Tecnologias-chave e características técnicas de uma planta de GNL

Comparação e seleção técnica
O processo de liquefação de gás natural Basicamente, o processo inclui o pré-tratamento (purificação) do gás de alimentação, a liquefação, a compressão do ciclo de refrigeração, o armazenamento do produto, o carregamento e os sistemas auxiliares. O fluxo principal do processo inclui a purificação do gás de alimentação e a liquefação do gás purificado.

Seleção do processo de purificação de gás natural
O gás natural utilizado como gás de alimentação deve ser completamente purificado antes da liquefação. Ou seja, é necessário remover gases ácidos, água e impurezas presentes no gás de alimentação, como H2S, CO2, H2O, Hg e hidrocarbonetos aromáticos, para evitar que congelem em baixas temperaturas e causem obstrução e corrosão em equipamentos e tubulações.

A) A Tabela 3.1-1 lista os padrões de pré-tratamento do gás de alimentação em uma planta de GNL e o teor máximo de impurezas.

Com base nos dados do gás de alimentação, o teor de dióxido de carbono no gás de alimentação excede o padrão e deve ser purificado.
O processo com amina líquida MDEA é o mais adequado em termos de consumo de energia, escala de tratamento, custo de investimento e custo operacional. Portanto, o processo com amina líquida MDEA foi selecionado para a desacidificação do gás neste projeto.

B) Processo de desidratação seleção
A presença de água no gás natural frequentemente acarreta sérias consequências: sob certas condições, a água e o gás natural formam hidratos que bloqueiam a tubulação e afetam o processo de liquefação por resfriamento; além disso, a presença de água também causa consumo desnecessário de energia; devido à baixa temperatura de liquefação do gás natural e à presença de água, os equipamentos podem congelar e bloquear, sendo necessária a sua desidratação.

Processo de desidratação do gás natural Geralmente, os métodos de desidratação incluem três categorias: desidratação a baixa temperatura, adsorção em dessecante sólido e absorção por solvente. A separação por congelamento é utilizada principalmente para evitar a formação de hidratos quando a temperatura do gás natural está baixa. No entanto, a baixa temperatura permitida por esse método é limitada e não atende aos requisitos da liquefação do gás natural. A absorção por solvente geralmente inclui ácido concentrado (normalmente ácido orgânico, como o ácido fosfórico concentrado), glicol (comumente trietilenoglicol), etc., mas esses métodos têm baixa capacidade de desidratação e não podem ser utilizados em unidades criogênicas. Os métodos comuns de desidratação com dessecante sólido são o método do gel de sílica, o método da peneira molecular ou a combinação dos dois.
O método de adsorção em fase sólida deve ser adotado para a desidratação do gás natural por liquefação. Como a peneira molecular apresenta vantagens como alta seletividade de adsorção, elevada capacidade de adsorção sob baixa pressão parcial de vapor de água e remoção adicional de gases ácidos residuais, a peneira molecular 4A é utilizada como adsorvente de desidratação neste método.

C) Seleção do processo de remoção de mercúrio
Atualmente, existem dois processos principais para a remoção de mercúrio: o método de adsorção por peneira molecular HGSIV, da empresa UOP, nos Estados Unidos, e o carvão ativado impregnado com enxofre, que reage com o enxofre para gerar sulfeto de mercúrio, o qual é adsorvido no carvão ativado. O primeiro método apresenta alto custo e é adequado para situações com alto teor de mercúrio; o segundo possui baixo custo operacional e é adequado para situações com baixo teor de mercúrio.
Por um lado, o custo operacional da peneira molecular HGSIV é muito alto; por outro lado, o teor de mercúrio no gás de alimentação da unidade é relativamente baixo. Portanto, a empresa possui experiência comprovada na utilização de carvão ativado impregnado com enxofre para a remoção de mercúrio.

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