การคัดเลือกกระบวนการทำให้ก๊าซธรรมชาติบริสุทธิ์

ก๊าซธรรมชาติที่ใช้เป็นก๊าซป้อนต้องได้รับการทำให้บริสุทธิ์อย่างละเอียดก่อนการทำให้เป็นของเหลว กล่าวคือ ต้องกำจัดก๊าซกรด น้ำ และสิ่งเจือปนในก๊าซป้อน เช่น ไฮโดรเจน ออกไป₂เอส, โคโลราโด₂, ชม₂O, Hg และไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก เพื่อป้องกันไม่ให้สารเหล่านี้แข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำ และป้องกันการอุดตันและการกัดกร่อนของอุปกรณ์และท่อส่ง ตารางที่ 3.1-1 แสดงมาตรฐานการปรับสภาพก๊าซป้อนเข้าโรงงาน LNG และปริมาณสิ่งเจือปนสูงสุด

ตารางแสดงปริมาณสิ่งเจือปนสูงสุดที่อนุญาตในก๊าซป้อน LNG

จากข้อมูลของก๊าซป้อนเข้าเครื่อง พบว่าปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซป้อนเข้าเครื่องเกินมาตรฐานและต้องทำการทำให้บริสุทธิ์

กระบวนการผลิตด้วยสารละลายอะมีน MDEA เป็นกระบวนการที่เหมาะสมที่สุดในแง่ของการใช้พลังงาน ขนาดการบำบัด การลงทุน และต้นทุนการดำเนินงาน ดังนั้น ในแผนงานนี้จึงเลือกใช้กระบวนการผลิตด้วยสารละลายอะมีน MDEA สำหรับการลดความเป็นกรดของก๊าซ

ข) การเลือกกระบวนการลดความชื้น

การมีน้ำปนอยู่ในก๊าซธรรมชาติมักนำไปสู่ผลกระทบร้ายแรงหลายประการ: ภายใต้เงื่อนไขบางประการ น้ำและก๊าซธรรมชาติจะรวมตัวกันเป็นไฮเดรต ทำให้เกิดการอุดตันในท่อส่งและส่งผลกระทบต่อกระบวนการทำความเย็นเพื่อทำให้ก๊าซเหลว นอกจากนี้ การมีน้ำยังทำให้สิ้นเปลืองพลังงานโดยไม่จำเป็น และเนื่องจากอุณหภูมิการทำให้ก๊าซธรรมชาติเหลวต่ำและการมีน้ำอยู่ด้วย อุปกรณ์ต่างๆ จะแข็งตัวและอุดตัน จึงจำเป็นต้องกำจัดน้ำออก

กระบวนการกำจัดความชื้นออกจากก๊าซธรรมชาติโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ การกำจัดความชื้นที่อุณหภูมิต่ำ การดูดซับด้วยสารดูดความชื้นแบบแข็ง และการดูดซับด้วยตัวทำละลาย การแยกโดยการแช่แข็งส่วนใหญ่ใช้เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดไฮเดรตเมื่ออุณหภูมิของก๊าซธรรมชาติต่ำ อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิต่ำที่ทำได้นั้นมีข้อจำกัดและไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการทำให้ก๊าซธรรมชาติเป็นของเหลวได้ การดูดซับด้วยตัวทำละลายโดยทั่วไปประกอบด้วยกรดเข้มข้น (โดยปกติจะเป็นกรดอินทรีย์ เช่น กรดฟอสฟอริกเข้มข้น) ไกลคอล (โดยทั่วไปใช้ TEG) เป็นต้น แต่วิธีเหล่านี้มีระดับการกำจัดความชื้นต่ำและไม่สามารถใช้ในหน่วยแช่แข็งได้ วิธีการกำจัดความชื้นด้วยสารดูดความชื้นแบบแข็งที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ วิธีการใช้ซิลิกาเจล วิธีการใช้ตะแกรงโมเลกุล หรือการผสมผสานของทั้งสองวิธี

ต้องใช้วิธีการดูดซับของแข็งในการกำจัดน้ำออกจากก๊าซธรรมชาติเหลว เนื่องจากตะแกรงโมเลกุลมีข้อดีคือมีความสามารถในการดูดซับสูง มีคุณสมบัติการดูดซับที่ดีภายใต้ความดันย่อยของไอน้ำต่ำ และยังสามารถกำจัดก๊าซกรดที่เหลืออยู่ได้อีกด้วย ดังนั้นในแผนการนี้จึงใช้ตะแกรงโมเลกุล 4A เป็นสารดูดซับเพื่อกำจัดน้ำ

ค) การเลือกกระบวนการกำจัดปรอท

ปัจจุบัน มีกระบวนการกำจัดปรอทหลักๆ สองวิธี ได้แก่ วิธีการดูดซับด้วยตะแกรงโมเลกุล HgSIV ของบริษัท UOP ในสหรัฐอเมริกา และวิธีการใช้ถ่านกัมมันต์ชุบกำมะถันเพื่อให้ปรอททำปฏิกิริยากับกำมะถันเกิดเป็นปรอทซัลไฟด์แล้วดูดซับไว้บนถ่านกัมมันต์ วิธีแรกมีต้นทุนสูงและเหมาะสำหรับกรณีที่มีปริมาณปรอทสูง ส่วนวิธีหลังมีต้นทุนการดำเนินงานต่ำและเหมาะสำหรับกรณีที่มีปริมาณปรอทต่ำ

ในด้านหนึ่ง ต้นทุนการดำเนินงานของตะแกรงโมเลกุล HgSIV นั้นสูงมาก ในอีกด้านหนึ่ง ปริมาณปรอทในก๊าซป้อนเข้าหน่วยนั้นค่อนข้างต่ำ ดังนั้น บริษัทจึงมีประสบการณ์ที่ประสบความสำเร็จในการใช้ถ่านกัมมันต์ที่เคลือบด้วยกำมะถันเพื่อกำจัดปรอท