天然气的液化是将压缩机的轴功即机械能转化为内能,液化后的天然气温度低至-162℃,其体积比气态时减少600多倍,这大大方便了运输。液态天然气(LNG)在终端需要转变为气态供给用户。LNG气化过程可释放出830-890kJ/kg的能量,这部分能量需回收。本文根据国内外液化天然气技术与其冷能回收的研究,介绍了三种典型的液化天然气流程和三种基本液化天然气冷能回收发电流程；研究了液态天然气的物理特性(炯和焓)随压力和温度变化的关系；确定物性计算方程和流程计算方法,天然气物性计算采用SRK方程,混合制冷剂和烟气采用Peng-Rob方程,氨水采用TNRTL-RK方程,流程收敛计算采用Wegstein法,优化计算采用序列二次规划法(SQP)；对比三种不同的混合制冷剂循环的功耗、损与经济性,选择流程简单,功耗和损都相对较小的单级丙烷预冷的混合制冷剂循环液化天然气；利用序贯模块法,在Aspen Plus中建立天然气的液化和冷能回收的耦合过程模型并进行模拟,获取耦合过程中各节点的状态参数(温度、压力、流量、焓和熵值等)和过程参数(做功量、换热量等)；分析单级丙烷预冷的混合制冷循环中天然气供给压力、压缩机出口压力和节流阀节流压力对冷能存储过程制冷系数和效率的影响；对LNG冷能回收发电的动力循环也进行了热力学分析,分析了汽轮机进出口压力、循环最高温度和冷凝温度对冷能回收发电过程的热效率和效率的影响；利用模拟软件Aspen Plus结合FORTRAN,耦合流程的经济效益和分段的效率分别作为目标函数优化流程,获取优化后流程节点的参数,与优化之前的各节点参数对比,确定流程优化程度,为提高天然气冷能存储与回收发电过程的效率提供一定的理论依据。