天然气液化工厂工艺安全设计研究

Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｆ Ｏ ｒ ｕ ｍ
天然气液化工厂工艺安全设计研究
高 铸 张立军
（ 新地 能源 工程技术有限公司燃气技术分公司 。河北 廊 坊 ０ ６ ５ ０ ０ １）
２ ． ２ 带膨胀机 的液化流程 除了级联式液化流程以外，还有一个重要的液化流程就是带膨 胀机 的液化 流程 ，这种流程在 现阶段的应用 中比较普 遍，而且效率 高，安全性 高，用时较短，普 遍受到工厂的欢迎，对 于天然气液化 工厂工艺安全设计来说，是一个非常不错的流程 。在应用带膨胀机 的液化流程时，要注意气体在膨胀机中膨胀降温的同时，能够输 出 功，可用于驱动流程中 的压缩机 。当管路输来 的进入装置的原料气， 与离开液化装置 的商 品气有 “自由”压差时 ，液化过程就可能不要 “ 从外界 ”加入能量 ，而是靠 “ 自由”压差通过膨胀机制冷 ，使进 入装置的天然气液化。 社会 经济的迅速 发展 ，使我 国居 民的生活水平、和 工作水平获得 了极 大的提 高 ，在常的生活 当中，现今 的居 民都 在使 用天然 气来进行 煮饭 、煲 汤等等。对于 国家来说 ，天 然气具有污染 小， 储 蓄量大的特点 ， 鉴 于这样的情 况， 我们 需要在 未来的工作 中， 有效的利用 天然气来提 高居 民的生 活水平 。就 目前的情况而言 ，天 然气液化是居 民比较 关心的 问题 ， ． 只有在 天然气液化 工厂工艺安全
一
３ ． １阶式制冷循环工艺 典型 的阶式制冷循环 由多个单独 的制冷循环组成 ，多为 丙烷 、 乙烯和 甲烷等数个不 同温度级 别的循环 系统 串联 。一般是 由丙烷 、 乙烯和 甲烷冷剂 的三个制冷循 环阶段 组成 ，逐级提供煤层 气液化所 需的冷量 ，制冷 温度梯 度分 别为：一 ３ Ｏ ℃，一 ９ Ｏ ℃以及一 １ ５ ０ ℃左右 。 净化后的 原料煤层气在 ３个制冷循环的冷却器中逐级冷 却、冷凝 、 液化并过冷 ，经 节流 降压后获得低 温常压液 态煤层 气产 品，送 至储 罐储存 。每个系 统均 有一个压缩机 组，获得 所需温度 级位 的冷 剂。 １ ． １ 脱 酸 性 气 体 在天然气液化工厂工艺 安全 设计 的工作中 ，首要 的工作就是将 阶式制冷工 艺制 冷系 统与煤层 气液 化系统相 互独 立，制冷 剂为 单一 原料 气进行一定的净化 ，因为 原料 气含 有较多的杂质 ，没有办法 直 组分， 各 系统相 互影响少， 操作稳定 ， 较适合于高压气源 （ 利用气源 接应 用到居 民的 日常生活 中，而且 原料 气非常的不稳定 ，有很大 的 压 力能） ３ ． ２带膨胀机的膨胀机制 冷工 艺 安全威 胁，在进行一定 的净化工作 之后，可 以将某些不必要 的气体 膨胀机流程为利用 高压制冷剂如氮气 、煤层气或混合气 ，通过 褪去，这样就可 以更好 的为居民所用 在净化 的工作 中，首要的环 节就是脱酸性气体 。在脱 酸性气体的过程中 ，尤其要注意 的是二异 透平膨 胀机绝热膨胀 降温实现液化 。系统液化率主要取决于膨胀 比 丙醇胺 （Ｄ Ｉ Ｐ Ａ ）和 甲基二 乙醇胺 （Ｍ Ｄ Ｅ Ａ ）在 Ｈ ｓ和 Ｃ Ｏ 。共存时可选 和膨胀 效率，优点是流程短、投资省 、操作灵活 。但 由于循环气量 择性吸收 Ｈ 。 Ｓ ，将大量 的 Ｃ Ｏ 。留在原料气 中，其 中 Ｍ Ｄ Ｅ Ａ 的对 Ｈ ｚ Ｓ 的 大、液化率低 、换热器传热温差大 ，功耗大 ，而且动设备 多，尤其 选择性更好 。它们 的化学稳定性均优于 Ｍ Ｅ Ａ和 Ｄ Ｅ Ａ ，溶剂不易降解 是膨胀机的工作性能受原料气压力和组成变化的影响较大 。此类工 变质 。 艺仅见于装置能力非常小或环境特殊 的场合 。 １ ． ２ 脱 水 ３ ． ３混合冷剂循环工艺 原料气体 除了还有大量的杂质 以外 ，还含 有一定的水， 因此我 混合制冷工 艺是六 十年代末期 由阶式 制冷 工艺演变而来 的，多 们在进行天然气液化工厂 工艺安全 设计 的时候， 必须注意脱水工作， 采用烃类混合物作为制冷剂 ，代替 阶式制冷 工艺 中的多个纯组分 。 使含水量达 到相关的标准 ，这样才能提高天然气 的安全性 ，使其在 混合制冷剂制冷循环 Ｍ Ｒ Ｃ是采 用Ｎ ２ 和Ｃ １ ～ｃ ５ 烃类混合物作 为循环制 液化 的过程 中，提高利用率 。在脱水 的过程 中，一定要注意把握好 冷剂的工艺 。自 ２ ０世纪 ７ Ｏ年代末 ，混合制冷剂 制冷循 环在各种规 尺度 ，既不 能过 高，也不能过低，必须根据国家的相关要求来进行 。 模的Ｌ Ｎ Ｇ装置 中得到 了最多的应用。 值得注 意的是由于分子筛是按照物质分子大 小进行选 择性吸收，所 ４对运输 方法的思考 以选择 适当的分子筛型号可 以同时起到脱 除酸性气体的 目的，如现 在天 然气 液化工程 工艺安全设计研究当中，运输方法也是一个 在常用 的 ４ Ａ 型分子筛易于吸附 Ｈ ０ ，Ｃ Ｏ ｚ，也Ｓ和 Ｎ Ｈ ３ 等 。在有些调 非常重要 的方面 ，我 国天然气 气田绝大多数 集中在 一些较 为偏远 的 地 区，因此在运输 的过程 中，主要选 择长距 离运输 ，同时将 中小型 峰型液 化装 置中，单独利用利用分子筛 吸附对 原料 气进行预处理 。 由此 可见，对于天然气液化工厂工 艺安全设计来说，脱水工作是一 气 田的天然气液化后再运输 ，得到了较好的效果。在将来的发展中， 项需要谨慎进行的工作，出现丝毫的偏差都会引起很大的 问题 。 需要结合地 区的条件 来进 行安全设计，这样才能得到一个 较好 的成 绩 ２ 天 然 气 液 化 流 程 ２ ． １级联式液化流程 ５ 总 结 本文 对天然气液化工厂工艺安全设计进行 了一定的研究，从现 在天然气液化工厂工 艺安全 设计 当中，必须有效 的选择 天然气 的液化流程 。很多人认为天然气 的液化 流程 比较统一 ，其实在实 际 有 的情况来看 ，很多地区都根据本地的实际情况应用了较为安全的 的工作中，会根据不 同的要求 ，应用不同的液化流程 ，这样才 能满 天然气 液化工厂工艺，并且将天然气的质量有效的提升，在将来的 足不同地区 的要求 ，更好 的为 广大的居 民服务 。天然气 的液化流程 工作 中，相信 能够获得更大的成就 。另一方面，我们的工作人员需 中，本文首先阐述 的是级 联式 液化流程 ，这种流程组要应用与基本 要将天然气液化 工厂 工艺安全设计 中的一些细节处理好，这样 才能 负荷型天然气液化装置 。在级联式液化流程 中，一定要注意有 效的 避 免隐 患和漏洞 的发生 ，更好 的为居 民服务 。 利用 乙烯制冷循环与丙烷制冷循环 ， 二者之 间有着非 常严格 的区别 ， 参 考文献 ： 必须根据不 同的要求来使用 。在实际的工作中 ， 二者 的主要 区别为 ： 『 １ １ 付道 明， 孙 军， 贺志 刚， 岑广远， 喻 西崇． 天 然气预处理和液化 工 艺技 经压缩机压缩并 水冷后，先流 经丙烷的三个换热器进 行预 冷，再进 术 的研 究 进展 Ⅱ １ ． 石 油 与天 然 气化 工 ， ２ ０ ０ ４ （ ０ ４ ｝ ． 行节流 降温 ，为 甲烷和 天然气提供冷量 。在级联式液化流程 中，乙 【 ２ ｌ 牟华， 杜磊， 文昊昱， 朱明高． 天然气净化处理厂设备内壁防腐涂层施 】 ． 上海涂料， ２ ｏ ｌ ｏ （ ｏ ５ ） ． 烷可替代 乙烯作为第 二级制冷循环的制冷剂 。有些工厂在应 用级联 工 盯 式液化流程 的时候 ，并没有注意到这些 区分 ，因此产 生了一些不 良 【 ３ １ 郭彦鑫， 张林鹏． 天然气液化技 术研 究【 ｌ １ － 石 油化 工应用， ２ ０ １ １ （ Ｏ ５ ） ． 后果 ，对天然气液化工厂 工艺 安全设 计产生 了很大 的消极 影响。
设 计 研 究方 面 ， 获得 较 大 的 突 破 ， 才能 对 居 民 的 生 活 产 生 较 大 的 积 极影响 。
【 关键词 】天然气；工厂 ；安全
在天然气 液化 工厂工艺安全设计研 究工作 中，涉及到的范围较 广 ，涵盖 的知 识量 非常的大 。对于我 国 目前的技 术来说，还是存在 定的难度 的。因此 ，要想在这个方面获得 一个 较大 的突破 ，必须 将每一个环节 都细 致化的进行 ，避免 出现较 大的漏洞 和隐患 。我 国 在天然气液 化工厂工艺安全设计 中，投入 了大量的时间和精力 ，并 且在近 几年 的发展中 ，取得 了阶段性 的成 果。本文就天然气液化工 厂工 艺 安 全 设 计 研 究进 行 一 定 的研 究 。 １原 料 气 的 净 化