Lựa chọn quy trình tinh chế khí tự nhiên

Khí tự nhiên dùng làm khí cấp liệu phải được tinh chế kỹ lưỡng trước khi hóa lỏng. Tức là, phải loại bỏ khí axit, nước và các tạp chất trong khí cấp liệu, chẳng hạn như H₂.₂S, CO₂, H₂O, Hg và các hydrocacbon thơm, để ngăn chúng đóng băng ở nhiệt độ thấp và gây tắc nghẽn, ăn mòn thiết bị và đường ống. Bảng 3.1-1 liệt kê các tiêu chuẩn xử lý sơ bộ khí cấp vào nhà máy LNG và hàm lượng tạp chất tối đa.

Bảng thể hiện hàm lượng tạp chất tối đa cho phép trong khí cấp liệu LNG.

Dựa trên dữ liệu khí cấp liệu, hàm lượng carbon dioxide trong khí cấp liệu vượt quá tiêu chuẩn và cần phải được tinh chế.

Quy trình sử dụng dung dịch amin MDEA là quy trình phù hợp nhất về mặt tiêu thụ năng lượng, quy mô xử lý, chi phí đầu tư và chi phí vận hành. Do đó, quy trình sử dụng dung dịch amin MDEA được lựa chọn để khử axit trong khí trong phương án này.

B) Lựa chọn quy trình khử nước

Sự hiện diện của nước trong khí tự nhiên thường dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng: trong một số điều kiện nhất định, nước và khí tự nhiên tạo thành hydrat làm tắc nghẽn đường ống và ảnh hưởng đến quá trình làm lạnh và hóa lỏng; ngoài ra, sự hiện diện của nước cũng sẽ gây ra tiêu hao năng lượng không cần thiết; do nhiệt độ hóa lỏng thấp của khí tự nhiên và sự hiện diện của nước, thiết bị sẽ bị đóng băng và tắc nghẽn, vì vậy cần phải khử nước.

Quá trình khử nước khí tự nhiên thường bao gồm ba loại: khử nước ở nhiệt độ thấp, hấp phụ bằng chất hút ẩm rắn và hấp thụ bằng dung môi. Phương pháp tách bằng đông lạnh chủ yếu được sử dụng để tránh tạo hydrat khi nhiệt độ khí tự nhiên thấp. Tuy nhiên, nhiệt độ thấp mà phương pháp này cho phép bị hạn chế và không đáp ứng được yêu cầu hóa lỏng khí tự nhiên; Phương pháp hấp thụ bằng dung môi thường bao gồm axit đậm đặc (thường là axit hữu cơ như axit photphoric đậm đặc), glycol (thường dùng TEG), v.v., nhưng các phương pháp này có độ khử nước thấp và không thể sử dụng trong các thiết bị đông lạnh; Các phương pháp khử nước bằng chất hút ẩm rắn phổ biến là phương pháp silica gel, phương pháp sàng phân tử hoặc sự kết hợp của cả hai phương pháp.

Phương pháp hấp phụ rắn phải được áp dụng cho quá trình khử nước trong hóa lỏng khí tự nhiên. Do sàng phân tử có ưu điểm là khả năng chọn lọc hấp phụ mạnh, đặc tính hấp phụ cao ở áp suất riêng phần hơi nước thấp và khả năng loại bỏ thêm khí axit dư, nên sàng phân tử 4A được sử dụng làm chất hấp phụ khử nước trong phương án này.

C) Lựa chọn quy trình loại bỏ thủy ngân

Hiện nay, có hai quy trình chính để loại bỏ thủy ngân: phương pháp hấp phụ bằng sàng phân tử HgSIV của công ty UOP tại Hoa Kỳ và than hoạt tính tẩm lưu huỳnh để cho thủy ngân phản ứng với lưu huỳnh tạo thành thủy ngân sunfua và hấp phụ lên than hoạt tính. Phương pháp thứ nhất có chi phí cao và phù hợp với những trường hợp có hàm lượng thủy ngân cao; phương pháp thứ hai có chi phí vận hành thấp và phù hợp với những trường hợp có hàm lượng thủy ngân thấp.

Một mặt, chi phí vận hành của sàng phân tử HgSIV rất cao; mặt khác, hàm lượng thủy ngân trong khí cấp vào của thiết bị tương đối thấp. Do đó, công ty đã có kinh nghiệm thành công trong việc sử dụng than hoạt tính tẩm lưu huỳnh để loại bỏ thủy ngân.