本文摘自公众号爱空分圈，作者渊源
天然气液化工艺中，一般选用如下两种类别的工艺分别是：氮气膨胀机工艺和单混合制冷剂工艺，具体介绍如下：
1、氮气膨胀机工艺
该工艺以氮气（N₂）为制冷剂，核心组件包括：
•主换热器（Main heat exchanger）：天然气（NG）与制冷剂在此换热，逐步降温最终液化成 LNG。
•两级膨胀机 / 增压机（Warm expander/booster、Cold expander/booster）：制冷剂（氮气）通过“膨胀降温 + 增压循环” 实现制冷。
•制冷剂压缩机（Refrigerant compressor）：对氮气进行增压，配合换热器和膨胀机构建循环。
流程逻辑：天然气进入主换热器，被氮气制冷剂逐步冷却液化；氮气经压缩机增压、换热器预冷后，通过两级膨胀机膨胀降温，再回到主换热器与天然气换热，完成制冷循环。
该工艺采用混合制冷剂（HMR 为高温段混合制冷剂、LMR 为低温段混合制冷剂），核心组件包括：
•主换热器（Main heat exchanger）：天然气与混合制冷剂换热液化。
•制冷剂压缩机（Refrigerant compressor）：对混合制冷剂增压。
•HMR 泵（HMR pump）：对高温段混合制冷剂进行泵送，优化循环。
•气液分离罐（图中圆柱形设备）：实现混合制冷剂的气液分离，分阶段制冷。
流程逻辑：天然气进入主换热器，被分阶段的混合制冷剂（HMR、LMR）逐步冷却液化；混合制冷剂经压缩、分离、泵送后，在主换热器中与天然气换热，完成制冷循环。
对比维度 | 双氮气膨胀机工艺 | MRC工艺 |
制冷剂类型 | 单一介质（氮气） | 混合介质（多种烃类 / 非烃的混合物） |
核心设备 | 两级膨胀机 + 压缩机 | 压缩机 + HMR 泵 + 气液分离罐 |
制冷原理 | 氮气膨胀降温（焦耳 - 汤姆逊效应） | 混合制冷剂分阶段相变制冷 |
流程复杂度 | 相对简单，设备数量少 | 较复杂，需控制混合制冷剂组分 |
能效与适应性 | 适用于中小型 LNG 装置，能效一般 | 适用于大 / 中型装置，能效较高 |
操作难度 | 操作较简单，氮气组分稳定 | 需精准控制混合制冷剂组分，操作要求高 |
4、结论
氮气膨胀机工艺靠单一氮气的膨胀循环制冷，流程简单但能效略低，适用于10万方及以下小型液化天然气装置；MRC工艺靠混合制冷剂的分阶段相变制冷，流程复杂但能效更高、适用于大型装置。
