Υψηλής ποιότητας εργοστάσιο παραγωγής υγροποιημένου φυσικού αερίου στην Κίνα - 0,7~3,5 MMSCFD Εξατομικευμένη μικρής κλίμακας μονάδα παραγωγής υγροποιημένου φυσικού αερίου ή μονάδα υγροποίησης υγροποιημένου φυσικού αερίου - Rongteng

Σύγκριση και επιλογή τεχνολογίας διεργασιών

Η διαδικασία υγροποίησης φυσικού αερίου περιλαμβάνει την προεπεξεργασία (καθαρισμό) του ακατέργαστου αερίου, την υγροποίηση (ή μονάδα υγροποίησης LNG), τη συμπίεση κυκλοφορίας ψυκτικού μέσου, την αποθήκευση προϊόντος, τη φόρτωση και το βοηθητικό σύστημα κ.λπ. Η κύρια διαδικασία περιλαμβάνει τον καθαρισμό του ακατέργαστου αερίου και την υγροποίηση του καθαρισμένου αερίου.

Επιλογή διαδικασίας καθαρισμού φυσικού αερίου

Ως ακατέργαστο αέριο, το φυσικό αέριο πρέπει να καθαρίζεται πλήρως πριν από την υγροποίηση. Δηλαδή, για την απομάκρυνση του όξινου αερίου, του νερού και των ακαθαρσιών στο αέριο τροφοδοσίας, όπως H2S, CO2, H2O, Hg και αρωματικών υδρογονανθράκων, ώστε να αποφεύγεται το μπλοκάρισμα και η διάβρωση του εξοπλισμού και των αγωγών λόγω παγώματος σε χαμηλή θερμοκρασία. Ο Πίνακας 5.1-1 παραθέτει τα πρότυπα προεπεξεργασίας και τη μέγιστη περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες του αερίου τροφοδοσίας στη μονάδα ΥΦΑ.

Μέγιστη επιτρεπόμενη περιεκτικότητα σε προσμίξεις του αερίου τροφοδοσίας ΥΦΑ

Σύμφωνα με τα δεδομένα του αερίου τροφοδοσίας, η περιεκτικότητα σε νερό στο αέριο τροφοδοσίας υπερβαίνει το πρότυπο και πρέπει να καθαριστεί.

Α) Επιλογή της διαδικασίας αποξίνισης

Το H2S και το CO2 που περιέχονται στο φυσικό αέριο αναφέρονται συλλογικά ως όξινο αέριο. Η ύπαρξή τους θα προκαλέσει διάβρωση μετάλλων και θα μολύνει το περιβάλλον. Επιπλέον, εάν η περιεκτικότητα σε CO2 είναι πολύ υψηλή, η θερμαντική αξία του φυσικού αερίου θα μειωθεί. Επομένως, η περιεκτικότητα σε όξινα συστατικά στο φυσικό αέριο πρέπει να ελέγχεται αυστηρά για να πληρούνται οι απαιτήσεις ποιότητας διεργασίας και προϊόντος.

Υπάρχουν μέθοδοι απορρόφησης διαλύτη, μέθοδος φυσικής απορρόφησης, μέθοδος οξείδωσης-αναγωγής και μέθοδος προσρόφησης μοριακού κόσκινου για την απομάκρυνση όξινου αερίου από φυσικό αέριο. Προς το παρόν, η μέθοδος απορρόφησης διαλύτη είναι ευρέως αναγνωρισμένη και χρησιμοποιείται ευρέως. Είναι μια μέθοδος αποθείωσης που βασίζεται σε αναστρέψιμη χημική αντίδραση και χρησιμοποιεί αλκαλικό διαλύτη ως απορροφητικό. Ο διαλύτης αντιδρά με όξινα συστατικά (κυρίως CO2) στο αέριο τροφοδοσίας για να σχηματίσει ενώσεις. Το πλούσιο υγρό που απορροφά όξινο αέριο μπορεί να αποσυντεθεί και να απελευθερώσει όξινο αέριο υπό την προϋπόθεση αύξησης της θερμοκρασίας και μείωσης της πίεσης, έτσι ώστε να επιτευχθεί η αναγέννηση και η αξιοποίηση του διαλύτη.

Όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας, την κλίμακα επεξεργασίας, την επένδυση και το κόστος λειτουργίας, η μέθοδος υγρής αμίνης MDEA είναι η καταλληλότερη διεργασία, επομένως η μέθοδος υγρής αμίνης MDEA επιλέγεται για την αποξίνωση σε αυτό το σχήμα.

Β) Επιλογή της διαδικασίας αφυδάτωσης

Η διαδικασία αφυδάτωσης φυσικού αερίου περιλαμβάνει γενικά αφυδάτωση σε χαμηλή θερμοκρασία, προσρόφηση στερεού ξηραντικού και απορρόφηση διαλύτη. Ο διαχωρισμός με κατάψυξη χρησιμοποιείται κυρίως για την αποφυγή ένυδρης μορφής φυσικού αερίου όταν η θερμοκρασία είναι χαμηλή, αλλά η επιτρεπόμενη χαμηλή θερμοκρασία του είναι περιορισμένη, γεγονός που δεν μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις της υγροποίησης φυσικού αερίου. Η απορρόφηση διαλύτη συνήθως περιλαμβάνει πυκνό οξύ (γενικά πυκνό φωσφορικό οξύ και άλλα οργανικά οξέα), γλυκόλη (συνήθως χρησιμοποιούμενη τριαιθυλενογλυκόλη) κ.λπ., αλλά αυτές οι μέθοδοι έχουν χαμηλό βάθος αφυδάτωσης, το οποίο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κρυογονική μονάδα. Οι μέθοδοι αφυδάτωσης στερεού ξηραντικού είναι η μέθοδος silica gel, η μέθοδος μοριακού κόσκινου ή ο συνδυασμός των δύο μεθόδων.

Η υγροποίηση και η αφυδάτωση του φυσικού αερίου πρέπει να υιοθετούν τη μέθοδο προσρόφησης στερεών. Επειδή το μοριακό κόσκινο έχει ισχυρή επιλεκτικότητα προσρόφησης, υψηλά χαρακτηριστικά προσρόφησης υπό χαμηλή μερική πίεση υδρατμών και μπορεί να απομακρύνει περαιτέρω το υπολειμματικό όξινο αέριο ταυτόχρονα, το μοριακό κόσκινο 4Α χρησιμοποιείται ως προσροφητικό αφυδάτωσης σε αυτό το σχήμα.

Γ) Επιλογή διαδικασίας απομάκρυνσης υδραργύρου

Προς το παρόν, υπάρχουν κυρίως δύο είδη διαδικασιών απομάκρυνσης υδραργύρου: η μέθοδος προσρόφησης μοριακού κόσκινου HGSIV της εταιρείας UOP στις Ηνωμένες Πολιτείες και η χημική αντίδραση μεταξύ υδραργύρου και θείου με χρήση ενεργού άνθρακα εμποτισμένου με θείο για την παραγωγή θειούχου υδραργύρου, ο οποίος προσροφάται στον ενεργό άνθρακα. Η πρώτη είναι υψηλού κόστους και κατάλληλη για την περίσταση με υψηλή περιεκτικότητα σε υδράργυρο, ενώ η δεύτερη είναι χαμηλού κόστους και κατάλληλη για την περίσταση με χαμηλή περιεκτικότητα σε υδράργυρο.

Αφενός, το κόστος λειτουργίας του μοριακού κόσκινου HGSIV είναι πολύ υψηλό, αφετέρου, η περιεκτικότητα σε υδράργυρο στο αέριο τροφοδοσίας αυτής της μονάδας είναι σχετικά χαμηλή. Επομένως, η εταιρεία έχει μια επιτυχημένη εμπειρία στη χρήση ενεργού άνθρακα εμποτισμένου με θείο στη διαδικασία απομάκρυνσης υδραργύρου.