天然氣液化裝置
評(píng)論: 更新日期:2013年02月27日
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該廠共有四條液化生產(chǎn)線,每兩條液化線組成一套裝置。每套裝置設(shè)有單獨(dú)的原料氣預(yù)處理、壓縮機(jī)及換熱器等。總液化能力為1075×104m3/d。
兩臺(tái)并聯(lián)布置的壓縮機(jī)將原料氣從起始?jí)毫?.84MPa壓縮到4.64MPa。壓縮后的原料氣用熱鉀堿法脫除二氧化碳與硫化氫;用分子篩脫水干燥,并借助吸附過程脫除高碳?xì)浠衔?。凈化后的天然氣進(jìn)入低溫?fù)Q熱器冷卻和液化,其液化壓力為3.94MPa。
每套液化裝置由四臺(tái)離心式制冷壓縮機(jī)及兩臺(tái)繞管式鋁制換熱器組成。因此整個(gè)液化系統(tǒng)共有八臺(tái)制冷壓縮機(jī),均用蒸汽透平驅(qū)動(dòng);四臺(tái)低溫繞管式換熱器,每臺(tái)直徑4.5m,高61m,換熱器面積93000m2。
液化天然氣產(chǎn)品在大氣壓下,儲(chǔ)存在兩個(gè)容量為47700m3的地面雙層隔熱合金鋼儲(chǔ)槽中,儲(chǔ)槽直徑42.7m、高36.6m,內(nèi)殼采用含9%Ni的鋼板,蒸發(fā)率為0.1%。
與級(jí)聯(lián)式液化流程相比,采用混合制冷劑液化流程的液化裝置具有機(jī)組設(shè)備少、流程簡單、投資較少、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),混合制冷劑中各組分一般可部分或全部從天然氣本身提取和補(bǔ)充,因而沒有提供純制冷劑的困難,且純度要求也沒有級(jí)聯(lián)式液化流程那樣嚴(yán)格。其缺點(diǎn)是能耗比級(jí)聯(lián)式液化流程高出15%~20%;對(duì)混合制冷劑各組分的配比要求嚴(yán)格,流程計(jì)算困難。
(三) 丙烷預(yù)冷混合冷劑制冷的基本負(fù)荷型液化裝置
為了降低混合制冷劑液化流程的能耗,20世紀(jì)60年代末出現(xiàn)了許多改進(jìn)型的混合制冷劑液化流程。70年代,APCI(美國空氣液化公司)發(fā)展了丙烷預(yù)冷混合制冷劑液化流程,于1973年獲得專利,并在大型LNG工廠得到了廣泛應(yīng)用。它是級(jí)聯(lián)式循環(huán)和混合制冷劑循環(huán)的結(jié)合,用丙烷將天然氣從40℃預(yù)冷至-30℃;混合制冷劑循環(huán)再把天然氣從-30℃過冷到-160℃。
圖3-15[7]是首次采用這種液化流程的天然氣液化裝置的流程簡圖,于1973年建于北加里曼丹的文萊。該廠共有五套這樣的裝置,每套液化能力為424.5×104m3/d。
原料氣經(jīng)脫除水分及重?zé)N后,通過兩條直徑為710mm的輸氣管送入廠內(nèi)。采用環(huán)丁砜法吸收脫除原料氣中的二氧化碳及硫化氫;處理后的原料氣含有的飽和水經(jīng)兩步脫除,即先將原料氣冷卻至21℃左右,使約70%的水分被冷凝分離出來,而后再用分子篩深度脫水。
凈化后天然氣組分的摩爾分?jǐn)?shù)為:88.2%甲烷、50%乙烷、4.9%丙烷、1.8%丁烷及0.1%C3+。此后,天然氣經(jīng)重?zé)N回收塔分離重?zé)N,并用丙烷預(yù)冷到-34℃,在4MPa壓力下進(jìn)入混合制冷劑循環(huán)的低溫?fù)Q熱器,在其中被冷卻、液化和過冷。過冷后的液化天然氣送入儲(chǔ)槽。
該廠有液化天然氣地面儲(chǔ)槽三個(gè),每個(gè)容量60000m3。槽內(nèi)壓力維持在29.4kPa,槽內(nèi)蒸發(fā)氣返回工廠作燃料。
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(四) 基本負(fù)荷型液化裝置中液化流程的比較
基本負(fù)荷型天然氣液化裝置主要采用上述三種液化流程,其主要指標(biāo)的比較見表3-5。表3-6列出世界上一些基本負(fù)荷型裝置所使用的液化流程及其性能指標(biāo)。
表3-5 液化流程主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較
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比較項(xiàng)目 | 階式液化流程 | 閉式混合冷劑液化流程 | 丙烷預(yù)冷混合冷劑液化流程 |
處理氣量/104m3① | 1087 | 1087 | 1087 |
燃料氣量/104m3① | 168 | 191 | 176 |
進(jìn)廠氣總量/104m3① | 1255 | 1287 | 1263 |
制冷壓縮機(jī)功率/kw | ? | ? | ? |
?丙烷壓縮機(jī) | 58971 | — | 45921 |
?乙烯壓縮機(jī) | 72607 | — | — |
?甲烷壓縮機(jī) | 42810 | — | — |
?混合制冷劑壓縮機(jī) | — | 200342 | 149886 |
?總功率 | 175288 | 200342 | 195870 |
換熱器總面積/m2 | ? | ? | ? |
?翅片式換熱器 | 175063 | 302332 | 144257 |
?繞管式換熱器 | 64141 | 32340 | 52153 |
鋼材及合金耗量/t | 15022 | 14502 | 14856 |
總投資/104美元 | 9980 | 10070 | ?? 10050 |
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① 為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體體積。