서론
액화천연가스(LNG)는 천연가스를 상압에서 영하 162℃까지 냉각하여 액체로 응축하는 기술입니다. 천연가스 액화는 저장 및 운송 공간을 크게 절약할 수 있을 뿐 아니라, 높은 발열량과 높은 효율을 자랑하며, 도시 에너지 부하 균형 유지, 환경 보호, 도시 오염 감소 등 다양한 이점을 제공합니다.
액화는 LNG 생산 및 스키드형 LNG 플랜트의 핵심입니다. 현재 성숙 단계에 있는 천연가스 액화 공정에는 주로 계단식 액화 공정, 혼합 냉매 액화 공정 및 팽창기를 이용한 액화 공정이 있습니다.
캐스케이드 천연가스 액화 공정은 상압 상태에서 서로 다른 끓는점을 가진 냉매를 이용하여 냉각 온도를 단계적으로 낮춤으로써 천연가스를 액화하는 방식입니다.
혼합냉매 사이클(MRC)은 C1~C5 탄화수소와 질소(N2) 등 5가지 이상의 다성분 혼합냉매를 작동유체로 사용하여 단계적으로 응축, 증발, 팽창시켜 다양한 온도에서 냉각 용량을 얻는 공정입니다. 이를 통해 천연가스를 점진적으로 냉각 및 액화할 수 있습니다. 혼합냉매 액화 공정은 여러 가지 유형의 냉동 사이클로 구분됩니다.
팽창기를 이용한 액화 공정은 고압 냉매를 사용하여 터보 팽창기의 단열 팽창을 통한 역 클로드 사이클 냉동을 구현함으로써 천연가스를 액화하는 공정을 말합니다.
이 공정 구성은 주로 공급 가스 압력 조절 및 계량 장치, 천연 가스 정제 장치 및 천연 가스 액화 장치, 냉매 저장 시스템, 냉매 순환 압축 시스템, LNG 저장 및 적재 장치를 포함합니다.
설계 매개변수
LNG 플랜트 스키드를 설계하려면 다음 매개변수가 필요합니다.
1) 플랜트 설계의 기본 조건:
공급 가스 유량
공급 가스 압력
공급 가스 온도
공급 가스의 자유수 함량
2) 상세 공급 가스 조성 (몰%)
3) 제품 사양:
액화 천연가스:
출구 압력
출구 압력 하에서의 과냉각 온도
최대 질소 함량
최대 이산화탄소 함량
