โรงงาน LNG ขนาดเล็กคุณภาพสูงของจีน - กระบวนการผลิต LNG ขนาดเล็กตามลูกค้าหรือโรงงานแปลง LNG เป็นของเหลว - Rongteng

การเปรียบเทียบและการเลือกเทคโนโลยีกระบวนการ

กระบวนการเปลี่ยนก๊าซธรรมชาติเป็นของเหลวได้แก่ การบำบัดเบื้องต้น (การทำให้บริสุทธิ์) ของก๊าซดิบ การทำให้เป็นของเหลว (หรือโรงงานแปลง LNG เป็นของเหลว) การอัดหมุนเวียนสารทำความเย็น การจัดเก็บผลิตภัณฑ์ การโหลดและระบบเสริม ฯลฯ กระบวนการหลักได้แก่ การทำให้ก๊าซดิบบริสุทธิ์และการทำให้ก๊าซบริสุทธิ์เป็นของเหลว

การเลือกกระบวนการฟอกก๊าซธรรมชาติ

เนื่องจากเป็นก๊าซดิบ ก๊าซธรรมชาติจะต้องได้รับการทำให้บริสุทธิ์อย่างทั่วถึงก่อนจะทำให้เป็นของเหลว นั่นคือการกำจัดกรดก๊าซ น้ำ และสิ่งเจือปนในก๊าซป้อน เช่น H2S, CO2, H2O, Hg และไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก เพื่อหลีกเลี่ยงการอุดตันและการกัดกร่อนของอุปกรณ์และท่อส่งเนื่องจากการแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำ ตาราง 5.1-1 แสดงรายการมาตรฐานการบำบัดเบื้องต้นและปริมาณสูงสุดของสิ่งเจือปนในก๊าซป้อนในโรงงาน LNG

ปริมาณสิ่งเจือปนสูงสุดที่อนุญาตของก๊าซป้อน LNG

ตามข้อมูลของก๊าซป้อน ปริมาณน้ำในก๊าซป้อนเกินมาตรฐานและจะต้องได้รับการทำให้บริสุทธิ์

ก) การเลือกกระบวนการดีกรด

H2S และ CO2 ที่มีอยู่ในก๊าซธรรมชาติเรียกรวมกันว่าก๊าซกรด การมีอยู่ของก๊าซเหล่านี้จะทำให้โลหะกัดกร่อนและก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ หากปริมาณ CO2 สูงเกินไป ค่าความร้อนของก๊าซธรรมชาติก็จะลดลง ดังนั้น จึงต้องควบคุมปริมาณองค์ประกอบของกรดในก๊าซธรรมชาติอย่างเคร่งครัดเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านกระบวนการและคุณภาพของผลิตภัณฑ์

มีวิธีการดูดซับตัวทำละลาย วิธีการดูดซับทางกายภาพ วิธีการออกซิเดชัน-รีดักชัน และวิธีการดูดซับตะแกรงโมเลกุลเพื่อกำจัดก๊าซกรดออกจากก๊าซธรรมชาติ ปัจจุบัน วิธีการดูดซับตัวทำละลายได้รับการยอมรับและใช้กันอย่างแพร่หลาย เป็นวิธีการกำจัดซัลเฟอร์โดยอาศัยปฏิกิริยาเคมีแบบกลับคืนได้และใช้ตัวทำละลายที่มีฤทธิ์เป็นด่างเป็นตัวดูดซับ ตัวทำละลายจะทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบของกรด (ส่วนใหญ่เป็น CO2) ในก๊าซป้อนเพื่อสร้างสารประกอบ ก๊าซกรดที่ดูดซับของเหลวที่มีความเข้มข้นสามารถสลายตัวและปลดปล่อยก๊าซกรดภายใต้สภาวะที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นและความดันลดลง เพื่อให้สามารถฟื้นฟูและใช้ประโยชน์จากตัวทำละลายได้

เมื่อพิจารณาจากการใช้พลังงาน ขนาดการบำบัด การลงทุน และต้นทุนการดำเนินการ วิธี MDEA อะมีนของเหลวถือเป็นกระบวนการที่เหมาะสมที่สุด ดังนั้น วิธี MDEA อะมีนของเหลวจึงถูกเลือกสำหรับการกำจัดกรดในโครงการนี้

ข) การคัดเลือกกระบวนการขจัดน้ำ

กระบวนการขจัดน้ำออกจากก๊าซธรรมชาติโดยทั่วไปประกอบด้วยการขจัดน้ำที่อุณหภูมิต่ำ การดูดซับสารดูดความชื้นที่เป็นของแข็ง และการดูดซับตัวทำละลาย การแยกแช่แข็งส่วนใหญ่ใช้เพื่อหลีกเลี่ยงไฮเดรตของก๊าซธรรมชาติเมื่ออุณหภูมิต่ำ แต่อุณหภูมิต่ำที่อนุญาตนั้นมีจำกัด ซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการทำให้ก๊าซธรรมชาติเป็นของเหลวได้ การดูดซับตัวทำละลายมักรวมถึงกรดเข้มข้น (โดยทั่วไปคือกรดฟอสฟอริกเข้มข้นและกรดอินทรีย์อื่นๆ) ไกลคอล (ไตรเอทิลีนไกลคอลที่ใช้กันทั่วไป) เป็นต้น แต่ขั้นตอนเหล่านี้มีความลึกของการขจัดน้ำออกต่ำ ซึ่งไม่สามารถใช้ในหน่วยแช่แข็งได้ วิธีการขจัดน้ำออกจากสารดูดความชื้นที่เป็นของแข็ง ได้แก่ วิธีซิลิกาเจล วิธีตะแกรงโมเลกุล หรือการรวมกันของสองวิธี

การทำให้ก๊าซธรรมชาติเป็นของเหลวและขจัดน้ำออกต้องใช้วิธีการดูดซับของแข็ง เนื่องจากตะแกรงโมเลกุลมีความสามารถในการดูดซับที่แข็งแกร่ง มีคุณสมบัติการดูดซับสูงภายใต้แรงดันไอน้ำบางส่วนต่ำ และสามารถขจัดก๊าซกรดที่เหลือได้ในเวลาเดียวกัน จึงใช้ตะแกรงโมเลกุล 4A เป็นตัวดูดซับการขจัดน้ำออกในโครงร่างนี้

ค) การเลือกวิธีการกำจัดปรอท

ปัจจุบันมีกระบวนการกำจัดปรอทอยู่ 2 ประเภทหลักๆ ได้แก่ วิธีการดูดซับด้วยตะแกรงโมเลกุล HGSIV ของบริษัท UOP ในสหรัฐอเมริกา และปฏิกิริยาเคมีระหว่างปรอทและกำมะถันโดยใช้ถ่านกัมมันต์ที่ชุบกำมะถันเพื่อผลิตปรอทซัลไฟด์ซึ่งจะถูกดูดซับบนถ่านกัมมันต์ วิธีแรกมีต้นทุนสูงและเหมาะสำหรับโอกาสที่มีปริมาณปรอทสูง ส่วนวิธีหลังมีต้นทุนต่ำและเหมาะสำหรับโอกาสที่มีปริมาณปรอทต่ำ

ในด้านหนึ่ง ต้นทุนการดำเนินการของตะแกรงโมเลกุล HGSIV นั้นสูงมาก ในทางกลับกัน ปริมาณปรอทในก๊าซป้อนของหน่วยนี้ค่อนข้างต่ำ ดังนั้น การใช้กระบวนการกำจัดปรอทด้วยคาร์บอนกัมมันต์ที่ชุบกำมะถัน บริษัทจึงมีประสบการณ์ที่ประสบความสำเร็จ