Fàbrica de plantes de GNL d'alta qualitat de la Xina - 0,7~3,5 MMSCFD Procés de planta de GNL a petita escala personalitzat o planta de liqüefacció de GNL – Rongteng

Comparació i selecció de tecnologia de procés

El procés de liqüefacció de gas natural inclou el pretractament (purificació) del gas cru, la liqüefacció (o planta de liqüefacció de GNL), la compressió de la circulació de refrigerant, l'emmagatzematge del producte, la càrrega i el sistema auxiliar, etc. El procés principal inclou la purificació del gas cru i la liqüefacció del gas purificat.

Selecció del procés de purificació de gas natural

Com a gas cru, el gas natural s'ha de purificar completament abans de la liqüefacció. Això és per eliminar el gas àcid, l'aigua i les impureses del gas d'alimentació, com ara H2S, CO2, H2O, Hg i hidrocarburs aromàtics, per tal d'evitar el bloqueig i la corrosió dels equips i les canonades a causa de la congelació a baixa temperatura. La taula 5.1-1 enumera els estàndards de pretractament i el contingut màxim d'impureses del gas d'alimentació a la planta de GNL.

Contingut màxim d'impureses permès del gas d'alimentació de GNL

Segons les dades del gas d'alimentació, el contingut d'aigua del gas d'alimentació supera l'estàndard i s'ha de purificar.

A) Selecció del procés de desacidificació

L'H2S i el CO2 continguts en el gas natural es denominen col·lectivament gas àcid. La seva presència provocarà corrosió metàl·lica i contaminarà el medi ambient. A més, si el contingut de CO2 és massa alt, el valor calorífic del gas natural es reduirà. Per tant, el contingut de components àcids en el gas natural s'ha de controlar estrictament per complir els requisits de qualitat del procés i del producte.

Hi ha mètodes d'absorció de dissolvents, mètodes d'absorció física, mètodes d'oxidació-reducció i mètodes d'adsorció de tamís molecular per eliminar el gas àcid del gas natural. Actualment, el mètode d'absorció de dissolvents és àmpliament reconegut i utilitzat. És un mètode de dessulfuració basat en una reacció química reversible i que utilitza dissolvents alcalins com a absorbents. El dissolvent reacciona amb els components àcids (principalment CO2) del gas d'alimentació per formar compostos. El gas àcid absorbent ric en líquid es pot descompondre i alliberar gas àcid sota condicions d'augment de temperatura i reducció de pressió, per tal de realitzar la regeneració i la utilització del dissolvent.

Pel que fa al consum d'energia, l'escala de tractament, la inversió i el cost d'operació, el mètode líquid d'amina MDEA és el procés més adequat, per la qual cosa s'ha seleccionat el mètode líquid d'amina MDEA per a la desacidificació en aquest esquema.

B) Selecció del procés de deshidratació

El procés de deshidratació del gas natural generalment inclou deshidratació a baixa temperatura, adsorció de dessecant sòlid i absorció de dissolvents. La separació per congelació s'utilitza principalment per evitar l'hidrat del gas natural quan la temperatura és baixa, però la seva baixa temperatura admissible és limitada, cosa que no pot complir els requisits de la liqüefacció del gas natural; l'absorció de dissolvents normalment inclou àcid concentrat (generalment àcid fosfòric concentrat i altres àcids orgànics), glicol (trietilenglicol d'ús comú), etc., però aquests mètodes tenen una baixa profunditat de deshidratació, que no es pot utilitzar en unitats criogèniques; els mètodes de deshidratació de dessecant sòlid són el mètode del gel de sílice, el mètode del tamís molecular o la combinació dels dos mètodes.

La liqüefacció i deshidratació del gas natural ha d'adoptar un mètode d'adsorció sòlida. Com que el tamís molecular té una forta selectivitat d'adsorció, unes altes característiques d'adsorció sota baixa pressió parcial de vapor d'aigua i pot eliminar encara més el gas àcid residual alhora, en aquest esquema s'utilitza el tamís molecular 4A com a adsorbent de deshidratació.

C) Selecció del procés d'eliminació de mercuri

Actualment, hi ha principalment dos tipus de processos d'eliminació de mercuri: el mètode d'adsorció amb tamís molecular HGSIV de l'empresa UOP als Estats Units i la reacció química entre el mercuri i el sofre mitjançant l'ús de carbó activat impregnat de sofre per produir sulfur de mercuri, que s'adsorbeix sobre el carbó activat. El primer és d'alt cost i adequat per a ocasions amb alt contingut de mercuri; el segon és de baix cost i adequat per a ocasions amb baix contingut de mercuri.

D'una banda, el cost d'operació del tamís molecular HGSIV és molt elevat; d'altra banda, el contingut de mercuri en el gas d'alimentació d'aquesta unitat és relativament baix. Per tant, l'empresa té una experiència reeixida en l'ús del procés d'eliminació de mercuri amb carbó activat impregnat de sofre.