺流程示意图2022-4-22LNG32习习 题题1.请分析说明图4.1的原理。2.请解释级联式液化工艺中三温度水平和九温度水平的差异。3.丙烷预冷混合冷剂制天然气液化为何要比无丙烷预冷混合冷剂制天然气液化优？4.说明混合制冷剂的组成对液化流程的参数有哪些影响？5.认真分析图4.13 文莱天然气液化装置流程图的原理和各设备的作用。6.中原油田天然气液化装置有何特点？为何采用丙烷和乙烯制冷就可以实现天然气的液化？采用乙烯有何优点？