液化天然气第二章液化厂的气体预处理工艺
天然气液化项目工艺技术方案
天然气液化项目工艺技术方案天然气首先做预处理（包括脱酸、脱水、脱苯和脱汞），然后采用MRC 工艺去液化。
下图为装置的总体系统框图点画线内为主工艺单元，LNG 生产主要在工艺单元内完成。
点画线之外为公用工程系统，为工艺单元提供电力、热源和冷却。
所有单元设备通过仪表控制系统（过程控制和安全控制）连接为有机整体，完成对装置各测控点的测量、控制。
1.1天然气制液态天然气（LNG）◆原料天然气过滤与调压单元原料天然气从界区来，首先进入过滤分离器，过滤掉可能存在的机械杂质、灰尘，并分离出其中的液体（主要为游离水和液态烃），为后续系统提供洁净的天然气。
洁净的原料天然气进入调压器，将压力调整并稳定至1.0MPa.G，然后经计量后进入后续单元。
原料气进装置设置有事故联锁切断阀，在事故发生后将切断进入装置的原料气源，同时通过旁路放空原料气，保证装置、人员及上游设施的安全。
◆原料天然气脱酸性气单元从原料天然气过滤与压缩单元来的天然气从吸收塔下部进入，自下而上通过吸收塔；再生后的MDEA溶液（贫液）从吸收塔上部进入，自上而下通过吸收塔，逆向流动的MDEA溶液和天然气在吸收塔内充分接触，气体中的H2S和CO2被吸收而进入液相，未被吸收的组份从吸收塔顶部引出，进入脱碳气冷却器和分离器。
出脱碳气分离器的气体进入原料气干燥单元，冷凝液去MDEA地下槽。
处理后的天然中CO2含量小于50ppmV，H2S含量小于4ppmV。
吸收了H2S和CO2的MDEA溶液称富液，至闪蒸塔，降压闪蒸出的天然体送往界外燃料系统。
闪蒸后的富液与再生塔底部流出的溶液（贫液）换热后，升温到～98℃去再生塔上部，在再生塔进行汽提再生，直至贫液的贫液度达到指标。
出再生塔的贫液经过溶液换热器、贫液泵进入贫液冷却器，贫液被冷却到~40℃，从吸收塔上部进入。
再生塔顶部出口气体经酸气冷却器，进入酸气分离器，出酸气分离器的气体送往安全泄压系统，冷凝液去MDEA 地下槽。
第一章 天然气与液化天然气
1、根据化学组成的不同分类 （1）干性天然气：含甲烷 90%以上的天然气。 （2）湿性天然气：除主要含甲烷外，还有较多的乙烷、丙烷、丁烷等气体。 2、根据天然气的来源分类 （1）纯天然气：气藏中通过采气井开采出来的天然气称为气井气。这种气 体属于干性气体，主要成分是甲烷。 （2）油田伴生气：系指在油藏中与原油呈平衡接触的气体，包括游离气和 溶解在原油中的溶解气两种。油田气是与石油伴生的，是天然气的一种，从化学 组成来说属于湿性天然气。开采时与原油一起打出，气油比（m3/t）一般在 20~500
建的基本负荷型天然气液化装置则几乎无一例外地采用 APCI 公司的丙烷预冷
混合制冷剂液化流程(C3/MRC) 。
调峰型天然气液化装置是小流量的天然气液化装置, 并非常年连续运行。因
此, 调峰型液化流程要求具有高效、灵活、简便、低成本的特点。一般, 对于管
道气压力较高的情况, 为充分利用其压力能, 可考虑使用膨胀机液化流程。选择
25.2(6017)～
6R 27.1 (6470)
108
29.0(6923)
30.4(7254)～
7R 32.7 (7800)
121
34.9(8346)
16.7(3999)～
4T 18.0 (4300)
25
19.3(4601)
24.5(5859)～
6T 26.4 (6300)
29
28.2(6741)
天然气是由烃类和非烃类组成的复杂混合物。大多数天然气的主要成份是气 体烃类，此外还含有少量非烃类气体。天然气中的烃类基本上是烷烃，通常以甲
LNG液化工艺的三种流程
LNG液化工艺的三种流程LNG是通过将常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。
天然气液化后可以大大节约储运空间，而且具有热值大、性能高、有利于城市负荷的平衡调节、有利于环境保护，减少城市污染等优点。
由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。
为保证能源供应多元化和改善能源消费结构，一些能源消费大国越来越重视LNG的引进，日本、韩国、美国、欧洲都在大规模兴建LNG接收站。
我国对LNG产业的发展也越来越重视，LNG项目在我国天然气供应和使用中的作用尤为突出，其地位日益提升。
1 天然气液化流程液化是LNG生产的核心，目前成熟的天然气液化流程主要有:级联式液化流程、混合制冷剂液化流程、带膨胀机的液化流程。
1.1 级联式液化流程级联式(又称复迭式、阶式或串级制冷)天然气液化流程，利用冷剂常压下沸点不同，逐级降低制冷温度达到天然气液化的目的。
常用的冷剂为水、丙烷、乙烯、甲烷。
该液化流程由三级独立的制冷循环组成，制冷剂分别为丙烷、乙烯、甲烷。
每个制冷循环中均含有三个换热器。
第一级丙烷制冷循环为天然气、乙烯和甲烷提供冷量;第二级乙烯制冷循环为天然气和甲烷提供冷量;第三级甲烷制冷循环为天然气提供冷量;通过9个换热器的冷却，天然气的温度逐步降低，直至液化如下图所示。
1.2 混合制冷剂液化流程混合制冷剂液化流程(Mixed-Refrigerant Cycle，MRC)是以C1~C5的碳氢物及N2等五种以上的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级的冷凝、蒸发、膨胀，得到不同温度水平的制冷量，逐步冷却和液化天然气。
混合制冷剂液化流程分为许多不同型式的制冷循环。
1.2.1 闭式混合制冷剂液化流程下图为闭式混合制冷剂液化流程(Closed Mixed Refrigerant Cycle)。
液化天然气的工艺流程 毕业论文
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第一章工厂设计数据 .. (3)1.1工厂产能及储运要求 (3)1.2原料气条件及产品规格 (3)1.3现场环境条件 (3)第二章工厂技术分析 (4)第三章工艺系统 (6)3.1天然气预处理 (6)3.2天然气的液化及混合冷剂系统 (7)3.2.1 天然气的液化 (7)3.2.2 冷剂循环 (8)3.2.3 冷剂贮存和补充 (8)3.3液化天然气储存及灌装系统 (9)3.4燃料气系统 (10)3.5导热油系统 (10)3.6火炬系统 (11)第四章主要设备 (12)4.1冷箱 (12)4.2液化天然气储罐 (12)结束语 (13)前言2004年我国建成投运了目前国内规模最大的基本负荷型液化天然气(LNG)工厂，曰处理天然气150万m3，LNG年产量约为43万吨。
该工厂由德国Linde 公司提供天然气处理和液化技术，由德国 Tractebel Gas Enginering(TGE)公司提供LNG的储存和灌装配送技术。
工厂的原料气来自附近土哈丘东采油厂的油气田。
生产的LNG灌装在集装箱罐中，通过公路运输到各个接收站，然后，LNG被汽化并经过较短的管线输送给工业和民用客户。
本文对该工厂的工艺流程进行技术分析，以期对国内液化天然气工厂的设计提供一些有益的借鉴。
第一章工厂设计数据1.1 工厂产能及储运要求工厂为基本负荷型液化天然气生产工厂，每年连续运行时间8000h，液化能力54t／h，操作弹性50％～100％。
LNG储罐容积为30000m3，能满足10天产量的储存。
LNG配送灌装系统每天连续14h灌装100个集装箱罐，其中90％公路运输,。
1.2 原料气条件及产品规格通过管道输送来的原料气来自附近的油气田，原料气组成见表1。
液化天然气第二章液化厂的气体预处理工艺
最大允许含量 <0.1ppm (v) 50-100ppm (v) 4ppmv(5mgS/Nm3)
<0.1 ppm 10~50毫克/Nm3 <0.01 μg/Nm3
1~10ppm (v) <70 ppm
原因 （2） （2） （1） （3） （1） （3） （2） （2） （3）
通常，原料气中的二氧化碳、硫化氢和COS采用醇胺法或其 他方法脱除；水采用分子筛吸附法（主要用4A分子筛）脱 除；汞采用可再生的HgSIV吸附剂脱除（该吸附剂几乎可以 脱除所有的汞，同时还可以脱水）；氮气采用闪蒸分离法 脱除。
重力式和旋风式（离心式）分离器是脱除气体中所带固体尘粒和凝析液滴 的最常用设备。 重力式分离器有立式和卧式两类，各种重力式分离器原理基本相同， 由分离、沉降、除雾和储存四个部分组成。 分离段：气体从切线方向进入分离器，在离心力作用下，气体中的固 （液）体微粒初步得到分离。在另一类型的分离器中，气体从中心进 入分离器，经弯头喷向伞形板，气体中的微粒被粘附而达到初步分离。 沉降段：气体得到初步分离后，由于分离器的流动截面大，气体流速 降低，当气体的上升速度低于微粒的沉降速度时，气体中的微粒就会 向下沉降而分离，沉降段是重力式分离器清除较大尘粒的主要阶段。
第三节 酸性气体的脱除
1. 脱除酸性气体的方法，应用较多的为： 化学溶剂法：用某种溶剂的水溶液在较低温度（25～ 40℃）与酸性气体反应，脱除气体中的H2S和CO2，在较 高温度（105℃）下使溶液再生，放出H2S和CO2 。在化 学溶剂法中，常用各种胺类作溶剂，其净化效果好，工 艺成熟，价格便宜，其中，乙醇胺（MEA）和甲基二乙 醇胺（MDEA）应用较多，后者优点明显，有取代前者 的趋势。
浅冷法：通过以氨为制冷剂的压缩式制冷机，使气体温度降 至-20℃左右，从气流中分离出来。
天然气液化工艺
天然气液化工艺工业上，常使用机械制冷使天然气获得液化所必须的低温。
典型的液化制冷工艺大致可以分为三种：阶式(Cascade)制冷、混合冷剂制冷、带预冷的混合冷剂制冷。
一、阶式制冷液化工艺阶式制冷液化工艺也称级联式液化工艺。
这是利用常压沸点不同的冷剂逐级降低制冷温度实现天然气液化的。
阶式制冷常用的冷剂是丙烷、乙烯和甲烷。
图3-5[1]表示了阶式制冷工艺原理。
第一级丙烷制冷循环为天然气、乙烯和甲烷提供冷量;第二级乙烯制冷循环为天然气和甲烷提供冷量;第三级甲烷制冷循环为天然气提供冷量。
制冷剂丙烷经压缩机增压，在冷凝器内经水冷变成饱和液体，节流后部分冷剂在蒸发器内蒸发(温度约-40℃)，把冷量传给经脱酸、脱水后的天然气，部分冷剂在乙烯冷凝器内蒸发，使增压后的乙烯过热蒸气冷凝为液体或过冷液体，两股丙烷释放冷量后汇合进丙烷压缩机，完成丙烷的一次制冷循环。
冷剂乙烯以与丙烷相同的方式工作，压缩机出口的乙烯过热蒸气由丙烷蒸发获取冷量而变为饱和或过冷液体，节流膨胀后在乙烯蒸发器内蒸发(温度约-100℃)，使天然气进一步降温。
最后一级的冷剂甲烷也以相同方式工作，使天然气温度降至接近-160℃;经节流进一步降温后进入分离器，分离出凝液和残余气。
在如此低的温度下，凝液的主要成分为甲烷，成为液化天然气(LNG)。
阶式制冷是20世纪六七十年代用于生产液化天然气的主要工艺方法。
若仅用丙烷和乙烯(乙烷)为冷剂构成阶式制冷系统，天然气温度可低达近-100℃，也足以使大量乙烷及重于乙烷的组分凝析成为天然气凝液。
阶式制冷循环的特点是蒸发温度较高的冷剂除将冷量传给工艺气外，还使冷量传给蒸发温度较低的冷剂，使其液化并过冷。
分级制冷可减小压缩功耗和冷凝器负荷，在不同的温度等级下为天然气提供冷量，因而阶式制冷的能耗低、气体液化率高(可达90%)，但所需设备多、投资多、制冷剂用量多、流程复杂。
图3-6[3]为阶式制冷液化流程。
为了提高冷剂与天然气的换热效率，将每种冷剂分成2～3个压力等级，即有2～3个冷剂蒸发温度，这样3种冷剂共有8～9个递降的蒸发温度，冷剂蒸发曲线的温度台阶数多，和天然气温降曲线较接近，即传热温差小，提高了冷剂与天然气的换热效率，也即提高了制冷系统的效率，见图3～7[6]。
液化天然气工艺流程
液化天然气工艺流程液化天然气（LNG）是一种清洁、高效的能源，其工艺流程包括天然气采集、净化、压缩、冷却和储存等环节。
本文将详细介绍液化天然气的工艺流程，以及每个环节的关键步骤和技术。
天然气采集天然气是地球上常见的一种化石燃料，主要由甲烷组成，还包括少量的乙烷、丙烷和丁烷等烃类气体。
天然气通常存在于地下岩石层中，通过钻井等方式进行开采。
开采后的天然气需要经过初步处理，去除其中的杂质和含硫化合物，以保证后续工艺的正常运行。
天然气净化天然气中常含有硫化氢、二氧化碳等有害成分，需要经过净化处理。
净化工艺主要包括吸附、吸收、凝结等方法，将其中的有害成分去除，以保证后续的液化过程不受影响。
天然气压缩压缩是将天然气从常压状态压缩至一定压力的过程，以便后续冷却液化。
压缩机是压缩过程中的关键设备，其性能和效率直接影响到后续液化工艺的能耗和成本。
天然气冷却天然气在压缩后需要进行冷却，将其温度降至零下162摄氏度左右，使其转化为液态。
冷却过程通常采用液氮或液氨等低温工质，通过换热器将天然气冷却至液化温度。
液化天然气储存液化天然气在储存过程中需要严格控制温度和压力，以保证其在液化状态下不发生汽化和泄漏。
储存设施通常采用特制的双壁容器，内部充填绝热材料，外部加装防护设施，以确保安全性。
总结液化天然气工艺流程包括天然气采集、净化、压缩、冷却和储存等环节，每个环节都有其特定的工艺和设备要求。
通过合理的工艺设计和先进的设备技术，可以实现液化天然气的高效、安全生产，为清洁能源的应用提供可靠保障。
(2)LNG液化 预处理.pdf_decrypted
看见【75页】我已经十分。
浮躁了。
LNG液化装置目录:第一章LNG基本知识第章第二章原料气净化第章LNG基本知识第一章第一节原料气的种类第节1、天然气2、油田伴生气3、气田气气田气煤层气4、煤层气5、页岩气6、可燃冰可燃冰第一节第节原料气的种类天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、分是其中占绝大多数另有少量的丙烷和丁烷。
它主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。
天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、岩层天然气燃烧后无废渣废水产生相较石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。
天然气又可分为油田伴生气和非伴生气两种。
第节原料气的种类第一节油田伴生气•伴随石油从油井中出来的气体，主要成分是甲烷、乙烷，也含有相当数量的丙烷、是甲烷乙烷也含有相当数量的丙烷丁烷、戊烷等。
用作燃料和化工原料。
也叫油田气、油气。
叫油田气油气第一节第节原料气的种类气田气气田天然气，从气田开采的天然气，这类天然气气纯杂质少品质优纯，杂质少，品质优。
气田天然气又可以分为纯气田天然气和凝析气田天然气，后者含有较多的重烃，第一节第节原料气的种类煤层气煤层气，是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸煤层气是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，溶解于煤层水中的烃类气体是煤的伴生矿产资源属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。
第一节第节原料气的种类页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质或游离状态存在于泥岩高碳泥岩岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段，天然气主体上以游离相态（大约50%）存种阶段天然气主体上以游离相态（大约在于裂缝、孔隙及其它储集空间，以吸附状态（大约50%）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中。
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对管道输送而言，要求气体露点小于最低管输气体温度5℃，对 脱水要求较低。目前，天然气脱水常和从天然气中回收的乙、丙、 丁烷相结合（称为轻烃回收）。轻烃回收常用：
浅冷法：通过以氨为制冷剂的压缩式制冷机，使气体温度降 至-20℃左右，从气流中分离出来。
深冷法：通过膨胀机或热分离机，使气体温度降至-80～-90℃ 左右，可使70％C2，90％以上的C3冷凝下来。
这样，对天然气露点的要求很高，使分子筛脱水在现场获得 广泛使用。
脱水流程
湿气经分离器分出凝析液后进入1＃固定床吸附塔，脱水后 干气去下续工艺。2＃经加热器加热对吸附剂再生然后冷却 床层 ，再生后的气体经冷却后进分水器分出液态水，此时 各塔的作用是：
分子筛孔道直径均匀，大于孔道直径的气体分子不能被吸附， 如：H2O的分子直径3.1Å，能被4A分子筛吸附；而C2H6的分 子直径4.4Å，不能吸附，因而分子筛的吸附具有选择性。
分子筛表面具有大量较强的局部电荷。因而对极性分子和不 饱分子有很高的亲和力。水和硫化氢是强极性分子，所以分 子筛是干燥气体、脱硫化氢的优良吸附剂。
除了烃类之外，其他杂质都是在预处理单元中去除的，预 处理单元一般包括： ⑴ 来料气体的过滤和与液相的分离（如果有液相）； ⑵ 利用吸收法去除CO2、H2S等酸性气体及其它可能的 硫化物； ⑶ 用固体层床吸附脱水； ⑷ 用固体层床吸附除汞。
重烃，特别是芳香族是在深冷段通过分馏萃取。
Байду номын сангаас
第一节 分离和除尘
最大允许含量 <0.1ppm (v) 50-100ppm (v) 4ppmv(5mgS/Nm3)
<0.1 ppm 10~50毫克/Nm3 <0.01 μg/Nm3
1~10ppm (v) <70 ppm
原因 （2） （2） （1） （3） （1） （3） （2） （2） （3）
通常，原料气中的二氧化碳、硫化氢和COS采用醇胺法或其 他方法脱除；水采用分子筛吸附法（主要用4A分子筛）脱 除；汞采用可再生的HgSIV吸附剂脱除（该吸附剂几乎可以 脱除所有的汞，同时还可以脱水）；氮气采用闪蒸分离法 脱除。
固体吸附剂：作为天然气脱水的固体吸附剂应具备下列条件： 吸水量大； 选择吸附好； 具有再生能力； 机械强度高，使用寿命长； 无毒，无腐蚀性； 价格便宜。
常用的吸附剂有：硅胶、活性氧化铝、分子筛等。
分子筛
分子筛是以Al2O3与SiO2为基料的人工合成无机吸附剂，为具 有骨架结构的碱金属或碱土金属的硅铝酸盐晶体。
天然气液化厂总流程
液化天然气工厂主要包括原料天然气净化、天然气液化、液化天 然气储存和液化天然气的装卸等几个单元，其中液化天然气的净 化处理是一个非常重要的过程。天然气液化前的净化主要是为了 脱除原料中的有害杂质及深冷过程中可能固化的物质。
对调峰型LNG工厂，其原料气多是已先期净化的管输天然气。但 管输天然气的气质标准比液化前对原料气的气质要求低，因此必 须对管输气再次净化。
另外，天然气中微量汞对铝制品换热器有腐蚀作用，也应 加以脱除。1973年，LNG工业才开始意识到即使天然气中 含有极少量的汞成分（包括单质汞、汞离子及有机汞化合 物），就会造成铝合金材料设备的腐蚀。它还会引起催化 剂中毒，造成环境污染以及检修过程中对人体的危害等不 良后果。由于水的存在会大大增强这种伤害，而最好的干 燥法也不可能将所有的水分全部去除掉，因此必须把汞减 少到尽可能低的水平。
重力式和旋风式（离心式）分离器是脱除气体中所带固体尘粒和凝析液滴 的最常用设备。 重力式分离器有立式和卧式两类，各种重力式分离器原理基本相同， 由分离、沉降、除雾和储存四个部分组成。 分离段：气体从切线方向进入分离器，在离心力作用下，气体中的固 （液）体微粒初步得到分离。在另一类型的分离器中，气体从中心进 入分离器，经弯头喷向伞形板，气体中的微粒被粘附而达到初步分离。 沉降段：气体得到初步分离后，由于分离器的流动截面大，气体流速 降低，当气体的上升速度低于微粒的沉降速度时，气体中的微粒就会 向下沉降而分离，沉降段是重力式分离器清除较大尘粒的主要阶段。
基本负荷型LNG工厂靠近气源建立，井口气或先期简单处理，或 直接进入LNG工厂，其原料气的杂质含量较高。
如果直接作为LNG装置的原料仍是不够纯净，还必须深度脱除水、 水蒸气、硫化物、二氧化碳，并逐级冷凝分离出丙烷以上的烃类， 以防在低温下形成固体堵塞管线和设备。为了减少NG液化过程的 动力消耗，还应控制原料气中氮气、氦气等惰性气体含量。
第二节 天然气脱水
天然气工业中常用的脱水方法有五种：
一、冷却脱水法
直接冷却法 加压冷却法 膨胀制冷冷却法 用机械制冷(冷剂制冷)的油吸收法或冷凝分离法 当气体压力较低，使用直接冷却法脱水后的气体露点达不到要求，
而采用加压冷却或机械制冷冷却又不经济时，则需采用其它脱水 方法。
二、固体干燥剂吸附脱水 固体表面对临近气体（或液体）分子存在吸附力，在固体表 面可捕捉临近的气液分子，这种现象称吸附。吸附有化学吸 附和物理吸附两种
COS虽本身无腐蚀性，但它与极少量的水反应后，可形成硫化氢 和二氧化碳，从而产生腐蚀，如果在运输和储存中出现潮湿，即 使是0.5ppm（V）的COS被水化，也会产生腐蚀事故；而且COS 的正常沸点（-48℃）靠近丙烷的沸点（-42℃），当分离回收丙 烷时，约90%的COS出现在丙烷尾气或液化石油气中。
固体杂质 水或水蒸气 硫化物 二氧化碳 重烃 氮气氦气等惰性 汞
因此净化处理的主要原因有： ⑴ 为了满足液化天然气 的应用规范： ⑵ 防止在低温下设备受 堵； ⑶ 避免设备的腐蚀和磨 蚀。
LNG原料气质量要求
水（ H2O ） 二氧化碳（CO2） 硫化氢（ H2S ） COS
总硫（*） 汞 芳香族化合物 重烃 固体物质