10万方天然气液化装置工艺流程培训内容

1、流程模拟计算报告(PFD)讲解工艺流程的总体设计说明该流程模拟计算为设计根本依据，表达工艺流程的大体过程、主要设备、工艺介质在主要工段的物性数据；该数据 为工艺流程优化和液扮装置关键设备选型供给设计依据。注：物性数据为模拟计算结果，与装置的实际运行效果必定会有肯定的偏离。自然气从外界管网进入装置时，压力为4MPa10；原料气分别计量原料气1 首先流入V-10原料气分别器，脱除夹带的液滴和固体颗粒物，原料气56经由PCV-101至恒定，原料气4 再进入V-10原料气过滤分别器，进一步分别脱除夹带的液滴和固体颗粒物，原料气2 流经 FE-10流量计，计量进入装置内的自然气流量；原料气脱酸之后原料气

2、10流过E-10气气换热器，与来自C-20胺接触塔脱酸后的原料气59料气18再流经E-10胺塔进气加热器，由来自热媒系统的导热油确保加热至4天气严寒时；原料气11再进入C-201进展脱酸，脱酸后的原料气30进入E-10胺高架冷却器，降温后的脱酸原料气59进入E-101进一步39 接着进入V-301原料气水分别罐LCV-301C-201作为胺液补充水；注：脱酸后的原料气中CO2 50ppm。原料气枯燥V-301 17 D-301A分子筛枯燥器44 V-303脱汞床；少局部原料气作为再生气7 将流经FCV-30，流量调整后的再生气49流经H-30再生气电加热器，加热升温后的再生气27进入D-301

3、分子筛枯燥器28进入E-30再生气冷却器4529 进入V-302再生气分别器分别出冷凝的水分，之后再生气12 K-301(再生气循环压缩机)增压，增压后的再生气进入E-302(再生气压缩机冷却器)38 11 会合，重进入C-201开头的循环。注：脱水后的原料气中水含量小于等于1ppm。原料气脱汞脱水后的原料气44进入V-30脱汞床注：脱水后的原料气中汞含量小于等于0.01g/Nm。原料气预冷脱汞后的原料气5 进入E-50氨预冷器-23.8。自然气液化32 E-401主换热器的一路通道，被冷却至-66.36,PCV-401 40 进V-401(冷气分别器)23 进入 E-401 的另一路通道连续

4、冷却至-144.2离开，此时已完全为液化自然气；液化自然气19 FCV-401节流，压力降至421kPa 后进入V-701LNG 储罐。LNG 储罐出LNG36作为最终产品供给。重烃/BOG回收从V-401分别出的重烃液体52通过LCV-401LNG储罐产生的BOG25由压力把握阀PCV-701把握排出；重烃14气液混合和BOG26 会合后形成的混合物16 以-119.进入E-60BOG 加热器，被混合冷剂204 加3020 进入V-801BOG 缓冲罐进展分别，气相8 33 和返回BOG 压缩机入3421为NGL自然气凝液进入T-702(NGL储罐)。氨预冷循环K-601氨压缩机入口起306

5、 进入K-601(1)进展第一段压缩，由110.3kPa 269.6kPa；氨气308 进入K-601(2)进展其次段压缩，压1841kPa301 E-601氨冷凝器302 V-602氨接收器V-602出口氨液由LCV-601节流，形成的气液混合物310进入V-60氨经济器311 K-601(1)307 308303 由PCV-601把握排出，节流后的气液混合物304 进入E-50氨预冷器，为自然气和混合冷剂供给冷量，同时被气化，氨气300 离开E-502 后，再以氨气306 进入 K-601(1)。K-501混合冷剂压缩机入口起MR 201 K-501142.7kPa 2446kPa 离开，

6、MR 203 E-501混合冷剂压缩机出口冷却器冷却，由74.6145.00，MR 204 再进入E-602BOG 加热器进一步降温至43.01，MR 气体208 进入E-50氨预冷器-23.8MR 气液混合物205 进入V-50MR 分别器，气液两相在进入 E-401主换热器-140.5；混合冷剂液体211 由PCV-501 节流，温度降至-147.，压力由2271.07kPa 降至204.48kP，形成的MR 气液混合物进入V-50MR 分布器液两相214/213在进入E-401 第四个通道前混合均匀，在通道中气化后，MR 200R 以-26.97进入V-501混合冷剂压缩机入口洗涤器，再

7、以MR气体201进入K-50。PID讲解PID 中的符号/代号说明PROCESS LINES/工艺管线 MAIN PROCESS主工艺管线UNDERGROUND埋地管线BY OTHERS第三方管线/现场管线ELECTRICAL TRACING电伴热管线INSTRUMENT LINES/仪表线路ELECTRICAL电气MODBUS通讯总线 PNEUMATIC气动 CAPILLARY毛细管/引压管Valve/阀门图例英文缩写AV VBL VBF英文名称中文名称AngleValve角阀Ball Valve球阀Butterfly Valve蝶阀 NV 2VM3VM5VMSBL QEV NV AEVNe

8、edleValve针型阀Valve Manifold双阀组Valve Manifold三阀组Valve Manifold五阀组Spectacle Blind8 字盲板Quick Exhaust Valve快速排气阀Way Valve三通阀Way Valve四通阀Needle Check Valve针形止回阀Air Eliminator Valve除气阀VCKGV VGTVGLCheck ValveGauge ValveVCKGV VGTVGLCheck ValveGauge ValveGate ValveGlove Valve止回阀仪表阀闸阀 截止阀HEVExpansion Valve膨胀阀M

9、INOR PROCESS辅工艺管线SOFTWARE软件背压式调整阀自力式图例英文名称 Wye Strainer Basket Strainer Conical StrainerPSVBackpressure RegulatorW/External TapDifferential Pressure RegulatorDiaphragm Actuator Pressure Balanced DiaphragmActuator Single/Double Acting CylinderActuatorMotor Operated Actuator Electrohydraulic ActuatorS

10、ingle Solenoid Actuator Pressure Relief Valve Vacuum Relief ValvePressure/Vacuum Relief ValveRupture Disk中文名称Y 形过滤器篮式过滤器锥形过滤器背压式调整阀外部引压差压式调整阀薄膜执行机构压力平衡式薄膜执行机构单/执行器电动执行机构 电动液压执行机构单电磁阀执行机构压力安全阀 真空负压安全阀压力/真空负压安全阀爆破片Temporary Strainer Steam Trap Flex Hose Flex Joint Bleeding Ring Flange UnionSpool Piece

11、 SilencerStatic Mixer临时过滤器疏水器软管柔性接头排放环 法兰连接头短管 消音器静态混合器Blind Open盲板开Blind Closed盲板关Spectacle Blind Open8 字盲板开Spectacle Blind Closed8 字盲板关Open Drain排放口开Valve PlugValve Cap阀塞阀盖Coil盘管Reducer变径/大小头Vortex Breaker防涡器Gas Detector可燃气体探测器缩写释义ASAir Supply仪表风供气ATMAtmosphere大气压CCondensate冷凝CACombustion Air助燃空气C

12、WRCooling Water Return冷却水循环CWSCooling Water Supply冷却水供给ESDEmergency Shutdown紧急停车ETEthylene乙烯FFlare Gas火炬气FGFuel Gas燃料气GGlycol Coolant乙二醇冷却剂HH2O水HPHigh Pressure高压IAInstrument Air仪表风LALean Amine贫胺LCLocked Close锁定关闭DVCDigital Valve Controller数字式阀门把握器HMHeat Medium热媒HFHot/Normal Flare Header热/常温排放总管LPLow

13、 Point Drain低点排放SPShop Pipe车间制作管道LOLocked Open锁定翻开LPLow Pressure低压MRMixed Refrigerant混合冷剂NAmmonia氨NCNormally Closed常闭正常关闭NGNatural Gas自然气NINitrogen氮气NONormally Open常开正常翻开OOil润滑油PPressure Gas带压气PRPropane丙烷RARich Amine富胺RGRegeneration Gas再生气SSteam蒸汽SCRSilicon-Controlled Rectifier可控硅整流器WWWaste Water废水S

14、PSpecialty Item格外规项CFCold/Cryogenic Flare Header冷/低温排放总管AFAmmonia Flare Heater氨排放总管HPHigh Point Vent高点排放FPField Pipe现场制作管道管线说明例如：X”-P100-C3A-2”HX-管道尺寸P-管道内工艺介质代号100-管线号C3A-管道规格材质、压力等级、使用环境2”-绝热层厚度H-绝热类型1) 管道尺寸DiameterDiameter NominalNominal Pipe SizeDNNPS公称尺寸公称通径(mm)(inches)81/4151/2203/4251401 1/25

15、0280310041506200825010管道内工艺介质代号NGNatural Gas自然气WWWaste Water废水HMHeat Medium热媒LALean Amine贫胺RARich Amine富胺FGFuel Gas燃料气GGlycol乙二醇RGRegeneration Gas再生气NINitrogen氮气MRMixed Refrigerant混合冷剂OOil润滑油NAmmonia氨HFHot/Normal Flare热/常温排放CFCold/Cryogenic Flare冷/低温排放AFAmmonia Flare氨排放管道材质CCarbonCCarbon Steel碳钢SSta

16、inless Steel不锈钢管道压力等级ASMEANSI1Class150/150#PN20 (2.0MPa)3Class300/300#PN50 (5.0MPa)6Class600/600#PN110 (11.0MPa)使用环境C1LC1LC3LC6LC1XC3XC6XC1AC3AC6AC1GC1HC3HC6HS1AS3AS6AS1YS3YS6Y低温碳钢 150# 工艺过程应用低温碳钢 300# 工艺过程应用低温碳钢 600# 工艺过程应用低温碳钢 150# 热的工艺过程应用低温碳钢 300# 热的工艺过程应用低温碳钢 600# 热的工艺过程应用碳钢 150# 工艺过程应用碳钢 300#

17、工艺过程应用碳钢 600# 工艺过程应用镀锌碳钢 150# 公用工程应用碳钢 150# 热的工艺过程应用碳钢 300# 热的工艺过程应用碳钢 600# 热的工艺过程应用不锈钢 150# 腐蚀性环境应用不锈钢 300# 腐蚀性环境应用不锈钢 600# 腐蚀性环境应用不锈钢 150# 低温环境应用不锈钢 150# 低温环境应用不锈钢 150# 低温环境应用具体见“管道等级索引Rev.A”6绝热类型CCold Insulation保冷EElectric Heat Tracing W/Fiberglass Insulation带玻璃纤维的电伴热保温HHot Insulation保温HEElectric

18、 Traced Hot Insulation电伴热保温HSHot and Sound Insulation保温隔音HSEHot and Sound Insulation Electric Traced带电伴热的保温隔音NNo Insulation无绝热PPPersonal Protection人员防护SSound Insulation隔音流程及设备讲解原料气进气分别计量系统本系统的设计目的是过滤原料气，同时以安全的升压方式和速度升压装置，调整原料气压力至抱负操作压力， 并计量引入装置的原料气量。PID-1000进入装置的原料气条件：压力 4MPa 温度 10装置的入口处有一个紧急迫断阀ESV-

19、000，在紧急状况紧急停车ES和工艺危急停车PHS下， 装置的工艺流程开头于进气分别器V-00，在这里液体和固体颗粒物可以被分别出来，并由废水排放系统排出，从而保护了下游的设备。V-001 出口气体通过进气压力调整阀PCV-0003将进气压力调整至抱负恒定状态，然后原V-10FIT-000将测量并记录装置的进气流量。V-001 和V-101 底部收集的液体将分别通过液位把握器LC-00010003引导液位把握阀LCV-00010003开启，排入装置的废水排放系统。正常运行时液位把握保持在约50%。醇胺MDEA脱酸系统醇胺脱酸系统的设计目的是脱除原料气流中的各种酸性气体，如：二氧化碳和硫化氢，从

20、而防止在液扮装置的 低温工段消灭结冰现象。PID-10011009气换热器E-10，冷却胺洗塔C-20出口气体，同时原料气被加热；假设温度仍旧太低如冬季，则由温控阀TCV-0102E-102进一步加热。原料气进入胺接触塔C-201底部。C-201 的内件构造有：丝网除沫器、分布器、金属乱堆填料、支撑格栅板等。顶部丝网除沫器用于气液分别；分布器目的是将从顶部往下的贫胺液沿整个塔截面均匀分布向下；金属乱堆填 料的目的是让气液两相充分的接触，以使自然气的CO2 由顶部下来的贫胺液充分吸取。 胺溶液接触。气体和液体在填料上亲热充分接触，通过吸取和化学反响用，胺脱除原料气中的CO2 和 H2S。该过程将

21、产生热量，因此可以看到接触塔的出口气体温度上升。原料气从 C-201 顶部出来，脱酸后原料气中的 CO2 浓度将减至小于等于 50ppm，H2S 含量将降至小于等于4ppC-201E-10冷却至4然后，气体在气/气换热器E-10120C，E-100 E-101 的冷却作用将气体中的水和夹带的胺冷凝出来，这些冷凝液在胺高架分别器V-301中被脱除，与来自 C-201 的富胺溶液集合后进入胺三相分别器V-20。从V-301离开的气体将进入分子筛脱水系统，之前则由在线分析仪检测原料气脱酸后CO2 的含量。富胺液通过液位调整阀LCV-0200从C-201V-201闪蒸出所夹 带的气体，该闪蒸气被送入燃

22、料气系统，该闪蒸气将被送入燃料气洗涤器V-80，作为导热油炉H-800的燃V-20FRV-030315.0kP表压V-80的燃料气V-20#F-20，然后进入胺活性碳过滤器F-20，再进入另一级机械过滤器#2F-203进展过滤。完成过滤后，富胺液进入贫富液换热器E-203A/B的富胺液侧， 9C，然后进入胺再生塔C-20。富胺液在C-202内自上而下下降，CO2和H2S经蒸汽汽提后从塔顶流出，同时夹带少量的胺。从C-202顶离开的 气体在胺回流冷凝器E-20冷却后流向胺回流储液罐V-20。罐内收集的液体经胺回流泵P-201A/返回至C-202的顶部作为回流。未冷凝的气体主要是CO2，将在塔顶安

23、全放空。已从富液转化成贫液的胺液在C-202底部 收集后流向胺再沸器E-205加热。E-205由来自H-800的200C加热介质导热油加热。在E-205中分别出来的 全部蒸汽将返回至C-202自下而上吸取富胺液中的CO2和H2SC-202底部接着流向E-203A/B的贫胺液侧， 与富胺液完成换热并被冷却。100胺增压泵P-202A/输送至胺冷却器E-20E-2049C后通过两台100%胺进料泵P-203A/B加压至C-201运行压力，最终返回至C-201以完成循环回路。脱盐水和胺补充来自脱盐水罐TK-210和胺储罐TK-210液位以及正确的胺浓度。所补充的胺液由胺/水补充泵P-210输送进入V

24、-202。添加脱盐水是一种日常操作程序，脱盐水必需缓慢添加以防影响蒸馏塔运行温度。在贫胺液进入C-201之前，可能需要由消泡剂泵P-205注入消泡剂。只有在必要时才能注入消泡剂。分子筛脱水再生系统分子筛气体脱水系统的设计目的是脱除在上游胺装置内未能脱除的水分、少量二氧化碳、硫化氢和低分子量的 硫醇。脱除这些组分的目的是防止在脱水装置下游消灭水或微量二氧化碳结冰的风险。PID-10101013两台分子筛枯燥器D-301A/B12小时进展水 分吸取模式，将原料气中的水分脱至1ppm；另一台则处于再生模式，再生模式的步骤挨次包括减压、加热、冷却、 再加压和备用等待。完整的枯燥再生循环需要24小时。上

25、线工作的枯燥器水分吸取饱和时下线，进入再生、冷却、 等待过程，由另一台恢复吸取力量的枯燥器上线吸取水分。系统完全自动化运行，由程序和自动把握阀切换两台干 燥器上线、下线。装置的处理量发生变化时，还可以调整循环的时间使装置到达最大效率。D-301A/中上线工作的一台完成脱水之后，流入分子筛粉尘枯燥器F-30的5微米或更大的分子筛粉末和其它的颗粒物；自然气在进入脱汞器V-303前，先由在线分析仪检测原料气中的V-300.0g/Nm，接着流过脱汞器过滤器F-30，脱除可能夹杂的活性炭及其它颗粒物。从F-30出口枯燥气流分出的再生气体被送入再生气加热器容器HV-30，再生气在此被加热器HE-30热至2

26、90C。高温再生气体进入待再生的分子筛枯燥器，脱除分子筛所吸取的水分。从分子筛枯燥器出来的高温再 生气体接着进入再生气冷却器E-301冷却，冷凝出所含水分。这股水流经分子筛再生气分别器V-302分别出来，返回胺三相分别器V-20作为补充水。水分分别出来后，再生气进入分子筛再生气压缩机K-301A/，在3910kP表压67.45C。然后，气体经分子筛再生气体压缩机冷却器E-30冷却至45C，并被输送回C-201入口前端。在完成热的再生循环后关闭HE-301再生气流全都。CO2含量小于等于50ppm，H2S 含量小于等于4ppm，水分含量小于等于1ppm，符合液化自然气液化系统的进气要求。自然气将

27、进入混合冷剂预冷 器E-502-甲烷的补充气体，在 需要时流入混合冷剂压缩机入口洗涤器V-50。自然气液化系统自然气液化系统的设计目的是脱除枯燥原料气流中的重烃组分以净化该气流，然后液化该气流生产液化自然 气。PID-10141015来自混合冷剂预冷器E-502的自然气首先进入冷箱中主换热器E-401的“A”通道，以气液两相的形式 在冷气分别器V-401E-401V-401 中将这些凝析物从气体中分别出去。V-401中的温度可由位于E-401进气口的温控旁通阀TV-1405把握，该阀门 PCV-140LNBOG加热器E-50V-40顶部离开的自然气将流经一个单独的通道“B”被液化，然后以-14

28、4.2离开冷箱进入LNG输送管线，最终进入LNG储罐。E-401与V-401、V-502、冷箱混合制冷剂分别器V-504及关联歧管、阀门等被一并装入一个“冷箱充填有珠光砂用于保冷，并用持续的氮气对冷箱进展吹扫以防止水分进入。-143.3、3631kPa LNG FCV-1501421.33kPa，温度为-143.02LNG 储罐。LNG 输出流体的流量将有LNG 输送管线上的流量计FE-1501 测量，并通过FIT-1501 在把握系统中被记录、显示以及报警如有需要。混合冷剂压缩机系统混合制冷剂压缩机MRC，K-501系统的设计目的是为原料气流供给冷量，液化原料气以生产液化自然气。(PID-1

29、0201023)混合制冷剂循环是一个封闭回路的制冷系统，该系统为将原料气流液化成液化自然气供给冷量。该混合制冷剂 是一种针对本套装置设计的专用制冷剂，为氮气、甲烷、乙烯和丙烷多种组分的混合物。混合制冷剂各组分首次充装比例如下：氮气9%甲烷15%乙烯49%丙烷27% 依据，如：所需生产率、原料气组分和压力、环境温度等。CD-26.9，该温度对应于混合制冷压缩机K-50的吸气压力142.7kPa。在进入K-501之前，混合冷剂气体将由混合冷剂压缩机入口洗涤器V-500除去液滴。K-501吸取来自V-500的混合冷剂气体，经二级压缩后再将温度为74.61、压力为2446kPa的高压混合冷剂气体排入混

30、合冷剂压缩机油分别器V-50。润滑油被注入K-501 中是为了润滑轴承以及在压缩机转子之间形成油封。润滑油/混合冷剂气体进入V-501，混合冷剂中的润滑油含量在其中被脱除至5ppm。V-501设有一台电加热器，用于在启动压缩机之前将润滑油加热至正 常运行温度。V-501排出的润滑油接着经由油冷却器E-503由93.3冷却至54.4，然后通过润滑油泵OP-503 增压，过滤器F-503A/B脱除杂质后返回K-501。混合冷剂气体则通过混合冷剂压缩机油聚结过滤器OC-501pp，OC-502中的润滑油将返回至K-501的其次级压缩段。在经过混合冷剂压缩机活性炭除油器V-510及活性炭过滤器F-50

31、2 后，混合冷剂气体进入混合冷剂压缩机排气冷却器E-501被冷却至45，接着进入BOG加热器E-505被冷却 至43，再进入混合冷剂预冷器E-502中被冷却至-23.9形成气液两相混合物，之后进入冷箱中的V-502进展气 E-40CPCV-141V-504E-401气液化所需的绝大局部冷量。为削减混合制冷剂的损耗，混合制冷剂缓冲罐V-507被用来“吸取”混合制冷剂系统的沉积物，并把握制冷剂在长时间或短时间停机之后的膨胀。混合冷剂补充系统混合制冷剂补充系统的设计目的是能够为混合制冷剂回路参加个别制冷剂组分。PID-1051氮气、乙烯和丙烷的补充来自钢瓶。甲烷补充来源于BOG和/或分子筛系统内枯燥

32、后的原料气流。“混合配比”必需更改。最 佳的混合制冷剂成分是指当系统稳定运行时/液比影响， 这些成分与首次充装时组分体积构成不同。为保证液化系统的有效运行，有必要通过混合制冷剂补充来保持最正确混 合制冷剂成分。通过气相色谱仪分析来自混合制冷剂压缩机出口冷却器的采样，定期检查混合制冷剂成分。为保证分析读数的 /溢流阀应关闭。氨压缩机系统氨压缩机制冷系统的设计目的是为工艺原料气流和混合制冷剂流供给预冷冷量。PID-10241028来自混合冷剂预冷器缓冲罐EV-502的氨气通过氨压缩机K-601的两段式压缩后升压至1841kPa，温度升至82.22，然后进入油分别器V-601K-601中是为了润滑轴

33、承以及在压缩机转子之间形成油封。润滑油/氨气进入V-601，氨气中的润滑油含量在其中被脱除至5ppm。V-601设有一台电加热 V-601E-603由85.5 冷却至54.4，然后通过润滑油泵OP-603增压，过滤器F-603A/B脱除杂质后返回K-601。氨气则通过氨压缩机油聚结过滤器OC-601.5ppOC-60中的润滑油将返回至K-601的其次段压缩进气入口。氨气则进入氨压缩机排气冷却器E-601冷却，并在45和1771kPa下冷凝为氨 E-60底部流入氨接收器V-60OC-60PCV-280分别调整V-602和EV-502顶部空间的气相压力。氨液在V-602的气相压力作用下流出，流经液

34、位把握阀LCV-2801季节流，温度降至-11.52，压力降至269.6kPaK-60其次段压缩进气压力，以气液混合形式流向氨经济器V-60V-60上部丝网除沫器K-601V-603后流经液位把握阀LCV-2400 季节流，温度降至-28.88，压力降至124.1kPa，以气液混合形式进入EV-502。氨气从EV-502离开流向K-601。E-502/EV-502中的液位通过LIC-2400把握回路调整，并通过TIC-2400与V-502的混合冷剂入口温度构成串级把握。E-50底部流入混合冷剂预冷器氨油分别器VOP-50，通过电加热器HE-503加热氨液，使其气化后从VOP-502返回EV-502，实现氨油分别。乙二醇系统乙二醇系统的设计目的是利用乙二醇作为压缩机润滑油的冷却介质E-204 和E-206供给热量，以保证它们在低温工况下正常运行。PID-10291030乙二醇溶液承受50%重量乙二醇/水溶液，其冰点为-40C，这样可确保在冬季运行期间不会结冰。使用乙 二醇/水溶液的另一个优势是其较高的热容量和较高的导热率将显著降低循环率和提高传热效率。来自E-503、E-603的乙二醇温度为50.5，首先进入乙二醇冷却器E-901冷却至45，然后进入乙二醇膨胀罐V-90，再经乙二