- LNG-laitos (Liquefied Natural Gas) on laajamittainen kryogeeninen käsittelyjärjestelmä, joka on suunniteltu muuttamaan maakaasu nestemäiseen muotoon jäähdyttämällä se noin -162 asteeseen. Tämä prosessi vähentää kaasun määrää noin 600 kertaa, mikä mahdollistaa tehokkaan varastoinnin, pitkän matkan kuljetuksen ja vakaan energiansaannin.
- LNG-laitos ei ole yksittäinen käsittelyyksikkö, vaan monivaiheinen teollisuusjärjestelmä, joka sisältää kaasun esikäsittelyn, happaman kaasun poiston, kuivauksen, elohopean poiston, nesteyttämisen, fraktioinnin, varastoinnin ja lastaustoiminnot. Jokainen osa vaatii erikoislaitteita, jotka on suunniteltu korkean paineen, alhaisen lämpötilan ja jatkuvan hiilivetyjen käsittelyolosuhteisiin.
Kaasun vastaanotto- ja esi{0}}erottelujärjestelmä
LNG-prosessi alkaa kaasun vastaanotto-osasta, jossa maakaasu tulee laitokseen ylävirran putkilinjoista tai kaasunkeräysverkostoista.
- Tuloputken sieppaajat
- Kaasun-nesteerottimet
- Sisääntulon pesurit
- Suodattimen erottimet
- Paineensäätöventtiilit
- Virtauksen mittausjärjestelmät
Tämä järjestelmä poistaa vapaat nesteet, kondensaatit ja kiinteät hiukkaset sisääntulevasta kaasuvirrasta. Etananpyörittimet ovat erityisen tärkeitä putkisyötteisissä{1}}järjestelmissä, joissa voi esiintyä äkillisiä nestepiikkejä.
Kaasun virtaus stabiloidaan ennen kuin se menee alavirran käsittelyyksiköihin herkkien laitteiden toimintahäiriöiden estämiseksi.
Acid Gas Removal Unit (AGRU)
Maakaasu sisältää usein hiilidioksidia (CO₂) ja rikkivetyä (H2S), jotka on poistettava jäätymisen ja korroosion estämiseksi kryogeenisissa olosuhteissa.
Perusvarusteisiin kuuluvat:
- Absorber pylväät
- Regenerointi (strippari) tornit
- Rikas/laiha amiinilämmönvaihtimet
- Uudelleenkeittimet
- Flash-rummut
- Amiinin kiertovesipumput
- Liuotinsuodatusjärjestelmät
- Järjestelmä käyttää tyypillisesti amiiniliuoksia, kuten MDEA:ta tai DEA:ta, absorboimaan kemiallisesti happamia kaasuja absorptiokolonnissa.
- Rikas liuotin regeneroidaan sitten strippauskolonnissa käyttämällä lämpöä, jolloin vapautuu happamia kaasuja hävitettäväksi tai jatkokäsittelyksi.
- Tämä yksikkö on kriittinen suojattaessa alavirran kryogeenisiä laitteita saastumiselta ja kiinteiden aineiden muodostumiselta.
Kuivumisjärjestelmä
Happaman kaasun poiston jälkeen vesipitoisuus on vähennettävä erittäin alhaiselle tasolle jään muodostumisen estämiseksi nesteytymisen aikana.
- Molekyyliseula-adsorptiotornit
- Regenerointikaasulämmittimet
- Kytkinventtiilin jakoputket
- Kaasujäähdyttimet
- Regenerointipuhaltimet
- Instrumentointi ja ohjausventtiilit
Järjestelmä toimii tyypillisesti kaksois- tai kolmitornikokoonpanossa. Kun yksi torni on adsorptiotilassa, toiset uudistuvat.
Vesimolekyylit jäävät loukkuun molekyyliseulan huokosten sisään, jolloin saavutetaan syvä dehydraatio, joka sopii kryogeeniseen käyttöön.
Elohopean poistoyksikkö
Maakaasussa oleva hivenelohopea voi aiheuttaa vakavia vaurioita alumiinin kryogeenisille lämmönvaihtimille sulautumalla.
- Aktiivihiilen adsorptiopedit
- Rikki{0}}kyllästetyt materiaaliastiat
- Kiinteät{0}}kerrosreaktorit
- Elohopean valvontalaitteet
Tämä yksikkö toimii tasaisen virtauksen olosuhteissa ja poistaa elohopean adsorption kautta ennen kuin kaasu pääsee kryogeenisiin järjestelmiin.
Jopa jälkitasoja valvotaan lämmönvaihtimen eheyden ja{0}}laitoksen pitkän aikavälin luotettavuuden suojaamiseksi.
Hiilivedyn kastepisteen hallinta ja NGL-palautus
Ennen nesteyttämistä raskaammat hiilivedyt, kuten etaani, propaani ja butaani, on ehkä erotettava.
- Kryogeeniset erottimet
- Fraktiointikolonnit (etaaninpoisto, propaaninpoisto, butaaninpoisto)
- Uudelleenkeittimet ja lauhduttimet
- Refluksirummut
- NGL varastosäiliöt
- Siirtopumput
Tämä osio säätää hiilivetyjen koostumusta ja parantaa LNG:n lämpöarvon säätöä.
Talteen otetut maakaasunesteet (NGL:t) voidaan käsitellä erikseen tai myydä petrokemian raaka-aineeksi.
Nesteytysjärjestelmä (ydinprosessiosasto)
Nesteytysosasto on LNG-laitoksen keskusyksikkö, jossa maakaasu jäähdytetään kryogeenisiin lämpötiloihin.
Käytetään kahta pääasiallista nesteytystekniikkaa:
- Sekoitettu kylmäaine (MR) prosessi
- Kaskadijäähdytysprosessi
- Tärkeimmät kryogeeniset lämmönvaihtimet (MCHE)
- Kylmäainekompressorit (monivaiheiset keskipako{0}})
- Paisuntaventtiilit
- Joule{0}}Thomson-venttiilit
- Kylmälaatikkokokoonpanot
- Kylmäaineen erottimet
- Lämmönvaihtimet
Kaasua jäähdytetään asteittain lämmönvaihtovaiheiden kautta, kunnes se saavuttaa nesteytymispisteen.
MCHE on kriittinen laite, joka on tyypillisesti valmistettu alumiinilevy{0}}evärakenteista, jotka on suunniteltu kryogeeniseen tehokkuuteen.
Jäähdytyskompressorijärjestelmä
Jäähdytysjärjestelmä toimittaa LNG:n tuotantoon tarvittavan jäähdytysenergian.
- Kaasuturbiinin ohjaimet tai sähkömoottorit
- Monivaiheiset keskipakokompressorit
- Välijäähdyttimet ja jälkijäähdyttimet
- Ylijännitesuoja{0}}järjestelmät
- Tiivistekaasujärjestelmät
- Voiteluöljyjärjestelmät
- Vaihteistokokoonpanot (joissakin kokoonpanoissa)
Kompressorin vakaa suorituskyky on välttämätöntä jatkuvan nesteytetyn maakaasun tuotannon ylläpitämiseksi.
Ylijännitesuojajärjestelmät suojaavat kompressoreja virtauksen epävakaudelta kuormituksen vaihteluiden aikana.
LNG-varastosäiliöjärjestelmä
Nesteytettyä maakaasua varastoidaan kryogeenisissä säiliöissä, jotka on suunniteltu erittäin alhaiseen lämpötilaan ja pitkäkestoiseen -eristykseen.
- Kryogeeninen sisäsäiliö (9 % nikkeliterästä tai alumiiniseosta)
- Ulkopuolinen suojarakenne betonista tai hiiliteräksestä
- Eristyskerrokset (perliitti, vaahtolasi tai monikerroksinen eristys)
- Ripustettu kansijärjestelmä
- Boil-off kaasun (BOG) keräysjärjestelmä
- Paineenalennusventtiilit
Varastointisäiliöt on suunniteltu minimoimaan lämmön sisäänpääsy ja pitämään LNG nestemäisessä tilassa pitkiä aikoja.
Boil{0}}Off Gas (BOG) -käsittelyjärjestelmä
Jopa eristyksen kanssa LNG haihtuu vähitellen lämmönsiirron vuoksi.
- BOG kompressorit
- Jälleenjäähdytinyksiköt
- Polttokaasun talteenottojärjestelmät
- Höyryn paluuputket
- Paineensäätöventtiilit
BOG on joko nesteytetty{0}}tai sitä käytetään polttokaasuna laitoksen toiminnassa, mikä säilyttää säiliön paineen vakauden.
LNG:n lastaus- ja siirtojärjestelmä
LNG siirretään varastosäiliöistä kuljetusaluksiin tai kuorma-autoihin.
- Kryogeeniset lastausvarret
- Upotetut siirtopumput
- LNG:n siirtoputket
- Höyryn paluulinjat
- Hätävapautusjärjestelmät (ERS)
- Pikaliittimet
Latausvarret on suunniteltu kryogeeniseen joustavuuteen ja vuotamattomaan-siirtoon jatkuvassa käytössä.
Apu- ja apujärjestelmät
LNG-laitokset vaativat jatkuvaa toimintaa varten useita tukijärjestelmiä.
- Mittariilmantuotantojärjestelmä
- Typentuotantoyksikkö (PSA tai kalvo)
- Jäähdytysvesijärjestelmät
- Suljetun kierron{0}}glykolijärjestelmät
- Palovesi- ja vaahtojärjestelmät
- Soihdutusjärjestelmä ja tuuletusputket
- Hätäpysäytysjärjestelmä (ESD).
Nämä järjestelmät varmistavat toiminnan jatkuvuuden ja hätäsuojauksen.
Leikkuu- ja turvajärjestelmä
Paineturvallisuutta hallitaan kontrolloiduilla vapautusjärjestelmillä.
- Flare pinot
- Pudota{0}}rummut
- Soihdutuskaasun talteenottoyksiköt
- Painevaroventtiilit (PSV)
- Puhallusjärjestelmät
Epänormaaleissa olosuhteissa ylimääräinen kaasu ohjataan turvallisesti soihdutusjärjestelmiin kontrolloitua polttoa varten.
Automaatio ja ohjausjärjestelmä
Nykyaikaiset LNG-laitokset ovat vahvasti riippuvaisia automaatiojärjestelmistä prosessien ohjauksessa ja turvallisuuden koordinoinnissa.
- Hajautettu ohjausjärjestelmä (DCS)
- Safety Instrumented System (SIS)
- Hätäsammutusjärjestelmä (ESD)
- Kaasunilmaisujärjestelmät
- Lämpötila-, paine- ja virtauslähettimet
- SCADA-liitännät
Nämä järjestelmät valvovat jatkuvasti laitoksen olosuhteita ja koordinoivat prosessin vakautta kaikissa yksiköissä.
Putkilinja ja kryogeeninen siirtojärjestelmä
Kryogeenisiä putkia käytetään LNG:n ja kylmäaineiden siirtämiseen yksiköiden välillä.
- Tyhjiöeristetyt{0}}putkijärjestelmät
- Kryogeeniset venttiilit
- Liikuntasaumat
- Tukirakenteet lämpöeristyksellä
- Matala-lämpöeristysjärjestelmät
Nämä putkistot on suunniteltu minimoimaan lämmönsiirto ja ylläpitämään vakaat kryogeeniset olosuhteet koko laitoksessa.
