LNG工廠脫重烴工藝技術探析

馮帆(哈密新捷燃氣有限責任公司， 新疆 839000)

LNG工廠脫重烴工藝技術探析

馮帆(哈密新捷燃氣有限責任公司， 新疆 839000)

在液化天然氣工廠中存在一個共同問題，就是在天然氣進行液化之前其重組分的含量過高。這種情況極容易造成冷箱通道發生凍堵，嚴重的情況甚至會導致停產。為了更好的解決這個問題，相關人士和機構提出了幾種脫重烴的工藝，本文主要分析了傳統脫重烴工藝中的低溫深冷分離工藝、低溫洗滌工藝以及干法吸附工藝，并對這三個脫重烴工藝的應用效果進行了分析，為液化天然氣工廠重烴脫除工藝的良好應用提供一些參考。

液化天然氣；脫重烴；工藝分析

在一些通過灌輸天然氣來生產液化天然氣的工廠中，由于原料氣源的復雜性、混合比例不恒定以及用戶用氣量等因素的影響，會造成LNG生產中的氣源組分偏離值的設計始終存在變化的可能，這種情況在國內大部分LNG工廠都發生過，有部分LNG工廠甚至以天作為單位發生頻繁變化。在這些變化的組分中，對系統影響最大的就是重烴變化，在重烴脫除重烴單元的過程中會使冷箱天然氣通道產生一定程度的凍堵現象，引起冷熱兩端溫差超過20℃以上，導致LNG工廠的生產效率急劇下降。當因為凍堵造成LNG工廠停車，就需要對升溫解凍冷箱保持天然氣通道的暢通。這樣就會影響工廠生產進度，并且會造成大量的天然氣放火炬，同時再重新開車前的很多冷劑都被放空，給LNG工廠帶來了巨大的資源浪費和經濟損失。所以為了進一步杜絕這類現象發生，脫重烴工藝的提出對LNG工廠生產效率和經濟效益的提升以及資源的節約具有重要的現實意義。

1 工藝背景分析

利用灌輸天然氣生產液化天然氣的工廠，因為多種原因導致LNG工廠在正常運行中需要經常改變氣源組分偏離值，從而可能會導致一系列的問題產生，比如一些環烷烴、芳香烴還有一些 及以上的烷烴，在低溫環境下都非常容易造成冷箱的冷寂出現回路引發凍堵。針對這個問題本文研究了三種傳統脫重烴工藝，分別是低溫深冷分離工藝、低溫洗滌工藝以及干法吸附工藝，對這三種脫重烴工藝進行了簡單介紹和分析。

2 脫重烴工藝分析

(1)低溫深冷分離工藝

在國內的天然氣產業尚處于發展階段、沒有完善的天然氣管網時，我國的LNG工廠通常都是將坑口氣作為原料氣，坑口氣擁有較為固定并且波動較小的天然氣組分，所以采用低溫深冷分離工藝是最好的。這種脫重烴方法主要是在冷箱中間抽出點將天然氣壓力降低，同時使天然氣的溫度下降到50℃以下，從而將原料氣中重組分以液態的形態從冷箱分離罐中析出，在這種環境下 依然是氣態。然后利用分離罐中的出沫網將其分為氣液兩相，接著將原料氣中的重組分分離出來，避免冷箱通道發生凍堵。

此方法成本投入少并且操作較為簡單，但是如果原料氣中種組分的含量超過1000ppm時，降低冷箱抽出點溫度的要求更高，從而會導致很多的 提前發生液化，引起LNG產品損失，并且當甲苯和苯這類芳香烴組分比較多而 含量很少時，此方法很難將重烴有效脫除，進而發生凍堵。

(2)低溫洗滌工藝

當天然氣在冷箱上部通過零下40℃的環境下預冷之后，再讓其進入低溫洗滌塔中。通過將一些LNG產品作為塔頂的回流，以保證塔頂出口沒有天然氣重組分殘余；通過將液相冷劑或者原料氣來給塔底再沸器供應熱量，以提高被分離組分的重烴含量、減少閃蒸量。

低溫洗滌工藝的優點是能夠以原料氣重組分含量為依據來對LNG的塔頂回流量進行調整，所以對組分變化的適應性較強，具有較大的調節幅度，而且此工藝的初次投入成本較低。但是此工藝是采用LNG回流，因此重組分在LNG中不具有較高的溶解性，更多的是利用溫度變化起到分離作用，當重組分中的甲苯、苯等這類芳香烴含量較多時，會導致回流LNG的大量消耗，并且此工藝使用的是低溫精餾塔，所以在操作上復雜程度較高。

3 干法吸附工藝

此工藝主要使通過吸附劑來吸附原料氣預處理階段的重組分，進而使重組分脫出，避免了重組分在冷箱中的低溫出發生凍堵。吸附過程通常是利用兩塔或者三塔來進行，兩塔吸附工藝具有成本低、操作簡單等優點，但是再生解吸的時間比較長，影響脫重烴效率；三塔吸附工藝成本則比較高并且操作比較復雜，但是由于一個床在進行吸附工作時，另外的兩個床分別在加熱和冷吹，所以脫重烴的效率較高。

干法吸附工藝的主要優點是對于設計范圍內的重組分含量，能夠充分的將原料氣中的重組分脫除，并且對分離重組分時冷箱需要的額外冷量要求較低，能夠有效減少冷劑壓縮機的電力消耗。但是如果原料氣中重組分超出設計范圍時，非常容易導致重組分在吸附床時發生穿透，并且通常都是脫除后的原料氣中的 比較容易發生穿透，并且芳香烴很難在冷箱內利用溫度變化來脫除，所以很容易導致冷箱凍堵情況的發生。

4 結語

綜上所述，三種傳統LNG工廠脫重烴工藝在脫除原料氣中的重組分時各有利弊，要結合工廠實際生產情況合理運用脫重烴工藝，提升重烴脫出效率保證LNG工廠正常運行。

[1]鄭義哲.LNG工廠重烴脫除工藝介紹與新工藝研究及應用[J]. 工業,2016，(12)∶00255-00256.

[2]李彩云.天然氣處理廠脫重烴系統工藝優化[D].西安石油大學,2015,(22)∶89-93.