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該廠共有四條液化生產(chǎn)線,每兩條液化線組成一套裝置。每套裝置設有單獨的原料氣預處理、壓縮機及換熱器等。總液化能力為1075×104m3/d。
兩臺并聯(lián)布置的壓縮機將原料氣從起始壓力2.84MPa壓縮到4.64MPa。壓縮后的原料氣用熱鉀堿法脫除二氧化碳與硫化氫;用分子篩脫水干燥,并借助吸附過程脫除高碳氫化合物。凈化后的天然氣進入低溫換熱器冷卻和液化,其液化壓力為3.94MPa。
每套液化裝置由四臺離心式制冷壓縮機及兩臺繞管式鋁制換熱器組成。因此整個液化系統(tǒng)共有八臺制冷壓縮機,均用蒸汽透平驅(qū)動;四臺低溫繞管式換熱器,每臺直徑4.5m,高61m,換熱器面積93000m2。
液化天然氣產(chǎn)品在大氣壓下,儲存在兩個容量為47700m3的地面雙層隔熱合金鋼儲槽中,儲槽直徑42.7m、高36.6m,內(nèi)殼采用含9%Ni的鋼板,蒸發(fā)率為0.1%。
與級聯(lián)式液化流程相比,采用混合制冷劑液化流程的液化裝置具有機組設備少、流程簡單、投資較少、操作管理方便等優(yōu)點。同時,混合制冷劑中各組分一般可部分或全部從天然氣本身提取和補充,因而沒有提供純制冷劑的困難,且純度要求也沒有級聯(lián)式液化流程那樣嚴格。其缺點是能耗比級聯(lián)式液化流程高出15%~20%;對混合制冷劑各組分的配比要求嚴格,流程計算困難。
(三) 丙烷預冷混合冷劑制冷的基本負荷型液化裝置
為了降低混合制冷劑液化流程的能耗,20世紀60年代末出現(xiàn)了許多改進型的混合制冷劑液化流程。70年代,APCI(美國空氣液化公司)發(fā)展了丙烷預冷混合制冷劑液化流程,于1973年獲得專利,并在大型LNG工廠得到了廣泛應用。它是級聯(lián)式循環(huán)和混合制冷劑循環(huán)的結(jié)合,用丙烷將天然氣從40℃預冷至-30℃;混合制冷劑循環(huán)再把天然氣從-30℃過冷到-160℃。
圖3-15[7]是首次采用這種液化流程的天然氣液化裝置的流程簡圖,于1973年建于北加里曼丹的文萊。該廠共有五套這樣的裝置,每套液化能力為424.5×104m3/d。
原料氣經(jīng)脫除水分及重烴后,通過兩條直徑為710mm的輸氣管送入廠內(nèi)。采用環(huán)丁砜法吸收脫除原料氣中的二氧化碳及硫化氫;處理后的原料氣含有的飽和水經(jīng)兩步脫除,即先將原料氣冷卻至21℃左右,使約70%的水分被冷凝分離出來,而后再用分子篩深度脫水。
凈化后天然氣組分的摩爾分數(shù)為:88.2%甲烷、50%乙烷、4.9%丙烷、1.8%丁烷及0.1%C3+。此后,天然氣經(jīng)重烴回收塔分離重烴,并用丙烷預冷到-34℃,在4MPa壓力下進入混合制冷劑循環(huán)的低溫換熱器,在其中被冷卻、液化和過冷。過冷后的液化天然氣送入儲槽。
該廠有液化天然氣地面儲槽三個,每個容量60000m3。槽內(nèi)壓力維持在29.4kPa,槽內(nèi)蒸發(fā)氣返回工廠作燃料。
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(四) 基本負荷型液化裝置中液化流程的比較
基本負荷型天然氣液化裝置主要采用上述三種液化流程,其主要指標的比較見表3-5。表3-6列出世界上一些基本負荷型裝置所使用的液化流程及其性能指標。
表3-5 液化流程主要技術(shù)經(jīng)濟指標比較
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比較項目 | 階式液化流程 | 閉式混合冷劑液化流程 | 丙烷預冷混合冷劑液化流程 |
處理氣量/104m3① | 1087 | 1087 | 1087 |
燃料氣量/104m3① | 168 | 191 | 176 |
進廠氣總量/104m3① | 1255 | 1287 | 1263 |
制冷壓縮機功率/kw | ? | ? | ? |
?丙烷壓縮機 | 58971 | — | 45921 |
?乙烯壓縮機 | 72607 | — | — |
?甲烷壓縮機 | 42810 | — | — |
?混合制冷劑壓縮機 | — | 200342 | 149886 |
?總功率 | 175288 | 200342 | 195870 |
換熱器總面積/m2 | ? | ? | ? |
?翅片式換熱器 | 175063 | 302332 | 144257 |
?繞管式換熱器 | 64141 | 32340 | 52153 |
鋼材及合金耗量/t | 15022 | 14502 | 14856 |
總投資/104美元 | 9980 | 10070 | ?? 10050 |
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