培训资料

1.1.2工艺原理

天然气是以各种碳氢化合物为主的气体混合物，主要成分是气态烃类，除甲烷外，还含有一定量的C2、C3、C4、C5及更重烃类,同时，天然气中还含有一定量的CO2和H2O。该装置是采用BV公司的PRICO?单级混合冷剂制冷工艺生产液化天然气（LNG）。该工艺的主要特点是简单可靠、易于操作。为了满足生产工艺及产品质量要求，需要预处理，再进行液化。预处理包括脱除CO2、H2O、汞及重烃等。

由甲烷、氮气、乙烯、丙烷和异戊烷等组成的混合冷剂经压缩、冷凝、节流、蒸发等逆卡诺循环后，将获取的冷量在换热器内与经处理的干燥天然气充分换热，从而生产所需的液化天然气（LNG）。

脱除

1.1.3.1原料气调压计量及CO

2

原料气以7.0 MPaG 的压力进入CO2脱除工段，由进气凝聚过滤器V-101 脱除其夹带的任何液体和/或固体杂质原料气从过滤器出来后，经胺吸收塔进气/胺吸收塔顶气换热器E-105 加热后进入胺吸收塔T-101。胺液由塔顶流下，与原料气接触，将原料气中的CO2浓度降低到50 ppm 以下。胺吸收塔的塔顶出口气在E-105 中与进入系统的原料气进行换热冷却（降低气体中的水含量），然后经过V-110 除掉冷凝的水或者携带的胺液（和泡沫），收集的液体返回至胺闪蒸罐，气体进入干燥单元。

富胺液（含CO2）离开胺吸收塔T-101底部，节流降压后进入胺闪蒸罐V-102，富含CO2的闪蒸气排放到热火炬总管。闪蒸后的富胺液经富/贫胺液换热器E-101 加热后，进入胺汽提塔T-102 塔顶。富/贫胺液换热器有效降低了T-102 需要的热负荷，再沸器所需的低压蒸汽由锅炉H-101 提供，再沸器用低压蒸汽加热。

胺汽提塔使用回流系统。T-102 的塔顶回流冷凝器E-102 采用空冷，塔顶气部分冷凝后，气液两相混合物进入气液分离罐V-103，气相和液相在此分离。分离出的水/胺液用汽提塔回流泵P-103A/B 循环回塔顶，富含CO2的蒸汽被引入硫化氢脱除单元，经2个串联的金属氧化物固定床反应脱除硫化氢后排放大气。

从T-102 底部流出的热贫胺液进入贫胺液缓冲罐V-104，由胺液加压泵P-102A/B 加压后，进入富/贫胺液热交换器E-101 和胺液冷却器E-103 进行冷

却。冷却后一部分（约20％）胺液在贫胺液过滤器F-101 和贫胺液活性炭过滤器V-106 进行过滤。F-101 脱除胺液中的固体微粒，V-106 脱除胺液吸收的烃类以及可能引起塔内胺液发泡的其它杂质。然后，胺液由胺液循环泵P-101A/B 送回胺吸收塔塔顶。

1.1.3.2分子筛脱水

分子筛采用两塔流程、变温吸附工艺，用于脱除湿净化气中的水分至0.1 ppm 以下。脱碳处理后的湿净化气经过滤分离器V-201后进入分子筛脱水器

V-202A/B，进行脱水处理。原料气从干燥床顶部进入，底部出，两个干燥床切换使用。在一个干燥器从原料气中吸收水分时，另一个干燥器则处于再生阶段。干燥器一个床层完成整个循环的时间是16 小时，其中8小时用于吸水，2.7 小时用于再生的加热工序，1.8 小时用于再生的冷却工序，3.5 小时用于待用/阀的切换/解压。将一个床层从干燥切换到下一次干燥的的循环时间为8 小时。

再生工序中，从脱水处理后的干燥气体中抽出一小部分气体由（直燃式）再生气加热器H-201 加热到约290°C。热的干燥再生气向上流经饱和床使其脱水。从该床出来的湿气在再生气冷却器E-201 中冷却后，进入再生气分离器V-203，在此除去冷凝下来的水分。脱除的水（由液位控制）经过干燥水碳过滤器V-205，进入胺液收集罐V-105。来自V-203 的再生气汇合V-310 产生的重烃蒸汽，经循环压缩机吸入口罐V-207 至循环压缩机C-201A/B 压缩。压缩循环气经E-202 循环压缩机冷却器冷却后，再与离开胺单元的处理后的净原料气汇合。E-202 中的冷却的凝液由循环压缩机出口分离器V-208 分离。

干原料气从干燥床出来后经过一系列过滤器。气体首先经过粉尘过滤器F-201A/B 过滤从分子筛中携带的粉尘。接着气体进入汞脱除床V-204，将其中可能携带的汞脱除到10 ng/m3以下。最后原料气流经炭过滤器F-202A/B，脱除汞吸附剂后进入液化工段。苯脱除床V-206 用于处理冷剂回路中的补充甲烷，吸收重烃例如芳香烃，以防止这些物质在冷剂循环系统中产生聚集及结冻问题。

1.1.3.3液化

液化段采用博莱克·威奇公司的PRICO?单循环混合冷剂制冷工艺，液化经过

处理的原料气并生产LNG 产品。

预处理后的气体进入冷剂换热器E-301。原料气在冷剂换热器中被冷却到约-52°C，其中的重烃组分在向下流动的过程中冷凝。-52°C 的原料气被引出冷剂换热器，降压到约5.5 MPaG 后，进入重烃分离器V-304 以除去其中的重烃组分。

V-304 顶部出来的-59°C 的原料气返回到冷箱，继续向下流动，到底部出来时，冷凝成为-156°C 的液化天然气。液化天然气中可能仍然有高含量的氢气（设计最大值为0.8%），必须从最终产品中脱除氢气。采用逐步闪蒸将压力降至为约0.5 MPaG 来脱除氢气。两相流体送到氢气闪蒸罐V-308。该压力下的闪蒸气体主要含有氢气。含氢气体在E-309 中被加热后送到燃料气总管。总的LNG 流量由氢气闪蒸罐入口的控制阀调节。LNG 流体引入LNG 储罐，液位控制阀闪蒸降至储罐压力，最终温度为-162°C。

液化天然气储罐和液化天然气装车系统产生的蒸发气由蒸发气压缩机C-501 进行压缩。蒸发气被压缩前，先在蒸发气换热器E-501 内和压缩机(C-501)的热出口气体进行换热并被预热。被压缩的蒸发气在蒸发气压缩机出口冷却器E-503 中被冷却再进入BOG 换热器E-501，然后返回冷箱进一步液化。再次液化的BOG 在氮气闪蒸罐V-309 中低压下闪蒸，闪蒸气中含有大部分的氮气，并从BOG 中脱出后作为燃料。闪蒸罐底部是回收的甲烷，与来自液化单元的液化天然气混合进入液化天然气储存罐。

1.1.3.4 制冷循环

PRICO?工艺采用了一个简单的闭路制冷循环，冷剂经压缩、部分冷凝、冷却、膨胀，然后被加热，从而提供冷量。从冷箱顶部出来的低压冷剂进入混合冷剂压缩机C-301，经第一段压缩后，进入混合冷剂压缩机级间冷却器E-302。该换热器采用空冷，冷剂部分冷凝，然后进入级间气液分离罐V-302 进行气液分离。气体进入压缩机进行二段压缩，液体由级间冷剂泵P-301A/B 送到C-301 二段压缩的出口。C-301 一个压缩机机体包含低压和高压两段。C-301 二段出口的高压冷剂气体与从级间冷剂泵输送的液体冷剂混合，进入冷剂冷凝器E-303，由空气冷却并部分冷凝后，气液混合物进入冷剂出口分离器V-303 中进行气液分离。

来自冷剂出口分离器的高压冷剂气体和冷剂液体分别经管道进入冷箱。冷剂

气体在其本身压力下流动，而冷剂液体由冷剂泵P-302A/B 输送。液体冷剂流经E-311、E-304 和E-305，然后进入冷箱。气体和液体冷剂在冷箱钎焊铝换热器芯体内混合。高压气体冷剂和高压液体冷剂分别输送是为了保证其进入换热器时能合理分布。

高压冷剂在冷箱内向下流动，从底部出来时完全冷凝为-156°C 的液体。此液体流经J-T阀，降压到0.22 MPaG 左右，部分冷剂气化，温度降到约-159°C。降压后的冷剂返回冷箱，进入冷端并向上流动，从原料气和高压冷剂流中吸收热量。冷剂从冷箱顶部出来后，温度约为23°C，压力约为0.19 MPaG。从冷箱出来的低压冷剂流经冷剂吸入口分离罐V-301 后，进入混合冷剂压缩机压缩。从冷箱出来的低压冷剂的温度一般高于露点，不会有液体存在。设置吸入口分离罐可以保证在运行异常和开车期间液体不会进入压缩机。吸入口分离罐收集的液体不予排放，而是用从压缩机出口引至冷剂吸入罐底部的一小股热气体，将其蒸发从而使其简单地返回制冷循环。这样可以避免冷剂在系统异常时的损失。

混合冷剂压缩机轴封用密封气为来自压缩机二段出口的高压冷剂排气。为减少冷剂损失，密封气排入一小型密封气体喷射器J-301，由喷射器将低压的密封排放气吸回到压缩机吸入口。少量高压冷剂气作为喷射器的动力。公用工程的氮气用作压缩机密封的最终隔离气，放空到大气中。

1.1.3.5工厂用风及仪表用风系统

常压空气经消声、过滤进入螺杆空气压缩机，通过两个非对称转子进行线性的、连续的压缩。经压缩后的1.05MPa的压缩空气进入4m3 压缩空气缓冲罐，再分别供仪表空气、工艺用压缩空气、氮气站用压缩空气，工艺用压缩空气通过外管架送到工艺区；氮气用压缩空气经调压阀调到0.85MPa后进入PSA制氮装置；仪表用压缩空气先进入前置除尘过滤器、前置除油过滤器，进行油水分离、除油、除尘后，含有一定水份的湿空气再进入微热再生吸附式干燥器脱水干燥后，然后通过后置除尘过滤器进行粉尘脱除，达标的仪表空气进入仪表空气储气罐，并通过外管网送入用气点。

1.1.3.6 PSA制氮系统

在一定压力下的经过净化处理干燥的压缩空气，在变压吸附作用下，由于动力学效应，氧、氮在碳分子筛表面上的扩散速率不同，氧在碳分子筛表面上的

扩散速率远高于氮，在吸附未达到平衡时，氧被碳分子筛大量吸附，氮在气相中得到浓缩富集，实现氧氮分离。由于碳分子筛对氧的吸附容量随压力的不同而有明显差异，降低压力，即可解吸碳分子筛吸附的氧分子，使碳分子筛再生，得以重复循环使用。系统设置两个吸附塔，一塔吸附产氮，一塔脱附再生，利用PLC 控制循环交替两塔，以实现连续产出高品质的氮气。

1.1.3.7蒸汽锅炉锅炉是由江苏四方生产的型号为WNS0.7-0.7/95/70-Y、Q

流程描述：

由公用工程脱盐水站生产的脱盐水经过泵增压后进入锅炉。锅炉产生的0.3-0.4Mpa饱和蒸汽去E104(胺再沸器),为汽提塔中胺液再生提供潜热。蒸汽冷凝水返回锅炉，作为锅炉的补充用水重复使用。

由燃料气稳压罐来的天然气通过减压阀，然后进入锅炉燃烧机。

1.1.3.8脱盐水系统

市政管网来原水，由原水泵加压后，再经石英砂过滤器、活性炭过滤器过滤脱除水中的机械杂质、悬浮物及部分有机化合物，经软化器降低其硬度。经高压泵再次加压后，通过反渗透装置和阴阳混合树脂处理后，便可得到满足要求的脱盐水。

第二章操作指南

2.1 脱碳系统操作指南

2.1.1 脱碳系统操作的核心和任务

为液化工序提供CO2含量合格的原料天然气（CO2含量小于50ppm）是脱碳预处理岗位操作的核心。

控制好进装置天然气压力、防止胺液发泡、控制好胺液再生温度是该系统操作的首要任务。

2.1.2 脱碳系统操作原则

吸收塔液位控制：控制液位以防止气体进入胺液闪蒸罐及下游设备

胺循环量：流量是满足CO2脱除要求和胺液负荷要求的关键参数设计流量为36.3m3/hr ，大多数情况下，安全起见应维持在设计流量下操作以防CO2含量突然增加。

发泡控制：胺液发泡对CO2的吸收和胺液的再生操作都将带来严重的干扰，甚至会造成系统紊乱导致停车。固体及杂质是发泡问题的典型原因，故生产运行前系统清洗的洁净程度和胺循环中的降解或腐蚀产物含量是控制的关键。当胺有发泡趋势时，则应添加供应商推荐的消泡剂，同时应该调查和解决造成胺液发泡的原因。消泡剂要少量和定量添加，过量和持续使用会使胺液中毒，发泡更加严重。

蒸汽压力控制：控制压力在0.35 Mpag，通过控制压力来控制再生的温度，如果再沸器出口温度低于115℃，再生效果不好，但如果再沸器出口温度高于130 ℃，塔内可能出现较大的压降或明显增加胺的降解。正常情况下，再沸器出口温度应控制在115-130℃。

贫胺液温度控制：贫胺液温度是吸收塔操作性能的关键参数，温度过低会减少CO2吸收反应，增加烃的夹带，温度过高降低了胺液的吸收能力。温度控制在

30-55°C，正常43.3°C

汽提塔/回流罐压力控制：保持汽提塔的背压对稳定操作是必要的。以使酸性气体

S后放空。压力控制在在全程操作情况下通过PV-11714 控制进入V-111脱出H

2

0.02-0.07 Mpag，正常操作压力是0.04 Mpag

2.2 分子筛脱水单元操作指南

2.2.1 分子筛脱水单元操作的核心和任务

确保分子筛塔的正常运行，将天然气中的水分脱除到1ppm以下，为E301冷箱换热器提供合格的天然气干气是分子筛单元操作的核心。

2.2.2 分子筛单元的操作原则

分子筛脱水干燥采用两塔流程，系统切换阀由PLC 控制通过两个分子筛床V-202A/B 的天然气。在任何特定时间里，一个分子筛床脱除天然气水分，而另一个进行分子筛再生。分子筛的切换可以选择用分子筛顺序逻辑计时器，或水分析来操作。正常操作中，原则上采用操作计时器运作模式，让每床可工作在线8小时工作，然后4.5个小时(冷却和加热)的再生.所有切换步骤顺序由定时器启动。

分子筛的再生：应确保再生气温度和流量均达到设计要求，否则会出现分子筛再生不合格，从而导致水分达不到规定要求。

2.3 液化和制冷系统操作指南

2.3.1 液化和制冷系统操作的核心和任务

采用PRICO?单循环混合制冷工艺，为系统提供冷量，与通过预处理的洁净天然气在E301中充分换热，将原料天然气温度逐步降低，最后获得LNG产品是该单元操作的主要任务。其核心是混合冷剂的调配和冷剂压缩机的操作。

2.3.2 液化和制冷系统的操作原则

2.3.2.1天然气温度控制：

冷箱E301为钎焊铝制换热器，为保护设备，其最高工作温度为66℃。故应确保经预处理后的干燥天然气进入制冷换热器的温度一定不要超过该设计温度。否则，制冷换热器上的高温感应器TI-31105 会触发SIS 关闭天然气进气阀

XV-31101。

2.3.2.2冷量控制：

流过制冷换热器的冷剂总流量通过HIC-31128A/B 控制。HV-31128A/B J-T 阀对冷剂压缩机及系统起到节流作用，决定着液化单元LNG 总产量。调节J-T 阀时通常应微量调整，因为这会影响压缩机的性能。微调可以改变产能和C-301 负荷。一般来讲，增加冷箱的冷剂流量可提高LNG 的生产能力，或是如果LNG 流量不变，则可降低LNG 温度。如果工厂的BOG 系统出现问题或LNG 储罐的压力高，在TIC-31303 的LNG 温度可以调低，以减少闪蒸气和BOG 系统的

负荷。(LNG 产品的温度越低，BOG 的产生也越少)。

2.3.2.3冷剂压缩机(C301)操作：

该压缩机为离心压缩机，操作重点是压缩机的一、二级的防喘振控制，确保油系统、干气密封系统的正常运行。操作工应经常查看C-301 上的就地PLC 设备数据和报警。这些报警数据对液化单元设备的操作非常有用。

2.3.2.4冷剂的调配：

在PRICO?单循环混合制冷工艺中，规定气液相冷剂中各组分的含量，操作中应根据在线分析结果补充相应组分，使其尽量达到设计值。在各组分都正常后，可以通过控制气液比例来控制冷箱内制冷剂的组分含量。如果经FV-FV-32112的制冷剂液体流量太高（通过J-T 阀设置），即冷剂中重组分含量过高，会使在C-301 吸入温度开始下降，V-301 开始形成液体。相反，如果FV-31710 流量定得太低，C–301 的入口和出口温度比正常要高，甚至有可能高温报警或停机。

根据冷箱内温度分布调整冷剂的配比，E301热侧和冷侧温度分布不正常（组分发生变化），经过计算调整，确定新的冷剂配比。

负荷变化时冷剂的调配：通过调整C301的流量，改变制冷负荷。

2.3.2.5冷剂的转移：

在冷剂系统中，段间缓冲罐V302有液位控制，出口分离器则V303没有液位控制。正常操作中，系统中冷剂量相对稳定（封闭循环），则V302和V303中液位也相对稳定。

V-303 在（SIS）安全停车系统有低低液位LALL-31721 设置，如果V-303 的液位太高，SIS 通过LAHH-31721 使C-301 停机。当运行参数如环境温度改变，导致V-303 液位接近报警值时，则应提高在V-302 液位设定点，或输送一些制冷剂液体到V-401 制冷剂补充罐。如果V-303 接近低报，则应降低V-302 的液位设定点或添加冷剂。如在夜间低温或冬季，由于温度降低，冷剂液体增加，

V-302 的液位设定值就应该提高避免V-303液位过高。

如果制冷系统冷剂填充过多，则应移走多余部分。液态制冷剂可以通过HV-41108 传送到V-401。气相冷剂可通过冷剂输送管路从V-303 输送到V-401。冷剂输送量将取决于V-401 存量。如果没有足够空间，冷剂可通过HV-31410 送到火炬。