고품질 중국 미니 LNG 플랜트 공장 - 0.7~3.5 MMSCFD 맞춤형 소규모 LNG 플랜트 공정 또는 LNG 액화 플랜트 - Rongteng

공정기술의 비교 및 ​​선정

천연가스 액화 공정에는 원료가스의 전처리(정제), 액화(또는 LNG 액화 플랜트), 냉매순환 압축, 제품저장, 적재 및 보조시스템 등이 포함되며, 주요 공정에는 원료가스의 정제와 정제된 가스의 액화가 포함됩니다.

천연가스 정제 공정 선택

원료가스인 천연가스는 액화 전에 철저히 정제해야 합니다. 즉, 공급가스에 포함된 산성가스, 수분, 불순물(H2S, CO2, H2O, Hg, 방향족 탄화수소 등)을 제거하여 저온에서 동결로 인한 장비 및 파이프라인 막힘 및 부식을 방지해야 합니다. 표 5.1-1은 LNG 플랜트에서 공급가스의 전처리 기준과 불순물의 최대 함량을 나열한 것입니다.

LNG 공급가스의 최대 허용 불순물 함량

공급가스의 데이터에 따르면, 공급가스의 수분함량이 기준을 초과하여 정제가 필요합니다.

A) 탈산공정 선정

천연가스에 함유된 황화수소(H₂S)와 이산화탄소(CO₂)를 통칭하여 산성가스라고 합니다. 이러한 가스의 존재는 금속 부식을 유발하고 환경을 오염시킵니다. 또한, 이산화탄소 함량이 너무 높으면 천연가스의 발열량이 감소합니다. 따라서 공정 및 제품 품질 요건을 충족하기 위해 천연가스 내 산성 성분의 함량을 엄격하게 관리해야 합니다.

천연가스에서 산성가스를 제거하는 방법으로는 용매 흡수법, 물리적 흡수법, 산화환원법, 그리고 분자체 흡착법이 있습니다. 현재 용매 흡수법은 널리 인정되고 널리 사용되고 있습니다. 이는 가역적 화학 반응에 기반하고 알칼리성 용매를 흡수제로 사용하는 탈황 방법입니다. 용매는 공급 가스의 산성 성분(주로 CO2)과 반응하여 화합물을 형성합니다. 산성가스를 흡수하는 농축액은 온도 상승 및 압력 감소 조건에서 산성가스를 분해 및 방출하여 용매의 재생 및 활용을 실현합니다.

에너지 소비, 처리 규모, 투자 및 운영 비용 측면에서 MDEA 아민 액상법이 가장 적합한 공정이므로 본 방안에서는 탈산을 위해 MDEA 아민 액상법을 선택하였다.

B) 탈수 공정의 선택

천연가스 탈수 공정은 일반적으로 저온 탈수, 고체 건조제 흡착, 그리고 용매 흡수를 포함합니다. 저온에서 천연가스의 하이드레이트 생성을 방지하기 위해 동결 분리가 주로 사용되지만, 허용 가능한 저온 온도가 제한되어 천연가스 액화 요건을 충족하지 못합니다. 용매 흡수에는 일반적으로 농축 산(일반적으로 농축 인산 및 기타 유기산), 글리콜(일반적으로 트리에틸렌 글리콜) 등이 사용되지만, 이러한 방법은 탈수 깊이가 얕아 극저온 장치에서 사용할 수 없습니다. 고체 건조제 탈수 방법으로는 실리카겔법, 분자체법 또는 이 두 가지 방법을 조합한 방법이 있습니다.

천연가스 액화 및 탈수 공정은 고체 흡착 방식을 채택해야 합니다. 분자체는 높은 흡착 선택성과 낮은 수증기 분압에서 높은 흡착 특성을 가지며, 동시에 잔류 산성 가스를 더욱 효과적으로 제거할 수 있기 때문에, 본 공정에서는 4A 분자체를 탈수 흡착제로 사용합니다.

C) 수은 제거 공정의 선택

현재 수은 제거 공정은 크게 두 가지가 있습니다. 하나는 미국 UOP사의 HGSIV 분자체 흡착법이며, 다른 하나는 황을 함침시킨 활성탄을 사용하여 수은과 황을 화학 반응시켜 황화수은을 생성하고 이를 활성탄에 흡착시키는 방법입니다. 전자는 비용이 높고 수은 함량이 높은 경우에 적합하며, 후자는 비용이 저렴하고 수은 함량이 낮은 경우에 적합합니다.

한편, HGSIV 분자체의 운영 비용은 매우 높은 반면, 이 장치의 공급 가스 내 수은 함량은 상대적으로 낮습니다. 따라서 회사는 유황 함침 활성탄 수은 제거 공정을 통해 성공적인 경험을 쌓았습니다.