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依托载荷情态液化进境换热器的运行

  工艺描述含硫气体如CO2和H2S以及C5或更高的重烃馏分从高压天然气中脱除。这种处理过的天然气作为进料气在43bar压力和34e温度下输送到换热器中。给出了进料气样品的组分。流量定在19000kgmol/h.总计1001,单组分制冷剂流程所示流程首次应用了新液化工艺中的天然气液化方法。该流程的预冷却部分使用两种单组分制冷剂。
  (1)进料气的冷却和液化进料气用C3制冷剂进行三级冷却。首先在进料气/高位C3换热器中将进料气冷却到约20e.大部分水分都被冷凝,然后在分离罐中被分离出去。水分从干燥器中的进料气进一步降低到1ppm(wt)水位,然后输送到中位和低位C3换热器中,接着被冷却到-30e.此后,进料气用C2制冷剂分三级冷却。进料气依次通过高、中和低位C2换热器冷却到-7712e.这时约有47mol的进料气已经被液化,继续输送到进气膨胀机入口罐。
  由于用该预冷工艺液化过的进料气馏分的温度范围是-70-100e,明显高于LNG-160e的温度,所以必须把进气的液化馏分冷却到接近LNG的温度。因此要在冷热回收交换器中,通过与两个实际等熵工艺生产出的非液化馏分(用于天然气和循环气,下文将作介绍)交换热量来对液化馏分进行冷却。
  在进料气膨胀机出口罐内分离的天然气非液化馏分进入冷热回收交换器中,从而把在进料气膨胀机入口罐内分离的液化馏分冷却到-144e,而把天然气加热到-79e.天然气随后进入直接与膨胀机连接的进料气膨胀压缩机中,增压到714bar.然后天然气进入中间冷却进气循环压缩机,加压到71bar.天然气在后冷却器中冷却到34e,作为循环气进行循环。
  (2)循环气的冷却和液化和上文所讲的进料气一样,循环气先通过三台分三级循环C3制冷剂的换热器,然后通过三台分三级循环C2制冷剂的换热器,冷却到-77e.由于用这种方法冷却的循环气相对不含C2 成分,所以它的临界压力比较低,不易进行部分液化。因此,循环气直接进入循环气膨胀机,然后利用实际等熵膨胀工艺将压力增大到约117bar,温度降到-148e,然后再输送到循环气膨胀机出口罐(其中一部分循环气,47mol被液化)。
  已经在循环气膨胀机出口罐中分离的循环气非液化馏分进入冷热回收交换器中,并把在进料气膨胀机入口罐内分离出来的液体冷却,与此同时循环气本身的温度升高到-79e.此后,该循环气由一台与循环气膨胀机直接连接的循环气膨胀机加压到713bar,然后通过一台中间冷却循环气压缩机。通过压缩机增压到71bar的循环气由一台后冷却器冷却到34e,与从冷却器中出来的天然气非液化馏分结合后,作为循环气循环到循环气高位C3换热器。
  (3)末级闪蒸和LNG产品液体馏分在进料气膨胀机入口罐分离,并在冷热回收交换器中冷却后,通过一个阀门降压,然后进入进料气膨胀机出口罐。从进料气膨胀机出口罐和循环气膨胀机出口罐出来的液体分别由各自的阀门降压到113bar,并且冷却到-157e.复合流进入一台LNG闪蒸罐被分离成LNG和贫气,同时还脱除了原始天然气中携带的N2。在LNG闪蒸罐中分离出的贫气经过末级闪蒸气换热器并在此恢复低温状态,并且由一台排量为1444kgmol/h的末级闪蒸气压缩机加压后用作燃料气。在闪蒸罐中分离的液体作为LNG,由LNG成品泵以320t/h的速率输送到储罐中。
  (4)丙烷制冷系统为采用C3制冷剂的制冷循环。C3制冷剂在温度37e和压力13bar条件下以液态形式储存在C3罐中。把C3液体从C3罐中引入换热器对进料气和循环气进行预冷却。C3液体还被引入换热器以进行C2制冷剂的制冷循环(下文将作介绍)。来自丙烷罐的C3液体通过阀门减压后进入这些高位C3换热器。进入进料气/高位C3换热器的部分液体蒸发并将进料气冷却。其剩余液体用阀门减压,并在其进入进料气/中位C3换热器之前生产出来。在该换热器中,部分液体蒸发并将进料气进一步冷却,而其余的液体通过阀门降到115bar压力和-33e温度。然后进入进料气/低位C3换热器。在该换热器中,液体全部蒸发并将进料气进一步冷却。同样,在循环气/C3换热器和C2制冷剂/C3换热器中产生出C3蒸气。