Usine de GNL de haute qualité en Chine - 0,7 à 3,5 MMSCFD Procédé d'usine de GNL à petite échelle personnalisé ou usine de liquéfaction de GNL - Rongteng

Comparaison et sélection des technologies de processus

Le processus de liquéfaction du gaz naturel comprend le prétraitement (purification) du gaz brut, la liquéfaction (ou l'usine de liquéfaction de GNL), la compression de la circulation du réfrigérant, le stockage du produit, le chargement et le système auxiliaire, etc. Le processus principal comprend la purification du gaz brut et la liquéfaction du gaz purifié.

Sélection du procédé de purification du gaz naturel

En tant que gaz brut, le gaz naturel doit être soigneusement purifié avant la liquéfaction. Il s'agit d'éliminer le gaz acide, l'eau et les impuretés du gaz d'alimentation, tels que H2S, CO2, H2O, Hg et les hydrocarbures aromatiques, afin d'éviter le blocage et la corrosion des équipements et des canalisations en raison du gel à basse température. Le tableau 5.1-1 répertorie les normes de prétraitement et la teneur maximale en impuretés du gaz d'alimentation dans l'usine de GNL.

Teneur maximale admissible en impuretés du gaz d'alimentation du GNL

Selon les données du gaz d'alimentation, la teneur en eau du gaz d'alimentation dépasse la norme et doit être purifiée.

A) Sélection du procédé de désacidification

Le H₂S et le CO₂ contenus dans le gaz naturel sont collectivement appelés gaz acides. Leur présence provoque la corrosion des métaux et pollue l'environnement. De plus, une teneur en CO₂ trop élevée réduit le pouvoir calorifique du gaz naturel. Par conséquent, la teneur en composants acides du gaz naturel doit être strictement contrôlée afin de répondre aux exigences de qualité du procédé et du produit.

Il existe différentes méthodes d'absorption par solvant, d'absorption physique, d'oxydoréduction et d'adsorption sur tamis moléculaire pour éliminer les gaz acides du gaz naturel. Actuellement, la méthode d'absorption par solvant est largement reconnue et utilisée. Il s'agit d'une méthode de désulfuration basée sur une réaction chimique réversible utilisant un solvant alcalin comme absorbant. Le solvant réagit avec les composants acides (principalement le CO2) du gaz d'alimentation pour former des composés. Le liquide riche absorbant les gaz acides peut se décomposer et libérer ces derniers sous l'effet de l'augmentation de la température et de la réduction de la pression, permettant ainsi la régénération et l'utilisation du solvant.

En termes de consommation d'énergie, d'échelle de traitement, d'investissement et de coût d'exploitation, la méthode liquide d'amine MDEA est le procédé le plus approprié, c'est pourquoi la méthode liquide d'amine MDEA est sélectionnée pour la désacidification dans ce schéma.

B) Sélection du procédé de déshydratation

Le procédé de déshydratation du gaz naturel comprend généralement la déshydratation à basse température, l'adsorption par dessiccant solide et l'absorption par solvant. La séparation par congélation est principalement utilisée pour éviter la formation d'hydrates de gaz naturel à basse température. Cependant, la basse température admissible est limitée, ce qui ne permet pas de répondre aux exigences de la liquéfaction du gaz naturel. L'absorption par solvant comprend généralement des acides concentrés (généralement de l'acide phosphorique concentré et d'autres acides organiques), du glycol (le triéthylène glycol couramment utilisé), etc. Cependant, ces méthodes ont une faible profondeur de déshydratation et ne peuvent être utilisées en unité cryogénique. Les méthodes de déshydratation par dessiccant solide sont la méthode au gel de silice, la méthode au tamis moléculaire ou une combinaison des deux.

La liquéfaction et la déshydratation du gaz naturel nécessitent l'utilisation d'une méthode d'adsorption solide. Le tamis moléculaire présente une forte sélectivité d'adsorption, des caractéristiques d'adsorption élevées sous faible pression partielle de vapeur d'eau et permet d'éliminer simultanément les gaz acides résiduels. C'est pourquoi le tamis moléculaire 4A est utilisé comme adsorbant de déshydratation dans ce schéma.

C) Sélection du procédé d'élimination du mercure

Actuellement, il existe principalement deux types de procédés d'élimination du mercure : la méthode d'adsorption sur tamis moléculaire HGSIV de la société UOP aux États-Unis et la réaction chimique entre le mercure et le soufre, utilisant du charbon actif imprégné de soufre pour produire du sulfure de mercure, adsorbé sur le charbon actif. La première méthode est coûteuse et adaptée aux applications à forte teneur en mercure ; la seconde est économique et adaptée aux applications à faible teneur en mercure.

D'une part, le coût d'exploitation du tamis moléculaire HGSIV est très élevé ; d'autre part, la teneur en mercure du gaz d'alimentation de cette unité est relativement faible. Par conséquent, l'entreprise a fait ses preuves en utilisant le procédé d'élimination du mercure par charbon actif imprégné de soufre.