- Nhà máy LNG (Khí tự nhiên hóa lỏng) là một-hệ thống xử lý đông lạnh quy mô lớn được thiết kế để chuyển khí tự nhiên thành dạng lỏng bằng cách làm mát nó xuống khoảng -162 độ. Quá trình này làm giảm thể tích khí khoảng 600 lần, cho phép lưu trữ hiệu quả, vận chuyển đường dài và cung cấp năng lượng ổn định.
- Nhà máy LNG không phải là một đơn vị xử lý đơn lẻ mà là một hệ thống công nghiệp nhiều{0}}giai đoạn bao gồm các hoạt động tiền xử lý khí, loại bỏ khí axit, khử nước, loại bỏ thủy ngân, hóa lỏng, phân đoạn, lưu trữ và nạp. Mỗi phần yêu cầu thiết bị chuyên dụng được thiết kế cho các điều kiện xử lý hydrocarbon áp suất cao, nhiệt độ thấp và liên tục.
Hệ thống tiếp nhận và tách khí-
Quá trình LNG bắt đầu với phần tiếp nhận khí, nơi khí tự nhiên đi vào nhà máy từ các đường ống thượng nguồn hoặc mạng lưới thu gom khí.
- Dụng cụ bắt sên đầu vào
- Bộ tách khí-lỏng
- Máy lọc đầu vào
- Bộ lọc tách
- Van điều chỉnh áp suất
- Hệ thống đo lưu lượng
Hệ thống này loại bỏ chất lỏng tự do, chất ngưng tụ và các hạt rắn khỏi dòng khí đi vào. Thiết bị bắt sên đặc biệt quan trọng trong các hệ thống cấp-đường ống, nơi có thể xảy ra hiện tượng dâng chất lỏng đột ngột.
Dòng khí được ổn định trước khi đi vào các thiết bị xử lý ở hạ lưu để ngăn chặn sự xáo trộn trong hoạt động của các thiết bị nhạy cảm.
Đơn vị loại bỏ khí axit (AGRU)
Khí tự nhiên thường chứa carbon dioxide (CO₂) và hydrogen sulfide (H₂S), những chất này phải được loại bỏ để tránh bị đóng băng và ăn mòn trong điều kiện đông lạnh.
Thiết bị cốt lõi bao gồm:
- Cột hấp thụ
- Tháp tái sinh (vũ nữ thoát y)
- Bộ trao đổi nhiệt giàu/nạc amin
- Nồi nấu lại
- trống chớp
- Bơm tuần hoàn amin
- Hệ thống lọc dung môi
- Hệ thống này thường sử dụng các dung dịch amin như MDEA hoặc DEA để hấp thụ hóa học khí axit trong cột hấp thụ.
- Dung môi giàu sau đó được tái sinh trong cột tẩy bằng cách sử dụng nhiệt, giải phóng khí axit để loại bỏ hoặc xử lý tiếp.
- Bộ phận này rất quan trọng để bảo vệ thiết bị đông lạnh phía sau khỏi bị nhiễm bẩn và hình thành chất rắn.
Hệ thống khử nước
Sau khi loại bỏ khí axit, hàm lượng nước phải giảm xuống mức cực thấp để ngăn chặn sự hình thành băng trong quá trình hóa lỏng.
- Tháp hấp phụ rây phân tử
- Máy sưởi khí tái sinh
- Chuyển mạch đa tạp van
- Máy làm mát gas
- Máy thổi tái sinh
- Van thiết bị và điều khiển
Hệ thống thường hoạt động theo cấu hình tháp đôi hoặc tháp ba. Trong khi một tháp ở chế độ hấp phụ, các tháp khác sẽ trải qua quá trình tái sinh.
Các phân tử nước bị giữ lại bên trong các lỗ rây phân tử, đạt được sự khử nước sâu thích hợp cho hoạt động đông lạnh.
Đơn vị loại bỏ thủy ngân
Dấu vết thủy ngân trong khí tự nhiên có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho bộ trao đổi nhiệt đông lạnh bằng nhôm thông qua việc trộn lẫn.
- Giường hấp phụ than hoạt tính
- bình truyền thông tẩm lưu huỳnh-
- Đã sửa lỗi-lò phản ứng trên giường
- Dụng cụ giám sát thủy ngân
Thiết bị này hoạt động trong điều kiện dòng chảy ổn định, loại bỏ thủy ngân thông qua quá trình hấp phụ trước khi khí đi vào hệ thống đông lạnh.
Ngay cả mức độ vết cũng được kiểm soát để bảo vệ tính toàn vẹn của bộ trao đổi nhiệt và độ tin cậy lâu dài của nhà máy.
Kiểm soát điểm sương hydrocarbon và phục hồi NGL
Trước khi hóa lỏng, các hydrocacbon nặng hơn như etan, propan và butan có thể cần được tách ra.
- Máy tách đông lạnh
- Cột phân đoạn (khử khí, khử propan, ra mắt)
- Reboilers và bình ngưng
- Trống trào ngược
- Bể chứa NGL
- Bơm chuyển
Phần này điều chỉnh thành phần hydrocarbon và cải thiện việc kiểm soát giá trị gia nhiệt LNG.
Chất lỏng khí tự nhiên thu hồi (NGL) có thể được xử lý riêng hoặc bán làm nguyên liệu hóa dầu.
Hệ thống hóa lỏng (Phần quy trình cốt lõi)
Phần hóa lỏng là bộ phận trung tâm của nhà máy LNG, nơi khí tự nhiên được làm lạnh đến nhiệt độ đông lạnh.
Hai công nghệ hóa lỏng chính được sử dụng:
- Quy trình làm lạnh hỗn hợp (MR)
- Quy trình làm lạnh Cascade
- Bộ trao đổi nhiệt đông lạnh chính (MCHE)
- Máy nén môi chất lạnh (ly tâm nhiều tầng)
- Van giãn nở
- Joule-van Thomson
- Cụm hộp lạnh
- Máy tách môi chất lạnh
- Bộ trao đổi nhiệt tích hợp
Khí được làm lạnh dần dần qua các giai đoạn trao đổi nhiệt cho đến khi đạt đến điểm hóa lỏng.
MCHE là một thiết bị quan trọng, thường được chế tạo từ các cấu trúc cánh tản nhiệt-bằng nhôm được thiết kế để mang lại hiệu quả đông lạnh.
Hệ thống máy nén lạnh
Hệ thống làm lạnh cung cấp năng lượng làm mát cần thiết cho sản xuất LNG.
- Trình điều khiển tuabin khí hoặc động cơ điện
- Máy nén ly tâm nhiều tầng
- Bộ làm mát liên động và bộ làm mát sau
- Hệ thống kiểm soát chống đột biến
- Hệ thống khí bịt kín
- Hệ thống dầu bôi trơn
- Cụm hộp số (trong một số cấu hình)
Hiệu suất máy nén ổn định là điều cần thiết để duy trì sản lượng LNG liên tục.
Hệ thống-chống đột biến bảo vệ máy nén khỏi tình trạng mất ổn định dòng chảy khi tải biến động.
Hệ thống bể chứa LNG
Khí tự nhiên hóa lỏng được lưu trữ trong các bể đông lạnh được thiết kế để có nhiệt độ cực thấp và ngăn chặn lâu dài.
- Bể thép đông lạnh bên trong (thép niken 9% hoặc hợp kim nhôm)
- Kết cấu ngăn chặn bằng bê tông hoặc thép cacbon bên ngoài
- Lớp cách nhiệt (đá trân châu, kính xốp hoặc cách nhiệt nhiều lớp)
- Hệ thống sàn treo
- Hệ thống thu gom-khí sôi (BOG)
- Van giảm áp
Bể chứa được thiết kế để giảm thiểu sự xâm nhập nhiệt và duy trì LNG ở trạng thái lỏng trong thời gian dài.
Hệ thống xử lý khí thải (BOG) đun sôi-
Ngay cả khi có lớp cách nhiệt, LNG vẫn bay hơi dần dần do truyền nhiệt.
- máy nén BOG
- Bộ ngưng tụ
- Hệ thống thu hồi khí nhiên liệu
- Đường ống hồi hơi
- Van điều khiển áp suất
BOG được -hóa lỏng lại hoặc được sử dụng làm khí đốt cho hoạt động của nhà máy, duy trì sự ổn định áp suất trong bể.
Hệ thống nạp và chuyển LNG
LNG được chuyển từ bể chứa sang tàu vận chuyển hoặc xe tải.
- Cánh tay tải đông lạnh
- Máy bơm chuyển chìm
- Đường ống chuyển LNG
- Đường hồi hơi
- Hệ thống phát hành khẩn cấp (ERS)
- Khớp nối ngắt kết nối nhanh
Cánh tay tải được thiết kế để có khả năng vận chuyển linh hoạt trong môi trường đông lạnh và-không bị rò rỉ khi vận hành liên tục.
Hệ thống tiện ích và phụ trợ
Các nhà máy LNG yêu cầu nhiều hệ thống hỗ trợ để hoạt động liên tục.
- Hệ thống tạo không khí cho dụng cụ
- Đơn vị tạo nitơ (PSA hoặc màng)
- Hệ thống nước làm mát
- Hệ thống glycol vòng-đóng
- Hệ thống chữa cháy và tạo bọt
- Hệ thống đốt và ống thông hơi
- Hệ thống tắt khẩn cấp (ESD)
Các hệ thống này đảm bảo hoạt động liên tục và bảo vệ khẩn cấp.
Hệ thống cứu hỏa và an toàn
An toàn áp suất được quản lý thông qua hệ thống giải phóng có kiểm soát.
- Ngăn xếp ngọn lửa
- Đánh-trống
- Đơn vị thu hồi khí cháy
- Van an toàn áp suất (PSV)
- Hệ thống xả đáy
Trong điều kiện bất thường, khí dư được chuyển đến hệ thống đốt một cách an toàn để đốt cháy có kiểm soát.
Hệ thống tự động hóa và điều khiển
Các nhà máy LNG hiện đại phụ thuộc nhiều vào hệ thống tự động hóa để kiểm soát quy trình và phối hợp an toàn.
- Hệ thống điều khiển phân tán (DCS)
- Hệ thống thiết bị an toàn (SIS)
- Hệ thống tắt khẩn cấp (ESD)
- Hệ thống phát hiện khí
- Máy phát nhiệt độ, áp suất và lưu lượng
- Giao diện SCADA
Các hệ thống này liên tục giám sát các điều kiện của nhà máy và điều phối sự ổn định của quy trình trên tất cả các đơn vị.
Hệ thống vận chuyển đường ống và đông lạnh
Đường ống đông lạnh được sử dụng để chuyển LNG và chất làm lạnh giữa các đơn vị.
- Hệ thống đường ống cách nhiệt-chân không
- Van đông lạnh
- Khe co giãn
- Cấu trúc hỗ trợ cách nhiệt
- Hệ thống cách nhiệt-ở nhiệt độ thấp
Những đường ống này được thiết kế để giảm thiểu sự truyền nhiệt và duy trì điều kiện đông lạnh ổn định trong toàn bộ nhà máy.
