天然气深冷液化工艺流程操作要点

分类：人文教育论文发表 时间：2020-02-13 19:39 关注：(1)

　　近年来，随着我国经济的飞速发展，科学技术水平的显著提升，工业能源领域也得到了长足的发展，尤其是天然气深冷液化工艺流程也随着长时间的执行和完善，也得到了改进和完善，完全能够适应当前我们的基本需求，这对于天然气未来的发展奠定了坚实的基础。所以本文主要以某公司的天然气项目的液化工艺特点为例，简要说明了天然气液化分离工艺流程的制取特点，从而能够保证天然气产品本身的质量，在以往过程中制冷压缩循环系统往往采取了“混合冷剂+氮气循环”的制冷工艺特点，与此同时还总结了混合冷剂的冷量调节、混合冷剂的主要组成成分、原料气的主要成分以及相应原料气的主要流量等等。因此这将会根据天然气的基本组成成分的变化对于相应的制冷剂的组成配比进行合理有效的调整，这在一定程度上能够提升较高的换热效率，减少工艺损耗等等。

　　关键词：天然气；深冷；液化；工艺流程；混合制冷剂；调节要点

　　目前阶段，随着我国科学技术水平的不断提升，社会市场中出现了大量的天然气公司，然而这些公司所开展的项目大部分都是引进了国外先进的技术，在项目的工艺流程方面也是借鉴了国外企业中的优势特点，因此有关压缩、净化、甲烷化和深冷等工序在21世纪初都已经研究出来的，目前中国的天然气公司已经成为了世界首次开始投入生产的焦炉煤气制液化天然气的项目，这在一定程度上完全的实现了炼焦煤气资源领域的首次突破。因此，经过长时间的使用和研究，不断的改进和完善工艺流程，这样在探究和摸索的过程中能够制定出一条完全符合目前社会经济发展现状基本需求的生产工艺路线，但是为了能够有效的实现持续、稳定以及高效运行的工艺流程，这不仅仅能够有效的缓解天然气日益增长的压力，并且还能够对于我国的能源安全以及节能减排等方面都有着一定的意义。

　　1工艺系统流程的简要分析和说明

　　1.1工艺流程系统的简要介绍

　　在天然气产品制作的整个流程当中，焦炉煤气首先需要进入一种卷帘干式的气柜，这里的主要目的就是让天然气经过一定缓冲作用，最后进入螺杆压缩机当中去，并且还要将压强随之而不断的升高，然后将其送至净化机构中去，目的是出去天然气表面当中的焦油雾滴，并且还需要往装置中加入一定的氧化铁脱硫槽，保证产品的成分当中不含硫成分。这样以来进过层层的反应和筛选，就能够将产品当中的杂质除去干净，除此之外甲烷的合成技术往往也是给整个项目带来了一定的可靠性，这同时也代表着这是国内第一家的焦炉煤气制液化天然气应用于主要生产过程中的先例所在，在这个过程中需要将甲烷中80%左右的原料进入脱碳装置当中去，这样能够将二氧化碳的含量降低到最低，最后才能进入深冷液化工序。因此这首先需要经过干燥脱水、预冷、深冷液化、低温精馏、液化天然气的储存以及后续的充装销售工作等等，整个流程当中的尾气处理工作也是很重要的。

　　1.2干燥脱水

　　由于在甲烷脱碳的过程中，脱碳工序中的气体也会随之而进入相应的干燥单元，首先需要保证环境的温度处于40℃，但是从原料的组成来看的话，气体是完全能够满足相关的净化要求的，因此这就意味着在装置的设定过程中只需要考虑到把程序当中的二氧化碳和水分完全的去除就可以了。所以这个工序所采取的脱水工序往往是利用复合床层的吸附结构，因此这就意味着在不同的压力和温度下吸附的容量也将会存在这一定的压力和选择吸附的主要特性，这还需要完全的脱除工艺气体当中的水分和二氧化碳，采取这样的方式可以将水分的含量完全控制在标准的范围之内，这样能够满足工艺的基本需求，避免故障现象的出现。

　　1.3深冷液化的分离

　　在国内大量的天然气公司，深冷液化工序往往采用了目前科学技术研究所提供的一种焦炉煤气综合利用制取液化天然气的分离工艺，这个工序采取的是“溴化锂初冷+氟利昂预冷+低温精馏”的液化分离工艺制取成为合格的天然气产品，这个具体的流程为：干燥的原料气体在进入原料冷却器当中去，在这个过程中与溴化锂预冷机组冷水换热之后会初步的降低一定的温度的，这样以来在进入氟利昂预冷机组会将原料气体进行进一步的降温之后，会完全的进入冷箱一级、二级、三级和板翅式的热换器，这样被返流的低温介质冷却之后，温度也会随之而逐渐的降低，这样原料气体当中的绝大部分甲烷以及部分的氮气和少许的氢气，完全的转变成为液体，这样作为干燥的单元就能够再变为气体进行使用。

　　2工艺系统流程的调节要点

　　2.1冷剂冷量的调节措施

　　在所有的工序过程当中，提供冷量的冷剂主要包含了以下两个方面：①由氮气、甲烷、乙烯、丙烷和异戊烷共同组合而成的混合冷剂；②循环氮气。然而对于冷剂的冷量调节主要包括冷剂流量的的调节以及冷剂压力的调节，但是随着混合冷剂流量的不断增加，制冷量也会随之而增加；混合冷剂流量的不断减小，制冷量也会随之而不断的减小。因此只有通过调节冷剂压缩机入口以及相应的回流调节阀，这样在实际的运行过程中调节幅度较大的时候也会有限的考虑到相关的入口阀的特点，这样在一定程度上也能够降低相应的能耗。但是随着冷剂压缩机出口压力的不断上升，入口压力也会随之而下降，这样以来制冷量也会随之而增加；但是随着出口压力的不断下降，人口压力也会随之而上升，制冷量反而会减少。因此在正常的操作过程中完全可以根据系统所需要的冷量多少来适当的调节压缩机出入口的压力状况。

　　2.2混合冷剂的组成配比结构

　　在本工序中冷剂的主要成分完全是根据天然气液化时温度的变化曲线来选择的话，这样就可以表达出冷量充分利用并且还可以提升液化效率为最终的目的的。然而这个工序当中混合制冷工质完全选择的是氮气、甲烷、乙烯、丙烷以及相应的异戊烷，这样反而能够提供一种可变的沸点温度。这样在冷箱当中的各级热转换器当中，甲烷在每一段的过程中都提供了较多的冷量，并且天然气与甲烷的性质是相一致的，换热温差相对比较均匀，换热效率也很高，这样在一定程度上能够为整个液化过程提供最多的冷量，因为仅仅是依靠氮气是不能满足低温地区的基本要求的，这样就可以利用氮气沸点相对较低的特性。

　　2.3原料气体流量的稳定

　　天然气原料气体流量稳定的调节原则是给整个装置尽可能的输送更多的天然气，这样才能通过循环制冷系统中所提供的冷量而进入液化的结构。但是，因为系统负荷调整以及焦炉检修等重要的原因，等待着液化的原料气流量每天都能多次的发生重要的变化，这样以来装置原来的冷量平衡最终也将会被打破，这个时候就必须对循环制冷量进行一定的调节，随着原料气流量的不断增加，随之循环制冷量也会不断的增加，会使整个系统的温度普遍的升高。

　　3结语

　　综上所述，本文主要分析了我国天然气公司在产品制作的工艺流程特点，并且在这个过程中，焦炉煤气制取的液化天然气项目采用甲烷化以及相关的低温分离技术相结合的重要方式，这样在一定程度上成功的完成了焦炉煤气中天然气的提取，并且还能够使液化的天然气的产量大幅度的增加，与此同时这还可以大量的减少废弃物的排放量，给周围环境带来的环保和经济效果也是十分显著的。

　　参考文献

　　[1]郭建,王刚,郑春来,黄勇,王科.天然气液化中重烃和氮气脱除工艺优化研究[J].天然气化工(C1化学与化工),2019,44(05):76-81.

　　[2]陈霞,张西平,孙哲.天然气深冷液化工艺流程及操作要点探讨[J].江西煤炭科技,2019(04):52-56.

　　[3]路绳治.新型天然气液化装置工艺流程及设备特点分析[J].当代化工研究,2019(04):157-158.

　　[4]张学武.液化天然气技术优点及其应用[J].信息记录材料,2018,19(11):218-219.

　　作者：罗颖异 单位：贵州昆油能源有限公司

　　推荐阅读：化学工程师评审职称天然气长输管道如何防腐