液化自然氣工廠一、什么是液化自然氣工廠藝過(guò)程加工成液態(tài)自然氣的加工工廠。生產(chǎn)原料為氣態(tài)自然氣，由自然氣管道引入，成品為液化自然氣〔 荷型、調(diào)峰型兩大類(lèi)。根本負(fù)荷型液化自然氣工廠是指生產(chǎn)供當(dāng)?shù)厥褂没蚣庸すS。液化自然氣工廠是LNG產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)格外重要的環(huán)節(jié)。LNG產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粭l貫穿自然氣產(chǎn)業(yè)全過(guò)程的資金浩大、技術(shù)密集的完整鏈系。LNG從生產(chǎn)到供給終端用戶是一個(gè)完整的系統(tǒng)，形成LNG產(chǎn)業(yè)鏈〔如以下圖所示〕，包括自然氣預(yù)處理、液化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、接收站、再汽扮裝置等。液化自然氣工廠的生產(chǎn)規(guī)模通常為每天5、15、30、50、100200萬(wàn)方。一般建設(shè)在氣田四周或長(zhǎng)輸管道旁。其中，氣田四周的LNG工廠建設(shè)規(guī)模較大，產(chǎn)品通過(guò)專(zhuān)用車(chē)輛、船舶等進(jìn)展長(zhǎng)途運(yùn)輸；規(guī)模較小的LNG工廠也可建于長(zhǎng)輸高壓輸配管線的分輸站四周，就近銷(xiāo)售。液化自然氣工廠上游氣源來(lái)自自然氣氣田或長(zhǎng)輸管道，下游客戶主要為L(zhǎng)NG/L-CNG 、城市燃?xì)?、工商業(yè)用戶等，作為清潔能源被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、居民生活、工商業(yè)等領(lǐng)域。二、國(guó)內(nèi)外液化自然氣工廠狀況世界自然氣液化工作始于 20世紀(jì)初，但直到 20世紀(jì)40年月才建成世界上第一座工業(yè)規(guī)模的自然氣液扮裝置。 1964年，世界上第一座根本負(fù)荷型LNG工廠在阿爾及利亞建成投產(chǎn)。目前，世界自然氣液化技術(shù)和工藝已格外成熟。20世紀(jì)90年月初,中國(guó)科學(xué)院等單位先后為四川和吉林石化企業(yè)建成了2座LNG中試裝置,生產(chǎn)LNG的力量分別為0.3m3/h和0.5m3/h。20世紀(jì)90年月中期,長(zhǎng)慶石油勘探局在陜北建立 1座示范性LNG工廠,日處理量為3×104m3/d。20世紀(jì)90年月末,在上海浦東建筑了 1座日處理量為10×104m3/d的LNG工廠,主要作調(diào)峰備用氣源。該裝置是由德國(guó)燃?xì)夤竟┙o的工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備供給及技術(shù)效勞。截至2023年底，我國(guó)已投產(chǎn)的LNG工廠約38座，主要有疆廣匯150萬(wàn)方/天LNG工廠、鄂爾多斯星星能源100萬(wàn)方/天LNG工廠以及四川達(dá)州匯鑫能源100萬(wàn)方/天LNG工廠等，總產(chǎn)能達(dá)1167萬(wàn)方/天；在建LNG工廠有30多座，估量將來(lái)建產(chǎn)能約2845萬(wàn)方/天；將來(lái)打算擴(kuò)能LNG工廠14座；設(shè)計(jì)或待批準(zhǔn)LNG工廠工程約13座，將來(lái)規(guī)劃產(chǎn)能約1720萬(wàn)方/天。三、液化自然氣工廠主要功能區(qū)等根本功能區(qū)。入口緊挨道路，安全并對(duì)外聯(lián)系便利。關(guān)心區(qū)有與工藝生產(chǎn)聯(lián)系嚴(yán)密的掌握室、循環(huán)水站、修理及倉(cāng)庫(kù)、消防泵房、消防水池及公用工程廠房、導(dǎo)熱油爐站等設(shè)施。儲(chǔ)罐區(qū)主要是LNG儲(chǔ)罐。附圖：濟(jì)寧50萬(wàn)方/天液化自然氣工程效果圖。四、生產(chǎn)工藝和自然氣儲(chǔ)存三個(gè)單元。工藝流程如以下圖：1、自然氣的凈化單元自然氣的凈化處理，目的是除去低溫過(guò)程中會(huì) (因雜質(zhì))固化而產(chǎn)生堵塞或腐蝕設(shè)備和管道的成分。這些成分包括二氧化碳、硫化氫、水、汞、重?zé)N等。自然氣脫酸酸性氣體不但對(duì)人體有害，對(duì)設(shè)備管道有腐蝕作用，而且因其沸點(diǎn)較高，在降溫過(guò)程中易呈固體析出，堵塞管道。此外，CO2含量過(guò)高，會(huì)降低自然氣的熱值，故必需脫除。膜分別法。其中，化學(xué)吸取法分為醇胺法、熱鉀堿法、砜胺法三種方法。醇胺法利用胺為溶劑與原料氣中的酸性氣發(fā)生化學(xué)反響，可同時(shí)脫除CO2和H2S。目前主要承受一乙醇胺〔MEA〕和甲基二乙醇胺〔MDEA〕為溶劑。當(dāng)原料氣中只含有CO2，且CO2含量較低時(shí)〔CO2含量一般在1%左右〕，一般選擇一乙醇胺〔MEA〕；假設(shè)原料氣中CO2含量較高〔CO2含量一般1-8CO2H2S〔MDEA。水溶液濃度為15-18〔MDEA〕水溶液濃度為50熱鉀堿法承受碳酸鉀與甲基二乙醇胺為溶劑，并加少量催化劑配成吸收溶液，可同時(shí)除去CO2和H2S原料氣中CO2含量高時(shí)用此法較為經(jīng)濟(jì)。砜胺法的吸取溶液是物理溶劑環(huán)丁砜、化學(xué)吸取劑二異丙醇胺加少量CO2和H2S，然后在常壓或稍高于常壓下將溶液加熱再生以供循環(huán)使用。對(duì)于低溫裝置，經(jīng)環(huán)丁砜洗滌后的自然氣還要經(jīng)過(guò)吸附處理，以到達(dá)低溫裝置對(duì)CO2和H2S的要求，該法工藝簡(jiǎn)單，投資大。當(dāng)自然氣中酸性氣分壓較高，且CO2比H2S濃度低時(shí)，此法較經(jīng)濟(jì)。固體枯燥劑吸附法是用分子篩吸附原料氣中的CO2，該法需要兩個(gè)吸附塔切換使用，適用于CO2含量很低的原料氣，對(duì)于CO2含量很高的原料氣，其設(shè)備投資和操作費(fèi)用高、熱量消耗大。〔>20〕，其特點(diǎn)是原料氣中酸性氣含量越高，經(jīng)濟(jì)上越有利。自然氣脫水假設(shè)自然氣中含有水分，則在液扮裝置中，水在低于零度時(shí)將以冰或霜的形式凍結(jié)在換熱器的外表和節(jié)流閥的工作局部。另外，自然氣和水會(huì)形氣中的游離水脫除，使其露點(diǎn)到達(dá)-100常用的自然氣脫水方法有冷卻法、吸取法和吸附法等。的原理實(shí)現(xiàn)自然氣脫水。此法只適用于大量水分的粗分別。通常用冷卻法脫除水分的過(guò)程中，還會(huì)脫除局部重?zé)N?！不蚧钚怨腆w〕吸取的方法脫除氣流中的水蒸氣。三甘醇脫水由于露點(diǎn)降大和運(yùn)行牢靠，在各類(lèi)甘醇類(lèi)化合物中其經(jīng)濟(jì)效益最好，因而國(guó)外廣為承受。我國(guó)主要使用二甘醇或三甘醇作脫水吸取劑，在三甘醇脫水吸取劑和固體脫水吸附劑兩者脫水都能滿足露點(diǎn)降的要求時(shí)，承受三甘醇脫水經(jīng)濟(jì)效益更好。脫水大多實(shí)行吸附法。吸附法常用的吸附劑是活性氧化鋁、硅膠及分子篩三大類(lèi)。分子篩是一種自然或人工合成的沸石型硅鋁酸鹽，自然分子篩也稱(chēng)沸石，人工合成的則多稱(chēng)分子篩。要用分子篩脫水，選擇 4A分子篩是比較適宜的，可以吸附 CO2和H2S等雜質(zhì)，但不吸附重?zé)N，是優(yōu)良的水吸附劑。分子篩的主要缺點(diǎn)是當(dāng)有油滴或醇類(lèi)等化學(xué)品帶入時(shí)，會(huì)使分子篩變質(zhì)惡化；再生時(shí)耗熱高。自然氣脫汞水反響生成白色粉末狀的腐蝕產(chǎn)物，嚴(yán)峻破壞鋁的性質(zhì)。極微量的汞含量足以給鋁制設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)峻的破壞，而且汞還會(huì)造成環(huán)境污染，以及在檢修過(guò)程中對(duì)人員的危害，所以汞含量如超標(biāo)就必需脫除。目前，脫汞工藝主要承受專(zhuān)用脫汞劑吸取汞，即用分子篩吸附法或采用浸硫活性炭使汞與硫產(chǎn)生化學(xué)反響生成硫化汞并吸附在活性炭上。汞的脫除可以在脫酸前，也可以在脫水后。自然氣脫重?zé)N另一種是承受活性炭吸附脫重?zé)N工藝。雜質(zhì)凈化標(biāo)準(zhǔn)如下圖:雜質(zhì)雜質(zhì)H2OCO2HgH2S總S含量芳香烴類(lèi)掌握指標(biāo)≤1ppmV≤50ppmV≤0.01μg/Nm3≤3.5mg/Nm3(4ppmV)10～50mg/Nm3≤10ppmV2、自然氣的液化單元式：級(jí)聯(lián)式液化流程、混合制冷劑液化流程以及帶膨脹機(jī)的液化流程。需要指出的是，這樣的劃分并不是嚴(yán)格的，通常承受的是包括了上述各種液化流程中某些局部的不同組合的復(fù)合流程。液化自然氣生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置。根本負(fù)荷型液扮裝置是指生產(chǎn)供當(dāng)?shù)厥褂没蛲膺\(yùn)的大型液扮裝置。對(duì)于這種自然氣液扮裝置，其液化單元常承受級(jí)聯(lián)式液化流程和混合制冷劑液化流程。調(diào)峰型液扮裝置指為調(diào)峰負(fù)荷將低峰負(fù)荷時(shí)過(guò)剩的自然氣液化儲(chǔ)存，在頂峰時(shí)或緊急狀況下再氣化使用。與根本負(fù)荷型LNG裝置相比，調(diào)峰型 LNG裝置是小流量的自然氣液扮裝置，格外年連續(xù)運(yùn)行，生產(chǎn)規(guī)模較小，其液化力量一般為頂峰負(fù)荷量的 1/10左右。對(duì)于調(diào)峰型LNG裝置，其液化局部常承受帶膨脹機(jī)的液化流程和混合制冷受青睞。冷凝液化流程，主要用于根本負(fù)荷型自然氣液扮裝置。C5的碳?xì)浠衔锛?N2等五種以上的多組分混合制冷劑為工質(zhì)，進(jìn)展逐級(jí)的冷凝、蒸發(fā)、節(jié)流膨脹得到不同溫度水平的制冷量，以到達(dá)逐步冷卻和液化自然氣的目的。 MRC即到達(dá)類(lèi)似級(jí)聯(lián)式液化流程的目的，又抑制了其系統(tǒng)簡(jiǎn)單的缺點(diǎn)。勞德循環(huán)制冷實(shí)現(xiàn)自然氣液化的流程。氣體在膨脹機(jī)中膨脹降溫的同時(shí)，能輸出功，可用于驅(qū)動(dòng)流程中的壓縮機(jī)。當(dāng)管路輸來(lái)的進(jìn)入裝置的原料氣與離開(kāi)液扮裝置的商品氣有“自由”壓差時(shí)，液化過(guò)程就可能不要“從外界”參加能量，而是靠“自由”壓差通過(guò)膨脹機(jī)制冷，使進(jìn)入裝置的自然氣液化。流程的關(guān)鍵設(shè)備是透平膨脹機(jī)。由于帶膨脹機(jī)的液化流程操作比較簡(jiǎn)潔，投資適中，特別適用于液化力量較小的調(diào)峰型自然氣液扮裝置。目前，自然氣液化工藝逐步從階式制冷、氮〔甲烷〕膨脹制冷向混合制冷工藝過(guò)渡。3