https://www.asiachmical.com/lng-plant/lng-processing-plant.html
1. تصنيف عملية إسالة الغاز الطبيعي
في الوقت الحاضر ، يتم تقسيم أنواع عمليات تسييل الغاز الطبيعي بشكل أساسي على أساس وظائفها وطرق التبريد.
(1) وفقًا لوظائفها ، يمكن تقسيمها إلى وحدات تسييل حمولة أساسية ووحدات تسييل ذروة الحلاقة. تنتمي وحدات الغاز الطبيعي المسال صغيرة الحجم إلى وحدات إسالة ذروة الحلاقة.
(2) وفقاً لطريقة التبريد ، يمكن تقسيمها إلى: ① عملية تسييل متتالية ؛ ② عملية تسييل المبردات المختلطة ، بما في ذلك التبريد المسبق المغلق والمفتوح والبروبان ، CII ، وما إلى ذلك ؛ ③ عملية التسييل باستخدام الموسع ، بما في ذلك تمدد الغاز الطبيعي ، وتمدد النيتروجين ، وتمدد النيتروجين والميثان ، إلخ.
ومع ذلك ، فإن التقسيم أعلاه ليس صارمًا ، وعادة ما يتم اعتماد عملية مركبة تتضمن مجموعات مختلفة من أجزاء معينة من عمليات التميع المختلفة الموصوفة أعلاه ، وتحتوي كل طريقة على أنواع متعددة.
2. أنواع وتركيب محطات تسييل الغاز الطبيعي
تشتمل أنواع وحدات تسييل الغاز الطبيعي بشكل أساسي على وحدات إسالة الحمل الأساسي ، ووحدات تسييل ذروة الحلاقة ، ووحدات تخزين وتفريغ إنتاج الغاز الطبيعي المسال العائم ، ومحطات استقبال الغاز الطبيعي المسال ، وتعريفاتها كما يلي.
(1) مصنع تسييل الحمل الأساسي: يشير إلى مصنع الإسالة واسع النطاق المنتج للاستخدام المحلي أو النقل الخارجي.
(2) جهاز تسييل ذروة الحلاقة: يشير إلى جهاز تسييل الغاز الطبيعي لحمل الذروة أو لتكملة إمداد الوقود الشتوي ، وعادةً ما يتم تسييل الغاز الطبيعي الزائد وتخزينه أثناء حمل الذروة المنخفضة وإعادة التبخير للاستخدام في أوقات الذروة أو الطوارئ مواقف.
(3) جهاز إنتاج وتخزين وتفريغ الغاز الطبيعي المسال العائم: إنه نوع جديد من أجهزة تسييل الغاز الطبيعي في حقول الغاز الهامشية وحقول الغاز البحرية. إنه مفضل لمزايا الاستثمار المنخفض وفترة البناء القصيرة وسهولة الهدم.
(4) محطة استقبال الغاز الطبيعي المسال: تشير إلى الجهاز الذي يستقبل الغاز الطبيعي المسال المنقولة بواسطة ناقلات الغاز الطبيعي المسال من جهاز تسييل الغاز الطبيعي ذي الحمل الأساسي ، والمجهز بشكل عام بنظام استرداد تسييل للغاز الطبيعي المسال أعلى خزان الغاز الطبيعي المسال BOG (Boil Off Gas).
يتكون مصنع تسييل الغاز الطبيعي بشكل عام من عملية المعالجة المسبقة للغاز الطبيعي ، وعملية التسييل ، ونظام التخزين ، ونظام التحكم ونظام الحماية من الحرائق ، ومن بينها عملية التسييل هي الجزء الأساسي من محطة تسييل الغاز الطبيعي. تشتمل مصانع الغاز الطبيعي المسال الكبيرة عمومًا على عدة مجموعات من مصانع تسييل الغاز الطبيعي ، وقد تحتوي كل مجموعة من مصانع التسييل على خطوط إنتاج متعددة. نظرًا لاختلاف أغراض الإنتاج لوحدات التميع المختلفة ، توجد اختلافات كبيرة بشكل طبيعي في تركيباتها المحددة.
3. طريقة تبريد الغاز الطبيعي المسال
يشير ما يسمى بالتبريد إلى استخدام الطرق الاصطناعية لإنشاء تقنية درجة حرارة منخفضة (أقل من درجة الحرارة المحيطة). تشمل طرق التبريد بشكل أساسي الطرق الثلاثة التالية.
(1) استخدم التأثير الماص للحرارة لتحولات طور المواد (مثل الذوبان ، والتبخر ، والتسامي) لتحقيق التبريد. يشير ما يسمى بالتبريد البخاري إلى استخدام تبخر السائل لتحقيق التبريد. يمكن تقسيم التبريد البخاري إلى ثلاثة أنواع: ضغط البخار (الضغط الميكانيكي) ، وحقن البخار والامتصاص. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام التبريد بضغط البخار في الغالب.
(2) استخدم تأثير التبريد لتمدد الغاز لتحقيق التبريد. يستخدم التبريد المتمدد بالغاز حاليًا على نطاق واسع التبريد التوربيني التوربيني ، ويستخدم أيضًا تبريد صمام الخانق والتبريد بفاصل الحرارة.
(3) استخدام التأثير الكهروحراري لأشباه الموصلات لتحقيق التبريد.
في عملية تسييل الغاز الطبيعي ، يتم استخدام تبخر السائل وتمدد الغاز على نطاق واسع لتحقيق التبريد. يجب أن يحتوي التبريد الخانق على طاقة ضغط عالية بما يكفي لاستخدامها ، وتكون الكفاءة منخفضة. يتم استخدامه بشكل عام في الحالات التي يكون فيها ضغط الغاز الخام مرتفعًا وكمية الإسالة المطلوبة صغيرة.
4. عملية تسييل الغاز الطبيعي الشائعة
عمليات التسييل المختلفة لها طرق تبريد مختلفة. في عملية تسييل الغاز الطبيعي ، تتضمن عملية تسييل الغاز الطبيعي الشائعة بشكل أساسي عملية الإسالة المتسلسلة ، وعملية تسييل المبردات المختلطة وعملية التسييل مع الموسع ، وطرق التبريد الخاصة بهم على النحو التالي.
(1) عملية التسييل المتتالي
وهو يتألف من عدة دورات تبريد متداخلة تعمل في درجات حرارة مختلفة ، حيث تستخدم الأجزاء ذات درجات الحرارة العالية والمتوسطة والمنخفضة المبردات ذات درجات الحرارة العالية والمتوسطة والمنخفضة على التوالي. يتم استخدام تبخر مادة التبريد في جزء درجة الحرارة المرتفعة لتكثيف مادة التبريد في الجزء ذي درجة الحرارة المنخفضة ، ويتم إعادة تبخير مادة التبريد في الجزء ذي درجة الحرارة المنخفضة لإخراج قدرة التبريد ، ويتم توصيل هذه الأجزاء بعدة مكثفات تبخرية. المكثف التبخيري عبارة عن مبخر لجزء درجة الحرارة المرتفعة ومكثف لجزء درجة الحرارة المنخفضة. للغاز الطبيعي
بالنسبة للإسالة ، يتم استخدام دورة تبريد متتالية ثلاثية المراحل تحتوي على البروبان والإيثيلين والميثان كمبردات في الغالب.
(2) عملية تسييل المبردات المختلطة
تم تطوير العملية من عملية التبريد التعاقبي في أواخر الستينيات. تستخدم المخاليط الهيدروكربونية (N2 ، C1 ، C2 ، C3 ، C4 ، C5) في الغالب كمبردات لتحل محل المكونات النقية المتعددة في عملية التبريد التعاقبي ، ويتم تحديد التركيب وفقًا لتكوين وضغط غاز التغذية. الاستفادة من خصائص المكونات الثقيلة في الخليط متعدد المكونات الذي يتكثف أولاً وتكثيف المكونات الخفيفة لاحقًا ، يمكن الحصول على قدرة التبريد لمستويات درجات الحرارة المختلفة عن طريق التكثيف والفصل والاختناق والتبخير بالتتابع ، ووفقًا لما إذا كان الخليط المختلط يتم خلط المبرد مع الغاز الطبيعي الخام ، وهناك نوعان من عمليات التبريد المختلطة: مغلق ومفتوح.
(3) عملية التسييل بالموسع
تعتمد دورة التبريد التوسعية في الغالب على دورة برايتون العكسية. في هذه الدورة ، يتم ضغط سائل العمل بشكل متساوي بواسطة الضاغط ، ويتم تبريده بواسطة المبرد ، ثم يتم توسيعه بشكل متساوي الحرارة في التوربيني المتوسع ويقوم بعمل خارجي للحصول على تدفق هواء بدرجة حرارة منخفضة لإنتاج طاقة باردة. في عملية تسييل الغاز الطبيعي ، يتبنى التبريد التوسعي بشكل أساسي الأشكال الأربعة التالية: التبريد بالتمدد المباشر للغاز الطبيعي ، التبريد المتمدد بالنيتروجين ، التبريد التوسعي المختلط بالنيتروجين والميثان ، إلخ.
5. مبدأ التبريد وخصائص عملية التسييل مع الموسع
تشير دورة Expander Cycle إلى عملية تحقيق تسييل الغاز الطبيعي عن طريق استخدام مبرد عالي الضغط ودورة تبريد كلود من خلال تمدد ثابت الحرارة لموسع توربيني. المعدات الرئيسية هي turboexpander ، التي تتميز بالكفاءة العالية المتساوية وأعمال التمدد القابلة للاسترداد. لذلك ، فإن هذه العملية مفضلة أكثر فأكثر من قبل مصانع الغاز الطبيعي المسال ذات قدرة التسييل الصغيرة ذات قدرة تسييل الذروة ، وتستخدم بشكل عام للأجهزة ذات قدرة الإسالة 7 × 104-70 × 104 م 3 / يوم.
المبدأ الأساسي لعملية التسييل للتبريد باستخدام الموسع هو: يتمدد الغاز ويبرد في الموسع أثناء إخراج العمل ، والذي يمكن استخدامه لقيادة الضاغط ؛ عندما يكون هناك فرق ضغط "طبيعي" بين الغاز الخام الذي يدخل الجهاز والغاز التجاري الخارج من الجهاز ، فإن عملية التسييل لن تحتاج إلى استكمالها بالطاقة "من العالم الخارجي" ، ولكنها ستعتمد على "طبيعي" فروق الضغط لتحقيق التبريد من خلال الموسع. وفقًا لمواد التبريد المختلفة ، يمكن تقسيمها إلى عملية تسييل تمدد النيتروجين ، وعملية تسييل التمدد المختلط من النيتروجين والميثان ، وعملية تسييل التمدد المباشر للغاز الطبيعي.
(1) عملية تسييل التمدد المباشر للغاز الطبيعي
تشير هذه العملية إلى عملية الاستخدام المباشر للغاز الطبيعي عالي الضغط من حقل الغاز وتوسيعه بشكل ثابت في الموسع إلى ضغط خط أنابيب النقل ، وبالتالي تحقيق عملية تسييل الغاز الطبيعي. إنها مناسبة بشكل خاص للمناسبات التي يكون فيها ضغط خط الأنابيب مرتفعًا ، وضغط التشغيل الفعلي منخفضًا ، ويحتاج الضغط إلى تقليله في المنتصف. نظرًا لأن الغاز الطبيعي الذي يدخل إلى الموسع لا يحتاج إلى إزالة ثاني أكسيد الكربون ، ولكنه يحتاج فقط إلى إزالة ثاني أكسيد الكربون من الجزء المسال من الغاز الخام ، يتم تقليل حجم غاز المعالجة المسبقة بشكل كبير. عندما يكون الجهاز في وضع التشغيل العادي ، يتم ضغط الغاز الطبيعي المتبخر من خزان التخزين بواسطة ضاغط الغاز العائد ثم يتم إرجاعه إلى النظام من أجل التسييل. هذه العملية يمكن أن توفر تكلفة الإنتاج الخاص ونقل وتخزين المبردات ؛ لديها مزايا العملية البسيطة ، والمعدات المدمجة ، والاستثمار الصغير ، والتعديل المرن والتشغيل الموثوق. ومع ذلك ، لا يمكن لعملية التسييل هذه الحصول على درجة حرارة منخفضة ، وحجم كبير للغاز المتداول ومعدل تسييل منخفض مثل عملية تسييل تمدد النيتروجين ، ويتأثر أداء عمل الموسع بشكل كبير بضغط وتكوين غاز المواد الخام ، والسلامة متطلبات النظام عالية نسبيًا. عالي.
(2) عملية تسييل التمدد بالنيتروجين
إنها متغير لعملية التسييل بالتمدد المباشر ، ودورة تبريد النيتروجين منفصلة عن دائرة إسالة الغاز الطبيعي ، وتوفر دورة تبريد الكلور سعة باردة للغاز الطبيعي. تتمثل مزاياها في أنها تتمتع بقدرة أكبر على التكيف مع تغيير مكونات الغاز الخام ، وقدرة تسييل قوية ، وتشغيل بسيط ومريح للنظام بأكمله ؛ ويزيد تداول العامل الطويل الأمد بحوالي 40 بالمائة.
(3) عملية إسالة التمدد المختلط بالنيتروجين والميثان
إنه تحسين لعملية تسييل تمدد النيتروجين ، والذي يمكن أن يقلل من اختلاف درجة حرارة التبادل الحراري في الطرف البارد. بالمقارنة مع دورة المبردات المختلطة ، فهي تتميز بمزايا العملية البسيطة ، والتحكم السهل ، ووقت بدء التشغيل القصير ، وتوفير 10 في المائة إلى 20 في المائة من استهلاك الطاقة مقارنة بالتبريد التوسعي بالنيتروجين النقي.
6. مبدأ العمل للموسع التربيني
التوربيني هو آلة حرارية دوارة عالية السرعة. وفقًا لقانون تحويل الطاقة والحفاظ عليها ، عندما يقوم الغاز بعمل خارجي أثناء التمدد الثابت للحرارة في التوربيني المتوسع ، سيتم تقليل طاقته ، وسيتم إنشاء انخفاض معين في المحتوى الحراري في نفس الوقت ، وبالتالي تقليل درجة حرارة الغاز نفسه وتهيئة الظروف لإسالة الغاز.
إن الممدد التوربيني هو في الواقع الإجراء العكسي للضاغط الطرد المركزي. يتم تشغيل ضاغط الطرد المركزي بواسطة محرك كهربائي لزيادة ضغط الغاز الذي يستهلك الطاقة. يستخدم الممدد التوربيني تدفق الهواء عالي السرعة الناتج عن تمدد الغاز عالي الضغط للتأثير على دافع العمل للموسع التوربيني ، بحيث يدور الدافع بسرعة عالية. يمكن أن تولد المكره الدوارة عالية السرعة قدرًا معينًا من الطاقة ، ثم تقوم بعمل خارجي. في الوقت نفسه ، تنخفض درجة حرارة وضغط الغاز الممتد. بعبارة أخرى ، يستخدم الممدد التوربيني تغيير سرعة الوسيط لتحويل الطاقة ، والذي لا يوفر فقط قدرة التبريد لجهاز التسييل ، ولكن أيضًا العمل الناتج عن التمدد يمكن استخدامه لقيادة المعدات مثل الضواغط أو المولدات ، مما يقلل وحدة الغاز الطبيعي المسال. استهلاك الطاقة الحجمي.