LNG 裝置液化工藝技術(shù)

李婷婷

達(dá)州市匯鑫能源有限公司 四川達(dá)州 635000

在進(jìn)行LNG 液化處理過程中，其最終處理效果很容易受到天然氣雜質(zhì)帶來的影響，因此這就需要相關(guān)工作人員將原料氣中存在的雜質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的脫除，若不對(duì)其進(jìn)行脫除處理，雜質(zhì)的存在會(huì)對(duì)管道、裝置內(nèi)壁等產(chǎn)生結(jié)晶體，促使流通管徑因此不斷縮小，嚴(yán)重情況下酸性氣體還會(huì)導(dǎo)致金屬設(shè)備遭受腐蝕，對(duì)工藝安全正常運(yùn)行使用帶來不利影響。就此本文通過對(duì)LNG 裝置液化工藝技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 概述LNG 技術(shù)

從本質(zhì)上來講，LNG 技術(shù)屬于一種儲(chǔ)存技術(shù)，換句話說就是在常壓和溫度在-165 攝氏度情況，將原本天然氣體積為625×103m 液化成體積1×103m 的液態(tài)，通過液態(tài)形式進(jìn)行相應(yīng)的儲(chǔ)存和運(yùn)輸，以上處理技術(shù)在很大程度上降低了企業(yè)在運(yùn)行和管理方面的成本支出，同時(shí)也提升了安全性。就我國(guó)天然氣液化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，起步時(shí)間相對(duì)比較晚，在原料氣預(yù)處理方面的技術(shù)還需要進(jìn)一步提升，凈化裝置設(shè)備和液化技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)，因此對(duì)LNG 裝置液化工藝技術(shù)的研究研究是當(dāng)前液化天然氣工廠需要深入研究的一項(xiàng)課題。

2 LNG 裝置液化處理流程

首先，原料氣從液化天然氣廠中出來后，需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的凈化預(yù)處理，具體來講就是將原料氣中存在的酸性氣體、重?zé)N以及水進(jìn)行脫除處理，促使其中氣體含量符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，之后才能繼續(xù)進(jìn)行下一步處理。關(guān)于酸性氣體脫除方式有很多，主要有醇胺法、礬股法以及Benfieid 法三種，通過比較三種脫除方式的優(yōu)勢(shì)、缺陷、使用條件以及設(shè)計(jì)，根據(jù)原料氣組成成分、運(yùn)行壓力以及溫度來選擇相應(yīng)的脫除方式，當(dāng)前對(duì)酸氣進(jìn)行脫除處理使用比較普遍的方式為醇胺法，通過運(yùn)用分子篩的方式來實(shí)現(xiàn)脫水處理。

3 LNG 裝置液化工藝技術(shù)

完成對(duì)原料氣的凈化預(yù)處理作業(yè)后，保證其中存在的酸性氣體、重?zé)N以及水含量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，然后將剩余氣體導(dǎo)入相應(yīng)液化裝置，對(duì)其開展液化處理，若酸性氣體、重?zé)N以及水的含量超出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況，工藝系統(tǒng)能夠自動(dòng)對(duì)此進(jìn)行識(shí)別，之后就會(huì)將超標(biāo)情況的報(bào)警信號(hào)發(fā)送至操作室，然后采取切斷剩余氣體向液化但愿導(dǎo)入的管線，回輸凈化但愿再次進(jìn)行預(yù)處理，只有保證含量符合標(biāo)準(zhǔn)后才能正式開展液化處理，從而獲取LNG 液體產(chǎn)品。

3.1 復(fù)迭式制冷液化工藝技術(shù)

所謂復(fù)迭式制冷液化工藝，該工藝所使用的預(yù)冷劑和制冷劑分別為丙烷、氮?dú)?。具體來講：首先將已經(jīng)做好凈化處理的天然氣導(dǎo)入相應(yīng)的冷箱設(shè)備中，然后通過運(yùn)用丙烷預(yù)冷劑進(jìn)行預(yù)冷處理，對(duì)于預(yù)冷處理的溫度通常為-30℃，之后將其與氮?dú)庵评鋭﹥烧呦嘟佑|，運(yùn)用壓縮機(jī)的第一、二級(jí)增壓功能，促使膨脹制冷溫度到達(dá)-146℃，這時(shí)候原本的氣態(tài)也就轉(zhuǎn)為液態(tài)形式，最后降壓至0.35MPa 即可獲取到相應(yīng)的LNG 液體產(chǎn)品，之后就可將LNG 液體產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的儲(chǔ)存和運(yùn)輸處理[1]。

3.2 階式制冷液化工藝技術(shù)

相比較于上述復(fù)迭式制冷液化工藝技術(shù)而言，階式制冷液化工藝技術(shù)不論是對(duì)裝置，還是對(duì)技術(shù)方面的要求都相對(duì)比較高，這主要是因?yàn)樵摷夹g(shù)從國(guó)外引進(jìn)來的，我國(guó)對(duì)該工藝的操作嫻熟度還需要進(jìn)一步提升，同時(shí)還工藝所使用的相關(guān)設(shè)備也都是需要從國(guó)外進(jìn)口。從整體上來看階式制冷液化工藝技術(shù)，其中所使用的制冷劑相對(duì)比較多，預(yù)冷劑與復(fù)迭式制冷使用的相同，都是丙烷，制冷劑為乙烯或甲烷、甲烷+氮?dú)?，然后通過多輪分集，最終獲取到相應(yīng)的液態(tài)LNG 產(chǎn)品。整個(gè)操作過程比較繁雜，這項(xiàng)工藝技術(shù)還可稱為級(jí)聯(lián)式液化工藝技術(shù)，從工藝原理上來看，通過運(yùn)用分級(jí)制冷的方式進(jìn)行相應(yīng)處理，因壓沸點(diǎn)不同，制冷劑也會(huì)隨之不斷降低其制冷溫度和壓縮機(jī)功率損耗，并提升冷凝效果來獲取到LNG 產(chǎn)品。該工藝是在上世紀(jì)60 年代-70 年代之間使用比較普遍的液化天然氣工藝技術(shù)，其具有能量消耗比較低、氣體液化率高達(dá)90 以上等優(yōu)勢(shì)，缺點(diǎn)有需要用到的液化設(shè)備數(shù)量比較多，設(shè)備占用的場(chǎng)地空間比較大，對(duì)制冷劑的要求比較多，工藝流程繁雜，整體上需要的投資比較高[2]。

3.3 比復(fù)迭式制冷與階式制冷兩種液化工藝

上述兩種工藝技術(shù)的應(yīng)用都是基于保證野化率的前提下所使用的，其中復(fù)迭式制冷在設(shè)備使用功率上要優(yōu)于階式制冷；同時(shí)在整體上投資、收益率、技術(shù)成熟度等方面都占據(jù)一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，另外其需要用到的液化設(shè)備數(shù)量相對(duì)于階式制冷要少很多，設(shè)備所占用的空間面積也比較小，工藝操作方式相對(duì)簡(jiǎn)單方便。綜合以上，從綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)回報(bào)兩方面因素進(jìn)行分析，以上兩種液化工藝推薦選擇復(fù)迭式制冷液化工藝[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，原料氣離開液化天然氣工廠后，通過對(duì)其進(jìn)行凈化預(yù)處理，使其達(dá)成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后再對(duì)其進(jìn)行液化工藝處理，在這個(gè)過程中，選擇什么樣的凈化工藝技術(shù)和液化工藝方案直接決定最終獲取到的LNG 液態(tài)產(chǎn)品質(zhì)量，本文首先概述LNG 技術(shù)，然后分析LNG 裝置液化處理流程，最后從復(fù)迭式制冷與階式制冷兩種液化工藝來探究LNG 裝置液化工藝技術(shù)，最終得出復(fù)迭式制冷液化工藝比較適合我國(guó)國(guó)情，雖然在能耗上不如階式制冷，但綜合起來看，復(fù)迭式制冷在國(guó)內(nèi)使用相對(duì)成熟并具備知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是小型LNG 工程有限選擇的一種制冷液化工藝技術(shù)。