Fábrica de mini usinas de GNL de alta qualidade na China - 0,7 a 3,5 MMSCFD - Processo de usina de GNL em pequena escala customizado ou usina de liquefação de GNL - Rongteng

Comparação e seleção de tecnologia de processo

O processo de liquefação de gás natural inclui pré-tratamento (purificação) de gás bruto, liquefação (ou planta de liquefação de GNL), compressão de circulação de refrigerante, armazenamento de produto, carregamento e sistema auxiliar, etc. O processo principal inclui purificação de gás bruto e liquefação de gás purificado.

Seleção do processo de purificação de gás natural

Assim como o gás bruto, o gás natural deve ser completamente purificado antes da liquefação. Isso é para remover o gás ácido, a água e as impurezas do gás de alimentação, como H2S, CO2, H2O, Hg e hidrocarbonetos aromáticos, de modo a evitar o bloqueio e a corrosão de equipamentos e tubulações devido ao congelamento em baixa temperatura. A Tabela 5.1-1 lista os padrões de pré-tratamento e o teor máximo de impurezas do gás de alimentação na planta de GNL.

Teor máximo de impurezas permitido no gás de alimentação de GNL

De acordo com os dados do gás de alimentação, o teor de água no gás de alimentação excede o padrão e deve ser purificado.

A) Seleção do processo de desacidificação

O H2S e o CO2 contidos no gás natural são chamados coletivamente de gás ácido. Sua presença causa corrosão de metais e polui o meio ambiente. Além disso, se o teor de CO2 for muito alto, o poder calorífico do gás natural será reduzido. Portanto, o teor de componentes ácidos no gás natural deve ser rigorosamente controlado para atender aos requisitos de qualidade do processo e do produto.

Existem métodos de absorção de solvente, métodos de absorção física, métodos de oxidação-redução e métodos de adsorção por peneira molecular para remover gás ácido do gás natural. Atualmente, o método de absorção de solvente é amplamente reconhecido e utilizado. Trata-se de um método de dessulfuração baseado em reação química reversível e que utiliza solvente alcalino como absorvente. O solvente reage com componentes ácidos (principalmente CO2) no gás de alimentação para formar compostos. O líquido rico que absorve o gás ácido pode se decompor e liberar gás ácido sob condições de aumento de temperatura e redução de pressão, de modo a realizar a regeneração e utilização do solvente.

Em termos de consumo de energia, escala de tratamento, investimento e custo operacional, o método de amina líquida MDEA é o processo mais adequado, por isso o método de amina líquida MDEA é selecionado para desacidificação neste esquema.

B) Seleção do processo de desidratação

O processo de desidratação do gás natural geralmente inclui desidratação a baixa temperatura, adsorção de dessecante sólido e absorção de solvente. A separação por congelamento é usada principalmente para evitar a formação de hidratos de gás natural em baixas temperaturas, mas sua baixa temperatura permitida é limitada, o que não atende aos requisitos da liquefação de gás natural. A absorção de solvente geralmente inclui ácido concentrado (geralmente ácido fosfórico concentrado e outros ácidos orgânicos), glicol (comumente utilizado trietilenoglicol), etc., mas esses métodos apresentam baixa profundidade de desidratação, o que não pode ser utilizado em unidades criogênicas. Os métodos de desidratação por dessecante sólido são o método do gel de sílica, o método da peneira molecular ou a combinação dos dois métodos.

A liquefação e a desidratação do gás natural devem adotar o método de adsorção sólida. Como a peneira molecular possui forte seletividade de adsorção, altas características de adsorção sob baixa pressão parcial de vapor d'água e pode remover ainda mais gás ácido residual simultaneamente, a peneira molecular 4A é utilizada como adsorvente de desidratação neste esquema.

C) Seleção do processo de remoção de mercúrio

Atualmente, existem principalmente dois tipos de processos de remoção de mercúrio: o método de adsorção por peneira molecular HGSIV da empresa UOP, nos Estados Unidos, e a reação química entre mercúrio e enxofre, utilizando carvão ativado impregnado com enxofre para produzir sulfeto de mercúrio, que é adsorvido no carvão ativado. O primeiro é de alto custo e adequado para aplicações com alto teor de mercúrio; o segundo é de baixo custo e adequado para aplicações com baixo teor de mercúrio.

Por um lado, o custo operacional da peneira molecular HGSIV é muito alto; por outro, o teor de mercúrio no gás de alimentação desta unidade é relativamente baixo. Portanto, a empresa possui uma experiência bem-sucedida no uso do processo de remoção de mercúrio com carvão ativado impregnado com enxofre.