Selezione del processo di purificazione del gas naturale

Il gas naturale utilizzato come gas di alimentazione deve essere accuratamente purificato prima della liquefazione. Ciò significa rimuovere il gas acido, l'acqua e le impurità presenti nel gas di alimentazione, come l'H₂.₂S, CO₂, H₂O, Hg e idrocarburi aromatici, in modo da impedire che congelino a basse temperature e ostruiscano e corrodano apparecchiature e condotte. La Tabella 3.1-1 elenca gli standard di pretrattamento del gas di alimentazione negli impianti GNL e il contenuto massimo di impurità.

Tabella dei valori massimi consentiti di impurità nel gas di alimentazione del GNL

Dai dati relativi al gas di alimentazione, emerge che il contenuto di anidride carbonica supera i limiti consentiti e che pertanto il gas deve essere purificato.

Il processo liquido MDEA-ammina è il processo più adatto in termini di consumo energetico, scala di trattamento, costi di investimento e di esercizio. Pertanto, in questo schema, il processo liquido MDEA-ammina è stato scelto per la deacidificazione del gas.

B) Selezione del processo di disidratazione

La presenza di acqua nel gas naturale spesso comporta gravi conseguenze: in determinate condizioni, l'acqua e il gas naturale formano idrati che possono ostruire le condotte e compromettere il processo di liquefazione per raffreddamento; inoltre, la presenza di acqua causa anche un inutile consumo di energia; a causa della bassa temperatura di liquefazione del gas naturale e della presenza di acqua, le apparecchiature possono congelarsi e ostruirsi, rendendo necessaria la disidratazione.

Il processo di disidratazione del gas naturale comprende generalmente tre categorie: disidratazione a bassa temperatura, adsorbimento con essiccante solido e assorbimento con solvente. La separazione per congelamento viene utilizzata principalmente per evitare la formazione di idrati quando la temperatura del gas naturale è bassa. Tuttavia, la bassa temperatura che consente è limitata e non può soddisfare i requisiti della liquefazione del gas naturale; l'assorbimento con solvente di solito include acido concentrato (generalmente acido organico come acido fosforico concentrato), glicole (comunemente TEG), ecc., ma questi metodi hanno una bassa profondità di disidratazione e non possono essere utilizzati in unità criogeniche; i metodi di disidratazione con essiccante solido più comuni sono il metodo del gel di silice, il metodo del setaccio molecolare o la combinazione di entrambi.

Per la disidratazione del gas naturale liquefatto è necessario adottare il metodo di adsorbimento solido. Poiché il setaccio molecolare presenta i vantaggi di un'elevata selettività di adsorbimento, di ottime caratteristiche di adsorbimento a bassa pressione parziale di vapore acqueo e di un'ulteriore rimozione del gas acido residuo, in questo schema viene utilizzato come adsorbente per la disidratazione.

C) Selezione del processo di rimozione del mercurio

Attualmente, esistono due principali processi di rimozione del mercurio: il metodo di adsorbimento su setaccio molecolare HgSIV dell'azienda UOP negli Stati Uniti e il carbone attivo impregnato di zolfo, che fa reagire il mercurio con lo zolfo generando solfuro di mercurio che viene poi adsorbito sul carbone attivo. Il primo metodo ha costi elevati ed è adatto a casi con un alto contenuto di mercurio; il secondo ha costi operativi inferiori ed è adatto a casi con un basso contenuto di mercurio.

Da un lato, il costo operativo del setaccio molecolare HgSIV è molto elevato; dall'altro, il contenuto di mercurio nel gas di alimentazione dell'unità è relativamente basso. Pertanto, l'azienda ha maturato una solida esperienza nell'utilizzo di carbone attivo impregnato di zolfo per la rimozione del mercurio.