Fábrica de miniplantas de GNL de alta calidad en China: 0,7-3,5 MMSCFD. Proceso de planta de GNL a pequeña escala o planta de licuefacción de GNL personalizado – Rongteng

Comparación y selección de tecnología de procesos

El proceso de licuefacción de gas natural incluye el pretratamiento (purificación) del gas crudo, la licuefacción (o planta de licuefacción de GNL), la compresión de la circulación del refrigerante, el almacenamiento del producto, la carga y el sistema auxiliar, etc. El proceso principal incluye la purificación del gas crudo y la licuefacción del gas purificado.

Selección del proceso de purificación de gas natural

Como gas crudo, el gas natural debe purificarse completamente antes de la licuefacción. Esto es para eliminar el gas ácido, el agua y las impurezas en el gas de alimentación, como H2S, CO2, H2O, Hg e hidrocarburos aromáticos, a fin de evitar el bloqueo y la corrosión de los equipos y tuberías debido a la congelación a baja temperatura. La Tabla 5.1-1 enumera los estándares de pretratamiento y el contenido máximo de impurezas del gas de alimentación en la planta de GNL.

Contenido máximo de impurezas permitido en el gas de alimentación de GNL

Según los datos del gas de alimentación, el contenido de agua en el gas de alimentación excede el estándar y debe purificarse.

A) Selección del proceso de desacidificación

El H₂S y el CO₂ presentes en el gas natural se denominan conjuntamente gases ácidos. Su presencia provoca corrosión de metales y contamina el medio ambiente. Además, un contenido excesivo de CO₂ reduce el poder calorífico del gas natural. Por lo tanto, el contenido de componentes ácidos en el gas natural debe controlarse estrictamente para cumplir con los requisitos de calidad del proceso y del producto.

Existen métodos de absorción de solventes, de absorción física, de oxidación-reducción y de adsorción por tamiz molecular para la eliminación de gas ácido del gas natural. Actualmente, el método de absorción de solventes goza de amplio reconocimiento y uso. Es un método de desulfuración basado en una reacción química reversible que utiliza un solvente alcalino como absorbente. El solvente reacciona con los componentes ácidos (principalmente CO₂) del gas de alimentación para formar compuestos. El líquido rico que absorbe el gas ácido puede descomponerse y liberarlo al aumentar la temperatura y reducir la presión, lo que permite la regeneración y el aprovechamiento del solvente.

En términos de consumo de energía, escala de tratamiento, inversión y costo de operación, el método de líquido de amina MDEA es el proceso más adecuado, por lo que se selecciona el método de líquido de amina MDEA para la desacidificación en este esquema.

B) Selección del proceso de deshidratación

El proceso de deshidratación de gas natural generalmente incluye deshidratación a baja temperatura, adsorción con desecante sólido y absorción de solventes. La separación por congelación se utiliza principalmente para evitar la formación de hidratos de gas natural a baja temperatura, pero su temperatura mínima admisible es limitada, lo que impide cumplir con los requisitos de la licuefacción de gas natural. La absorción de solventes suele incluir ácidos concentrados (generalmente ácido fosfórico concentrado y otros ácidos orgánicos), glicol (comúnmente trietilenglicol), etc., pero estos métodos tienen una baja profundidad de deshidratación, lo que impide su uso en unidades criogénicas. Los métodos de deshidratación con desecante sólido incluyen el método de gel de sílice, el método de tamiz molecular o una combinación de ambos.

La licuefacción y deshidratación de gas natural requiere el método de adsorción sólida. Debido a su alta selectividad de adsorción, sus altas características de adsorción a baja presión parcial de vapor de agua y a su capacidad para eliminar aún más el gas ácido residual, en este esquema se utiliza el tamiz molecular 4A como adsorbente de deshidratación.

C) Selección del proceso de eliminación de mercurio

Actualmente, existen principalmente dos tipos de procesos de eliminación de mercurio: el método de adsorción por tamiz molecular HGSIV de la empresa UOP de Estados Unidos y la reacción química entre mercurio y azufre mediante carbón activado impregnado con azufre para producir sulfuro de mercurio, que se adsorbe en el carbón activado. El primero es de alto costo y adecuado para ocasiones con alto contenido de mercurio; el segundo es de bajo costo y adecuado para ocasiones con bajo contenido de mercurio.

Por un lado, el costo de operación del tamiz molecular HGSIV es muy alto; por otro, el contenido de mercurio en el gas de alimentación de esta unidad es relativamente bajo. Por lo tanto, la empresa cuenta con una experiencia exitosa en el proceso de eliminación de mercurio mediante carbón activado impregnado con azufre.