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山東花王新能源工程有限公司

主營產(chǎn)品: 石灰窯二氧化碳回收,化肥廠二氧化碳回收,沼氣回收液態(tài)二氧化碳

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公司信息

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劉馨憶
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http://www.kytsldc.cn/st92208/
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30輕烴分離裝置輕烴分離裝置LNG液化裝置
輕烴分離裝置輕烴分離裝置LNG液化裝置
參考價 面議
具體成交價以合同協(xié)議為準
  • 型號 30
  • 品牌
  • 廠商性質 生產(chǎn)商
  • 所在地 菏澤市

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更新時間:2024-05-15 20:20:25瀏覽次數(shù):612

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【簡單介紹】
分離、精餾、萃取設備:廢甲醇提純成套設備、二甲醚成套設備、主要為化工、化肥、煉油、制藥等行業(yè)提供非標壓力容器成套設備(二氧化碳成套設備、聚乙烯成套設備等)的設計、制造。石腦油分離溶劑設備、發(fā)酵提取全套設備等各種混合物的回收、分離、精餾、萃取。

   公司主營產(chǎn)品:

1.鍋爐:立式蒸汽鍋爐、生鍋爐、燃煤蒸汽鍋爐、大型熱水鍋爐 、導熱油鍋爐、WNS燃油(氣)蒸汽鍋爐、電加熱熱水鍋爐、電加熱蒸汽鍋爐。

2.非標設備:主要為化工、化肥、煉油、制藥等行業(yè)提供非標壓力容器成套設備(二氧化碳成套設備、聚成套設備等)的設計、制造。

3.低溫設備:氧、氬、氮、CO2、LNG液化天然氣儲罐等。

4.氨制冷輔助設備:蒸發(fā)冷、貯氨器、低溫循環(huán)桶、蒸發(fā)器、油氨分離器、虹吸罐、空分、緊急泄氨器、集油器等。

5.儲罐設備:蒸汽、空氣、、液氨、、二甲醚等儲罐。

6.分離、精餾、萃取設備:甲醇提純成套設備、二甲醚成套設備分離溶劑設備、發(fā)酵提取全套設備等各種混合物的回收、分離、精餾、萃取。

1 工藝技術方案

1.1 工藝原理及路線選擇

LNG工廠的工藝主要包括天然氣脫酸、脫水、脫、液化、裝車以及與之相配合的輔助。以下主要介紹天然氣凈化和液化的工藝原理。

1.1.1 工藝原理

1.1.1.1 天然氣脫酸單元

酸性氣體是指原料氣中的二氧化碳和,本裝置采用溶劑吸收法來脫除酸性氣體,吸收溶劑為活化MDEA水溶液。

MDEA 水溶液吸收酸性氣體的原理如下:

二乙醇胺(MDEA),分子式為CH3-N(CH2CH2OH)2,分子量119.2,沸點246~248℃,閃點260℃,凝固點-21℃,汽化潛熱519.16kJ/kg ,能與水和醇混溶,微溶于醚。在一定條件下,對二氧化碳等酸性氣體有很強的吸收能力,而且反應熱小,解吸溫度低,化學性質,而不降解。

MDEA 溶液與CO2不發(fā)生反應,但其水溶液與CO2 可按下式反應:

CO2 + H2O == H+ + HCO3-(1)

H+ + R2NCH3 == R2NCH3H+ (2)

式(1)受液膜控制,反應速率極慢,式(2)則為瞬間可逆反應,因此式(1)為MDEA 吸收CO2 的控制步驟,為加快吸收速率,在MDEA 溶液中加入活化劑(R2/NH) 后,反應按下式進行:

R2/NH + CO2 == R2/NCOOH (3)

R2/NCOOH + R2NCH3 + H2O ==R2/NH + R2CH3NH+HCO3-(4)

(3)+(4):

R2NCH3+ CO2 + H2O == R2CH3NH+HCO3-(5)

 

由式(3)~(5)可知,活化劑吸收了CO2,向液相傳遞CO2,大大加快了反應速度。MDEA 分子含有一個叔胺基團,吸收CO2 后生成碳酸氫鹽,加熱再生時遠比伯仲胺生成的甲酸鹽所需的熱量低得多。

1.1.1.2 天然氣脫水、脫單元

分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物,主要由硅鋁通過氧橋連接組成空曠的骨架結構,在結構中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內(nèi)表面積很大的空穴。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態(tài)的水。由于水分子在加熱后連續(xù)地失去,但晶體骨架結構不變,形成了許多大小相同的空腔,空腔又有許多直徑相同的微孔相連,這些微小的孔穴直徑大小均勻,能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內(nèi)部中來,而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子,極性程度不同的分子,沸點不同的分子,飽和程度不同的分子分離開來,即具有篩分"分子的作用,故稱為分子篩。

分子直徑小于分子篩晶體孔穴直徑的可以進入分子篩晶體,從而被吸附,否則,被排斥。分子篩還根據(jù)不同分子的極性決定優(yōu)先吸附的次序。一般地,極性強的分子更容易被吸附。

分子篩是人工合成的水合硅鋁酸鹽晶體Mex/m[(Al2O3)x(SiO2)y]·mH2O,分子篩吸附水是一個放熱,溫度有利于放熱的吸附,高溫則有利于吸熱的脫附。溫度低,水的平衡吸附容量高;反之,則低。正是利用該特性,使得在變溫和變壓時實現(xiàn)分子篩吸附水和解吸水而重復使用。

分子篩脫水屬于吸附法脫水,一般用于水要求控制較低的,其深度可達到-76℃, 含水量在1ppm以下。

在低溫下會對鋁制設備和管道造成嚴重腐蝕,因此必須脫除。本裝置采用浸硫活性炭來脫除原料氣中的。

1.1.1.3 天然氣液化單元

凈化后的天然氣主要成分為,從的PH 圖上可以看出,常壓下的天然氣冷卻到-162℃ 時將冷凝變成;較高壓力下的將在較高溫度下液化,過冷和降壓后液化。正是利用此原理,可以采用多種液化制冷循環(huán),將天然氣冷卻、冷凝和過冷到-162℃,生產(chǎn)液化天然氣(LNG)。  

天然氣液化為低溫。天然氣液化所需冷量是靠外加制冷循環(huán)來提供配備的制冷就是要使得換熱器達到小的冷、熱流之溫差,并因此*的制冷效率

天然氣液化的制冷已非常成熟,常用的工藝有:階式制冷循環(huán)、混合冷劑制冷循環(huán)、機制冷循環(huán)。

1)階式制冷循環(huán)

階式制冷循環(huán)1939年首先應用于液化天然氣產(chǎn)品,裝于美國的Cleveland,采用NH3、C2H4為、第二級制冷劑。經(jīng)典階式制冷循環(huán)由三個的制冷組成。級采用丙烷做制冷劑,經(jīng)過凈化的天然氣在丙烷冷卻器中冷卻到-35~-40,離出戊烷以上的重烴后進入第二級冷卻。由丙烷冷卻器中蒸發(fā)出來的丙烷氣體經(jīng)壓縮機增壓,水冷卻器冷卻后重新液化,并循環(huán)到丙烷冷卻器。第二級采用做制冷劑,天然氣在第二級中被冷卻到-80-100,并被液化進入第冷卻。或冷卻器蒸發(fā)出 來的氣體經(jīng)過增壓、水冷后,在并在丙烷冷器中冷卻、液化,循環(huán)到或冷卻器。第三,天然冷卻過冷-150-160,通過節(jié)流閥降壓,溫度降到-162用泵輸送到LNG貯槽。冷卻器中蒸發(fā)出來的氣體經(jīng) 增壓、水冷后,在丙烷冷卻器中冷卻、在冷卻器中液化后,循環(huán)到冷卻器。

經(jīng)典階式制冷循環(huán),包含幾個相對、相串聯(lián)的冷卻階段,由于制冷劑一般使用多級壓縮機壓縮,因而在每個冷卻階段中,冷劑可在幾個壓力下蒸發(fā),分成幾個溫度等級冷卻天然氣,各個壓力下蒸發(fā)的制冷劑進入相應的壓縮機級壓縮各冷卻階段僅制冷劑不同,操作基本相似。

從發(fā)展來看,初興建LNG裝置時就用階式冷循環(huán)的著眼點是能耗低,技術成熟無需改變即可移植用于LNG生產(chǎn)。隨著發(fā)展要求而陸續(xù)興建新的LNG裝置這時經(jīng)典的階式制冷循環(huán)就出它固有的缺點:

l 經(jīng)典的階式制環(huán)由三個的丙烷、、制冷循環(huán)復迭而成。機組多(三臺壓縮機)冷劑用量大、級間管路連接復雜,造價高昂;

l 為使實際級間操作溫度盡可能與原料天然氣的冷卻曲線(Q-T曲線)貼近,以減 少熵增,效率,一般采用9個溫度水平(丙烷、、段各3個)代替3溫度水平(丙烷段-38、段-85、段-160)。如此以來,效率了,但流程十分復雜。

2)混合冷劑循環(huán)

鑒于階式制冷循環(huán)裝置的復雜性、高,為此了混合制冷循環(huán)Mixed Refrigerant CycleMRC用一種制冷般是烴類混合物,N2、C1C5Q-T曲線與原料天然氣接近*。利用混合物部分冷凝的特點來達到所需的不同溫度水平,既保留了階式制冷循環(huán)的優(yōu)點,而且又只有1臺壓縮機,使流程大于簡化,造價也可。

從原則上講,由N2C1~C5等組成的混合物,其組成比例應依照原料天然氣組成、工藝流程、工藝壓力而異。MRC制冷循環(huán)的流程和裝備較階式制冷循環(huán)簡單,但它的效率要比9個溫度水平的階式制冷循環(huán)低。

可以適當調(diào)節(jié)混合冷劑的組成比例,使整個液化按冷卻曲線提供所需的冷量。 在混合冷劑循環(huán)的基礎上,發(fā)展成有丙烷預冷的MRC工藝,簡稱C3/MRC工藝,它的效率接近階式循環(huán)。此法的原理是分兩段供給冷量:高溫段用丙烷壓縮制冷,按3個溫度水平預冷原料天然氣到~-40;低溫段的換熱采用兩種——高壓的混合冷劑與較高溫度的原料氣換熱,低壓的混合冷劑與較低溫度的原料氣換熱。充分體現(xiàn)了熱力學上的特性,從而使效率得以大限度的。

3)機制冷循環(huán)

機制冷循環(huán)是指利用高壓制冷劑通過透平機絕熱的克勞德循環(huán)制冷來實現(xiàn)天然氣的液化。氣體在機中降溫的同時,能輸出功,可用于驅動流程中的壓縮機。

根據(jù)制冷劑的不同,機制冷循環(huán)可分為氮機制冷循環(huán)、-機制冷 循環(huán)、天然氣制冷循環(huán)。

與階式制冷循環(huán)和混合冷劑制冷循環(huán)工藝相比,循環(huán)流程非常簡單、緊湊,造價略低。起動快,熱態(tài)起動24小時即可得滿負荷產(chǎn)品,運行靈活,適應性強,易于操作和控制,性好,放空不會引起火災危險。制冷劑采用單組分氣體,因而了像混合冷劑制冷循環(huán)工藝那樣的分離和存儲制冷劑的麻煩也避免了由此帶來的 問題,使液化冷箱的更簡化和緊湊。但能耗要比混合冷劑液化流程高40%左右。

為了機制冷循環(huán)的功耗,采用N2-CH4雙組分混合氣體代替純N2,發(fā)展了N2-CH4機制冷循環(huán)。與混合冷劑循環(huán)相比,N2-CH4機制冷循環(huán)具有起動時間短、流程簡單、控制容易、制冷劑測定和計算方便等優(yōu)點。同時由于縮小了冷端換熱溫差,它比純氮機制冷循環(huán)節(jié)省10~20%的動力消耗。

N2-CH4機制冷循環(huán)的液化流程由天然氣液化與N2-CH4機制冷兩個各自的部分組成。

在天然氣液化中,經(jīng)過預處理裝置脫酸氣、脫水后的天然氣,經(jīng)預冷器冷卻后,在氣液分離器中分離重烴,氣相部分進入液化器進行液化,在過冷器中進行過冷,節(jié)流降壓后進入LNG貯槽。

N2-CH4制冷中,制冷劑N2-CH4經(jīng)循環(huán)壓縮機和增壓機(制動壓縮機)壓縮到工作壓力,經(jīng)水冷卻器冷卻后,進入預冷器被冷卻到機的入口溫度。一部分制冷劑進入機到循環(huán)壓縮機的入口壓力,與返流制冷劑混合后,作為液化器的冷源,回收的功用于驅動增壓機;另外一部分制冷劑經(jīng)液化器和過冷器冷凝和過冷后,經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降溫后返流,為過冷器提供冷量。

機制冷流程中,由于換熱器的傳熱溫差很大,可采用預冷的對制冷劑和天然氣進行預冷,則液化的能耗可大幅度。

1.1.2 液化工藝路線選擇

根據(jù)以上流程的不同特點,結合天然氣液化裝置液化量不大,從能耗、工藝復雜程度、操作和的方便性來說,采用不帶預冷的合冷劑液化流程在技術上是*成熟的的和合理的,經(jīng)濟性也是佳的。

1.2 裝置工藝特點

本裝置的主要工藝特點:

1)采用活化胺法(aMDEA)脫酸氣(CO2H2S),較其他類型的胺法具有發(fā)泡小、腐蝕性小、胺液損失小等特點。

2)胺法脫碳裝置產(chǎn)品氣凈化度高,產(chǎn)品氣中CO2含量可降到1ppm。

3)采用進口MDEA溶液,具有不易發(fā)泡、不易降解、胺液損失小、腐蝕小、對CO2攜帶量大、天然氣損失小等特點。

4)采用分子篩吸附,可以深度脫水,即使在低水汽分壓下仍具有很高吸附特性。

5)氣流分布器的吸附塔,能氣流更加均勻分布,可以吸附塔內(nèi)氣體呈流狀態(tài),吸附劑有效利用率達到98%以上。

6)采用浸硫活性炭來脫除,脫后的天然氣中含量不大于0.01μg/m3;

7)采用密相裝填技術可吸附劑的堆密度(6~10%),裝置中吸附劑產(chǎn)生的死空間,避免氣體在吸附床中存在的溝流,了吸附劑利用率;避免吸附劑粉化吸附劑使用壽命。

8)液化和制冷所選擇的工藝為MRC(混合冷劑)循環(huán)制冷,其能耗低,本是目前常用的制冷中能耗低的,使產(chǎn)品價格具有市場競爭力。并且采用板翅式換熱器,使冷箱結構緊湊,方便工廠內(nèi)組裝和整體運輸?shù)浆F(xiàn)場。

1.3 工藝流程簡述

1.3.1 原料氣過濾計量單元

1.3.1.1 單元功能

天然氣中可能存在機械雜質或,為防止這些對LNG裝置造成損害,設置過濾設備對這些進行脫除。為裝置的正常運行,采用調(diào)壓器將原料天然氣的壓力調(diào)制,以后續(xù)單元的使用。設置孔板流量計進行原料氣量的計量。由于原料氣量的貿(mào)易計量是以供方的計量為準,因此不設置高精度的渦輪流量計或超聲波流量計。

1.3.1.2 設計參數(shù)

處量:5×104m3/d;

操作壓力:0.5MPa

操作溫度:20℃;

過濾器過濾精度:<1μm;

1.3.1.3 流程描述

原料氣經(jīng)過加熱后調(diào)壓器穩(wěn)壓,經(jīng)過過濾分離器,分離雜質后,將天然氣送入后續(xù)單元。

1.3.2 天然氣脫酸氣單元

1.3.2.1 單元功能

天然氣中含有的H2S和CO2統(tǒng)稱為酸性氣體,它們的存在會造成金屬腐蝕、污染,并在低溫下產(chǎn)生冰凍而堵塞管道和設備。此外,CO2含量過高,會天然氣的熱值。因此,必須嚴格控制天然氣中酸性組分的含量,以達到工藝和LNG 產(chǎn)品的要求。

1.3.2.2 設計參數(shù)

原料氣進口流量    5×104m3/d

吸收塔操作壓力    5MPa

吸收塔操作溫度    35~45℃

再生塔的操作壓力  0.03MPa

再生塔的操作溫度  115℃

凈化氣中CO2 氣體的含量≤50ppm (V)

凈化氣中H2S 氣體的含量≤4ppm (V)

1.3.2.3 流程描述

從原料氣過濾單元來的原料氣從吸收塔下部進入,自下而上通過吸收塔;再生后的MDEA 溶液(貧液)從吸收塔上部進入,自上而下通過吸收塔,逆向流動的MDEA 溶液和天然氣在吸收塔內(nèi)充分,氣體中的H2S 和CO2被吸收而進入液相,未被吸收的組份從吸收塔頂部引出,依次進入原料氣/凈化氣換熱器,再進入聚結式過濾器分離微小液滴,出過濾分離器的氣體進入原料氣干燥單元。

吸收了H2S 和CO2 MDEA 溶液稱富液,富液經(jīng)過過濾除去固體雜質和輕油后,與再生塔底部的溶液(貧液)在貧/富液換熱器中換熱后,升溫到95~100℃去再生塔頂部,在再生塔進行汽提再生,直至貧液的貧液度達到指標。

出再生塔的貧液經(jīng)過依次經(jīng)過貧/富液換熱器、貧液冷卻器冷卻到~40℃,進入貧液泵增壓,大部分進入吸收塔頂部來吸收酸性氣體,實現(xiàn)MDEA 溶液的循環(huán)。

再生塔頂部餾出的氣體經(jīng)塔頂冷卻器,出再生塔的氣體經(jīng)過固體脫硫劑脫硫后,直接大氣。冷凝液從塔頂冷凝器回流至再生塔,維持脫酸氣單元的水平衡。

再生塔再沸器的熱源由來自導熱油爐的導熱油提供。

水平衡脫鹽水補充

1.3.3 天然氣脫水、脫單元

1.3.3.1 單元功能

天然氣中水分的存在往往會造成嚴重的后果,水分與天然氣在一定條件下形成水合物阻塞管路,影響冷卻液化;由于天然氣液化溫度低,水的存在還會設備凍堵,故必須脫水。天然氣中的存在往往會造成嚴重的后果,在低溫狀態(tài)下,會對液化冷箱內(nèi)的鋁制設備、管道以及閥門造成腐蝕,影響設備的運行,故必須脫。

1.3.3.2 設計參數(shù)

原料氣進口流量    5×104m3/d

操作壓力    4.9MPa

操作溫度    35℃

凈化氣中H2O的含量≤1ppm (V)

凈化氣中Hg的含量≤0.01μg/m3

1.3.3.3 流程描述

原料氣從干燥器頂部進入,通過分子篩床層吸附脫除水分后,從干燥器底部出來,干燥后天然氣中含水量≤1ppm(V) ,之后進入天然氣脫單元。

干燥單元設兩臺干燥器,在給定的吸附周期內(nèi),一臺處于吸附狀態(tài)來脫除原料氣中的水分,第二臺處于再生狀態(tài)(加熱然后冷卻)來解吸分子篩中的水分。當處于吸附狀態(tài)的干燥器飽和后,切換到再生完畢的干燥器。每臺干燥器的完整循環(huán)周期為16h,吸附狀態(tài)8h、加熱狀態(tài)4.5h 、冷卻狀態(tài)3h 、切換備用狀態(tài)0.5h 。兩個干燥器切換使用。

再生氣為脫水后經(jīng)過升壓的干燥氣,進入再生氣加熱器加熱到250℃。熱的、干燥的氣體從下而上通過再生狀態(tài)(加熱)的干燥器,解吸分子篩中的水分。從再生狀態(tài)(加熱)的干燥器出來的、濕的再生氣進入再生氣冷卻器連續(xù)冷卻,在再生氣分離器中分離冷凝水,該冷凝通過液位控制閥排放。從再生氣分離器頂部出來的氣體與原料天然氣一起進入吸附狀態(tài)的干燥器。在再生狀態(tài)的干燥器加熱4.5h 后,同路徑的氣流旁通再生氣加熱器(再生氣加熱器不工作),干燥氣體以同樣路徑通過再生狀態(tài)的干燥器,使該干燥器進入冷卻階段。

從原料氣干燥后的天然氣進入脫器,在脫劑的作用下脫。從脫器出來的天然氣的含量小于0.01μg/m3。

設置了一臺脫器,脫器中的浸硫活性炭可以使用3年以上。

設置2臺粉塵過濾器,1用1備,根據(jù)阻力指示進行切換。從脫器出來的原料氣,進入粉塵過濾器過濾分子篩和活性炭的粉塵,之后進入液化單元。



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