何卜思（宁夏清洁能源发展有限公司，宁夏 银川 750021）

技改重烃脱除优化LNG装置净化系统

何卜思（宁夏清洁能源发展有限公司，宁夏 银川 750021）

宁夏清洁能源发展有限公司主要生产液态天然气（LNG）,其装置是国产设备，运行过程中出现问题较多，尤其是净化装置在脱重烃过程中问题频发，严重制约了装置的正常运行。为了解决这些瓶颈问题，公司进行了一系列技改和优化，技改后的装置不但实现了安、稳、长、满、优运行目标，还可以为公司每月创收近70万元。

净化装置重烃脱除脱重烃再生气回收节能降耗CNG母站

1 重烃脱除工艺介绍

天然气的净化，也叫天然气的净化系统，是指将天然气在液化前除去重烃类物质、酸性气体、汞和水的过程。液化天然气工厂的原料气主要来自于油气田生产的气田气、凝析气或者油田伴生气，故组分相对复杂。无论哪种来源，都会不同程度的含有二氧化碳、硫化氢、重烃（芳烃类）、汞、水等杂质，这些杂质在天然气进入液化前必须要把含量严格控制在一定的范围之内，以免在液化过程中产生冻结，从而堵塞管道和设备。

2 存在问题概述

宁夏清洁能源发展有限公司的LNG生产装置是国产设备，2009年8月开始投产运行，至2010年10月份生产较为正常，此后装置一直处于不平稳运行状态，其净化系统由于冷箱经常发生冻堵而被迫停工。尤其进入冬季，随着保障居民供暖用气量的增加，国产天然气已不能满足国内民生及工业用气需求，西气东输管网并入了中亚天然气。清洁能源LNG装置气源来自中国石油西气东输长宁输气分公司银川站，在西气东输过程中随着中亚进口天然气的加入，原料气组分发生了大幅度变化，天然气重烃含量比以前多了20多倍，其值已远远超出原设计要求，现有装置已无法脱除重烃组，冷箱冻堵现象甚至每周都在发生。

3 深层原因分析

清洁能源发展有限公司当初设计时，脱重烃再生气计划用于公司锅炉、导热油炉及生活用气，而装置实际运行过程中，其脱重烃再生气的产量已远远超出预计值，是公司实际用气量的65倍，按照工艺包设计要求，脱重烃再生气未使用完的量必须放空燃烧，公司火炬每天要燃烧掉约6.35万方的余量。

2010年，清洁能源产业兴起，随着工业用气量的增加，公司的原料（天然气）单价由原来的1.24元/方上涨到2.03元/方，生产成本大幅度上升，为了实现节能降耗，经公司研究，决定对生产生活使用后剩余的脱重烃再生气（每小时1500～2000立方/h），全部回收到生产入口再次利用。

重烃再生气回收利用一个多月后，装置开始频繁出现冷箱冻堵现象。为了查清原因，公司分别在活性碳、吸附塔安装色普仪（在线检测天然气组分的仪器）进行在线监测。经过监测，发现每一个吸附再生周期，脱重烃再生气就增加3-5%个点，而到了冬天，增加量竟达到10～14%个点。

虽然原设计吸附量较大，但重烃组分是始终在吸咐塔中累计，当吸附塔中吸附剂（活性碳）吸附达到饱和后，就不再吸附，此时重烃就会跃过吸附塔进入冷箱，在冷箱预冷段（-40℃）就冷冻成石蜡状物质堵塞冷箱天然气通道，从而使生产无法继续进行。每一次冷箱发生冻堵时，装置都必须停运，在冷箱回温至常温时，组织人员用干氮气吹扫干净后再恢复生产，而装置每一次停工吹扫，至少需要4至5天，直接损失达15～18万元，间接损失达10万元左右。每一次装置停运，都给公司造成巨大经济损失。

4 问题解决方案

目前LNG行业解决重烃再生气方法主要有增加冷干机冷却脱除法、蒸馏脱除法、干气入冷箱前预冷脱除法、再生气开环引至生活用气法等。考虑到采用增加冷干机冷却脱除法、蒸馏脱除法、干气入冷箱前预冷脱除法运行成本高，过程复杂，且需要增加设备设施投资大，采用再生气开环引至生活用气法，厂区又远离城市，再三研究后，公司最终根据自己的实际情况，开创先河另辟其径，投资新建一个CNG母站，使脱重烃再生气经循环水冷却，进入到气液分离罐分离部分重烃后，气相部分送至CNG压缩机，直接压缩成CNG，液相送至重烃储罐。

5 技改技措效果

(1)由于重烃再生气采用开环控制，对于LNG生产线而言，不但实现了安稳长周期生产，而且实现了能耗大幅度下降，即能耗整体下降1.1%，LNG成品单耗（单吨用气）由原来的1513Nm3/吨下降至 1492Nm3/吨。

(2)送至CNG母站的重烃再生气，给公司创造了巨大的经济效益。首先，母站的水、电、风等公用工程均来自于LNG生产厂，可以节约固定资产投资约300～400万元；其次，脱重烃再生气母站的CNG产品质量优于其他CNG公司产品质量（水含量小于1PPm，二氧化碳＜50PPm，而重烃达25%以上），司机们在多次使用后反馈，同样充装25立方的气，我公司出厂的CNG就比在其它公司的多跑50～70公里，我公司CNG也因此盐分畅销，每天销售约7万方，每方纯利0.3元，每月利润达到60多万元。

(3)脱重烃再生气经循环水冷却，经气液分离罐分离后的液相，每月大概有8～10吨，直接送至重烃储罐。按每吨6500元计算，每月可以增加收入约5～7万元。

6 结语

脱除重烃是LNG产品工艺设计中非常重要的技术环节，宁夏清洁能源发展有限公司在技改优化过程中积累了以下经验：

(1)脱除再生气用循环水冷却时，建议增大冷却器换热面积，使吸附出口的再生气降至常温，以便更多液态重烃冷凝出来，使效益最大化。

(2)CNG母站可以不设置脱水撬块，但LNG生产线有两套或两套以上，CNG压缩机就必须有两台或两台以上，解决末端备用足量，以保证压缩机连续运行。

(3)若CNG母站管束车较少，LNG生产线中控运行工必须与母站装车工默切配合，确保在在线加热（出口）至80℃时开启压缩机，出口温度在达到80℃之前可以打回流到原料气入口，只有这样才不影响脱除重烃的效果。