LNG装置工艺流程叙述

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1、LNG 装置工艺流程叙述1.10 概述日产 150 万标方基地负荷型 LNG 生产装置由天然气处 理、天然气液化、LNG储存和LNG配送系统组成。液化工艺 采用高效单程闭式混合冷剂循环，冷剂组分为氮气、甲烷、 乙烯、丙烷和戊烷组分。1.1.0 天然气预处理和天然气液化1.1.1 原料气体压缩单元由界区外来的压力为08Mpa（a）的天然气，先在 V-101（原料气过滤器）中除去液体和固体的颗粒，然后由 CT01（原料气压缩机）1段将压力提升到1. 96Mpa，再经 E-101 （I段中间冷却器）由空气冷却到约40oC。冷却产生 的冷凝水在V-102 （原料气压缩机I段分离器）中分离出来 送到洗涤

2、单元。经过I段压缩后的原料气，经V-102进入C-101II段并 在C-101II段压缩到4. 0Mpa,然后进入E-102 （II段中间冷 却器），冷却到约40oC，冷却产生的冷凝水在V-103 （压缩机 II段分离器）中分离出来，送到洗涤单元，以减少界区外来 的精制水的用量。原料气进入CO洗涤单元T-201，将CO从 22 0.1mol%脱除至 50ppm（V）以下。离开 T-201 顶部返回到原料气压缩机的净化天然气约 40oC，为防止原料气带水进入压缩机III段，原料气先进V-104 分离除水，然后进入 CT01III段，将气体压力增加到约6. 7Mpa,再经E-103 （压缩机III

3、段出口冷却器），用空气冷却 到约40oC，其冷凝水在V-105中分离并排至V-102。1.1.2 CO洗涤单元2为了从天然气脱除CO ,在目前条件下，采取化学洗涤2是最合适的工艺。MEA作为洗涤溶液具有价格较低、容易采 购等特点，另外此工艺已经需多工厂验证，而且不要支付专 利费。因此选用单乙醇胺（MEA）作溶剂，配置浓度为12% （Wt）的脱碳溶液。原料气从T-201 （MEA洗涤塔）下部进入，从下向上经 过浮阀式塔盘，与逆向流动的贫胺溶液接触，贫胺溶液吸收 酸性气体，CO与弱碱反应，生成弱键连接的碳酸盐。在塔顶2部，净化气体通过4块附加的塔板，以水洗的方法将其携带 的溶剂回收。这些塔板是由P

4、-203 （循环水泵）输送精制水 循环洗涤的。同时由P-204补充少量精制水，以保持MEA系 统的水平衡。由T-201顶部出来的净化天然气，含有50ppm（V） 的CO，40oC温度时的饱和水。2富溶液从T-201底部自压流经E-202 （热交换器），与再 生溶液换热后，由顶部进入T-202 （汽提塔）。在T-202中，液涤水由顶部向下流经两段填料段进入集 液箱，再进入E-204 （再沸器）；在E-204中溶液由导热油加 热到MEA溶液的沸点，再沸的气相进入T-202汽提段从胺溶 液中除去CO2；液相返回T-202底部，由T-202塔底流出的 溶液经E-202换热降温后，由P-20K贫溶液泵）

5、输送到T-201（吸收塔），贫液进入T-201前，由E-201 （贫液冷却器）冷 却到40oC；同时约有1. 5m3/h的溶液通过F-202 （活性碳过 滤器）除去所携带的重烃物质。为避免F-202被累计的固体 物质堵塞，在其前设置有F-201圆筒式过滤器，以除去溶液 的固体颗粒。酸性气体在水洗段经水洗回收MEA后，由T-202顶部出 来，经E-203 （塔顶冷却器）冷却后进入V-201 （气液分离 罐）进行气液分离，分离出的液体由P-202 （回流泵）输送 返回T-202顶部，重烃在V-201中分离放出，分离后的酸性 气体，去火炬燃烧后排放。为了保持MEA有一定的贮存量，装置设有V-202

6、（MEA 溶剂配置贮罐）在排水阴井V-203中（安装有排水泵P-205） 废水达到一定量时，用泵P-205送出洗涤单元界区外。根据 溶剂发泡的程度可间歇地从消泡剂单元Y-201向溶液系统加 入一定量的消泡剂。1.1.3原料气干燥单元（A-251A/B）干燥器是两床吸附单元，循环周期为8小时。天然气在 A-251A中向下流动，所带的水分被吸附剂吸附，降至在液化 单元不结冰的程度。在此期间另一台吸附器 A-251B 则用再 生气体（压缩的LNG储罐返回气）加热约4个小时，然后冷 却3小时。再生气在E-251 （再生气加热）中由导热油加热, 再生后的气体由E-252 （空冷器）冷却，然后进入V-25

7、1 （再 生气分离罐）进行气液分离，分离出的水排放到界区外。两个吸附器进行周期性切换操作，当天然气在 A-251B中向下流动，水被吸附时，另一个吸附器A-251A处于再生状 态，吸附与再生的操作压力为6.6和1. 7Mpa,吸附和再生分 别有一个压力增加和减小的过程。吸附剂的预计寿命最短约为3年。1.1.4 天然气液化单元去除HO和CO以后，天然气进入工艺冷区，冷区由几个22安装在一个柱形壳体内的缠绕式热交换器和容器组成。天然 气首先在E-301 （原料气冷却器）中预冷却，并在V-301 （原 料气HHC分离器）除去可能存在的重烃组分；（原料气仅仅 接近液化条件）；然后依次进入E-302 （原

8、料气液化器）冷凝 和E-303 （原料气深冷器）深冷到一155oC。深冷温度是由用 作燃气透平运行所需的燃料气的储罐返回气量来控制的。冷剂由氮、甲烷、乙烯、丙烷和戊烷组成，冷量是通过 封闭的混合制冷循环提供的。13.0冷剂系统1.3.1 冷剂循环冷剂由E-301壳侧下部流出，其温度约为26oC，压力约 为02Mpa,高于饱和状态的温度约10oCo冷剂首先通过V-351（循环压缩机I段入口分离器），然后经C-351 （冷剂循环压 缩机）1段压缩，再经E-351（循环压缩机I段冷却器）用空 气冷却到40oC，部分气体被冷凝。气体和液体一起进入在 V-352 （压缩机II进口分离罐）中分离，循环气在

9、C-351 （循 环压缩机）11段进一步压缩；V-352中分离出的液体由MRC 泵P-351送到E-352 （循环压缩机II段出口冷却器）的进口， 在此处与冷却器前的II段出口气体混合。在E-352用空气冷 却到40oC，部分气体被冷凝，冷凝形成的液体在V-353 （循 环压缩机III段入口分离器）中分离，分离出的气体经C-351（循环压缩）111段压缩后，循环气体在E-353 （循环冷剂III 段空冷器）被空气冷却到40oC，冷却时气体中重烃被冷凝， 冷凝液在 V-354（MRC 高压分离缓冲罐）中被分离。从V-354出来的液体流入V-353,全部液态烃由V-353流 入E-301 （原料气

10、预冷器）冷却到一19oC，预冷后的天然气 后再经一个JT （焦尔-汤姆森）膨胀阀节流膨胀，向天然 气的液化提供冷量。从V-354分离出的循环气体，在E-301冷却到相同的温度, 部分冷凝并进入到 V-355（MRC 分离器），从分离器出来的液 体进入到E-302冷却到-103oC，经JT （焦尔汤姆森）膨胀 阀为E-302提供冷量。分离出的气体先后经过E-302和E-303 冷却到-155oC，经JT （焦尔汤姆森）膨胀阀膨胀后，为天 然气深冷提供冷量。03Mpa的循环气在共用的壳体中自上而 下先后经 E-301、E-302、E-303 返回到 V-351（C-351 循环 压缩机I段入口分离

11、器）。1.32 冷剂的贮存和配制为补充C-351 （循环压缩机）密封系统造成的循环气体的 损失，设有冷剂配制系统。混合冷剂中各组分补充量是根据 冷剂在线组成分析测量数据、冷却部分的温度来确定的，并 经计量加入系统。氮气是装置公用工程PSA制氮装置自产的纯度为99. 9%, 露点温度 为-80C，在环境温度下由管道输送到V-351。甲烷从V-301顶部出来送到E-302上游与膨胀后的冷剂 混合，开工时首次填充的甲烷组分是以E-301上游的干燥原 料气来替代。商品乙烯是在乙烯的贮存单元 V-973 中贮存。正常生产 所需乙烯靠环境温度蒸发进入 V-351。商品丙烷在 V-971 丙烷贮存罐中贮存，

12、为了确保丙烷干 燥，在液体丙烷干燥器 A-971 中脱除可能存在痕迹水。然后， 干燥丙烷进入V-351。为了能够在较低的环境温度下保持填 充压力，V-971丙烷贮罐有伴热设施，为了能够在较低的环境 温度下保持填充压力， V-972 戊烷贮罐用氮气加压。商品戊烷在 V-972 戊烷贮存罐中贮存，为了确保戊烷干 燥，在液体戊烷干燥器 A-972 中脱除可能存有的痕迹水。然 后，干燥戊烷用泵P-971打入V-351。1.33 燃气透平GT-601燃气透平的作用是驱动循环压缩机C-351。燃气 透平设计的环境温度是30oC；与空气冷却温度相同。来自LNG贮罐的压缩闪蒸气被用作燃气透平的燃料气。1.4.

13、0 LNG贮罐及充装系统从液化单元来的LNG （液化天然气）经进料管送到D-411 贮罐，贮罐可以顶部也可以从底部进料，正常时从底部进料， 如果LNG的比重差较大时，可以选择从顶部进料。贮罐配备 了液位，压力和温度测量仪表。贮罐的保护系统经安全控制系统与DCS相连接，当贮罐 内液位和压力高时候，进口阀门就自动关闭，贮罐中的温度 和密度沿着罐的整个高度来测量，以监视罐内可能发生的翻 滚风险。贮罐配备有排放到火炬系统的压力控制阀，以及排放到 大气的安全阀，同时安装有真空爆破板，作为贮罐的负压保 护。液化天然气充装系统运行期间，以大约111m3/h的速率 将LNG连续送至灌装站，计划每天连续运行16

14、小时，将LNG 装入汽车槽车及集装箱中。贮罐内安装有两台液下泵（每台 设计能力为320m3/h，与输出容量的100%相适应，一开一备） 泵安装在罐内的泵柱内，并配有底阀。每台泵都配有回流管 线，在无充装操作时可保证泵的最小流量。送至汽车槽车及集装箱的加料管线，始终充有LNG,且 有少量的循环回流以保持系统冷却状态。汽车槽车在称量空车重量及计算可充装量之后到达灌 装点，然后手工将灌装臂和闪蒸气返回线与汽车槽车连接。 LNG开始进入热的槽车就蒸发，产生的闪蒸气返回到LNG贮 罐内。经过冷却后，装车速度增加到最快。在充装站流量计 量器达到设定数量后，自动控制阀自动停止操作。汽车槽车 脱开灌装臂后经过

15、磅称重就可离开。集装箱灌装系统的操作与汽车槽车相同，仅有一点不 同，即汽车槽车可自己移动，而集装箱需用叉车来移动。集 装箱被套固定在铁路平板车上，用火车来运输，一列火车长 度为 4070 个集装箱。一个集装箱或一个槽车的充装时间约为 1.2小时，包括 连接和脱开时间。充装系统的设计是在 16 小时内充装 100 个槽车/集装箱。灌装站由 6 个集装箱灌装臂和 3 个汽车槽 车灌装臂以及 1 个特殊容器灌装臂组成。1.50 燃料气系统由LNG储罐来的干净的闪蒸气，经C-501 （闪蒸气压缩机） 压缩后，在 E- 5 0 1（闪蒸气冷却器）被空冷器冷却后，作为 干燥单元的再生气，最后送到驱动循环压

16、缩机的燃气透平 GT-601作燃料，为了保证燃料气压力，从原料气压缩机II段 之后引出一股气体作为补充燃料气。1.60 热油单元导热油系统为两个温度级别的装置提供工艺热量。导热油 在系统内保持稳定流动，流经两个循环系统，一个是中温循 环系统，一个是高温循环系统。热量是由安装在燃气透平 GT-601废气排放烟囱内的热油加热器E-671提供的。在 E-671 出口，约 260oC 的热油到 E-251 去加热再生气； 在工艺界区不需要工艺热量时，返回热油被引入到热油冷却 器E-672与空气换热降温。高温循环导热油是由II号热油循 环泵P-672来加压的。由P-672送出来的高温循环导热油约253C

17、与中温循环系 统I号热油泵P-671送出的加热油混合后，在E-204中为MEA 的再生提供再生热量。混合后用于MEA再生的加热油温度限 定在160oC，离开E-204的热油温度约135oC，并由P-671加 压循环。1.70 火炬系统工厂设置有两个火炬系统：暖气体去火炬线直接从FL-701-1 （火炬）底部进入。冷气体和液体去火炬线进入排液罐V-701进行气、液 分离。气体与 LNG 贮罐的低压气体混合后进到 FL-701-2 燃 烧，液相在环境温度下蒸发。万一有液体积存，可用人工装 桶拉走。1.80 装置开车程序主要开车步骤如下： 假定：原料气和所有的公用工程均已完备，包括供电系 统，装置已

18、用原料气充压。冷剂循环系统已加入循环组分混合物。 洗涤单元已加入要求浓度的胺溶液，并做好运行准备。 导热油单元热油填充完毕，准备就绪。燃料气系统用原料气充压。 P-671 （I号导热油循环油泵）和P-672 （II号导热油 循环油泵）启动后才允许启动GT-601 （燃气透平）。从电网获取电力启动GT-601/C-351 （循环压缩机）。导热油引入E-204（MEA汽提塔再沸器），同时启动P-201 （贫MEA给料泵）建立MEA循环并保持稳定运行。从电网获取电力，启动C-101 （原料气压缩机）。 A-251A/B （原料气干燥器）首次再生开车，吸附器B 再生所需的原料气，全部通过吸附器A。脱除了 CO和H O的原料气进入冷区。22让制冷剂通过缠绕式换热器，使深冷工艺区域开始降 温，同时部分原料气通过冷区降温。从冷区出来的冷原料气 通过开工管线进入LNG贮罐的冷却管线，出贮罐的回流气用 C-501 （闪蒸气压缩机）送到燃料气系统或火炬系统。根据E-301、E-302、E-303出口冷剂的温度和压力调 整MRC组成。 LNG贮罐冷却使用原料气/LNG或氮气降温。 LNG贮罐内的温度达到运行温度后，开始增加进入LNG 贮罐的 LNG 产量。贮罐中的闪蒸气送到闪蒸气压缩机。出贮罐的闪蒸气用 C-501 送到干燥单元用作再生气后， 再作为 GT-601 的燃料气。