在煤炭开采过程中，煤层气是一种常见的副产品，其成分以甲烷为主，但同时也包括氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）等多种气体成分。对于低浓度煤层气（即煤层气中甲烷浓度较低的情况）的处理和利用，由于其直接燃烧热值较低，一般不适宜直接作为能源使用。因此，对于这部分低浓度煤层气的利用，开发深冷液化技术，将其制取成液化天然气（LNG），成为了一种有效利用资源的方案。
低浓度煤层气深冷液化制取LNG技术包括以下几个关键知识点：
1. 深冷液化技术：深冷液化通常指的是在超低温条件下将气体转化为液态。在制取LNG的过程中，需要将煤层气降温至-162℃以下，使其体积大幅度缩小，便于存储和运输。这要求使用高效的制冷系统，并且对材料和工艺的绝热性能有很高的要求。
2. 工艺技术方案：包括煤层气的预处理、净化、压缩、冷凝、分馏等步骤。由于煤层气中除了甲烷外，还含有其他杂质气体，如N2、CO2、CO、H2O等，因此需要通过净化技术将这些杂质去除到一定纯度后才能进行液化。
3. 安全性能：由于深冷液化制取LNG过程中涉及极端低温和高压操作，这对材料的机械性能和系统的安全设计提出了很高要求。文中提到采用试验方法对技术的安全性能进行了验证，这可能涉及到设备和材料在低温下的性能测试、安全阀设计、防爆措施等。
4. 安全保障措施：为确保低浓度煤层气深冷液化过程的安全，文中提到采取了安全保障措施。这可能包括安全监控系统的设计、紧急停机程序、泄漏检测和报警系统、人员安全培训和应急预案等。
5. 液化后的LNG纯度和收率：纯度指的是液化后产品中甲烷的含量，而收率则是指从原料煤层气到LNG的转化效率。对于LNG产品，高纯度意味着产品价值更高，更易于作为清洁能源被广泛应用；而高收率则意味着整个液化过程的能源和资源利用更加高效。
6. 材料和设备的选择：由于深冷液化需要在极低温度下操作，因此所使用的材料和设备必须具有良好的低温性能，能承受液化过程中产生的温度应力。例如，不锈钢或镍合金等材料因其优异的低温韧性和抗断裂能力常被选用。
7. 特定气体成分的处理：例如，CO2是煤层气中的常见成分，低温下CO2易于固态化，会影响液化流程并降低产品的纯度。因此需要采用特定的处理方法去除或捕集CO2，如使用MEA（单乙醇胺）或PTSA（多乙醇胺）来吸收CO2。
8. 系统的设计和优化：在设计煤层气深冷液化系统时，除了考虑安全和效率外，还需考虑到系统的可维护性、操作的简便性和经济性。由于煤层气的浓度不高，如何优化工艺流程以提高收率和降低成本是工艺设计中的重要考量。
9. 参考文献和研究背景：文中列举了多篇与该技术相关的研究文献，说明了该领域研究的历史和现状。这些文献为本研究提供了理论基础和技术依据。
10. 标准和规范：由于LNG的生产、储存、运输和使用涉及到一系列安全和环境问题，因此必须遵循相关的国家或行业标准和规范，例如文中提到的GB3836.1-2010标准，它是关于爆炸性环境设备设计和使用的国家标准。
通过上述知识点的梳理，我们可以看到，低浓度煤层气深冷液化制取LNG技术是一个复杂而多学科交叉的工程技术领域，它不仅涉及化学工程和工艺设计，还包括材料科学、安全工程、环境科学和能源经济学等多个方面。该技术的发展和应用不仅可以有效解决煤矿区的资源浪费问题，同时也有助于提高能源利用率和减少环境污染。
