Erdgas muss vor der Verflüssigung gründlich gereinigt werden. Das bedeutet, dass saure Gase, Wasser und Verunreinigungen wie Wasserstoff aus dem Erdgas entfernt werden müssen.2S, CO2, H2Sauerstoff, Quecksilber und aromatische Kohlenwasserstoffe werden entfernt, um ein Einfrieren bei niedrigen Temperaturen und damit verbundene Verstopfungen und Korrosionen an Anlagen und Rohrleitungen zu verhindern. Tabelle 3.1-1 listet die Vorbehandlungsstandards für das Rohgas in LNG-Anlagen und die maximal zulässigen Verunreinigungen auf.
Tabelle: Maximal zulässiger Verunreinigungsgehalt des LNG-Zulaufgases
| Verunreinigung | Inhaltsbeschränkung | Basis |
| H2DER |
| A (Die Auflösungsgrenze darf überschritten werden, ohne dass die Produktion dadurch eingeschränkt wird) |
| CO2 | 50～100ppmV | B (Ultimative Löslichkeit) |
| H2S |
| C (technische Produktanforderungen) |
| Gesamtschwefelgehalt | 10–50 mg/NM3 | C |
| Quecksilber | 3 | A |
| Aromatischer Kohlenwasserstoff | ≤10 ppmV | A oder B |
| Gesamte naphthenische Kohlenwasserstoffe | ≤10 ppmV | A oder B |
Aus den Daten des Zufuhrgases geht hervor, dass der Kohlendioxidgehalt im Zufuhrgas den Standard überschreitet und daher gereinigt werden muss.
Das MDEA-Amin-Flüssigverfahren ist hinsichtlich Energieverbrauch, Behandlungsmaßstab sowie Investitions- und Betriebskosten das geeignetste Verfahren. Daher wird in diesem Schema das MDEA-Amin-Flüssigverfahren zur Entsäuerung von Gasen ausgewählt.
B) Auswahl des Dehydratisierungsprozesses
Das Vorhandensein von Wasser in Erdgas führt oft zu schwerwiegenden Folgen: Unter bestimmten Bedingungen bilden Wasser und Erdgas Hydrate, die die Rohrleitung verstopfen und den Kühl- und Verflüssigungsprozess beeinträchtigen; außerdem verursacht das Vorhandensein von Wasser unnötigen Energieverbrauch; aufgrund der niedrigen Verflüssigungstemperatur von Erdgas und des vorhandenen Wassers können die Anlagen einfrieren und verstopfen, weshalb eine Entwässerung erforderlich ist.
Die Erdgasentwässerung lässt sich im Allgemeinen in drei Kategorien einteilen: Tieftemperaturentwässerung, Adsorption an festen Trockenmitteln und Lösungsmittelabsorption. Die Gefrierung dient hauptsächlich dazu, die Hydratisierung bei niedrigen Erdgastemperaturen zu vermeiden. Die damit erreichbaren niedrigen Temperaturen sind jedoch begrenzt und genügen nicht den Anforderungen der Erdgasverflüssigung. Bei der Lösungsmittelabsorption werden üblicherweise konzentrierte Säuren (meist organische Säuren wie konzentrierte Phosphorsäure), Glykole (häufig TEG) usw. verwendet. Diese Methoden erzielen jedoch nur eine geringe Entwässerungstiefe und sind für Tieftemperaturanlagen ungeeignet. Gängige Entwässerungsverfahren mit festen Trockenmitteln sind die Kieselgel-, die Molekularsieb- oder eine Kombination beider Verfahren.
Zur Entwässerung bei der Erdgasverflüssigung muss ein Feststoffadsorptionsverfahren angewendet werden. Da Molekularsiebe eine hohe Adsorptionsselektivität, gute Adsorptionseigenschaften bei niedrigem Wasserdampfpartialdruck und die Möglichkeit der weiteren Entfernung von Restgasen aufweisen, wird in diesem Verfahren ein 4A-Molekularsieb als Entwässerungsadsorbens eingesetzt.
C) Auswahl des Quecksilberentfernungsverfahrens
Derzeit gibt es zwei Hauptverfahren zur Quecksilberentfernung: die HgSIV-Molekularsieb-Adsorptionsmethode der Firma UOP (USA) und die Adsorption von schwefelimprägniertem Aktivkohle. Bei letzterer reagiert Quecksilber mit Schwefel zu Quecksilbersulfid, das an der Aktivkohle adsorbiert wird. Ersteres ist kostenintensiv und eignet sich für Anwendungen mit hohem Quecksilbergehalt; letzteres ist kostengünstig und eignet sich für Anwendungen mit niedrigem Quecksilbergehalt.
Einerseits sind die Betriebskosten des HgSIV-Molekularsiebs sehr hoch; andererseits ist der Quecksilbergehalt im Zufuhrgas der Anlage relativ niedrig. Daher verfügt das Unternehmen über positive Erfahrungen mit der Quecksilberentfernung durch den Einsatz von schwefelimprägnierter Aktivkohle.
Veröffentlichungsdatum: 14. Januar 2022