천연가스 정제 공정 선택

공급 가스로 사용되는 천연가스는 액화 전에 철저한 정제 과정을 거쳐야 합니다. 즉, 공급 가스에 포함된 산성 가스, 수분 및 H₂와 같은 불순물을 제거해야 합니다.₂S, CO₂, 시간₂산소, 수은 및 방향족 탄화수소는 저온에서 응고되어 장비 및 파이프라인을 막거나 부식시키는 것을 방지하기 위해 제거됩니다. 표 3.1-1은 LNG 플랜트의 공급 가스 전처리 기준과 불순물의 최대 함량을 나타냅니다.

LNG 공급 가스의 최대 허용 불순물 함량 표

공급 가스 데이터에 따르면 공급 가스 내 이산화탄소 함량이 기준치를 초과하므로 정화가 필요합니다.

MDEA 아민 액상 공정은 에너지 소비, 처리 규모, 투자 및 운영 비용 측면에서 가장 적합한 공정입니다. 따라서 본 계획에서는 탈산 가스 공정으로 MDEA 아민 액상 공정을 선택했습니다.

B) 탈수 공정 선택

천연가스에 수분이 함유되어 있으면 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 특정 조건에서 수분과 천연가스는 수화물을 형성하여 파이프라인을 막고 냉각 액화 공정에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 수분은 불필요한 에너지 소비를 유발합니다. 천연가스의 낮은 액화 온도와 수분 존재로 인해 장비가 얼어붙어 막힐 수 있으므로 반드시 탈수 과정을 거쳐야 합니다.

천연가스 탈수 공정은 일반적으로 저온 탈수, 고체 흡착, 용매 흡수의 세 가지 범주로 나뉩니다. 저온 분리는 주로 천연가스 온도가 낮을 ​​때 수화물 생성을 방지하기 위해 사용됩니다. 그러나 이 방법으로 가능한 저온은 제한적이며 천연가스 액화에 필요한 조건을 충족하지 못합니다. 용매 흡수에는 일반적으로 농축산(주로 농축 인산과 같은 유기산), 글리콜(일반적으로 열전 발전기(TEG) 사용) 등이 포함되지만, 이러한 방법은 탈수 깊이가 얕고 극저온 설비에는 사용할 수 없습니다. 고체 흡착 탈수 방법으로는 실리카겔법, 분자체법 또는 이 두 가지 방법을 조합한 방법이 일반적입니다.

천연가스 액화 탈수에는 고체 흡착법을 적용해야 합니다. 분자체는 강력한 흡착 선택성, 낮은 수증기 분압 조건에서의 우수한 흡착 특성, 그리고 잔류 산성 가스의 추가 제거 등의 장점을 가지고 있기 때문에, 본 연구에서는 4A 분자체를 탈수 흡착제로 사용했습니다.

C) 수은 제거 공정 선택

현재 수은 제거에는 크게 두 가지 공정이 있습니다. 하나는 미국 UOP사의 HgSIV 분자체 흡착법이고, 다른 하나는 황 함침 활성탄을 이용한 방법으로, 수은이 황과 반응하여 황화수은을 생성하고 이를 활성탄에 흡착시키는 방식입니다. 전자는 비용이 많이 들고 수은 함량이 높은 경우에 적합하며, 후자는 운영 비용이 저렴하고 수은 함량이 낮은 경우에 적합합니다.

한편으로 HgSIV 분자체의 운영 비용은 매우 높지만, 다른 한편으로는 해당 장치의 공급 가스 내 수은 함량은 비교적 낮습니다. 따라서 당사는 황 함침 활성탄을 사용하여 수은을 제거하는 데 성공적인 경험을 보유하고 있습니다.