Επιλογή διαδικασίας καθαρισμού φυσικού αερίου

Το φυσικό αέριο ως αέριο τροφοδοσίας πρέπει να καθαρίζεται επιμελώς πριν από την υγροποίηση. Δηλαδή, αφαιρώντας το όξινο αέριο, το νερό και τις ακαθαρσίες στο αέριο τροφοδοσίας, όπως το H₂S, CO₂, Χ₂ O, Hg και αρωματικούς υδρογονάνθρακες, ώστε να αποφευχθεί το πάγωμα τους σε χαμηλή θερμοκρασία και η απόφραξη και η διάβρωση του εξοπλισμού και των αγωγών. Ο Πίνακας 3.1-1 παραθέτει τα πρότυπα προεπεξεργασίας του αερίου τροφοδοσίας στις εγκαταστάσεις LNG και τη μέγιστη περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες.

Πίνακας μέγιστης επιτρεπόμενης περιεκτικότητας σε ακαθαρσίες του αερίου τροφοδοσίας LNG

Από τα δεδομένα του αερίου τροφοδοσίας, η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στο αέριο τροφοδοσίας υπερβαίνει το πρότυπο και πρέπει να καθαριστεί.

Η υγρή διεργασία αμίνης MDEA είναι η καταλληλότερη διαδικασία όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας, την κλίμακα επεξεργασίας και το κόστος επένδυσης και λειτουργίας. Επομένως, η υγρή διεργασία αμίνης MDEA επιλέγεται για αέριο αποξίνωσης σε αυτό το σχήμα.

Β) Επιλογή διαδικασίας αφυδάτωσης

Η ύπαρξη νερού στο φυσικό αέριο συχνά οδηγεί σε σοβαρές συνέπειες: υπό ορισμένες συνθήκες, το νερό και το φυσικό αέριο σχηματίζουν ένυδρο για να φράξουν τον αγωγό και να επηρεάσουν τη διαδικασία υγροποίησης ψύξης. Επιπλέον, η ύπαρξη νερού θα προκαλέσει επίσης περιττή κατανάλωση ρεύματος. Λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας υγροποίησης του φυσικού αερίου και της ύπαρξης νερού, ο εξοπλισμός θα παγώσει και θα φράξει, επομένως πρέπει να αφυδατωθεί.

Η διαδικασία αφυδάτωσης φυσικού αερίου περιλαμβάνει γενικά τρεις κατηγορίες: αφυδάτωση σε χαμηλή θερμοκρασία, προσρόφηση στερεού ξηραντικού και απορρόφηση διαλύτη. Ο διαχωρισμός κατάψυξης χρησιμοποιείται κυρίως για την αποφυγή ενυδάτωσης όταν η θερμοκρασία του φυσικού αερίου είναι χαμηλή. Ωστόσο, η χαμηλή θερμοκρασία που επιτρέπει είναι περιορισμένη και δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις υγροποίησης φυσικού αερίου. Η απορρόφηση διαλύτη συνήθως περιλαμβάνει πυκνό οξύ (συνήθως οργανικό οξύ όπως συμπυκνωμένο φωσφορικό οξύ), γλυκόλη (συνήθως χρησιμοποιούμενο TEG) κ.λπ., αλλά αυτές οι μέθοδοι έχουν χαμηλό βάθος αφυδάτωσης και δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κρυογονικές μονάδες. Οι συνήθεις μέθοδοι αφυδάτωσης του στερεού ξηραντικού είναι η μέθοδος γέλης πυριτίου, η μέθοδος μοριακού κόσκινου ή ο συνδυασμός των δύο μεθόδων.

Η μέθοδος προσρόφησης στερεών πρέπει να υιοθετηθεί για την αφυδάτωση με υγροποίηση φυσικού αερίου. Επειδή το μοριακό κόσκινο έχει τα πλεονεκτήματα της ισχυρής επιλεκτικότητας προσρόφησης, των υψηλών χαρακτηριστικών προσρόφησης υπό χαμηλή μερική πίεση υδρατμών και της περαιτέρω απομάκρυνσης του υπολειμματικού αερίου οξέος, το μοριακό κόσκινο 4Α χρησιμοποιείται ως προσροφητικό αφυδάτωσης σε αυτό το σχήμα.

Γ) Επιλογή διαδικασίας αφαίρεσης υδραργύρου

Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο κύριες διαδικασίες απομάκρυνσης του υδραργύρου: η μέθοδος προσρόφησης μοριακού κόσκινου HgSIV της εταιρείας UOP στις Ηνωμένες Πολιτείες και ο εμποτισμένος με θείο ενεργός άνθρακας για την αντίδραση του υδραργύρου με το θείο για τη δημιουργία θειούχου υδραργύρου και την προσρόφησή του σε ενεργό άνθρακα. Το πρώτο έχει υψηλό κόστος και είναι κατάλληλο για περιστάσεις με υψηλή περιεκτικότητα σε υδράργυρο. Το τελευταίο έχει χαμηλό κόστος λειτουργίας και είναι κατάλληλο για περιστάσεις με χαμηλή περιεκτικότητα σε υδράργυρο.

Από τη μία πλευρά, το κόστος λειτουργίας του μοριακού κόσκινου HgSIV είναι πολύ υψηλό. Από την άλλη πλευρά, η περιεκτικότητα σε υδράργυρο στο αέριο τροφοδοσίας της μονάδας είναι σχετικά χαμηλή. Ως εκ τούτου, η εταιρεία έχει επιτυχημένη εμπειρία στη χρήση ενεργού άνθρακα εμποτισμένου με θείο για την απομάκρυνση του υδραργύρου.