LNG工厂脱重烃工艺技术探析

2017-03-04冯帆哈密新捷燃气有限责任公司新疆839000

化工管理 2017年28期

冯帆(哈密新捷燃气有限责任公司，新疆 839000)

LNG工厂脱重烃工艺技术探析

冯帆(哈密新捷燃气有限责任公司，新疆 839000)

在液化天然气工厂中存在一个共同问题，就是在天然气进行液化之前其重组分的含量过高。这种情况极容易造成冷箱通道发生冻堵，严重的情况甚至会导致停产。为了更好的解决这个问题，相关人士和机构提出了几种脱重烃的工艺，本文主要分析了传统脱重烃工艺中的低温深冷分离工艺、低温洗涤工艺以及干法吸附工艺，并对这三个脱重烃工艺的应用效果进行了分析，为液化天然气工厂重烃脱除工艺的良好应用提供一些参考。

液化天然气；脱重烃；工艺分析

在一些通过灌输天然气来生产液化天然气的工厂中，由于原料气源的复杂性、混合比例不恒定以及用户用气量等因素的影响，会造成LNG生产中的气源组分偏离值的设计始终存在变化的可能，这种情况在国内大部分LNG工厂都发生过，有部分LNG工厂甚至以天作为单位发生频繁变化。在这些变化的组分中，对系统影响最大的就是重烃变化，在重烃脱除重烃单元的过程中会使冷箱天然气通道产生一定程度的冻堵现象，引起冷热两端温差超过20℃以上，导致LNG工厂的生产效率急剧下降。当因为冻堵造成LNG工厂停车，就需要对升温解冻冷箱保持天然气通道的畅通。这样就会影响工厂生产进度，并且会造成大量的天然气放火炬，同时再重新开车前的很多冷剂都被放空，给LNG工厂带来了巨大的资源浪费和经济损失。所以为了进一步杜绝这类现象发生，脱重烃工艺的提出对LNG工厂生产效率和经济效益的提升以及资源的节约具有重要的现实意义。

1 工艺背景分析

利用灌输天然气生产液化天然气的工厂，因为多种原因导致LNG工厂在正常运行中需要经常改变气源组分偏离值，从而可能会导致一系列的问题产生，比如一些环烷烃、芳香烃还有一些及以上的烷烃，在低温环境下都非常容易造成冷箱的冷寂出现回路引发冻堵。针对这个问题本文研究了三种传统脱重烃工艺，分别是低温深冷分离工艺、低温洗涤工艺以及干法吸附工艺，对这三种脱重烃工艺进行了简单介绍和分析。

2 脱重烃工艺分析

(1)低温深冷分离工艺

在国内的天然气产业尚处于发展阶段、没有完善的天然气管网时，我国的LNG工厂通常都是将坑口气作为原料气，坑口气拥有较为固定并且波动较小的天然气组分，所以采用低温深冷分离工艺是最好的。这种脱重烃方法主要是在冷箱中间抽出点将天然气压力降低，同时使天然气的温度下降到50℃以下，从而将原料气中重组分以液态的形态从冷箱分离罐中析出，在这种环境下依然是气态。然后利用分离罐中的出沫网将其分为气液两相，接着将原料气中的重组分分离出来，避免冷箱通道发生冻堵。

此方法成本投入少并且操作较为简单，但是如果原料气中种组分的含量超过1000ppm时，降低冷箱抽出点温度的要求更高，从而会导致很多的提前发生液化，引起LNG产品损失，并且当甲苯和苯这类芳香烃组分比较多而含量很少时，此方法很难将重烃有效脱除，进而发生冻堵。

(2)低温洗涤工艺

当天然气在冷箱上部通过零下40℃的环境下预冷之后，再让其进入低温洗涤塔中。通过将一些LNG产品作为塔顶的回流，以保证塔顶出口没有天然气重组分残余；通过将液相冷剂或者原料气来给塔底再沸器供应热量，以提高被分离组分的重烃含量、减少闪蒸量。

低温洗涤工艺的优点是能够以原料气重组分含量为依据来对LNG的塔顶回流量进行调整，所以对组分变化的适应性较强，具有较大的调节幅度，而且此工艺的初次投入成本较低。但是此工艺是采用LNG回流，因此重组分在LNG中不具有较高的溶解性，更多的是利用温度变化起到分离作用，当重组分中的甲苯、苯等这类芳香烃含量较多时，会导致回流LNG的大量消耗，并且此工艺使用的是低温精馏塔，所以在操作上复杂程度较高。

3 干法吸附工艺

此工艺主要使通过吸附剂来吸附原料气预处理阶段的重组分，进而使重组分脱出，避免了重组分在冷箱中的低温出发生冻堵。吸附过程通常是利用两塔或者三塔来进行，两塔吸附工艺具有成本低、操作简单等优点，但是再生解吸的时间比较长，影响脱重烃效率；三塔吸附工艺成本则比较高并且操作比较复杂，但是由于一个床在进行吸附工作时，另外的两个床分别在加热和冷吹，所以脱重烃的效率较高。

干法吸附工艺的主要优点是对于设计范围内的重组分含量，能够充分的将原料气中的重组分脱除，并且对分离重组分时冷箱需要的额外冷量要求较低，能够有效减少冷剂压缩机的电力消耗。但是如果原料气中重组分超出设计范围时，非常容易导致重组分在吸附床时发生穿透，并且通常都是脱除后的原料气中的比较容易发生穿透，并且芳香烃很难在冷箱内利用温度变化来脱除，所以很容易导致冷箱冻堵情况的发生。