LNG工厂运行与工艺课件.ppt

1、长沙新奥燃气储配有限公司长沙新奥燃气储配有限公司20152015年年4 4月月LNGLNG工厂运行与工艺工厂运行与工艺讲师：讲师：长沙新奥燃气储配有限公司长沙新奥燃气储配有限公司LNG工厂工厂u 液化能力：液化能力：20 104Nm/du 存储能力：存储能力：1200104Nmu 气化能力：气化能力：10 104Nm/h第一章：第一章：LNG工艺操作规程、工艺操作规程、流程图流程图长沙新奥燃气储配有限公司长沙新奥燃气储配有限公司LNG工厂工艺流程简图工厂工艺流程简图1、调压计量单元、调压计量单元 工艺流程简介：工艺流程简介：原料气经分输站管线进入门站，送至调压与计量系统。经过切断阀（XV101

2、4）进入过滤器（F1001A/B）过滤大于5微米的杂质，至超声波流量计（FT1012）计量后，通过调压阀（PV1015）稳压到1.2-1.6Mpa，进入缓冲罐（V3101），再去压缩机（C-3101A/B）增压到4.0Mpa,送至净化系统（当门站来气压力有4.0Mpa时，计量后直接去净化系统）。原料气压力：原料气压力：1.6-4.0MPa原料气温度：常温原料气温度：常温原料气流量：原料气流量：8760Nm3/hLNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解2、原料气压缩机系统、原料气压缩机系统 工艺流程简介：工艺流程简介：来自

3、城市次高压管网的原料气，经过过滤计量，通过压力调节阀（PV-1015）根据来气压力调节为1.21.6MPa，如压力低则取压力的最低点。再通过缓冲罐（V-3101）在30的状态下进入压缩机，经压缩后压力提高到4.0MPa后再进入脱汞塔（T-2101）去净化系统。容积流量：容积流量：5m/min吸气压力：吸气压力：1.21.6MPa排气压力：排气压力：4.0MPa吸气温度：常温吸气温度：常温排气温度：排气温度：130系统出口温度：系统出口温度：40LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解3、净化单元（脱汞、脱酸）、净化单元（脱汞、脱酸）工艺流程简介：工艺流程简介

4、：（脱汞）经原料气压缩后的天然气经过除油器，自脱汞塔（T-2101）顶部进入，自底部引出并经篮式过滤器除去固体颗粒后送至板翅式换热器换热，在进吸收塔（T-2102），出塔气体中汞含量不大于0.01ug/Nm3。（脱酸）来自脱汞塔（T-2101）的天然气（操作压力为4.0Mpa(G)，温度40，CO2含量(2.5%），H2S含量(5mg/Nm3），从吸收塔（T-2102）的下部进入，自下而上通过吸收塔；活性MDEA溶液经贫液泵（P-2101A/B）升压到4.3MPa(G)，从吸收塔上部喷淋，贫液温度应高于天然气进气温度5以上，并自上而下通过吸收塔，MDEA溶液和逆向流动的天然气在吸收塔内充分接触

5、，天然气中的CO2被吸收而进入液相，除去CO2的天然气从吸收塔顶部逸出。除去CO2的天然气从吸收塔顶部引出后进入天然气冷却器（E-2101），被冷却至38后，在天然气气液分离器（V-2104）进行气液分离。（二氧化碳含量二氧化碳含量50PPm，硫化氢含量，硫化氢含量4PPm）3、净化单元（脱汞、脱酸）、净化单元（脱汞、脱酸）填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直

6、径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。填料塔3、净化单元（脱汞、脱酸）、净化单元（脱汞、脱酸）3、净化单元（脱汞、脱酸）、净化单元（脱汞、脱酸）脱酸反应原理：MDEA法脱除技术是利用活化MDEA水溶液在高压常温将天然气中的二氧化碳等酸性气吸收，并在降压和升温的情况下，二氧化塘又从溶液中解析出来，同时溶液得到再生。反应方程式：3、净化单元（脱汞、脱酸）、净化单元（脱汞、脱酸）液泛液泛 Flooding 填料塔内，上升气流对液

7、体所产生的曳力阻止液体下流，以致填料层空隙内大量积液，气体只能鼓泡上升，并将液体带出塔外的现象。此时塔的压降随气速急剧上升，填料塔不能正常工作。3、净化单元（脱汞、脱酸）、净化单元（脱汞、脱酸）液泛液泛 Flooding 吸收塔中气液两相在塔内逆流接触，工艺气体从下往上流动，当气体的流速增大至某一数值，溶液被气体阻拦不能向下流动，愈积愈多，气液两相由逆向流动转为同向流动，最终导致溶液从塔顶溢出，造成液泛。在国内工厂现有的技术条件下，持液量、载点、液泛点等指标的控制往往缺乏定性或定量依据。部分工厂对液泛失察或判断延误，导致溶液跑损、停产及巨额的经济损失；另一部分工厂则因为脱碳工况长期恶化而不得不

8、更换溶液。即使液泛比想象中的复杂，但其原因不外乎溶液、设备和工艺三个方面。具体如：溶液发泡或消泡剂加注量及时间不溶液发泡或消泡剂加注量及时间不合理；塔内构件如塔盘、降液管、分布器等疲劳失合理；塔内构件如塔盘、降液管、分布器等疲劳失效等；效等；溶液被污染溶液被污染(如重烃、脂、金属垢皮及循环如重烃、脂、金属垢皮及循环冷却水等冷却水等)；溶液过滤失效；超负荷运行或负荷；溶液过滤失效；超负荷运行或负荷调整波动速率过快。调整波动速率过快。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解3、净化单元（脱酸胺液再生）、净化单元（脱酸胺液再生）工艺流程简介：工艺流程简介：（胺液再生）充分吸收CO2的MDEA溶液自吸收

9、塔（T-2202）塔底引出，先进入操作压力为0.45MPa的富胺闪蒸罐（V-2103）进行闪蒸，闪蒸气主要为溶解在MDEA溶液的天然气进入火炬系统。闪蒸后的富液经贫富换热器（E-2202）被加热至90以上进入再生塔（T-2101）塔顶，自上而下喷淋进行汽提再生。再生塔（T-2101）用低温导热油加热再沸器（E-2203）提供热量，再生塔（T-2101）温度约为110。再生塔顶部出口气体富含CO2气体，约95100，操作压力为0.0450.05MPa；湿CO2气体先经塔顶冷却器（E-2204）降温至40，然后进入CO2气液分离器（V-2201）除去水份，出分离器的CO2气体经压力调节阀（PV-2

10、202）减压后放空，冷凝下来的液相补入贫液泵（P-2101A/B）的进口。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解3、净化单元（脱苯、脱水）、净化单元（脱苯、脱水）工艺流程简介：工艺流程简介：通过脱苯塔脱除苯等重烃后自下部引出后进入脱水塔。天然气吸附净化系统（即天然气脱水工序）由三台脱水塔（T-2302A/B/C）、一台再生气加热器（E-2301）、一台再生气冷却器（E-2302）、一台再生气气液分离器（V-2301）一台三相分离器，一台重烃储罐，一台BOG换热器组成。三台脱水塔(T-2302A/B/C）轮流吸附。三塔吸

11、附、加热再生、冷吹时间必须为同一时间，不能有时间差，以便确保流程畅通；时间设定的标准必须同时满足以下要求：首先，吸附时间内吸附后的净化气必须达到液化气体的要求；其次再生加热温度在时间内必须不低于170，最后同时间内冷吹温度必须低于45；吸吸附附热热吹吹冷冷吹吹3、净化单元（脱苯、脱水）、净化单元（脱苯、脱水）吸附脱水：“吸附”的意思是一个或多个组分在界面上的富集或损耗。其机理是在亮相界面上，由于异相分子间作用力不同于主体分子间作用力，使相界面上流体的分子密度异于主体密度而发生“吸附”。按吸附作用力性质不同，可分为物理吸附与化学吸附。物理吸附是分子间作用力（范德华力）产生的。由于范德华力是一种普

12、遍存在于吸附质与吸附剂间的弱的相互作用力，因此，物理吸附具有吸附速率快，易于达到吸附平衡和易于脱附等特征。吸附剂：活性氧化铝、耐水硅胶、耐水活性炭、吸附剂：活性氧化铝、耐水硅胶、耐水活性炭、3A分子筛、惰性瓷球分子筛、惰性瓷球LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解3、净化单元（重烃分离）、净化单元（重烃分离）重烃分离：三相分离器共有三个液位计；就地磁翻板液位计主要显示整个容器内的混合液液位；玻璃液位计主要判断水和重烃的液位，确保水与重烃的分层在玻璃液位计范威内（手动现场排污）；差压液位计主要显示重烃的液位高度，当差压液位计达到1/31/2时控制气动阀LV321将重烃排入重烃储罐。三相分离器的压

13、力由XV321控制高限0.38MPa、底限0.35MPa；重烃储罐的压力由XV322控制高限0.3MPa、底限0.2MPa；如果三相分离器压力低于重烃储罐，需通过氮气充气充压调阀PV321将压力控制在指标内。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解4、液化系统（冷箱液化）、液化系统（冷箱液化）工艺流程简介工艺流程简介：净化后的天然气进入冷箱（E-2401）中逐渐降温、液化、并过冷至约-161.6后出冷箱，经节流阀FV2402节流至80 kPaG后送去LNG储罐。天然气液化所需的冷量由制冷剂循环系统提供。制冷剂为氮气、甲烷、乙烯、丙烷、异戊烷的混合物，通过AP2402取样分析监测其组成变化，依靠制

14、冷剂储罐（V-3302）来实现变负荷调节。制冷剂压缩产生的气相及液相冷剂分别进入冷箱（E-2401）中预冷，并在冷箱的不同位置节流降温。二级气相在冷箱中预冷到-155，然后经节流阀FV2405节流至-159、0.40MPaG后返回冷箱为冷箱提供冷量；一级液相进入冷箱预冷后，再经节流阀FV2403节流至-40、0.37MPaG，二级液相在冷箱中预冷后，经节流阀FV2404节流至-71、0.39MPaG后返回冷箱并与二级气相节流后的流股汇合后为冷箱提供冷量；汇合后的流股温度升到36.03后出冷箱进入制冷剂缓冲罐（V-3301），从缓冲罐（V-3301）顶部进入制冷剂压缩机（C-3201A/B）继续

15、循环。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解4、液化系统（节流膨胀）、液化系统（节流膨胀）高压气体经过小孔或阀门受一定阻碍后向低压膨胀的过程。1852年，焦耳和汤姆逊设计了一个节流膨胀实验，使温度为T1的气体在 节流阀1一个绝热的圆筒中由给定的高压p1经过多孔塞(如棉花、软木塞等)缓慢地向低压p2膨胀。多孔塞两边的压差维持恒定。膨胀达稳态后，测量膨胀后气体的温度T2。他们发现，在通常的温度T1下，许多气体(氢和氦除外)经节流膨胀后都变冷(T2p2.由于多孔塞的孔很小,气体只能缓慢地从左侧进入右侧,从p1到p2的压力差基本上全部发生在多孔塞内,由于多孔塞的节流作用,可保持左室p1部分和右室低压p

16、2的部分压力恒定不变,即分别为p1与p2.这种维持一定压力差的绝热膨胀过程叫做节流膨胀。4、液化系统（节流膨胀）、液化系统（节流膨胀）在节流过程中，流体既未对外输出功，又可看成是与外界没有热量交换的绝热过程，根据能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。当气体节流后，由于压力降低，气体体积膨胀，分子间的距离增大，分子间的势能增加，相应的动能减小，而分子的动能大小可反映出温度的高低，所以，一般情况下，气体节流后温度总是有所降低。并不是所有流体节流膨胀后会降温的。比如氢气会升温。分子动能分

17、子动能分子势能分子势能4、液化系统（深冷分离重烃）、液化系统（深冷分离重烃）工艺流程简介工艺流程简介：在液化过程中为进一步脱除重烃而在冷箱设置了重烃深冷分离工艺：利用进冷箱天然气热线和冷线自动调温到-50，此时天然气在重烃分离器中气液分离，其中重组分被冷凝出来经气化器升温后进入重烃储罐储存；气相返回冷箱继续降温液化。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解4、液化系统（制冷剂循环）、液化系统（制冷剂循环）工艺流程简介工艺流程简介：来自制冷剂缓冲罐（V-3301）的混合制冷剂通过制冷剂压缩机（C-3201A/B）经两级压缩升压至2.80MPaG。制冷剂压缩机（

18、C-2301A/B）二级出口气相分成两路，一路直接去冷箱（E-2401）换热，另一路经手动调节阀HV3201去制冷剂储罐（V-3302）；二级出口液相一路直接去冷箱（E-2401）换热，另一路经调节阀HV3202去制冷剂储罐（V-3302）。如需要减小制冷剂循环的循环量，可通过HV3202将部分重组分排入制冷剂储罐（V-3302）；如需降低制冷循环中轻组分的比例，通过HV3201将部分轻组分排入制冷剂储罐（V-3302）；如果提高产能，需向制冷剂循环中补充重组分或轻组分，可分别通过HV3302、HV3303从制冷剂储罐（V-3302）补入制冷剂缓冲罐（V-3301）。LNG生产工艺流程图解生产

19、工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解5、LNG储运系统储运系统 工艺流程简介工艺流程简介：LNG储罐主要作用是储存经工艺处理后的液化天然气。储罐的核心是一台20000m的平底圆筒形双金属单容罐。储罐的内罐材质选用不锈钢304，包括内罐地板、筒体壁板、吊杆、加强圈及内罐梯子,吊顶采用铝材。储罐的外罐材质选用低合金钢Q345R，包括外罐底板、筒体壁板、外罐拱顶、加强圈，梯子平台采用Q235B。为减少热量传入罐内，降低储罐日蒸发率，内罐

20、底用泡沫玻璃砖、内外罐间夹层采用膨胀珍珠岩、内罐吊顶采用玻璃棉作为保冷隔热材料。5、LNG储运系统储运系统 工艺流程简介工艺流程简介：LNG储罐主要用途是接收液化装置来的产品进入LNG储罐储存，储罐蒸发气BOG输出送至上游回收，产品通过罐内泵外输的工艺。本装置通过对BOG 回收及安全泄放装置设置合适的动作压力来兼顾BOG回收和安全保护。在储罐及管路上设有完善的仪表检测系统，包括就地及远传。系统的主要运行参数（温度、液位、压力等）远传至中控室，并通过DCS系统实现自动化控制。工艺流程根据功能可划分为：储存系统；储存系统；BOG系统；系统；仪表及控制系统；仪表及控制系统；安全及消防喷淋系统。安全及

21、消防喷淋系统。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解6、BOG压缩机系统压缩机系统 工艺流程简介工艺流程简介：储罐（V-4101）正常气化的气体，经过BOG空温气化器（E-4401）加热到常温后进入BOG压缩机增压至0.25Mpa，通过检测进气量，BOG压缩机自动调整负荷。之后经过过滤、计量、加臭进入城市中压管网。本厂一台DW-8/0.18-4型、两台H-40/0.18-4型BOG压缩机。分别于储罐（V-4101）压力连锁，当储罐（V-4101）压力14Kpa时，BOG压缩机（C-4401C）启动，12Kpa停机。当储罐（V-4101）压力18Kpa时，B

22、OG压缩机（C-4401B）启动，16Kpa停机。当储罐压力16Kpa时，BOG压缩机（C4401A）启动，16Kpa停机。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解7、装卸车系统、装卸车系统 LNG装车臂装车臂：LNG装车臂是为装卸汽车液化天然气罐车而开发的一种新型灌装设备。设备中所用的低温专用旋转接头采用独特的双法兰设计，更换密封圈十分方便。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解8、LNG气化供气单元气化供气单元工艺流程简介工艺流程简介：当城市天然气管网需要补气时，开启LNG罐内潜

23、液泵，将罐内LNG加压至1.6MPa，进入LNG空温式气化器气化，当气化后的天然气温度低于5时，应经过NG导热油式加热器，将天然气温度加热到520，再经调压计量后送入城市天然气输配管网。当空温式气化器出口天然气温度达到设定值（5）时，天然气直接进入调压计量系统后送入城市燃气输配管网，向用户供气。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解9、辅助单元（火炬操作系统）、辅助单元（火炬操作系统）工艺流程简介工艺流程简介：火炬系统由1套燃烧机组，1集气包，1分液罐，1台自动点火控制柜，防风消音墙，防辐射隔热罩，污水泵，离心风机。保

24、证上游装置在正常生产、开停车及事故状态时所排放的气体能够及时、安全、可靠地燃烧排放。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解9、辅助单元（氮气系统、仪表风系统）、辅助单元（氮气系统、仪表风系统）工艺流程简介工艺流程简介：氮气系统由液氮与制氮机两部分构成。正常生产时主要由制氮机为后续工段进行供气；液氮则为氮气系统的备用气源，当制氮机出现故障或制氮机供气不足时使用，此外液氮还可作为空压机无法启动时的仪表风气源。仪表风系统主要由空压机和无热再生干燥器组成。仪表风系统为气动控制阀门定位器提供所需动力。环境空气经过空气过滤器过滤后进入空压机机头，压缩后的空气经过油气分离器分离和空气冷却器冷却后从出口阀排出

25、。从空压机出来的压缩空气进入无热再生干燥器进行干燥，使露点降至-40以下。干燥后的压缩空气进入空气缓冲罐，再由空气缓冲罐送至各用气点。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解9、辅助单元（导热油系统）、辅助单元（导热油系统）工艺流程简介工艺流程简介：导热油系统分为2个回路：高温回路为再生气加热器（E-2301）提供热量；低温回路为再沸器（E-2203）提供热量。导热油炉2台、高温泵组2台、低温泵组2台、膨胀槽1台、贮油槽1台。燃料气取自进口调压计量系统，经计量调压后进入燃烧器燃烧。另一路从富胺闪蒸罐闪蒸出的天然气，供导热油炉使用。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工

26、艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解9、辅助单元（循环水系统）、辅助单元（循环水系统）工艺流程简介工艺流程简介：循环水系统通过与介质换热为工艺提供冷却降温的作用。主要冷却：2处原料气压缩机冷却水(C-3101A/B)，2处冷剂压缩机冷却水(C-3201A/B)，2处冷压机电机水冷，5处压缩机冷却水(C-4401A/B/C)，天然气冷却器(E-2101)，贫液冷却器(E-2201)，二氧化碳冷却器(E-2204)，再生气冷却器(E-2302)，一级水冷器(E-61)，二级水冷器(E-62)。LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解LNG生产工艺流程图解生产工艺流程图解第二章：第二章：L

27、NG工艺巡回检查工艺巡回检查注意事项注意事项调压计量区调压计量区原料气压力：1.6-4.0Mpa原料气温度：常温原料气流量：8760Nm/h净化系统净化系统进口压力：4.0MPa出口温度：40出口H2S含量：4PPm出口CO2含量：50PPm出口H2O含量：1PPm出口露点温度：-72出口Hg含量：0.01g出口C6H6含量：10PPm液化系统液化系统温度：常温-161压力：设计压力3.84MPaG，实际运行压力约为3MPaG流量：8440Nm3/h序号检查项目设计标准检查频率备注1一级进气压力（MPa）0235随时0.08连锁停机2一级排气压力（MPa）0.862随时1.0连锁停机3一级排气

28、温度（）90.98随时100报警4二级排气压力（MPa）2.7随时2.8高报，2.90连锁停机5二级排气温度（）100随时110 报警6润滑油压力（MPa）0.30.35随时0.2连锁停机 7润滑油温度（）2735随时108主轴承温度（）60随时65报警，75停机9填料法兰处温度（）125随时10电机轴承温度（）随时85报警,90连锁停机11电机定子温度（）随时140报警，145高高报12冷却水进水温度（）32随时13冷却水回水温度（）40随时液化系统液化系统序号名称位号数量技术参数1冷剂压缩机C-3201A/B2进口：0.235；一排：0.862，二排2.722乙烯储罐V-33051常压0.

29、8MPaG，温度：-102-553制冷剂缓冲罐V-32021设计压力：2.8MPa4制冷剂储罐V-33011设计压力：2.8MPa5丙烷储罐V-33031常压1.8MPaG，温度：-46常温6异戊烷储罐V-33041常压0.8MPaG，温度：常温7冷箱E-2401160-196序号项目参数1介质LNG2工作温度-196603压力（表压）-0.5kPa/29kPa4防翻滚1、检测储罐内不同高度处的温度和密度的变化；2、正确使用储罐的上下进液。5液位储罐液位控制方案详见附件6储罐工作最低液位（低液位报警）7储罐工作最高液位（高液位报警）储运系统储运系统-LNG储罐储罐型号ECR-124零件号7001274-01设计液体液化天然气比重正常：0.420设计压力（泵/端板）21.2/22.2 BARG泵额定流量90 立方米/小时泵额定扬程400 米同步泵速3000 转/分钟电机额定功率93 千瓦 125 马力电源380伏/50赫/3 相满载电流200.3安启动电流933 安储运系统储运系统-潜液泵潜液泵进口压力(MPa)进口温度()出口压力(MPa)出口温度()冷却后温度()一级0-0.025210.1510040二级0.15400.411640BOG系统系统