LNG工廠操作技術(shù)員培訓(xùn)課程ppt課件

1、LNG工廠操作技術(shù)員培訓(xùn)課程液化天然氣培訓(xùn)2本部分包含：原料氣處置和液化液化流程設(shè)備 第二單元 氣體處置流程 學(xué)習(xí)目的經(jīng)過對本單元的學(xué)習(xí)，他將會(huì)知道天然氣液化的根本原理和流程。經(jīng)過對本單元的學(xué)習(xí)，他應(yīng)熟練掌握預(yù)處置原料氣的方法。經(jīng)過對本單元的學(xué)習(xí)，他應(yīng)了解LNG廠流程設(shè)備的構(gòu)成。3第一節(jié) 原料氣處置和液化 原料氣的成份: 輕組分物質(zhì) 重組分碳?xì)浠衔?二氧化碳 硫化氫 其它氣味氣體4接上頁來自管道原料氣： 氮?dú)?甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 其它重組分碳?xì)浠衔?二氧化碳 硫化氫 其它氣味氣體 水 粉塵/塵埃來自氣井原料氣：除上面成分外，還含有其它物質(zhì)，如胂、氦氣和無機(jī)物氣體等。注：在保送到L

2、NG廠前天然氣需求預(yù)處置5LNG成分： 氮?dú)?甲烷 丙烷 C4+6簡化后的LNG液化流程如以下圖所示：7 怎樣獲得LNG？經(jīng)過把常溫常壓的天然氣冷卻到低溫使其冷凝，再經(jīng)過節(jié)流得到較低壓力和溫度的LNG.包含如下兩個(gè)步驟：STEP 1:冷凝過程SETP2:節(jié)流過程經(jīng)過上面的過程，天然氣中的一些成分被脫出以防止凝結(jié)滿足LNG液化條件。8什么是節(jié)流？利用閥門常見如J-T閥降低介質(zhì)的壓力而不添加換熱過程，一部分低沸點(diǎn)的液體汽化。溫度也隨著降低，使得在新工況下有氣液兩相物質(zhì)。節(jié)流得到的液體即為LNG，氣體被稱為閃蒸汽。9 LNG 熱動(dòng)力學(xué)根本知識為便于講解，我們引入甲烷壓焓圖P-H概念，圖見下頁。P-H

3、圖顯示了壓力、溫度和焓值熱值量之間的關(guān)系。圖中，曲線左方是甲烷液體，右方為甲烷蒸汽。低于三相點(diǎn)線下為固體形狀。1011甲烷P-H壓焓圖 LNG獲得過程形狀點(diǎn)1： T=800F , P=500psia, H=410Btu/lb.形狀點(diǎn)2(使氣體冷卻直到都液化)： T= -2400F , P=490psia, H=150Btu/lb.節(jié)流到形狀點(diǎn)3： T= -2600F , P=15psia, H=150Btu/lb.注：從形狀點(diǎn)2到形狀點(diǎn)3，壓力和溫度都下降，焓值堅(jiān)持不變，過程中沒有熱量的交換。12接上頁節(jié)流后混合物出口溫度-260 ，焓值為150Btu/lb，其中能有多少液體多少氣體？在T=-

4、260 , P=15psia時(shí)，Hvapor =350Btu/lb； Hliquid =130 Btu/lb液體和氣體的含量分?jǐn)?shù)之和為1，我們將得到如下兩個(gè)方程式，其中有兩個(gè)未知量。 解方程得到：Fractliquid =0.91， Fractvapor =0.09即天然氣的液化率為9113接上頁節(jié)流后分別出來的氣體被單獨(dú)處置或者和先前脫出的重?zé)N同時(shí)處置。節(jié)流后分別氣體中由于氮?dú)獗燃淄橛懈偷姆悬c(diǎn)較高的蒸汽壓力，所以在氣體中的氮?dú)鉂舛确浅８?，也使得?jié)流后得到LNG中氮?dú)夂亢艿?。在LNG消費(fèi)過程中，節(jié)流分別脫出了氮?dú)?，使得LNG中氮?dú)夥蓊~降低。分別后氣體被單獨(dú)處置或者與前面分別重?zé)N同時(shí)處置。1

5、4接上頁消費(fèi)液化天然氣工藝過程必需符合工藝和設(shè)備的運(yùn)用要求。 生成出來的LNG在保送過程中假設(shè)和管道氣混合很能夠?qū)ο到y(tǒng)帶來問題。天然氣工業(yè)運(yùn)用“互換性原那么作為互換準(zhǔn)那么。液化天然氣消費(fèi)，必需符合管道規(guī)格。15脫出其它組份緣由脫出其它組分緣由簡單解釋為這些組分會(huì)使得流程中結(jié)冰呵斥冰塞。天然氣中組分冰點(diǎn)溫度分別如下： 16名稱溫度名稱溫度甲烷-182.2乙烷-187.8丙烷-187.8正丁烷-138.3異丁烷-159.4正戊烷-129.4異戊烷-160己烷-95庚烷-90.6苯烷5.6水0硫化氫-82.8其它氣味氣體-51.1在甲烷中低溶解度也是脫出重?zé)N、水和脫酸的重要緣由在低溫下，以下物質(zhì)在甲

6、烷中具有很低的溶解度：在溫度-162.2下： 二氧化碳：200ppm 正戊烷：12500ppm 己烷：330ppm 庚烷：100ppm 水：根本上不溶。17老化部分成分在儲存時(shí)隨著輕組分氣體不斷蒸發(fā)，儲存液體濃度不斷添加，所以必需予以脫出。普通來說，上述成分主要是重組分碳?xì)浠衔锶绫橐陨现亟M分物。18脫出天然氣中有害物質(zhì)謹(jǐn)記：必需脫出在液化過程中能夠呵斥冰塞、污染或腐蝕堵塞液化流程的物質(zhì)，包括：二氧化碳水硫化氫重?zé)N芳烴緊縮機(jī)油粉塵汞19天然氣預(yù)處置凈化規(guī)范 20毫微克/Nm3天然氣預(yù)處置 本部分，我們將學(xué)習(xí)下面物質(zhì)的脫出：塵埃緊縮機(jī)油和攜帶液體二氧化碳水硫化物汞本節(jié)后我們將會(huì)學(xué)習(xí)重?zé)N脫出過程

7、。21塵埃與漏油脫出過程過濾器：任何液化天然氣廠都有入口過濾器來分別塵埃、緊縮機(jī)油、攜帶水蒸氣和重?zé)N。液體和固體在帶有過濾網(wǎng)的重力分別器中分別。22二氧化碳和硫化氫脫出過程常見的脫出方法有如下兩種：醇胺法分子篩法另外還包括如下方法本培訓(xùn)中將不作重點(diǎn)講解：熱鉀堿法斯特雷特法物理吸收法結(jié)合吸收法等23吸收還是吸附為了區(qū)別吸收和吸附，首先我們給出如下定義：吸收：把別的物質(zhì)吸入到本物質(zhì)中來，就如海綿一樣，如“海綿吸收溢出來的牛奶。當(dāng)然吸收過程中可以有化學(xué)反響，如醇胺法脫二氧化碳和硫化氫過程。 吸附：發(fā)生在物體的外表，就如膠帶吸附物質(zhì)一樣，“枯燥劑吸附固體顆粒外表的水液滴。24醇胺脫酸系統(tǒng)醇胺法脫酸系統(tǒng)

8、經(jīng)過化學(xué)反響方法脫出二氧化碳和硫化氫，消費(fèi)可溶解性鹽。對于含有硫化氫氣源，醇胺法脫酸效果非常明顯。醇胺法對于處置高濃度的二氧化碳非常有效，但假設(shè)要深化脫水需求進(jìn)一步運(yùn)用分子篩枯燥。25醇胺法通常包括以下幾種： MEA；DEA；MDEA 還有其它基于MDEA之上加上化學(xué)催化劑的其它醇胺法： INEOS-GAS/SPECTM DOW-UCARSOLTM BASF-Activated MDEA26醇胺脫酸系統(tǒng)醇胺法是基于化學(xué)反響之上吸收二氧化碳和硫化氫使之生成為溶解性鹽。在吸收塔中，天然氣氣流遇到醇胺貧液,吸收塔利用分餾塔盤使醇胺和原料氣混合。 在和酸反響后，醇胺變?yōu)楦灰骸?酸性氣體在高壓下被吸收，

9、在低壓下解析出來。27醇胺脫酸系統(tǒng) 醇胺富液之后到達(dá)再生塔，在再生塔中醇胺富液被復(fù)原成醇胺、二氧化碳和硫化氫。 再生塔后的酸氣按以下方式處置：處置后排出熄滅處置前往到管道線前往硫回收安裝很少用28接上頁再生塔和普通的蒸餾塔任務(wù)原理類似，包括蒸發(fā)器，冷凝器和逆流管路。醇胺富液經(jīng)過脫出酸性氣體后，冷卻后在保送到吸收塔中作為貧液再循環(huán)利用。由于醇胺溶液較貴，普通泄露的醇胺溶液都被搜集起來循環(huán)利用。29相關(guān)設(shè)備思索醇胺脫酸系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備包括塔，泵，管道，閥門，換熱器，過濾器，蒸發(fā)器等。通常運(yùn)用容積式丈量泵。假設(shè)天然氣中含有硫化氫，必需處置。 在醇胺脫酸循環(huán)中，必需有活性炭分別器用來分別污染物；另外也必需

10、有固體顆粒分別器用來分別吸附天然氣中攜帶的顆粒物。醇胺溶液在一定環(huán)境下容易起泡，所以需求消泡劑等化學(xué)物質(zhì)。30接上頁通常熱單元都要經(jīng)過保溫。醇胺溶液具有腐蝕性，尤其在熱形狀下，其腐蝕性更強(qiáng)。大多數(shù)情況下設(shè)計(jì)用不銹鋼來承裝醇胺溶液。由于大多數(shù)容器都是傳統(tǒng)容器，所以它們可以看做是就有很大外表換熱的換熱器，如在醇胺溶液外表。31脫水過程1枯燥劑法：分子篩活性氧化鋁硅膠2乙二醇。這里不再陳說32枯燥劑法分子篩分子篩可以吸附二氧化碳和水，但是脫水效果更好。假設(shè)原料氣中的二氧化碳含量很少普通來說小于1可以用分子篩替代醇胺溶液吸收二氧化碳。需求多個(gè)吸附床2或3個(gè)。假設(shè)酸性氣體濃度添加的話，吸附床的尺寸也要隨

11、之添加，相反循環(huán)周期將減小。33分子篩分子篩本質(zhì)是硅酸混合物，在其外表可以吸附氣體。為了選擇性吸附物質(zhì)其分子篩空隙必需嚴(yán)厲控制。在LNG工廠中利用4A型分子篩來吸附水和二氧化碳，這種分子篩對輕組分碳?xì)浠衔锊粫?huì)吸附。分子篩具有選擇吸收性，吸附小分子量物質(zhì)比大分子量物質(zhì)更具有優(yōu)越性。如相對于二氧化碳而言更容易吸收水。上述緣由以致在篩床上，水將會(huì)替代吸附在上面的二氧化碳。重組分碳?xì)浠衔锞o縮機(jī)光滑油等將會(huì)在分子篩床上呵斥堵塞，使得分子篩活性降低。34分子篩枯燥分子篩的各個(gè)篩床交替吸附，即一個(gè)篩床吸附時(shí)候，而其它的篩床正在再生。利用熱的氣體經(jīng)過分子篩床層，使其吸收原篩床上的吸附物從分子篩中脫附，到達(dá)

12、再生的功能。分子篩吸附再生時(shí)間取決于篩床的尺寸，篩床上吸附物質(zhì)的數(shù)量，再生換熱時(shí)間效率等要素。35分子篩枯燥任務(wù)原理在圖中，分子篩B正處于吸附任務(wù)形狀。原料氣從其頂端進(jìn)入，從其底部流出。一部分枯燥后的氣體用來再生分子篩A.36接上頁再生氣經(jīng)過再生器加熱器后流過篩床，從底部流出。在熱氣體經(jīng)過篩床時(shí)吸收篩床上原吸附物質(zhì)即完成再生作用。當(dāng)篩床出口溫度到達(dá)設(shè)定溫度時(shí)即完成再生過程。最后，篩床經(jīng)過沒有加熱的枯燥氣體冷卻下來。再生氣送回循環(huán)中或者處置掉。分子篩完成再生后，替代原任務(wù)的分子篩，投入運(yùn)用完成吸附作用。37再生氣體再生氣量普通很大，普統(tǒng)統(tǒng)過以下方式處置：保送到LNG廠內(nèi)部循環(huán)運(yùn)用假設(shè)酸性氣體被醇

13、胺吸收作為燃料利用輸回到管道38枯燥失效呵斥枯燥劑失效主要緣由如下：分子篩再生系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常如再生氣體溫度過低或者不能使其完全再生；原料氣中的二氧化碳含量忽然添加；由于重組分碳?xì)浠衔锖痛及肥购Y床污染堵塞；氣體經(jīng)過被破壞的篩床通道；篩床到了有效運(yùn)用壽命。39枯燥系統(tǒng)其它設(shè)備對分子篩枯燥的影響枯燥系統(tǒng)包括容器，管道，閥門，再生加熱器，能夠還有再生氣緊縮機(jī)等。該系統(tǒng)需求耐高溫的設(shè)備，所以再生設(shè)備和管道必需絕熱。由于分子篩枯燥過程在系統(tǒng)壓力下任務(wù)，所以枯燥系統(tǒng)必需設(shè)計(jì)在高壓下任務(wù)。40汞在原料氣中普通含有汞，汞及其化合物對鋁制設(shè)備資料具有腐蝕作用。所以假設(shè)氣源中含有汞的話，必需脫汞。非再生床吸附 載

14、硫活性炭 氧化鋁分子篩再生 41其它氣味氣體普通來說，在管道氣中會(huì)含有一些其它氣味氣體?？梢岳梅肿雍Y來脫出天然氣中的少部分其它氣味氣體。通常在普通分子篩篩床中單獨(dú)另放一層不同的篩床物質(zhì)用來分別這些氣味氣體。通常一切篩床層都是可以再生的。42什么引起安裝凍結(jié)？怎樣判別開場結(jié)凍，或能夠結(jié)凍？參看這些準(zhǔn)那么：高的二氧化碳含量。水含量超標(biāo)，或停機(jī)時(shí)的污染物例如：沒有吹干或沒有充分的清洗。換熱器中構(gòu)成較大的壓差能夠發(fā)生在正常消費(fèi)或降溫階段。在安裝的低溫段溫度計(jì)顯示不正常。在安裝的低溫段的流量小。節(jié)流前的壓力低 。43怎樣處置？關(guān)停系統(tǒng)進(jìn)展復(fù)溫，同時(shí)通入熱的枯燥的氣體。在再一次開機(jī)時(shí)確保安裝枯燥完成。4

15、4LNG液化簡易流程45第三節(jié) 液化流程設(shè)備LNG液化廠組成部分所以的LNG液化廠都包括以下幾部分：液化部分；儲運(yùn)單元；LNG閃蒸單元；BOG氣體回收單元。46液化流程設(shè)備在接下來的部分我們將會(huì)詳細(xì)的引見LNG廠液化流程所用設(shè)備。希望他們可以掌握所涉及到的根本設(shè)備、物質(zhì)以及其設(shè)計(jì)所必需思索的地方。他們盡量掌握LNG液化所涉及到的各種流程。這部分將包含主要的液化熱交換器。47流程所用設(shè)備液化流程中將會(huì)涉及到以下主要設(shè)備：緊縮機(jī)老LNG工廠中往復(fù)式緊縮機(jī)最近LNG工廠中離心式緊縮機(jī)或少部分螺桿式緊縮機(jī)透平膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)或蒸汽輪機(jī)氣液分別器蒸餾塔部分運(yùn)用48儲運(yùn)單元儲運(yùn)單元包括以下設(shè)備：

16、儲罐：單容罐雙容罐全容罐泵：罐內(nèi)潛沒泵罐內(nèi)置的低溫性質(zhì)的49 BOG處置部分設(shè)備BOG處置部分設(shè)備包括如下：風(fēng)機(jī)換熱器殼管式板翅式緊縮機(jī)往復(fù)式螺桿式離心式動(dòng)力啟動(dòng)安裝-主要是電動(dòng)機(jī)，有時(shí)也用燃?xì)廨啓C(jī)50降壓原件控制閥J-T閥透平膨脹機(jī)51管道除了在低溫情況下低溫下用Ni鋼或鋁合金，管道管材普通為普通碳鋼。在稍長的低溫管道中，真空多層絕熱資料運(yùn)用最為廣泛。在低溫-20 0F下，碳鋼必需經(jīng)過特殊處置，其外表不能直接接觸低溫液體，普通其外表為含Ni不銹鋼。52 液化天然氣換熱器在液化預(yù)冷或后冷卻單元中，普通選用管殼式低溫?fù)Q熱器。在液化過程中：1. 管殼式 2.大換熱面積換熱器-釬焊鋁制板翅式換熱器-

17、繞管式換熱器53管殼式換熱器 對于在蒸發(fā)端需求恒定換熱溫度來說，管殼式換熱器非常適用；換熱器管中充溢了正處于沸點(diǎn)蒸發(fā)的液體，在管的外表換熱具有一定的極限；由于殼管式換熱器非常傳統(tǒng)適用，有很多已有的廠家；但是，管殼式換熱器沒有思索換熱器中流體的分流情況；可以經(jīng)過控制其出流的溫度壓力程度來控制.54釬焊鋁式板翅式換熱器特點(diǎn)：一種具有相對較大換熱面積的換熱器；對于改動(dòng)流體溫度變化非常適用；對于有繼續(xù)相變換熱非常適用；可以設(shè)計(jì)為順流、逆流、交叉流或混合流動(dòng)方式；可以同時(shí)流入多股流；思索了兩相流動(dòng)的分配問題；可以多個(gè)合并為冷箱；由于制造緣由限制了其消費(fèi)尺寸；有一些制造廠家。55釬焊鋁式板翅式換熱器內(nèi)部流體流動(dòng)方式圖56板翅式換熱器-流體流動(dòng)及分配為了使流動(dòng)和流體分配正常運(yùn)轉(zhuǎn)，各流道必需具有相等的壓降。為了使流道具有相等的壓降，設(shè)計(jì)中主要從一樣的流道長度及橫截面積等方面來思索。不論下面思索的幾方面是在換熱器哪一側(cè)，對于一切流道，幾方面要素必需一樣：1入口封頭2芯體入口收縮3入口導(dǎo)流片4換熱長