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प्रक्रिया प्रौद्योगिकी की तुलना और चयन

प्राकृतिक गैस द्रवीकरण की प्रक्रिया में कच्चे गैस का पूर्व-उपचार (शुद्धिकरण), द्रवीकरण (या एलएनजी द्रवीकरण संयंत्र), रेफ्रिजरेंट परिसंचरण संपीड़न, उत्पाद भंडारण, लोडिंग और सहायक प्रणाली आदि शामिल हैं। मुख्य प्रक्रिया में कच्चे गैस का शुद्धिकरण और शुद्ध गैस का द्रवीकरण शामिल है।

प्राकृतिक गैस शुद्धिकरण प्रक्रिया का चयन

प्राकृतिक गैस एक कच्ची गैस है, इसलिए द्रवीकरण से पहले इसे पूरी तरह से शुद्ध करना आवश्यक है। इसका अर्थ है कि फीड गैस में मौजूद अम्लीय गैस, पानी और अशुद्धियों, जैसे H2S, CO2, H2O, Hg और एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन को हटाना, ताकि कम तापमान पर जमने के कारण उपकरण और पाइपलाइनों में अवरोध और जंग लगने से बचा जा सके। तालिका 5.1-1 में एलएनजी संयंत्र में फीड गैस के लिए पूर्व-उपचार मानक और अशुद्धियों की अधिकतम मात्रा सूचीबद्ध है।

एलएनजी फीड गैस में अशुद्धियों की अधिकतम अनुमेय मात्रा

फीड गैस के आंकड़ों के अनुसार, फीड गैस में पानी की मात्रा मानक से अधिक है और इसे शुद्ध किया जाना चाहिए।

ए) अम्लीकरण प्रक्रिया का चयन

प्राकृतिक गैस में मौजूद H2S और CO2 को सामूहिक रूप से अम्लीय गैस कहा जाता है। इनकी उपस्थिति से धातुओं का क्षरण होता है और पर्यावरण प्रदूषित होता है। इसके अलावा, यदि CO2 की मात्रा बहुत अधिक हो जाती है, तो प्राकृतिक गैस का कैलोरी मान कम हो जाता है। इसलिए, प्रक्रिया और उत्पाद की गुणवत्ता की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्राकृतिक गैस में अम्लीय घटकों की मात्रा को सख्ती से नियंत्रित करना आवश्यक है।

प्राकृतिक गैस से अम्लीय गैस को हटाने के लिए विलायक अवशोषण विधि, भौतिक अवशोषण विधि, ऑक्सीकरण-अपचयन विधि और आणविक छलनी अधिशोषण विधि उपलब्ध हैं। वर्तमान में, विलायक अवशोषण विधि व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त और उपयोग में है। यह उत्क्रमणीय रासायनिक अभिक्रिया पर आधारित एक सल्फर-मुक्ति विधि है जिसमें क्षारीय विलायक का उपयोग अवशोषक के रूप में किया जाता है। विलायक, फीड गैस में मौजूद अम्लीय घटकों (मुख्यतः CO2) के साथ अभिक्रिया करके यौगिक बनाता है। अम्लीय गैस को अवशोषित करने वाला समृद्ध द्रव, तापमान में वृद्धि और दबाव में कमी की स्थिति में विघटित होकर अम्लीय गैस मुक्त करता है, जिससे विलायक का पुनर्जनन और उपयोग संभव हो जाता है।

ऊर्जा खपत, उपचार पैमाने, निवेश और परिचालन लागत के संदर्भ में, एमडीईए अमाइन तरल विधि सबसे उपयुक्त प्रक्रिया है, इसलिए इस योजना में अम्लीकरण को कम करने के लिए एमडीईए अमाइन तरल विधि का चयन किया गया है।

बी) निर्जलीकरण प्रक्रिया का चयन

प्राकृतिक गैस निर्जलीकरण प्रक्रिया में सामान्यतः निम्न तापमान निर्जलीकरण, ठोस जलरोधक अधिशोषण और विलायक अवशोषण शामिल होते हैं। हिमांक पृथक्करण मुख्यतः कम तापमान पर प्राकृतिक गैस के हाइड्रेट बनने से रोकने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन इसकी अनुमेय निम्न तापमान सीमा होती है, जो प्राकृतिक गैस द्रवीकरण की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती; विलायक अवशोषण में आमतौर पर सांद्र अम्ल (सामान्यतः सांद्र फॉस्फोरिक अम्ल और अन्य कार्बनिक अम्ल), ग्लाइकोल (आमतौर पर प्रयुक्त ट्राइएथिलीन ग्लाइकोल), आदि शामिल होते हैं, लेकिन इन विधियों की निर्जलीकरण गहराई कम होती है, इसलिए इनका उपयोग क्रायोजेनिक इकाई में नहीं किया जा सकता; ठोस जलरोधक निर्जलीकरण विधियों में सिलिका जेल विधि, आणविक छलनी विधि या इन दोनों विधियों का संयोजन शामिल हैं।

प्राकृतिक गैस द्रवीकरण और निर्जलीकरण के लिए ठोस अधिशोषण विधि अपनाई जानी चाहिए। आणविक छलनी में प्रबल अधिशोषण चयनात्मकता, कम जल वाष्प आंशिक दाब पर उच्च अधिशोषण गुणधर्म होते हैं और साथ ही यह अवशिष्ट अम्लीय गैस को भी हटा सकती है, इसलिए इस योजना में निर्जलीकरण अधिशोषक के रूप में 4A आणविक छलनी का उपयोग किया जाता है।

सी) पारा हटाने की प्रक्रिया का चयन

वर्तमान में, पारे को हटाने की मुख्य रूप से दो प्रक्रियाएँ हैं: संयुक्त राज्य अमेरिका की यूओपी कंपनी की एचजीएसीवी आणविक छलनी अधिशोषण विधि और सल्फर युक्त सक्रिय कार्बन का उपयोग करके पारे और सल्फर के बीच रासायनिक अभिक्रिया द्वारा पारा सल्फाइड का उत्पादन, जो सक्रिय कार्बन पर अधिशोषित हो जाता है। पहली विधि महँगी है और उच्च पारा मात्रा वाले स्थानों के लिए उपयुक्त है; दूसरी विधि कम महँगी है और कम पारा मात्रा वाले स्थानों के लिए उपयुक्त है।

एक ओर, एचजीएसआईवी आणविक छलनी की परिचालन लागत बहुत अधिक है; दूसरी ओर, इस इकाई की फीड गैस में पारे की मात्रा अपेक्षाकृत कम है। इसलिए, सल्फर युक्त सक्रिय कार्बन पारा निष्कासन प्रक्रिया के उपयोग में कंपनी को सफलता का अनुभव है।

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