企业培训_某天然气有限责任公司工艺培训资料

巴彦淖尔华油天然气有限责任公司 工艺培训资料 公司简介 巴彦淖尔华油天然气有限责任公司于2009年8月20日成立 是昆仑能源有限公司控股的华油天然气股份有限公司的全资子公司 公司主要从事液化天然气 LNG 的生产 销售 LNG加气站的开发利用和建设 LNG技术的咨询服务 石油化工货物运输等 公司目前建成并运行一座日处理天然气30 104Nm3 d液化天然气厂 厂区总占地面积为75910 20m2 约合113 8654亩 厂内布置主要分为五部分 生活办公区 生产装置区 储罐区 公用工程区 装卸区 生活办公区位于厂区的东南部 该区紧邻厂外道路 便于人员出行 在紧急状态下利于人员疏散 该区布置综合办公楼 生产装置区位于厂址的中部 罐区的西侧 成东西走向 工艺流程顺畅 储罐区位于厂址的北部 工艺装置以东 该区地势较为平坦 地质条件相对良好 该区布置了两座LNG储罐 公用工程区位于厂区的西部 紧邻工艺装置布置 该区布置了循环水泵房 变配电站 消防水泵房位于罐区南侧 厂区的西偏北侧布置放空火炬 厂区的最北侧布置事故水池 装卸区位于厂址的东北侧布置 靠近厂区道路 距离储罐区较短 使低温管线的长度比较短 便于槽车运输 该区设有单独的出入口 设置了4个装车位 其中3个LNG装车位 1个重烃装车位 一 LNG基础知识 二 LNG工厂的主要组成 三 工艺流程 一 LNG基础知识 天然气在常压下 当冷却至约 162 时 则由气态变成液态 称为液化天然气 英文LiquefiedNaturalGas 简称LNG 天然气是一种混和物 其组分随气田不同而异 主要成分有甲烷 氮气及C2 C5的饱和烷烃 另外还含有微量的氦 二氧化碳及硫化氢等 通过制冷液化后 LNG就成为含甲烷 96 以上 和乙烷 4 及少量C3 C5烷烃的低温液体 LNG是由天然气转变的另一种能源形式 LNG的物化性质 1 LNG的主要成份为甲烷 化学名称为CH4 还有少量的乙烷C2H6 丙烷C3H8以及氮气等其他成份组成2 沸点为 162 5 熔点为 182 着火点为650 3 爆炸范围 上限为15 下限为5 4 无色 无味 无毒且无腐蚀性 5 体积约为同量气态天然气体积的1 625 LNG的六大优点 1 LNG体积比同质量的天然气小625倍 所以可用汽车轮船很方便地将LNG运到没有天然气的地方使用 2 LNG储存效率高 占地少 投资省 10m3LNG储存量就可供1万户居民1天的生活用气 3 LNG作为优质的车用燃料 与汽油相比 它具有辛烷值高 抗爆性能好 发动机寿命长 燃料费用低 环保性能好等优点 它可将汽油汽车尾气中HC减少72 NOx减少39 CO减少90 SOx Pb降为零 4 LNG汽化潜热高 液化过程中的冷量可回收利用 5 由于LNG汽化后密度很低 只有空气的一半左右 稍有泄漏立即飞散开来 不致引起爆炸6 由于LNG组分较纯 燃烧完全 燃烧后生成二氧化碳和水 所以它是很好的清洁燃料 有利于保护环境 减少城市污染 天然气液化 调峰型液化站 基本负荷型液化工厂 2 LNG工业链 LNG储存 用户 管网 LNG船 LNG储存 气化站 LNG储存 接收站 气化 管网 用户 LNG加注站 LNG汽车 LNG生产链 LNG的主要用途 1 作为清洁燃料汽化后供城市居民使用 具有安全 方便 快捷 污染小的特点 2 作代用汽车燃料使用 采用LNG作为汽车发动机燃料 发动机仅需作适当变动 运行不仅安全可靠 而且噪声低污染小 特别是在排放法规日益严格的今天 以LNG作为燃料的汽车 排气明显改善 据资料报道 与压缩天然气 CNG 比较 在相同的行程和运行时间条件下 对于中型和中重型车辆而言 LNG汽车燃料成本要低20 重量要轻2 3 同时 供燃系统装置的成本也至少低2 3 可以证明 将天然气液化并以液态储运是促使它在运输燃料中应用的最经济有效的方法 3 作为冷源用于生产速冷食品 以及塑料 橡胶的低温粉碎等 也可用于海水淡化和电缆冷却等 4 作为工业气体燃料 工艺玻璃厂等 二 LNG工厂的主要组成 1 原料气压缩机 根据入厂压力而定 2 胺 MDEA 脱碳脱硫装置 以脱除CO2至小于50PPM V H2S至小于4PPM V 3 分子筛脱水系统 双塔系统 以将水含量脱至小于1PPM V 并同时将汞脱除 4 混合冷剂制冷压缩机 电机驱动离心式 5 冷箱系统 铝制板翅式 6 冷剂罐区7 储运系统 储罐 装车台 8 空压机及制氮系统9 循环水系统 软化水装置 脱盐水装置 冷却塔 10 放空及火炬系统11 消防系统12 变电站 原料气压缩机 电机 吸收塔 解析塔 脱碳脱酸系统 分子筛脱水系统 分子筛塔 分子筛塔 脱汞塔 冷机压缩机组 电机 液力耦合器 齿轮箱 压缩机 冷箱 冷箱 高位油箱 乙烯罐 冷剂罐 丙烷罐 异戊烷罐 重烃中间罐 干燥床 冷剂罐区 冷剂罐区主要用于储存各种冷剂 这个区域中有两个干燥床 用于除去丙烷和异戊烷中的水分 LNG储罐 装车台 空压机及制氮系统 空压机 无热再生吸附式干燥机 制氮机 无热再生型吸附式干燥机 无热再生型吸附式干燥机是一种利用多孔性固体物质表面的分子力来吸取气体中的水份 从而获得较低露点温度 更干燥 洁净气体的净化设备 根据变压吸附原理 PSA 利用干燥剂表面与空气中水蒸汽分压取得平衡的特性 将空气中的水分吸附 从而达到去除压缩空气中水份的目的 干燥机为双塔结构 当空气流经一个塔被干燥时 另一个塔则通以微量干燥压缩空气 采用降压 吹洗的方法 使已经吸附了水份的干燥剂进行解吸再生 即干燥剂解吸并将水份排出机外 双塔交替连续工作输出干燥洁净的压缩空气 其净化空气含水量可达露点 40 以下 从而获得深度干燥的无水无油的高纯度的压缩空气满足用气的需要 制氮机工作原理 碳分子筛变压吸附制氮是 应用PSA气体分离技术 以碳分子筛为吸附剂 以压缩空气为原料 利用碳分子筛在一定时间内对N2 O2的吸附速度差异 在密闭容器内进行加压吸O2产N2 减压脱附O2的循环操作过程 制氮机 液氮罐 液氮罐 空气复热器 水域复热器 液氮泵 循环水系统 本装置的循环水系统 采用闭式循环系统 来自工艺装置的冷却水回水进入冷却塔 M 1201A B 出塔的冷却水经工艺循环水泵 P 1201A B C 加压送至循环水给水管网 循环水的补充水为软化水 经软化水供水泵 P 1206 和稳压泵进入循环水系统 软化水装置 脱盐水装置 循环水泵 石英砂过滤器 活性炭过滤器 冷却水塔 我厂冷却水塔是由烟台荏原空调设备有限公司生产的密闭横流式冷却水塔 实现循环水的闭式循环 来自工艺装置的冷却水回水进入冷却塔 M 1201A B 出塔的冷却水经工艺循环水泵 P 1201A B C 加压送至循环水给水管网 循环水的补充水为软化水 经软化水供水泵 P 1206 和稳压泵进入循环水系统 火炬系统包括主管 分液罐 小火燃烧器 火炬点火器及火焰检测装置 火炬性能参数如下 最大泄放量3 0X105Nm3 d火炬顶高度 25m 火炬及放空系统 消防系统 35kv变电站 三 工艺流程 原料天然气 过滤增压系统 脱二氧化碳系统 脱水脱汞系统 天然气预处理 液化系统 天然气制冷液化 LNG产品 产品储运 重烃产品 145 9 400kpa a 9605kg h 1 过滤增压系统 天然气门站原将入厂原料天然气调压至1 6MPa 表压 原料天然气1 6MPa 表压 30 经入口过滤器 F 1100 除去粒径大于1 m的颗粒和游离态液体后进入天然气压缩机入口缓冲罐 分离出可能存在的游离介质 入口过滤器和压缩机入口缓冲罐分离出来的液体排至气液分离器 V 1100 原料天然气与再生气分离器返回的再生气均进入天然气压缩机 C 1100A B 增压至4 0MPa 表压 后经压缩机后冷却器 E 1100 冷却和压缩机出口过滤器 F 1115 过滤 在3 98MPa 表压 40 条件下进入脱二氧化碳系统 原料气中各组分 2 脱二氧化碳系统 根据二氧化碳脱除要求 二氧化碳含量低于50ppm 硫化氢含量低于4ppm 结合MDEA溶剂的特性 选择MDEA吸收法脱二氧化碳工艺流程 该工艺主要包括吸收和解吸两部分 分别描述如下 吸收 设计天然气在3 98MPa 表压 40 条件下自中下部进入吸收塔 T 2120 贫胺溶液 浓度40 50wt 自贫胺罐 V 2190 经贫胺增压泵 P 2200 2210 贫胺冷却器 E 2260 活性炭过滤器 F 2230 贫胺过滤器 F 2245 贫胺 进料泵 P 2170 2180 后在4 4MPa 表压 50 条件下自上部进入吸收塔 T 2120 天然气自下而上与贫胺 MDEA水溶液 逆向接触 充分反应吸收天然气中的二氧化碳 自塔顶出来的气体先经塔顶分离器 V 2140 分离出可能夹带的水和胺 再经脱酸气体冷却器 E 2130 降温至35 后进入过滤分离器 F 2145 去除杂质微粒及液滴后送入脱水脱汞系统 在过滤分离器 F 2145 出口设取样管线 监测二氧化碳指标 解吸 吸收了大量二氧化碳的富胺溶液在58 进入富胺闪蒸罐 V 2150 闪蒸出少量二氧化碳和溶解烃类经富胺过滤器 F 2220 后进入贫富胺换热器 E 2160 与来自解吸塔底再沸器的115 贫胺溶液换热 被预热至104 左右后自中上部进入解吸塔 T 2300 富胺溶液在填料表面下落的过程中与塔底上升蒸汽充分接触 逆向反应释放出二氧化碳 二氧化碳随蒸汽上升至塔顶后经塔顶冷却器 E 2250 塔顶回流罐 V 2240 冷却分离后高点放空 冷凝液由回流泵 P 2270 2280 送回塔顶 解吸塔内下落的贫胺溶液自塔底流出进入塔底再沸器 E 2290 加热产生的蒸汽作为解吸所需的热源返回解吸塔 贫胺溶液先与富胺溶液在贫富胺换热器 E 2160 换热降温后进入贫胺罐 V 2190 储存 3 脱水脱汞系统 脱水目的 由于LNG原料气中的饱和水分在一定条件下可能形成碳氢水合物 严重时可能堵塞液化系统的管道与设备 最终影响LNG生产 另外 对于含CO2 H2S的天然气 由于水分的作用 它们将形成具有腐蚀性的酸液 从而造成设备与管线的严重腐蚀 所以对LNG原料气必须进行脱水处理 脱水方法 低温冷凝法 溶剂吸收脱水法 固体吸附脱水法 膜法脱水 脱汞目的 天然气中的汞将严重腐蚀铝制设备 比如1973年12月在斯基柯达天然气液化装置的低温换热器铝管中就曾发现过严重的汞腐蚀现象 致使该液化系统停工14个月之久 当LNG原 料气中存在汞 包括单质汞 汞离子以及有机汞化合物 时 铝将与水反应生成白色粉末状的腐蚀产物 严重破坏铝的性质 极微量的汞足以使铝制设备严重破坏 而且造成环境污染和坏境污染和检修人员伤害 所以LNG原料气中汞的含量应严格限制到允许范围之内 从脱二氧化碳系统出来后的工艺气体先进入脱水系统 再进入脱汞系统 脱水系统的目标是将水含量降至1ppm以下 脱汞系统的目标是将汞含量降至 0 01 g Nm3 从脱碳系统出来的气体进入分子筛塔 T 3100 3200 该塔为硅酸铝固定床的分子筛塔 通过分子筛塔将入口天然气 中的水脱除 使出口气体中水含量降至1ppm以下 脱水系统的设计基于两个分子筛塔 一个塔运行 另一个塔再生 再生气来自脱水系统的出口干燥气 将分子筛塔再生后经过冷却分离 返回至原料气入口过滤器入口 脱水后的干燥天然气经粉尘过滤器 F3140 3145 由顶部进入装填载硫活性碳的脱汞塔 T 3410 气体在脱汞塔内缓慢通过时 微量汞分子与活性炭表面的硫反应生成硫化汞后被吸附在活性炭上 底部排出的净化气经脱汞塔出口粉尘过滤器 F 3410 3420 去除可能堵塞下游LNG装置中板翅式换热器的杂质后进入液化系统 4 液化系统 天然气液化流程从脱水 脱汞系统出来的天然气 3 91MPa 表压 35 左右 先与重烃换热器 E 5305 换热后进入冷箱 ET 5301 与冷剂进行充分换热被冷却到 50 后进入重烃分离器 V 5304 分离出的液相重烃经节流 换热后 2 08MPa 表压 30 进入储运系统 分离出的气相甲烷再次送入冷箱 ET 5301 进一步深冷到 147 后液化节流到0 3MPa 表压 自流至LNG储罐 脱重烃的目的 重烃常指天然气中C5以上的烃类 在烃类组分中 当其相对分子质量由小到大时 相应的沸点则由低到高变化 所以在冷凝天然气的循环中 重烃总是先被冷凝下来 若不事先将其脱除 则重烃将在天然气液化过程中可能冻结而堵塞设备或管道 尽管天然气中C6以上馏分的含量极少 但是其特性的微小变化将显著影响天然气相特性的预测 究其原因 主要是天然气混合物得露点受其重组分的影响较大 重组分的变化将直接影响天然气露点温度或露点压力 在 183 3 以上时 乙烷和丙烷能以任意浓度溶解于LNG中 而C6以上烃类 特别是环状 化合物 则难以溶解 因此 必须设法脱除LNG原料气中的重烃 事实上 天然气在分子筛 活性氧化铝或硅胶吸附脱水的同时 可部分脱除重烃 其脱除程度主要取决于吸附剂的负荷和再生的形式 当吸附法不能使重烃含量降到所要求的最低浓度时 可采用深冷分离法进一步脱除重烃 通常 余下的重烃可在一个或多个低温分离器中脱除 此外 活性炭可用于脱除天然气中的液态烃类 冷剂循环制冷方式主要有 级联式液化流程 混合制冷剂液化流程 包括闭式 开式 丙烷预冷 CII等 带膨胀机的液化流程 包括天然气膨胀 氮气膨胀 氮 甲烷膨胀等 按一比例混合而成的冷剂 甲烷 乙烯 丙烷 异戊烷 氮气 进入冷剂压缩机入口分离器 V 5301 尽可能的分离出液体 气相通过冷剂压缩机 C 5301 一级增压至1 65MPa 表压 后 经级间水冷器 E 5302 冷却至35 后 进入级间分离器 V 5302 分离出的气相进入冷剂压缩机 C 5301 进行二级增压 分离出的液相经级间泵 P 5301A B 打入出口分 离器 V 530