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1、液化天然气工厂生产装置及工艺技术研究论文 摘要:为了满足液化天然气工厂的可持续发展要求,本文将从概况、工艺技术分析、LNG工厂主要设备这三方面入手,就这类工厂的工艺装置展开论述。 关键词:液化天然气工厂;生产装置;工艺技术;可持续发展 1概况 卤阳湖LNG工厂属于基本负荷型液化天然气工厂。日处理天然气30104m3,LNG日平均产量197.8t,装置正常生产的波动范围为50110%,LNG储罐的容积为5000m3,生产的LNG由专用运输车通过公路运输至各LNG接收站。气源通过中石油煤层气管道输送至工艺装置区,以1.51.7MPa,温度范围为320的工艺条件经计量调压后进入压缩机增压,压力稳定在
2、4.9MPa进入装置进行处理。原料气主要组分如下表所示。 2工艺技术分析 卤阳湖液化天然气工厂主要包括天然气压缩、天然气预处理、液化、储存及装车、BOG回收系统。2.1天然气预处理系统(1)脱碳系统二氧化碳在液化过程中极易形成干冰,堵塞管道,为满足低温工作状态的要求,天然气经过脱碳系统净化后CO2的体积分数应低于5010-6,H2S体积分数应低于410-6,硫化物总质量浓度低于10mg/m3。工厂脱碳单元采用了MDEA+活化剂的方式进行脱碳,为一段吸收一段再生流程,MDEA和水形成的混合溶液配比MDEA为40%,活化剂为5%,脱盐水为55%。(2)脱水系统天然气液化的温度非常低,对含水量要求相
3、应很高,主要是防止天然气中水分析出,在液化时结冰,使管道和仪表阀门发生冻堵、同时,由于该工作机制中存在着一定量的液态水,导致腐蚀作用下的压力管道及相关器件工作性能受到了潜在威胁,无形之中加大了应力腐蚀问题发生率。因此,应采取深度脱水的方式予以应对,且要求脱水后的天然气中含水量为110-6。采用两塔分子筛脱水工艺,选用4A分子筛,分子筛对一些化合物的吸附强度按以下顺序递减:H2ONH3CH3OHCH3SHH2SCOSCO2CH4N2,所以水较各种硫化物更有限强烈吸附,同时,在4A分子筛的支持下,可实现对水与CO2等杂质的吸附处理。在此期间,分子筛净化作用的充分发挥,一定程度上给予了脱碳装置的稳定
4、运行相应的支持。正常生产中,一塔吸附,一塔再生、冷吹。双塔之间的切换通过DCS时序程序控制,循环周期为16小时。分子筛再生采用降低压力提高温度的方法达到吸附床再生的目的,再生气经过换热器将温度提高至280,自下而上通过分子筛,使水分脱附,且通过对床层的针对性处理,可使干气有着良好的质量。此时,在冷却、降温的配合作用下,可使经过处理后的床层应用中具备了吸附能力,进而在冷吹的作用下,可增强分子筛热量的散失效果。再生气/冷吹气均脱汞系统后液化冷箱前的净化气,通过换热器的旁路进行切换。(3)脱苯脱重烃系统为防止低温冻堵,要求进冷箱的芳香烃和重烃含量低于10ppm,本系统芳香烃和重烃按100ppm进行设
5、计。工厂采用两塔活性碳吸附流程,活性碳为孔状纳米级材料,从孔吸附角度来说,纳米级是指尺寸在0.1mm-100mm的范围,而苯分子的键长为1.4mm,苯分子长度为2.8mm。完全可以进入活性炭的纳米空洞之中,从而对苯分子产生吸附。正常操作下,一个塔处于吸附状态,另一个塔处于再生、冷吹状态。双塔之间的切换由DCS系统通过时序控制切断阀的启闭时间来完成,循环周期为16小时。具体工艺与脱水系统相同。(4)脱汞系统为了实现对液化天然气工厂工艺装置的高效利用,则需要对脱汞系统的功能特性即运行过程有所了解。具体表现为:实践中因铝制板翅式换热器应用中会受到汞作用下的腐蚀影响,使得最终得到的天然气中的汞含量不达
6、标。针对这种情况,可通过对载硫活性炭的合理使用,实现脱汞处理,且需要将该活性炭视为一种载体,满足脱汞处理中反应物质均匀分布方面的要求。在此期间,活性炭中的反应物与汞发生反应生成汞齐,且该生成物会存在于反应中的载体,满足单质汞有效分离要求,实现对汞的脱除处理。2.2天然气液化及储存系统(1)液化及混合冷剂循环系统在混合冷剂循环技术的支持下,可满足天然气的液化要求,该技术应用中可在混合冷剂的作用下,满足天然气液化过程中的工艺优化要求,使得其工艺装置有着良好的实践应用效果。通过对天然气工艺要求的考虑,可在预处理系统的支持下,对水、二氧化碳等进行针对性处理,确保它们能够达标,进而在液化区中对天然气进行
7、进一步处理。此时,板翅式换热器、气液分离器配合作用下可形成液化区,箱体中填充珠光砂用来隔绝外界空气,保持冷量不流失。天然气首先在预冷换热器中预冷,将温度冷却至-50,并在重烃分离器中除去可能存在的重烃组分,然后进入液化换热器中液化,将温度冷却至-120,最后经过过冷换热器过冷到-159。液化的冷量由多组分混合冷剂的循环量提供,混合冷剂由氮气、甲烷、乙烯、丙烷和异戊烷组成。入口分离器会对混合冷剂进行处理,进而在压缩机、水冷却器的作用下,使得进而到二级进口分离器中的气体和液体可达到分离的目的,且其产生的气体需要进一步压缩。液相由增压泵送至循环压缩机二级出口冷却器,与二级出口气相混合后,经水冷却器冷
8、却后进入二级出口分离器。此时,在预冷器的预冷作用下,能够对泵流进行处理,满足天然气对冷量的实际需求。同时,通过对预冷换热器实际作用的发挥,可对二级出口分离器的气相进行冷却处理,并通过对高压分离器的配合使用,能够达到对分离器中流出液体冷却处理的目的,从而为天然气液化阶段提供冷量,同时,液化段中气体的冷凝,需要在该工序实施后进一步进行过冷处理,确保天然气能够得到所需的冷量。膨胀后的循环气流,在冷箱板翅式换热器的预冷段、液化段和过冷段共用返流流道中复热后出冷箱,再进入压缩机入口分离器循环压缩。(2)LNG储存系统及装车系统LNG自液化装置进入LNG低温储罐,进液可以通过储罐上部,也可通过储罐下部注入
9、,或采用同时进液的方式。进液的方式根据储罐内的液体密度和温度条件而定,保证进罐LNG和储罐内的LNG能够充分混合,避免储罐内液相产生分层,防止“翻滚”现象的发生,保持低温储罐运行的稳定性和安全性。LNG储罐外置两台离心泵,泵出口设置回流管线,可将罐内的LNG经装车泵重新注入储罐内,起到循环、混合储罐内LNG的作用,减小LNG分层现象的发生。装车时经LNG泵输送至专用槽车,气相返流管线既可与储罐内气相空间相连,也可经汽化器后进入BOG压缩机,以平衡装车时槽车内的压力,提高装车速度和液相充满率。 3LNG工厂主要设备 3.1冷箱冷箱采用四川空分集团设计制造的板翅式换热器,三台换热器及五台低温分离器
10、共用一个箱体,箱体中充满珠光砂粉末和氮气,用来隔绝外部热量。冷外形尺寸4200340022000mm,从功能上分为预冷、液化和过冷3段,各尺寸分别为185612504800mm,89612004500mm,4675002100mm,作为整体设备,直接运行现场安装。3.2LNG储罐LNG储罐采用四川空分集团研制的LNG常压储罐,容积为5000m3。储罐为立式圆形,双层壁,平底、固定顶拱盖结构,夹层采用珠光砂粉末堆积和氮气绝热,底部采用泡沫玻璃砖保温,为目前国内大型低温液体储罐使用较为成熟的技术。 4结语 目前该LNG液化装置已经安全投入生产,LNG工厂所采用的工艺技术先进可靠,相关技术和设备国产化程度高,为伴生气资源的开发利用开创了新的方式,取得了显著的社会效益。 * : 1 * 石油天然气行业标准P天然气脱水设计规范SY/T0076-xx. 2顾安忠.液化天然气技术M.机械工业出版社,xx 作者:白江涛 单位:长庆油田采气一厂伴生气综合利用第八项目部 【液化天然气工厂生产装置及工艺技术研究论文】相关文章: 1.工厂电气节能技术研究论文 2.深部硐室施工工艺技术研究论文 3.石油工程的油田开采工艺技术研究性论文 4.化工工艺节能减排技术研究论文 5.印刷工艺中的UV固化技术研究论文 6.工厂供电系统无功补偿技术研究论文 7.工厂电气论文 8.工厂供电论文 内容仅供参考