Vysokokvalitná čínska továreň na LNG - 0,7~3,5 MMSCFD Zákaznícky proces maloobjemového LNG závodu alebo závod na skvapalňovanie LNG – Rongteng

Porovnanie a výber procesnej technológie

Proces skvapalňovania zemného plynu zahŕňa predúpravu (čistenie) surového plynu, skvapalňovanie (alebo zariadenie na skvapalňovanie LNG), cirkuláciu chladiva a kompresiu, skladovanie produktu, plnenie a pomocný systém atď. Hlavný proces zahŕňa čistenie surového plynu a skvapalňovanie vyčisteného plynu.

Výber procesu čistenia zemného plynu

Zemný plyn, ako surový plyn, musí byť pred skvapalnením dôkladne vyčistený. To znamená, že sa odstráni kyslý plyn, voda a nečistoty v privádzanom plyne, ako sú H2S, CO2, H2O, Hg a aromatické uhľovodíky, aby sa zabránilo upchávaniu a korózii zariadení a potrubí v dôsledku zamrznutia pri nízkej teplote. Tabuľka 5.1-1 uvádza štandardy predbežnej úpravy a maximálny obsah nečistôt v privádzanom plyne v zariadení na skvapalnený zemný plyn (LNG).

Maximálny povolený obsah nečistôt v napájacom plyne LNG

Podľa údajov o vstupnom plyne obsah vody v vstupnom plyne prekračuje normu a je potrebné ho vyčistiť.

A) Výber procesu odkyslenia

H2S a CO2 obsiahnuté v zemnom plyne sa súhrnne označujú ako kyslý plyn. Ich prítomnosť spôsobuje koróziu kovov a znečisťuje životné prostredie. Okrem toho, ak je obsah CO2 príliš vysoký, výhrevnosť zemného plynu sa zníži. Preto musí byť obsah kyslých zložiek v zemnom plyne prísne kontrolovaný, aby sa splnili požiadavky na kvalitu procesu a produktu.

Na odstraňovanie kyslého plynu zo zemného plynu existuje metóda absorpcie rozpúšťadla, metóda fyzikálnej absorpcie, oxidačno-redukčná metóda a metóda adsorpcie molekulárnym sitom. V súčasnosti je metóda absorpcie rozpúšťadla široko uznávaná a používaná. Je to metóda odsirenia založená na reverzibilnej chemickej reakcii a s použitím alkalického rozpúšťadla ako absorbentu. Rozpúšťadlo reaguje s kyslými zložkami (hlavne CO2) v privádzanom plyne za vzniku zlúčenín. Bohatá kvapalina absorbujúca kyslý plyn sa môže rozkladať a uvoľňovať kyslý plyn za podmienok zvyšujúcej sa teploty a znižovania tlaku, čím sa dosiahne regenerácia a využitie rozpúšťadla.

Z hľadiska spotreby energie, rozsahu úpravy, investičných a prevádzkových nákladov je najvhodnejším procesom metóda s amínovým kvapalným roztokom MDEA, preto je v tejto schéme na odkyslenie zvolená metóda s amínovým kvapalným roztokom MDEA.

B) Výber dehydratačného procesu

Proces dehydratácie zemného plynu vo všeobecnosti zahŕňa dehydratáciu pri nízkej teplote, adsorpciu tuhého desikantu a absorpciu rozpúšťadla. Oddelenie mrazením sa používa hlavne na zabránenie hydratácie zemného plynu pri nízkej teplote, ale jeho povolená nízka teplota je obmedzená, čo nemôže splniť požiadavky na skvapalňovanie zemného plynu; absorpcia rozpúšťadla zvyčajne zahŕňa koncentrovanú kyselinu (zvyčajne koncentrovanú kyselinu fosforečnú a iné organické kyseliny), glykol (bežne používaný trietylénglykol) atď., ale tieto metódy majú nízku hĺbku dehydratácie, takže sa nedajú použiť v kryogénnych jednotkách; metódy dehydratácie tuhého desikantu zahŕňajú metódu silikagélu, metódu molekulového sita alebo kombináciu týchto dvoch metód.

Skvapalňovanie a dehydratácia zemného plynu musia využívať metódu adsorpcie na pevnom povrchu. Keďže molekulové sito má silnú adsorpčnú selektivitu, vysoké adsorpčné vlastnosti pri nízkom parciálnom tlaku vodnej pary a zároveň dokáže ďalej odstraňovať zvyškový kyslý plyn, v tejto schéme sa ako dehydratačný adsorbent používa molekulové sito 4A.

C) Výber procesu odstraňovania ortuti

V súčasnosti existujú hlavne dva druhy procesov odstraňovania ortuti: metóda adsorpcie molekulárnym sitom HGSIV od spoločnosti UOP v Spojených štátoch a chemická reakcia medzi ortuťou a sírou s použitím aktívneho uhlia impregnovaného sírou za vzniku sulfidu ortuti, ktorý sa adsorbuje na aktívnom uhlí. Prvý je drahší a vhodný pre prípady s vysokým obsahom ortuti; druhý je lacnejší a vhodný pre prípady s nízkym obsahom ortuti.

Na jednej strane sú prevádzkové náklady molekulového sita HGSIV veľmi vysoké; na druhej strane je obsah ortuti v vstupnom plyne tejto jednotky relatívne nízky. Preto má spoločnosť úspešné skúsenosti s používaním procesu odstraňovania ortuti z aktívneho uhlia impregnovaného sírou.