中国每年要通过大型LNG运输船从海上进口大量天然气。LNG运输船运输天然气的过程中，需要气态天然气“变身”为液态，然后运送至目的地之后，再“变身”为气态。
管道输送天然气既方便又高效，为什么要将天然气液化，还要制造昂贵的液化天然气船来运输呢？这是因为天然气管道适用于沿线用户较为集中且用量很大的区域，对于天然气产区与主要用气区距离较远且途经海洋的情况，通过敷设管道输送天然气就不划算了，最好的解决方案是将天然气液化后运输。液化天然气（LNG）体积约为同量气态天然气体积的1/625、质量约为同体积水的45％，由此增大了天然气储运与利用的灵活性，扩大了天然气的应用范围。
三种情况适合以液化天然气的方式进行运输：从海外进口的天然气不适合敷设长距离管道进行运输，更适合通过液化天然气的方式船运；当天然气用户比较分散时，通过公路、铁路LNG槽车运输比敷设管道更加经济和方便；在天然气管道没有覆盖到的地区，通过建立液化天然气气化站，也能够用上天然气。
天然气液化之前要进行净化处理，比一般管道输送的天然气纯度要求高。如果天然气纯度不满足要求，其中的杂质会在低温下冻结而造成流动堵塞、设备腐蚀等。净化处理，除脱酸、脱水、脱硫、除汞等之外，还要脱除天然气中除甲烷以外的其他重烃。高纯度的天然气液化后，将储存于专用储罐中待运。
LNG运抵目的地之后，也要先储存到专用储罐中，然后气化还原为气体状态才能使用。那么，天然气是如何在气体与液体之间变来变去的呢？气体变成液体的核心在于制冷，其与空调的制冷原理一样，通过压缩制冷剂使其冷凝，然后蒸发、膨胀、吸热，从而使天然气降温液化。
在天然气液化工艺流程中，通常选择甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、氮气等作为制冷剂，其常温常压下为气体。气体有一个特点，就是在一定的压力和温度下，会积聚内能，包括与压力相关的势能及与温度相关的动能，当其蒸发膨胀时，就会消耗内能对外做功，因而使压力和温度降低，发挥制冷作用。这便是制冷剂的奥秘所在！
当然，要将常温天然气变成－162℃的超低温液化天然气，仅仅使用一种制冷剂是做不到的，还需要多种不同沸点的制冷剂联合起来逐级降温，甚至要使每种制冷剂分别在不同的压力等级下蒸发，以提高冷却效率。天然气液化的典型工艺有阶式制冷、混合冷剂制冷和预冷混合冷剂制冷。
阶式制冷液化工艺。也称级联式液化工艺，常用制冷剂为丙烷、乙烯及甲烷，三者沸点依次降低。第一级制冷剂为沸点最高的丙烷，丙烷经压缩机增压后，在冷凝器内经水冷变成饱和液体；节流后部分液体丙烷在蒸发器内蒸发，将冷量传给天然气，温度可降至－40℃；其余液体丙烷在第二级制冷剂乙烯冷凝器中蒸发，使增压后的乙烯与丙烷蒸气交换热量冷凝为液体或过冷液体；两股丙烷释放冷量后汇合进入丙烷压缩机，完成一次制冷循环。第二、第三级制冷剂分别选用沸点相对较低的乙烯和甲烷，其循环制冷方式与第一级相同，第二级将温度降至－100℃，第三级则将温度降至－162℃。
混合冷剂制冷液化工艺。将多种制冷剂混合在一起，因而大大简化了制冷系统。混合冷剂由氨气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及戊烷组成，利用混合物各组分因沸点不同而逐级冷凝的特点，获得不同温度水平的制冷量，进而达到逐步冷却和液化天然气的目的。在该工艺中，只有一个热交换的场所——主冷箱，低压制冷剂液体和高压制冷剂蒸气混合后进入主冷箱，接受冷量后凝析为混合制冷剂液体，经节流后在冷箱内蒸发，为天然气和高压冷剂蒸气冷凝提供冷量。
预冷混合冷剂制冷液化工艺。结合了阶式液化流程与混合冷剂液化流程的优点，既高效又简单，自20世纪70年代以来，在大型液化天然气装置中得到广泛应用。其采用丙烷预冷混合冷剂循环制冷工艺，包括混合制冷剂循环、丙烷预冷循环、天然气液化回路3部分流程。其中，丙烷预冷循环用于预冷混合制冷剂和天然气，而混合制冷剂循环用于深冷和液化天然气。
此外，还有膨胀液化工艺与整体结合式级联型液化工艺（简称CII液化工艺）。膨胀液化工艺的关键设备是透平膨胀机，使高压冷剂或天然气在其中绝热膨胀，为天然气液化提供冷量。CII液化工艺的主要设备包括混合冷剂压缩机、混合冷剂分馏设备、整体式冷箱；液化流程分为天然气液化系统和混合冷剂循环系统两部分。该工艺在流程中增加了分馏塔，将混合冷剂分为重组分与轻组分：重组分以丁烷、戊烷为主，在冷却、节流后返流，作为冷源进入冷箱上部预冷天然气和混合冷剂；轻组分以氮气、甲烷、乙烷为主，在气液分离后进入冷箱下部，用于冷凝、过冷天然气。冷箱结构紧凑，由经过优化设计的高效钎焊板翅状换热器平行排列其中，换热面积大、绝热效果好。CII液化工艺吸收了当今LNG技术最新发展成果，代表了天然气液化技术的发展趋势。
液化天然气变成气体需要吸热，一般通过气化器来实现。液化天然气气化器主要有开架式海水气化器（简称ORV）和浸没燃烧式气化器（简称SCR）两种。当ORV运行时，其顶部海水槽内的海水依靠重力作用在管束板外表面下落，与管内自下而上的液化天然气换热，使管内液化天然气气化。SCV是一种水浴式气化器，蛇形换热管置于混凝土水浴池中，鼓风机将燃烧器燃烧后的烟气直接排入池中，使水浴升温，再通过换热管交换热量使管内的液化天然气气化。可见，ORV气化方式的热量来自海水，而SCV气化方式的热量则来自燃烧器燃烧后的烟气。
液化天然气“变身”为气体状态，体积快速增大几百倍，实质上也是一个膨胀做功的过程，因而会产生大量冷能。对于液化天然气气化过程释放的大量冷能实施利用，不但可以减少冷污染，而且可以提升能源综合利用水平。LNG冷能利用分为直接利用和间接利用两种：直接利用包括低温发电、空气分离、干冰制造、轻烃分离、超低温冷冻、海水淡化、低温养殖、低温栽培等；间接利用则包括生产液氮或液氧，进而利用液氮、液氧分别进行低温粉碎、低温生物工程、污水处理等。
天然气为了千里迢迢甚至漂洋过海来与我们相见，先是冷冻瘦身600多倍变成液体，到达目的地后，再加热膨胀600多倍“变身”回气体，期间均为物理变化，无须任何化学变化，天然气的“变身术”是不是很神奇？