天然ガス精製プロセスの選定

技術的な比較と選択

天然ガス液化プロセスは、基本的に原料ガスの前処理（精製）、液化、冷媒サイクル圧縮、製品貯蔵、積載、および補助システムから構成されます。主なプロセスフローは、原料ガスの精製と精製ガスの液化です。

天然ガス精製プロセスの選定

原料ガスとしての天然ガスは、液化前に徹底的に精製されなければならない。つまり、原料ガス中の酸性ガス、水、および水素などの不純物を除去する必要がある。₂S、CO₂、H₂酸素、水銀、芳香族炭化水素などを除去することで、低温での凍結を防ぎ、機器やパイプラインの詰まりや腐食を防止します。

A) 表1-1は、LNGプラントにおける供給ガスの前処理基準と不純物の最大含有量を示しています。

表1-1 LNG供給ガスの最大許容不純物含有量

供給ガスのデータによると、供給ガス中の二酸化炭素含有量が基準値を超えているため、精製する必要がある。

MDEAアミン液プロセスは、エネルギー消費量、処理規模、投資および運転コストの観点から最も適したプロセスである。したがって、本計画では脱酸ガス処理にMDEAアミン液プロセスを採用する。

B) 脱水工程の選択

天然ガス中に水が存在すると、深刻な結果を招くことがよくあります。特定の条件下では、水と天然ガスがハイドレートを形成してパイプラインを詰まらせ、冷却液化プロセスに影響を与えます。さらに、水の存在は不要な電力消費も引き起こします。天然ガスの液化温度が低く、水が存在すると機器が凍結して詰まるため、脱水処理が必要です。

天然ガス脱水プロセス 一般的に、低温脱水、固体乾燥剤吸着、溶媒吸収の 3 つのカテゴリに分類されます。凍結分離は、天然ガスの温度が低いときにハイドレートの発生を防ぐために主に使用されます。ただし、許容される低温には制限があり、天然ガスの液化の要件を満たすことができません。溶媒吸収には、通常、濃酸（通常は濃リン酸などの有機酸）、グリコール（一般的に使用されるトリエチレングリコール）などが含まれますが、これらの方法は脱水深度が低く、極低温装置では使用できません。固体乾燥剤の一般的な脱水方法は、シリカゲル法です。 分子ふるい法 または、両方の方法を組み合わせる。

固体吸着法を採用する必要がある 天然ガス液化脱水分子ふるいは、高い吸着選択性、低水蒸気分圧下での高い吸着特性、残留酸性ガスのさらなる除去といった利点があるため、本提案では4A分子ふるいを脱水吸着剤として使用する。

C) 水銀除去プロセスの選択

現在、水銀除去には主に2つの方法があります。1つは米国UOP社が開発したhgsiv分子ふるい吸着法、もう1つは硫黄含浸活性炭を用いて水銀と硫黄を反応させて硫化水銀を生成し、活性炭に吸着させる方法です。前者は高コストで、水銀含有量が高い場合に適しています。後者は運転コストが低く、水銀含有量が低い場合に適しています。

一方、HGsiv分子ふるいの運転コストは非常に高い。他方、装置の供給ガス中の水銀含有量は比較的低い。そのため、当社は硫黄含浸活性炭を用いた水銀除去において実績を積んでいる。

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