Τι εξοπλισμός απαιτείται για μια εγκατάσταση LNG;

• Μια μονάδα LNG (Liquefied Natural Gas) είναι ένα-σύστημα κρυογονικής επεξεργασίας μεγάλης κλίμακας που έχει σχεδιαστεί για να μετατρέπει το φυσικό αέριο σε υγρή μορφή ψύχοντάς το σε περίπου -162 βαθμούς . Αυτή η διαδικασία μειώνει τον όγκο του αερίου κατά περίπου 600 φορές, επιτρέποντας την αποτελεσματική αποθήκευση, τη μεταφορά σε μεγάλες αποστάσεις και τη σταθερή παροχή ενέργειας.

• Μια μονάδα LNG δεν είναι μια μονάδα επεξεργασίας, αλλά ένα βιομηχανικό σύστημα πολλαπλών{0}}σταδίων που περιλαμβάνει εργασίες προεπεξεργασίας αερίου, αφαίρεσης όξινου αερίου, αφυδάτωσης, αφαίρεσης υδραργύρου, υγροποίησης, κλασματοποίησης, αποθήκευσης και φόρτωσης. Κάθε τμήμα απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό σχεδιασμένο για συνθήκες υψηλής πίεσης, χαμηλής θερμοκρασίας και συνεχούς επεξεργασίας υδρογονανθράκων.

Σύστημα λήψης και προ{0}}διαχωρισμού αερίου

Η διαδικασία LNG ξεκινά με το τμήμα λήψης αερίου, όπου το φυσικό αέριο εισέρχεται στη μονάδα από αγωγούς ανάντη ή δίκτυα συλλογής αερίου.

Ο κύριος εξοπλισμός περιλαμβάνει:

• Συλλογή γυμνοσάλιαγκων εισόδου
• Διαχωριστές υγρών-αερίων
• Πλυντρίδες εισόδου
• Διαχωριστές φίλτρων
• Βαλβίδες ρύθμισης πίεσης
• Συστήματα μέτρησης ροής

Αυτό το σύστημα αφαιρεί ελεύθερα υγρά, συμπυκνώματα και στερεά σωματίδια από το εισερχόμενο ρεύμα αερίου. Οι μηχανισμοί συλλογής γυμνοσάλιαγκων είναι ιδιαίτερα σημαντικοί σε συστήματα τροφοδοσίας-σωλήνων, όπου μπορεί να προκύψουν ξαφνικές υπερτάσεις υγρών.

Η ροή του αερίου σταθεροποιείται πριν εισέλθει στις κατάντη μονάδες επεξεργασίας για την αποφυγή λειτουργικών διαταραχών σε ευαίσθητο εξοπλισμό.

Μονάδα αφαίρεσης οξέων αερίων (AGRU)

Το φυσικό αέριο περιέχει συχνά διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και υδρόθειο (H2S), τα οποία πρέπει να αφαιρεθούν για να αποφευχθεί το πάγωμα και η διάβρωση σε κρυογονικές συνθήκες.

Ο βασικός εξοπλισμός περιλαμβάνει:

• Απορροφητικές στήλες
• Πύργοι αναγέννησης (stripper).
• Εναλλάκτες θερμότητας πλούσιας/άπαχης αμίνης
• Αναβραστήρες
• Flash drums
• Αντλίες κυκλοφορίας αμίνης
• Συστήματα φιλτραρίσματος διαλυτών

 

1. Το σύστημα χρησιμοποιεί τυπικά διαλύματα αμίνης όπως MDEA ή DEA για την χημική απορρόφηση όξινων αερίων στη στήλη απορρόφησης.
2. Ο πλούσιος διαλύτης στη συνέχεια αναγεννάται στη στήλη απογυμνωτή χρησιμοποιώντας θερμότητα, απελευθερώνοντας όξινα αέρια για απόρριψη ή περαιτέρω επεξεργασία.
3. Αυτή η μονάδα είναι κρίσιμη για την προστασία του κατάντη κρυογονικού εξοπλισμού από μόλυνση και σχηματισμό στερεών.

Σύστημα αφυδάτωσης

Μετά την απομάκρυνση του όξινου αερίου, η περιεκτικότητα σε νερό πρέπει να μειωθεί σε εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα για να αποφευχθεί ο σχηματισμός πάγου κατά την υγροποίηση.

Ο κύριος εξοπλισμός περιλαμβάνει:

• Πύργοι προσρόφησης μοριακού κόσκινου
• Θερμοσίφωνες αερίου αναγέννησης
• Πολλαπλές βαλβίδας μεταγωγής
• Ψύκτες αερίου
• Φυσητήρες αναγέννησης
• Βαλβίδες οργάνων και ελέγχου

Το σύστημα λειτουργεί συνήθως σε διαμόρφωση διπλού ή τριπλού πύργου. Ενώ ένας πύργος βρίσκεται σε λειτουργία προσρόφησης, άλλοι υφίστανται αναγέννηση.

Τα μόρια του νερού παγιδεύονται μέσα στους πόρους του μοριακού κόσκινου, επιτυγχάνοντας βαθιά αφυδάτωση κατάλληλη για κρυογονική λειτουργία.

Μονάδα αφαίρεσης υδραργύρου

Τα ίχνη υδραργύρου στο φυσικό αέριο μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή βλάβη στους κρυογονικούς εναλλάκτες θερμότητας αλουμινίου μέσω της συγχώνευσης.

Ο εξοπλισμός περιλαμβάνει:

• Κρεβάτια προσρόφησης ενεργού άνθρακα
• Δοχεία μέσων εμποτισμένα με θείο-
• Σταθεροί-αντιδραστήρες κλίνης
• Όργανα παρακολούθησης υδραργύρου

Αυτή η μονάδα λειτουργεί υπό συνθήκες σταθερής ροής, αφαιρώντας τον υδράργυρο μέσω της προσρόφησης πριν εισέλθει το αέριο στα κρυογονικά συστήματα.

Ακόμη και τα επίπεδα ίχνους ελέγχονται για την προστασία της ακεραιότητας του εναλλάκτη θερμότητας και της μακροπρόθεσμης αξιοπιστίας της εγκατάστασης.

Έλεγχος Σημείου Δρόσου υδρογονανθράκων και Ανάκτηση NGL

Πριν από την υγροποίηση, βαρύτεροι υδρογονάνθρακες όπως αιθάνιο, προπάνιο και βουτάνιο μπορεί να χρειαστεί να διαχωριστούν.

Ο εξοπλισμός περιλαμβάνει:

• Κρυογονικοί διαχωριστές
• Στήλες κλασματοποίησης (αποαιθανοποιητής, αποπροπανιωτής, αποβουτανοποιητής)
• Αναβραστήρες και συμπυκνωτές
• Τύμπανα παλινδρόμησης
• Δεξαμενές αποθήκευσης NGL
• Αντλίες μεταφοράς

Αυτή η ενότητα προσαρμόζει τη σύνθεση υδρογονανθράκων και βελτιώνει τον έλεγχο της τιμής θέρμανσης LNG.

Τα ανακτημένα υγρά φυσικού αερίου (NGLs) μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία χωριστά ή να πωληθούν ως πετροχημική πρώτη ύλη.

Σύστημα υγροποίησης (Τμήμα βασικής διεργασίας)

Το τμήμα υγροποίησης είναι η κεντρική μονάδα μιας μονάδας LNG, όπου το φυσικό αέριο ψύχεται σε κρυογονικές θερμοκρασίες.

Χρησιμοποιούνται δύο κύριες τεχνολογίες υγροποίησης:

• Διαδικασία Μικτού Ψυκτικού (MR).
• Διαδικασία Ψύξης Cascade

Ο βασικός εξοπλισμός περιλαμβάνει:

• Κύριοι κρυογενικοί εναλλάκτες θερμότητας (MCHE)
• Συμπιεστές ψυκτικού (πολυ-φυγόκεντροι)
• Βαλβίδες εκτόνωσης
• Joule-Βαλβίδες Thomson
• Συγκροτήματα κρύου κουτιού
• Διαχωριστές ψυκτικού
• Εναλλάκτες ολοκλήρωσης θερμότητας

Το αέριο ψύχεται προοδευτικά μέσω των σταδίων ανταλλαγής θερμότητας μέχρι να φτάσει στο σημείο υγροποίησης.

Το MCHE είναι ένα κρίσιμο κομμάτι εξοπλισμού, που συνήθως κατασκευάζεται από δομές πτερυγίων-πλακών αλουμινίου σχεδιασμένες για κρυογονική απόδοση.

Σύστημα συμπιεστή ψύξης

Το σύστημα ψύξης παρέχει την ενέργεια ψύξης που απαιτείται για την παραγωγή LNG.

Ο εξοπλισμός περιλαμβάνει:

• Οδηγοί αεριοστροβίλων ή ηλεκτροκινητήρες
• Φυγοκεντρικοί συμπιεστές πολλαπλών- σταδίων
• Intercoolers και aftercoolers
• Αντι-συστήματα ελέγχου υπερτάσεων
• Συστήματα αερίου στεγανοποίησης
• Συστήματα λαδιών λίπανσης
• Συγκροτήματα κιβωτίου ταχυτήτων (σε ορισμένες διαμορφώσεις)

Η σταθερή απόδοση του συμπιεστή είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της συνεχούς απόδοσης LNG.

Τα συστήματα κατά των υπερτάσεων προστατεύουν τους συμπιεστές από αστάθεια ροής κατά τις διακυμάνσεις του φορτίου.

Σύστημα δεξαμενής αποθήκευσης LNG

Το υγροποιημένο φυσικό αέριο αποθηκεύεται σε κρυογονικές δεξαμενές σχεδιασμένες για εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες και-μακροπρόθεσμο περιορισμό.

Η δομή του εξοπλισμού περιλαμβάνει:

• Εσωτερική δεξαμενή κρυογονικού χάλυβα (9% χάλυβας νικελίου ή κράμα αλουμινίου)
• Εξωτερική δομή συγκράτησης από σκυρόδεμα ή ανθρακούχο χάλυβα
• Μονωτικά στρώματα (περλίτης, αφρώδες γυαλί ή πολυστρωματική μόνωση)
• Σύστημα αναρτημένου καταστρώματος
• Σύστημα συλλογής αερίου (BOG).
• Βαλβίδες εκτόνωσης πίεσης

Οι δεξαμενές αποθήκευσης έχουν σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιούν την εισροή θερμότητας και να διατηρούν το LNG σε υγρή κατάσταση για παρατεταμένες περιόδους.

Σύστημα χειρισμού βρασμού-Off Gas (BOG).

Ακόμη και με μόνωση, το LNG εξατμίζεται σταδιακά λόγω μεταφοράς θερμότητας.

Ο εξοπλισμός περιλαμβάνει:

• Συμπιεστές BOG
• Μονάδες επανασυμπυκνωτή
• Συστήματα ανάκτησης αερίου καυσίμου
• Σωληνώσεις επιστροφής ατμών
• Βαλβίδες ελέγχου πίεσης

Το BOG είτε επανα-υγροποιείται είτε χρησιμοποιείται ως καύσιμο αέριο για τη λειτουργία της μονάδας, διατηρώντας τη σταθερότητα της πίεσης της δεξαμενής.

Σύστημα φόρτωσης και μεταφοράς LNG

Το LNG μεταφέρεται από δεξαμενές αποθήκευσης σε πλοία μεταφοράς ή φορτηγά.

Ο εξοπλισμός περιλαμβάνει:

• Κρυογονικοί βραχίονες φόρτωσης
• Βυθισμένες αντλίες μεταφοράς
• Αγωγοί μεταφοράς LNG
• Γραμμές επιστροφής ατμού
• Συστήματα απελευθέρωσης έκτακτης ανάγκης (ERS)
• Ζεύκτες γρήγορης αποσύνδεσης

Οι βραχίονες φόρτωσης έχουν σχεδιαστεί για κρυογονική ευελιξία και δωρεάν μεταφορά-με διαρροή υπό συνεχή λειτουργία.

Συστήματα Κοινής Ωφέλειας και Βοηθητικά

Οι μονάδες LNG απαιτούν πολλαπλά συστήματα υποστήριξης για συνεχή λειτουργία.

Τα βασικά συστήματα περιλαμβάνουν:

• Σύστημα παραγωγής αέρα οργάνων
• Μονάδα παραγωγής αζώτου (PSA ή μεμβράνη)
• Συστήματα νερού ψύξης
• Συστήματα γλυκόλης κλειστού-βρόχου
• Συστήματα πυρόσβεσης και αφρού
• Σύστημα φωτοβολίδων και στοίβες εξαερισμού
• Σύστημα διακοπής λειτουργίας έκτακτης ανάγκης (ESD).

Αυτά τα συστήματα διασφαλίζουν τη λειτουργική συνέχεια και την προστασία έκτακτης ανάγκης.

Σύστημα ανακούφισης φωτοβολίδων και ασφάλειας

Η διαχείριση της ασφάλειας υπό πίεση γίνεται μέσω συστημάτων ελεγχόμενης απελευθέρωσης.

Ο εξοπλισμός περιλαμβάνει:

• Στοίβες φωτοβολίδων
• Νοκ άουτ-τύμπανα
• Μονάδες ανάκτησης αερίου φωτοβολίδων
• Βαλβίδες ασφαλείας υπό πίεση (PSV)
• Συστήματα εκτόνωσης

Σε μη κανονικές συνθήκες, η περίσσεια αερίου διοχετεύεται με ασφάλεια σε συστήματα εκτόξευσης για ελεγχόμενη καύση.

Σύστημα Αυτοματισμού και Ελέγχου

Οι σύγχρονες εγκαταστάσεις LNG βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε συστήματα αυτοματισμού για τον έλεγχο της διαδικασίας και τον συντονισμό της ασφάλειας.

Τα στοιχεία του συστήματος περιλαμβάνουν:

• Κατανεμημένο Σύστημα Ελέγχου (DCS)
• Σύστημα με όργανα ασφαλείας (SIS)
• Σύστημα απενεργοποίησης έκτακτης ανάγκης (ESD)
• Συστήματα ανίχνευσης αερίων
• Πομποί θερμοκρασίας, πίεσης και ροής
• Διεπαφές SCADA

Αυτά τα συστήματα παρακολουθούν συνεχώς τις συνθήκες των εγκαταστάσεων και συντονίζουν τη σταθερότητα της διαδικασίας σε όλες τις μονάδες.

Σύστημα Σωληνώσεων και Κρυογονικής Μεταφοράς

Οι κρυογονικοί αγωγοί χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά LNG και ψυκτικών μέσων μεταξύ των μονάδων.

Ο εξοπλισμός περιλαμβάνει:

• Συστήματα σωληνώσεων-με μόνωση κενού
• Κρυογονικές βαλβίδες
• Αρμοί διαστολής
• Κατασκευές στήριξης με θερμομόνωση
• Συστήματα μόνωσης χαμηλής-θερμοκρασίας

Αυτοί οι αγωγοί έχουν σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιούν τη μεταφορά θερμότητας και να διατηρούν σταθερές κρυογονικές συνθήκες σε όλη την εγκατάσταση.