焦炉煤气制LNG工艺流程介绍

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1、四川空分设备集团有限责任公司四川空分集团工程2021.10XXXX公司XXXX工程XXXX装置初步技术方案介绍汇报提纲川空集团简介LNG装置介绍项目基本参数工艺流程选择工艺单元简介关键部机简介第1局部川空集团简介川空集团简介n四川空分设备(集团)有限责任公司是由原四川空气别离设备厂按照公司法独立改组设立的有限责任公司。公司系国家大型一档企业，国家机械行业骨干企业，是我国深冷设备主要设计研发制造基地之一。n集团总部位于位于“天府之国历史文化名城成都市东郊的简阳市城区，并且在成都高新区政府重点打造的F-CBD商务区拥有约5000平方米的办公楼。川空集团简介原机械部深冷研究所 1976天然气深冷分离

2、（LPG）80年代以来，5100万m3/d 1993，50万m3/d国家质量金奖 出口东南亚氮膨胀 20062007 龙泉 11.5万Nm3/d 波兰 20万Sm3/d 欧盟CE认证，国产唯一 精馏脱氮(25%)氮甲烷膨胀 20082009 宁夏1期 30万Nm3/d 宁夏2期 30万Nm3/d混合冷剂 20102011 新圣2期 60万Nm3/d 张家口 250万Nm3/d 2012 兴圣 200万Nm3/d 延川 100万Nm3/d 巴彦淖尔250万Nm3/d焦炉煤气、解析气等 2012 双鸭山(42-28)万Nm3/d 河南利源(49-34)万Nm3/d 徐州(94-31)万Nm3/d

3、压差式天然气膨胀 武汉西(150-15)万Nm3/d第2局部LNG装置简介流程示意原料气调压计量、机械过滤增压（可选）脱碳CO2、H2S低温冻堵CO250ppmV，H2S4ppmV湿法（MDEA+活化剂）脱水低温冻堵H2O1ppmV分子筛吸附脱汞铝材腐蚀浸硫活性炭脱重烃低温冻堵活性炭吸附或重烃洗涤脱不凝气 H2、N2、CO 大罐分层 低温精馏LNG（甲烷+少量轻烃）CO2、H2SH2OHg重烃 H2、N2、CO流程示意原料气调压计量、机械过滤增压（可选）脱水低温冻堵H2O1ppmV分子筛吸附脱汞铝材腐蚀浸硫活性炭脱不凝气 H2、N2、CO 大罐分层，影响热值 低温精馏LNG（甲烷+少量轻烃）H

4、2OHg H2、N2、CO根本组成预处理预处理-原料气系统原料气系统（调压计量（调压计量、机械过滤、机械过滤）-脱水系统脱水系统（双塔、分子筛）（双塔、分子筛）-脱汞系统脱汞系统（浸硫分子筛）（浸硫分子筛）液化液化-液化冷箱液化冷箱（铝制板翅换热器）（铝制板翅换热器）-冷剂冷剂压缩机压缩机系统系统（冷剂压缩机组）（冷剂压缩机组）精馏系统（氮气制冷循环+脱氮/氢塔）储运储运LNG储存系统储存系统（大罐）（大罐）LNG装车系统装车系统（定量装车、装车臂）（定量装车、装车臂）辅助单元公用工程水（给排水、冷却水水（给排水、冷却水系系统统、污水处理）、污水处理）电（供配电）空氮站空氮站（氮气、仪表空气）

5、（氮气、仪表空气）生产用热生产用热(导热油、加热炉、蒸导热油、加热炉、蒸汽汽)消防、电信等消防、电信等其他冷剂冷剂储存与补充系统储存与补充系统放空系统放空系统（地面、高架火炬地面、高架火炬）冷箱加温解冻系统仪电控仪电控仪控仪控电控流程示意BOGBOG压缩机外输气/燃料气定量装车系统冷剂压缩机系统冷剂储存与补充系统LNG产品补充冷剂LNG冷剂装车台位脱水系统脱水再生气水汞再生气压缩机精馏系统尾气原料气脱汞系统液化冷箱系统LNG储罐第3局部工程根本参数注1“Nm3，表示折合0，101.325kPaA状况下的气相流量；设计条件原料气处理量100万Nm3/d原料气压力5.01MPaG原料气温度25原料

6、气组分摩尔分数（%）氦气Helium0.0478汞：0.1g/Nm3CO2：4%水：饱和氢气Hydrogen0.0084甲烷Methane95.227乙烷Ethane0.4337丙烷Propane0.0270异丁烷 i-C40.0011正丁烷 n-C40.0012新戊烷 neo-C50.0003异戊烷 i-C50.0004正戊烷 n-C50.0001己烷及以上C6+0.0000二氧化碳 CO23.7393氮气Nitrogen0.5127性能指标序号名称参数备注1操作弹性50100%2年运行时间8000小时3甲烷收率98%LNG:原料气4LNG规格N21.5%5LNG储存时间8.5天20000m

7、3全容罐6尾气规格CH42%7性能参数性能参数1、处理能力1）进站天然气100万 Nm3/d2）进气条件5.01MPa，252、LNG产品1）产量1475m3/d（630 t/d），93.6万 Nm3/d2）温度-162.43）储存压力20KPaG4）产品组分CH4：95.36%，C2H6：3%，C3H8：0.5%3、尾气产品1）产量1475m3/d（630 t/d）2）温度-162.43）储存压力15KPa4）产品组分CH4：0.95%，C2H6：1.4%，C3H8：2.2%性能参数性能参数4、冷却水 冷却水循环量1800 T/h 冷却水补充量36 T/h5、电14500kw 液化能耗0.2

8、9 kwh/Nm3 NG（以压缩机轴功计）6、燃料气 2.6104Nm3/d7、氮气150 Nm3/h8、仪表空气300 Nm3/h 第4局部工艺优化与选择工艺模拟及流程组织 多组分（10多种组分）、低温、气液相变、超临界 模拟软件的选择 状态方程的选择、验证、修正工艺模拟计算及准确度 天然气流路的配置与优化 混合冷剂配比自动优化技术 关键设备的匹配优化参数优化 正常运行工况 负荷调整、变工况 开、停车工况 故障、事故工况安全性完整性和控制性脱水工艺的选择切换阀轨道球阀硬密封球阀干燥器数量2塔2+1塔3塔加热热源导热油蒸汽热水整体组织等压再生减压再生脱水工艺的选择脱水工艺的选择脱水工艺的选择精

9、馏工艺选择精馏工艺单塔混合尾气双塔富氮尾气富氢尾气1 1级分离、级分离、2 2级节流级节流2级分离、3级节流换热器1换热器2混合冷剂气相液相冷剂压缩机组天然气LNG换热器1换热器2混合冷剂气相液相冷剂压缩机组换热器3天然气LNG液化工艺选择BOG去向不循环外输燃料气部分循环低温增压常温增压(复热)冷箱复热加热器加热原料气换热BOG回收工艺的选择MRC回收工艺的选择短暂停车 憋压 提高设计压力 冷剂压缩机带压启动长期停车 回收贵重冷剂 丙烷、异戊烷 冷剂收集罐LNG储存工艺大罐型式储存压力带压子母罐常压有效容积1万方+潜液泵1万方-外置泵占地全容罐双层罐关键附件重锤阀仪表密度计液位计LNG装车工

10、艺装车型式台位数量产量操作时间装车组织装车臂定量装车撬装非撬装附件防拉断阀第5局部工艺单元简介技术特点技术特点 原料气压缩机增压至原料气压缩机增压至5.0MPa，冷却、别离后送入脱碳系统，冷却、别离后送入脱碳系统 当原料气压力到达当原料气压力到达4.04.5MPa时，可停用原料气压缩机时，可停用原料气压缩机 预处理系统预处理系统 原料气系统原料气系统原料气系统原料气系统脱水指标：脱水指标：H2O1 ppm 填料：填料：美国美国UOP专用专用4A-LNG强度：GB150设计，疲劳分析校核；流体：气流分配及支撑结构设计预处理系统预处理系统 脱脱水水系统系统预处理系统预处理系统 脱脱水水系统系统原料

11、气汞含量原料气汞含量 0.1g/Nm3净化气脱汞指标净化气脱汞指标 Hg10ng/m3 v采用国外知名公司专用的吸附剂吸附汞采用国外知名公司专用的吸附剂吸附汞v可使用可使用35年，不需再生。年，不需再生。v一塔，不需再生一塔，不需再生v脱汞后设过滤器，滤芯采用脱汞后设过滤器，滤芯采用美国知名公司产品美国知名公司产品预处理系统预处理系统 脱脱汞汞系统系统预处理系统预处理系统 脱脱汞汞系统系统v包含液化冷箱包含液化冷箱、精馏系统、氮气制冷循环、精馏系统、氮气制冷循环、混合冷剂制混合冷剂制冷系统冷系统；v采用三级节流单混冷剂制冷流程采用三级节流单混冷剂制冷流程；液化系统液化系统液化系统液化系统末级冷

12、却一级回流二级回流加热气二级压缩气相冷剂至冷箱液相冷剂至冷箱冷剂增压泵级间冷却冷剂来自冷箱一级压缩冷剂压缩机系统LNG储存系统储存系统 LNG储罐储罐 25000m3常压储罐有效容积常压储罐有效容积 设计压力设计压力 25KPa 储存时间储存时间 6天天1620m3/d LNG装车系统装车系统 装车台位装车台位 6个，配装车臂个，配装车臂 LNG储存及装车储存及装车LNG节流节流闪蒸闪蒸BOG、装车、装车BOG以及储罐自以及储罐自蒸发蒸发BOG在在冷箱内复冷箱内复热至常温后热至常温后，经，经BOG压缩机增压后分两压缩机增压后分两路：路：一路一路作为燃料作为燃料气气；多余多余BOG经经BOG压缩

13、机增压后返回脱水系统循环再液化压缩机增压后返回脱水系统循环再液化。BOG回收系统回收系统BOG回收系统回收系统v按GB50050-2007要求提供冷却水v组成：冷剂储罐和汽化器组成：冷剂储罐和汽化器v作用：首次运行提供开车冷剂，正常运行时提供补充冷剂首次运行提供开车冷剂，正常运行时提供补充冷剂辅助辅助系统系统v规格：200Nm3/hv作用：提供补充氮气及密封氮气v规格：300Nm3/h，露点-40，无油无尘v作用：提供仪表空气用无尘仪表空气v型式：高架火炬 地面火炬v作用：放空气集中放空燃烧，平安、环保辅助辅助系统系统n 组成：过程控制系统DCS、紧急关断系统ESD和火气探测系统F&G、平安监

14、视系统n 液化装置的远程监测和故障诊断功能 可选项n 压缩机组的远程监测和故障诊断功能 可选项机组数据采集交换机中心效劳器工厂监测远程监测远程诊断n 组成：过程控制系统DCS、紧急关断系统ESD和火气探测系统F&G、平安监视系统n 液化装置的远程监测和故障诊断功能 可选项n 压缩机组的远程监测和故障诊断功能 可选项机组数据采集交换机中心效劳器工厂监测远程监测远程诊断仪表控制系统仪表控制系统第6局部关键部机简介总图布置配管设计公用工程试车开车考核验收售后服务设计及配套工艺包设计LNG装车泵阀门现场服务活塞压缩机工程设计非标设备低温安装仪控/电控冷箱LNG储罐冷剂压缩机控制阀沈鼓沈鼓西门西门子子绕

15、管绕管板翅板翅换热换热器器设计及配套厂内冷箱集成板翅式换热器LNG大罐活塞压缩机LNG装车泵(外置)低温手阀非标设备外购工程设计冷剂压缩机关键调阀(进口)普通调阀导热油/加热炉LNG装车泵(进口)胺液/冷剂泵火炬空氮站设计理念净化皮实“五脱”彻底 适应气源变化液化灵敏 控制设计 变工况适应性设备可靠 进口或国内一线 西门子/沈鼓 川空配套细节周到 交换、比较、反复、小心求证完善的设计条件名称购进时间来源能力HYSYS2005年美国ASPEN公司工艺流程模拟计算Nastran2003年美国MSC公司有限元应力分析计算PDMS2003年美国AVEVA公司三维工厂设计CAESAR 2004年美国CO

16、ADE公司管道应力分析软件HTFS MUSE2002年美国APSEN公司板翅式换热器设计计算STAAD/PRO/CHINA2005年美国阿依艾工软件公司钢结构分析设计UG1995年美国UGS公司三元计算机辅助设计真空钎焊炉2005年航天一院工厂最大钎焊尺寸：1.351.610m流体及传热实验室2003年与华中科技大学合作建设用于板翅式换热器翅片性能测试液化工艺包工艺流程主要设计软件：工艺流程主要设计软件：lHYSYSHYSYS工艺模拟软件。工艺模拟软件。lASPENASPEN工艺模拟软件。工艺模拟软件。l计算结果以两种不同软件计算结果以两种不同软件相互校核。相互校核。液化冷箱 设计 开、停车操

17、作 变负荷工况操作 吹扫复温操作 冷箱操作优化 配管优化，气流均匀分配，减少偏流 气液两相流计算 配管应力分析（低温条件运行）冷箱结构运输性、安全性分析及优化（低温条件运行、风载、地震载荷）冷箱集成优化 PDMS软件：冷箱内设备的布局及配管设计，确保配管的准确性。CAESARII软件：工艺管路应力分析，保证管道运行安全可靠 STAAD/PRO软件：冷箱的结构设计，确保冷箱的使用及整体运输强度。设计工具lPDMS软件：冷软件：冷箱内设备的布局及配管箱内设备的布局及配管设计设计液化冷箱 设计lCAESARIICAESARII工艺管路应力分析软件，工艺管路应力分析软件，主要用于冷箱内各管路的应力分析

18、，主要用于冷箱内各管路的应力分析，以保证各管路运行的长期平安、可以保证各管路运行的长期平安、可靠性。靠性。主要设计软件主要设计软件l冷箱内阀门采用焊接结构、冷箱内阀门采用焊接结构、铝管与不锈钢管之间的过渡铝管与不锈钢管之间的过渡采用钢铝接头，确保冷箱内采用钢铝接头，确保冷箱内流体零泄漏。流体零泄漏。2、完善的设计条件n软件图片展示STAAD/PRO/CHINA钢结构分析设计液化冷箱冷箱冷箱外形图外形图冷箱冷箱根底图根底图液化冷箱冷箱现场吊装图冷箱现场吊装图华气安塞50万吨/年天然气液化工程板翅式换热器单元尺寸：130022158800mm8.0MPa铝制板翅式换热器n设计制造能力年生产能力超过

19、3000吨，行业中名列前茅。n为空分、轻烃回收、LNG装置配套高、中、低压板翅式换热器。n拥有世界最大规格的真空钎焊炉，可生产板式单元尺寸到达1.451.610m。n高压板式翅片：最高设计压力可达12.8MPa。n成功制造的最大高压钎焊单元尺寸为1.32.28.8m，承压能力达8.0MPa。n空分配套板式业绩最高压力达9.2MPa。2021年12月生产出设计压力为9.2MPa的高压板式铝制板翅式换热器 设计制造 提高翅片承压能力 提高翅片密度，加大单位体积内换热面积 强化翅片传热能力 降低翅片流动阻力高压翅片参数优化 钎焊材料、工装、装配工艺的优化 钎焊过程中真空度、温升速度的控制 优化钎焊工

20、艺操作曲线高压大截面单元钎焊 冷剂气液两相分别进入板式，再进行混合、均匀分配。川空专利，专利号：ZL 201120121396.7气液两相分配结构的优化2、完善的设计条件n软件图片展示MUSE板翅式换热器计算冷剂压缩机冷剂组分配比 冷却曲线与加热曲线匹配 变负荷冷剂组分变化工艺模拟 适当提高冷剂系统设计压力，减少冷剂排放带压启动远程在线监测（制造商、川空）冷剂系统整体设计冷剂压缩机外形图外形图布置图布置图活塞压缩机3.2、低温液体贮运设备中海油天然气处理终端23850 m3LNG贮槽5400 m3低温液氮贮槽n 国内最早从事低温贮运设备研制企业之一，产能位居行业前列。n 主要产品：大型粉末充氮绝热贮槽；粉末真空绝热贮槽；LNG真空贮槽；大型LNG子母罐；低温液体运输车30000m3LNG贮罐谢谢谢谢欢送莅临考察指导欢送莅临考察指导敬请致电：敬请致电：028-61682888028-61682888简阳：川空集团总部，制造及研发基地成都：川空工程公司，LNG工程设计鄂尔多斯、张家口、双鸭山等：运行装置