大通操作规程

GAS

苍溪县大通天然气投资有限公司

苍溪大型合成焊割气项目

工艺操作规程

（一期）

2011-11-08

第一章装置概述..............................................................1

1.1生产规模和产品方案.................................................1

1.1.1生产规模.........................................................1

1.2原材料和公用工程消耗定额...........................................1

1水消耗表...................................................................1

2电消耗表...................................................................1

3生产用化学品消耗表：......................................................2

4仪表空气耗量表：..........................................................2

5氮气耗量表：...............................................................2

6天然气消耗.................................................................3

7其它消耗...................................................................3

1.4工艺流程说明...........................................................4

1.4.1原料天然气过滤与压缩.............................................4

1.4.2原料天然气的脱重燃...............................................5

1.4.3原料气的脱酸.....................................................5

1.4.4原料天然气的干燥.................................................6

1.4.5原料气脱汞与过滤.................................................7

1.4.6净化天然气的液化.................................................8

1.4.7混合冷剂循环流程.................................................8

1.5工艺设备................................................................8

第二章系统置换规程.............................................................9

2.1置换目的....................................................................9

2.2置换对象及目标.....................................................9

2.2.1置换对象........................................................9

2.2.2置换目标........................................................9

2.3置换前应具备的条件................................................10

2.4置换用氮气........................................................10

2.4.1液氮汽化........................................................10

2.4.2制氮设备(PSA)启动...............................................10

2.5氮气置换程序......................................................10

2.5.1站外原料气管线..................................................10

2.5.2原料气过滤单元..................................................11

2.5.3原料气脱重燃单元和燃料气单元...................................12

2.5.4原料气脱酸气单元................................................13

2.5.5原料气干燥单元..................................................15

2.5.6原料气脱汞及粉尘过滤单元........................................16

2.5.7液化冷箱的天然气流路............................................17

2.5.8混合冷剂(MRC).................................................17

2.5.9LNG储运和B0G压缩系统..........................................19

2.6正常维护及监视....................................................20

2.7应急处理方法......................................................20

第三章仪表风单元操作规程......................................................21

第四章变压吸附制氮单元操作规程................................................24

第五章脱盐水单元操作规程.....................................................31

3.1产水量.....................................................................31

4、制水系统常用药剂........................................................31

5、制水系统常用耗材耗件........................................................32

第七章导热油锅炉操作规程......................................................43

一、概述........................................................................43

二、系统设备技术参数及功能描述.................................................44

1、导热油锅炉..............................................................44

1.1锅炉技术参数.......................................................44

1.2空气预热器.........................................................44

1.3锅炉简介...........................................................44

2、燃烧系统.................................................................45

3、循环系统.................................................................46

4、高位膨胀罐..............................................................46

5、储油及注油系统..........................................................46

三、控制及仪表系统.............................................................47

1、系统控制功能............................................................47

2、通讯与接口..............................................................48

3、停电保护系统............................................................48

4、测控点及参数一览表......................................................48

5、系统控制说明............................................................49

4.1.3燃烧器的调整.............................................................50

详见燃烧器安装使用说明书。.....................................................50

4.2原料气脱重烧与粉尘过滤单元...........................................66

4.3燃料气单元............................................................67

4.4原料气脱酸气单元......................................................67

5.1系统功能.............................................................70

5.2流程说明..............................................................70

5.3启动与正常操作........................................................70

5.3.1开机操作.........................................................70

5.3.2停机操作.........................................................72

5.3.3分离分离器切换操作..............................................72

5.4正常维护及监视........................................................72

5.5应急处理方法..........................................................73

5.5.1过滤分离器.....................................................73

6.原料脱重燃单元启动和操作规程................................................73

6.1系统功能.............................................................73

6.2流程说明..............................................................73

6.3启动与正常操作........................................................74

6.3.1注意事项........................................................74

6.4正常维护及监视........................................................79

6.4.1脱重燃塔........................................................79

6.4.2过滤分离器......................................................79

6.5应急处理方法..........................................................80

7.原料脱酸气单元启动和操作规程................................................81

7.1系统功能.............................................................81

7.2流程说明..............................................................82

7.3启动与正常操作........................................................82

7.3.1系统冲洗........................................................83

7.3.2系统启动与操作.................................................88

7.3.3装置的停车及停车后的再启动....................................90

7.4正常维护及监视........................................................91

7.4.1装置的正常操作要点..............................................91

7.4.2正常操作参数....................................................93

7.5应急处理方法..........................................................93

7.5.1脱碳气C02含量超标..............................................93

7.5.2控制阀..........................................................94

7.5.3离心泵操作维护.................................................95

第九章原料干燥、脱汞单元启动与操作............................................95

9.1系统功能.............................................................96

9.2流程说明..............................................................97

9.3启动与正常操作........................................................97

9.3.1分子筛初次再生..................................................98

9.3.2启动与操作......................................................98

9.4正常维护及监视.......................................................105

9.4.1干燥塔.........................................................105

9.4.2脱汞塔.........................................................105

9.4.3粉尘过滤器.....................................................105

9.4.4再生气加热器...................................................105

9.4.5再生气分离器...................................................106

9.5应急处理方法.........................................................106

第十章液化单元开机准备...................................................107

1.液化与冷剂单元的氮气置换和干燥..........................................107

1.1.液化冷箱天然气流路置换...............................................107

1.2.冷剂流路置换.........................................................108

1.3.系统干燥..............................................................108

1.3.1总则................................................................108

1.3.2干燥要求...........................................................109

1.3.3制冷压缩机的气体管线置换程序........................................109

1.3.4制冷剂各管线的干燥.................................................109

2.裸冷程序................................................................110

2.1.概述..................................................................110

2.2.准备工作..............................................................110

2.3.裸冷程序..............................................................111

2.3.1.混合冷剂制冷系统的投运程序....................................111

2.3.2.净化天然气流路.................................................111

2.4.裸冷检查...............................................................111

2.5.安全注意事项...........................................................112

第十一章液化单元及冷剂操作规程...........................................112

1.液化单元操作规程.......................................................112

本规程规定了贮运单元的任务、管辖范围、开停车步骤，正常操作及特殊情况下的处置

方案。.....................................................................114

2.2LNG贮罐ST1301使用前的准备..........................................115

2.3LNG贮罐的操作.......................................................116

2.4LNG充装站槽车灌装操作...............................................119

3.合成焊割气单元操作规程................................................122

4.MRC压缩机操作规程.....................................................123

2.2.3.3气体管线的置换.........................................................124

2.2.4转动（盘车）步骤.........................................................124

2.4.3、检查各级进排气温度和压力；.............................................125

2.5.2、开启投运机送气阀，同时关闭三级回路阀；................................125

2.5.4、确认投运机无任何故障后加负荷至100%；..................................125

4.1操作提示..................................................................126

4.1.1气缸泄漏................................................................127

5.B0G回收单元操作规程...................................................129

第十二章工况调整.........................................................131

L净化单元的工况调整.....................................................131

2.干燥系统的工况调整.....................................................133

3.冷箱冷量平衡的调整.....................................................134

3.2液位调节..........................................................135

3.3温度调节..........................................................135

4.冷剂压缩机的工况调整..................................................135

第十三章停车与加温规程......................................................136

13.1.总则..................................................................136

13.2.停车顺序总原则.......................................................136

13.3.操作程序..............................................................137

13.3.1.正常停车.......................................................137

13.3.2.加温吹扫.......................................................138

13.3.3.临时停车.......................................................138

13.3.4.紧急停车.......................................................138

第一章装置概述

天然气液化装置由天然气预处理流程、液化流程、存储系统、控制系统及消防系统组

成。液化流程是其最重要部分。本项目一期为一套天然气液化装置。

1.1生产规模和产品方案

1.1.1生产规模

本装置的设计产量不小于30X10'Sm7d(lX109Sm7a)o

说明：Snf'/d为流量单位，指20℃、101.325KPa的常温状态；

Nn?/d为流量单位,指0℃、101.325KPa的标准状态；

1Nm7d=1.073Sm7d,故：30X104Sm7d=27.95Nm3/d

年开工时数按8000小时。

1.2原材料和公用工程消耗定额

1水消耗表

生产给水消防用水生活用水脱盐水循环水站

最大量

1624015.211400

(m3/h)

备注一年更换一次补水18.6m3/h

2电消耗表

电机(380V/220V)

数量电机(10KV)功率kw备注

功率KW

MRC制冷压缩机主机32100KW两开一备

压缩机主辅机32X45两开一备

贫液泵21321用1备

回流泵20.751用1备

液下泵2111用1备

消泡剂加注泵10.75

再生气加热器1100

氮气加热器120

丙烷卸车泵111

戊烷卸车泵111

MRC液体回收泵255

B0G压缩机2271用1备

低温泵2401用1备

仪表空压机126

PSA制氮机157.2

循环水泵33X160

消防水泵22X160备用

脱盐水系统110

导热油循环泵125.7

总计：

3生产用化学品消耗表:

消耗项目耗量备注

活性炭（吸附重

2.4t每2〜3年更换一次

短）

MDEA及活化剂各6吨年耗量

耐水活性炭2m3每年更换一次

3A分子筛3.9t每2〜3年更换一次

浸硫活性炭Im3每4年更换一次

液氮150tLNG贮槽冷却和装置置换用

乙烯33.9t年耗量

丙烷24t年耗量

异戊烷41.8t年耗量

4仪表空气耗量表:

---------~~___________________仪表空气

气量250Nm3/h

压力0.5〜0.7MPa

露点-40℃

5氮气耗量表:

氮气

80Nm7h

压力20.7MPa

露点-70℃

纯度99.99%（无氧量）

6天然气消耗

消耗项目耗量备注

31.2X104

原料天然气总消耗量

Sm7h

热媒炉251Nm7h由BOG脱重烧后提供

燃气空调154Nm3/h由BOG脱重燃后提供

7其它消耗

消耗项目耗量备注

绝热用玻璃棉JB/T13350-2008

绝热用膨胀珍珠

3GB/T10303-2001

石

1.3装置组成

本期天然气液化项目有下列系统或/和设备构成：

1.3.1工艺系统

天然气液化装置主工艺系统由下列子系统组成：

1）原料气过滤与压缩系统；

2）原料气预处理系统，包括：

■原料气脱重燃系统；

■原料气脱酸系统；

■原料气干燥系统；

■原料气脱汞与过滤系统;

3）液化与制冷系统，包括：

■净化气低温液化系统；

■混合冷剂压缩系统。

4）LNG储运与BOG压缩系统。

5）安全泄压火炬系统。

1.3.2公用工程系统

公用工程系统是天然气液化装置的组成部分，包括：

■PSA制氮和液氮系统；

■燃料气系统；

■脱盐水系统；

■热媒炉系统；

■循环冷却水系统。

1.3.3电气系统

电气系统是天然气液化装置的动力来源的保障，包括：

■高低压配电系统；

■备用380v柴油发电系统；

■建构筑物照明系统；

■防雷、接地系统；

■通讯系统。

1.3.4仪控系统

天然气液化装置的仪表控制系统包括：

■工艺装置过程控制系统（DCS）；

■紧急停车系统（ESD）；

■火灾检测及报警系统（FGS）；

1.3.5消防系统

天然气液化装置的消防系统包括：

■消防给水系统；

■高倍数泡沫灭火系统；

■干粉灭火系统；

1.4工艺流程说明

天然气液化工厂的工艺过程基本包括预处理（净化）、液化、储存、装车及辅助系

统等，主要工艺流程包括天然气净化和液化工艺。

本装置的原料气未按管输标准进行处理，因此在进行液化前必须对其进行彻底净

化。即除去原料气中的酸性气体、水分和杂质，如HS、CO?、HQ、Hg和芳香煌等，以

免它们在低温下冻结而堵塞、腐蚀设备和管道。表1.4-1列出了LNG工厂原料气预处理

标准和杂质的最大含量。

表1.4-1LNG原料气最大允许杂质含量

杂质含量极限依据

1120^IppmVA（在不限制产量条件下，允许超过溶解极限）

C0250〜lOOppmVB（极限溶解度）

H2sW3.5mg/Nm3(4ppmV)C（产品技术要求）

总含硫量10〜50mg/Nn?C

Hg<0.01ug/Nm3A

芳香烧类WlOppmVA或B

环烷烧总量WIOppmVA或B

1.4.1原料天然气过滤与压缩

原料天然气自界区外来，经过调压撬除去水分、固体杂质并计量、调压以后进入

LNG预处理装置的原料气压缩机入口平衡罐，为原料气压缩机提供洁净、压力比较稳定

的天然气。

天然气气经原料气压缩机增压至5.OMPa,经过压缩机自身的末级冷却器冷却，在

压缩机自身的凝液分离器中分离出冷凝液体（重燃和水分），并经计量后进入脱重燃单

元。

1.4.2原料天然气的脱重燃

＞重燃常指C；的煌类。在煌类总，分子量由小到大时，其沸点是由低到高

变化的，所以在冷凝天然气的循环中，重燃总是先冷凝下来。如果未把重姓先分

离掉，或在冷凝后服了你掉，则重烧将可能冻结从而堵塞设备。

极少量的C—谯分特性的微小变化，对于预测煌系统的相特性有相当大的影

响。C/微分对气体混合物影响如此之大的原因，被认为是气体的露点受混合物中

最重组分的影响较大，重组分的变化对露点温度或压力由惊人的影响。

在T83.3C以上，乙烷和丙烷能以各种浓度溶解于LNG中。最不容易溶解的

是Cd仝，还有C02和水。在用分子筛、活性炭氧化铝或硅胶吸附脱水时，重燃

可被部分脱除。脱除的程度取决于吸附剂的负荷和再生的形式等，但采用吸附剂

不可能使重煌的含量降低到所要求的很低浓度，余下的重姓通常在低温中的一个

或多个分离器总除去，此法也称为深冷分离法。

＞目前天然气液化装置的脱重燃大多数均采用专门的活性炭脱重烧。因为

活性炭脱能将天然气中的重燃含量吸附到lOPPm以下。很好地解决了重燃对设备

的堵塞问题。

1.4.3原料气的脱酸

＞天然气最常见的酸气有：H2S、0）2、COS

H2s是酸性天然气中含有的毒性最大的一种酸气组分。H2s有一种类似臭蛋的

气味，具有致命的剧毒。它在很低含量下就会对人体的眼、鼻和喉部有刺激性。

若在含H2s体积分数为0.06%的空气中停留2min,人可能就会死。另外H2s对金

属具有腐蚀性。

C0,也是酸性气体，在天然气液化装置中，CO,易成为固相析出，堵塞管道。

同时CO,不燃烧，无热值，所以运输和液化它是不经济的。

因此，酸性气体不但对人体有害，对设备管道有腐蚀作用，而且因其沸点高,

在降温过程中易呈固体析出，故必须脱除。脱除酸性气体常称为脱硫脱碳。在净

化天然气时，可考虑同时除去C0?和H2S,因为醇胺法和用分子筛吸附净化中，

这两种组分可以被一起脱除。

＞天然气脱酸气方法

化学吸收法:一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、甲基二乙醇胺（MDEA）等。

成本低，反应率高，易再生。C02能脱除到25PPM,H2s能脱除到50PPM。

另：物理法、联合法、直接转化法、膜分离法（C02超过20%后有优势）等。

1.4.4原料天然气的干燥

＞若天然气中含有水分，则在液化装置中，水在低于零度时将以冰或霜的

形式冻结在换热器的表面和节流大的工作部分。另外，天然气和水会形成天然气

水合物，它是半稳定的固态化合物，可以在零度以上形成，它不仅可能导致管道

堵塞，也可造成喷嘴和分离设备的堵塞。

为了避免天然气中由于水的存在造成堵塞现象，通常须在高于水合物形成温

度时就将原料气中的游离水脱除。目前，常用的天然气脱水方法有冷却法、吸收

法和吸附法。

＞冷却法采用当压力不变时，含水量随着温度的降低而减少的原理。适合

压力高、含水量大的场合。一般还会脱除掉部分重燃。

＞吸收脱水是采用吸湿性液体或活性固体吸收的方法脱除气体中的水蒸

气。成本低，适用于大流量高压力脱水，但不能深度脱水。常用有甘醇胺溶液、

二甘醇水溶液、三甘醇水溶液。

吸附法脱水的机理是在两相界面上，由于异相分子间作用力不同于主体分子

间作用力，使异相界面上流体的分子密度易于主体密度而发生吸附。成本高，能

深度干燥脱水。常用吸附剂有氧化铝、硅胶和分子筛。

＞活性氧化铝的再生温度为177℃-316℃,不易再生吸附的重燃，露点能

达到-73℃

＞硅胶的再生温度为180℃-200℃,易饱和，与液体水接触易爆裂，露点

能达到-60C

＞分子筛：3A为钾A型，孔径3-3.3X10，、4A为钠A型，孔径为：

4.2-4.7X10%、5A为钙A型，孔径4.9-5.6X10一，、13X为钠X型，孔径

9-10X10l0m

A4A分子筛能吸附水、C02和H2S,但不吸附重燃。

＞常用的几种分子公称直径：

分子公称直径公称直径

（10'°m）

H22.4CH44.0

co.2.8CM4.4

N23.0C3Hs4.9

H2O3.2nC4~nC224.9

H2S3.6iCi~iC2256

CH：!OH4.4苯67

＞用分子筛脱除天然气中水分的典型操作条件:

参数操作条件

天然气流量（n?/h）1O'-1.67X1O6

天然气进口含水量（V/V）150X10-6〜饱和

天然气压力（MPa）1.5-10.5

吸附循环时间（h）8-24

天然气出口含水量<107(V/V)

再生气体压力等于或低于原料气压力

再生气体加热温度（C）230-290

1.4.5原料气脱汞与过滤

＞汞的存在会严重腐蚀铝制设备。1973年12月，在斯基柯达天然气液化

装置的低温换热器铝管中，发生了严重的汞腐蚀现象，致使该液化系统

停工14个月之久。

＞当汞存在时，铝会与水反应生成白色粉末状的腐蚀产物，严重破坏铝的

性质，极微量的汞含量足以给铝制设备带来严重的破坏，而且汞还会造

成环境污染，以及检修过程中对人员的危害，所以汞的含量应受到严格

的限制。

＞脱除汞依据的原理是汞与硫在催化反应器中的反应。在高的流速下，可

脱除含量低于0.001IXg/n?的汞，汞的脱除不受可凝混合物C一燃及水的

影响。

>现多采用浸硫活性炭。

1.4.6净化天然气的液化

在进入液化单元之前，气体必须进行分析，以保证H2s与CO,含量、水含

量、芳香燃总量、环烷燃总量以及汞含量达到进入液化单元的要求。

本装置在脱酸气单元设置了CO,含量在线分析仪，在脱硫单元设置了H2S

含量在线分析仪，在干燥单元设置了40在线分析仪，在脱芳香煌和重燃单

元设置苯分析仪，在脱汞单元设置了汞分析仪。

净化后的天然气进入液化冷箱，经混合冷剂冷却到-50℃〜-60C时分离

掉冷凝的天然气液体，继续冷却、冷凝并过冷到〜T65C,经节流阀节流降

到常压进入闪蒸罐，闪蒸分离后得到〜-165C的液相LNG产品，分离出的可

能存在的气相经过板式换热器附热到常温，和LNG储罐的B0G一起进入BOG

压缩机，加压后的天然气进入燃料气系统作为燃料气。

1.4.7混合冷剂循环流程

本装置的混合冷剂将由净化的净化天然气、CzH,、CM、匹nCN。、iC5H*

组成。

混合冷剂由压缩机压缩，通过水冷却后，进入液化冷箱，混合冷液化并

过冷到-165C,节流降压到0.21MPa.G进入液化换热器的底端，由下而上汽

化为液化换热器提供冷量，出液化冷箱后的混合冷剂返回到压缩机的入口，

压缩循环制冷。

1.5工艺设备

天然气液化装置主要工艺设备的设计、制造、检验和验收采用如下中国

国家标准、行业标准：

GB/T14976-1994《流体输送用不锈钢无缝钢管》

GB/T8163-1999《流体输送用无缝钢管》

GB150-1998《钢制压力容器》

GB151-1999《管壳式换热器》

GB4237-1992《不锈钢热轧钢板》

GB6654-1996《压力容器用钢板》及第一、二号修改单

JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》

JB/T4709-2003《压力容器涂敷与运输包装》

JB/T7216-1994《铝制板翅式换热器技术条件》

JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》

JB/T4730-2005《承压设备无损检测》

JB/T4710-2005《钢制塔式容器》

JB/T4735-2005《钢制常压容器》

第二章系统置换规程

2.1置换目的

为保障调试工作的顺利进行，要对LNG装置中所有与天然气、制冷剂相接触的机

器、设备、管道、阀门、仪表管线等进行氮气置换工作。置换质量的好坏，直接关系

调试、试生产的安全，是调试过程中最为关键的步骤。因此，对氮气置换工作必须高

度重视，精心组织，确保氮气置换过程的安全、顺利。

2.2置换对象及目标

2.2.1置换对象

LNG装置的氮气置换包括4个方面：

1）原料天然气管道：从站外供气管线的进口至站内V0101阀。

2）装置区：从V0101阀起，原料气过滤单元、预处理单元（包括脱酸气单元、

干燥和脱重烧单元、脱汞与粉尘过滤单元）、低温液化冷箱等与天然气接触的设备和

管道。

3）冷剂系统：低温液化冷箱、冷剂压缩系统等与冷剂（氮甲烷）接触的设备和

管道。

4）LNG储运和B0G压缩系统：LNG罐区、LNG泵、装车区域、BOG压缩区域与天

然气接触的设备和管道。

5）火炬系统：所有放空管线到火炬。

2.2.2置换目标

所有与天然气、冷剂相接触的机器、设备、管道、阀门、仪表管线等都要进行氮

气置换，置换后从各检测口检测的氧含量都应低于斑（体积比）。每个检测口取样分

析不少于三次（时间间隔lOmin以上），且三次分析的氧含量都应低于1%（体积比）。

2.3置换前应具备的条件

首次启动时，置换是在下列安装工作全部完成的前提下：

1）中间交接已经完成；

2）系统调试组织和监督机构已成立，并已有序地开展工作。

3）调试资料、工具、仪表、记录表格已准备好；

4）试运现场已清理干净，安全、照明和通讯措施已落实；

5）电气控制系统、仪表控制系统已经启动并处于正常运行状态；

6）仪表空气系统已经启动并处于正常运行状态；

7）氮气系统已经调试完成，并已投入运行；

8）过滤器滤芯安装完毕、各种吸附剂已充填完毕；

9）确认本系统试运与不影响其他系统的正常运行。

装置的再次启动时，应检测系统的设备和管道内的氧含量，氧含量大于1%（体积

比）时，应进行氮气置换。

2.4置换用氮气

置换氮气的温度应高于或等于组件的最低设计温度。

本装置的置换采用PSA制氮设备生产的氮气或液氮汽化后的氮气，氮气温度应保

持在-10〜40℃之间。必要时采用加热措施。

2.4.1液氮汽化

购买液氮，将液氮贮槽装满（按液氮贮槽说明书的要求罐装，注意液氮贮槽充装

率），按液氮贮槽使用维护说明书的要求，采用其自增压系统将液氮贮槽的压力升至

0.5MPa,打开液氮贮槽上的出液阀门向液氮汽化器供液，汽化后到氮气平衡罐，再向

外供气。

2.4.2制氮设备（PSA）启动

按“PSA制氮设备使用维护说明书”的启动和操作说明进行启动操作，在氮气纯

度符合要求后向氮气平衡罐供气。

2.5氮气置换程序

2.5.1站外原料气管线

站外原料天然气流路的置换指用惰性气体（即气氮）置换与天然气接触的设备和

管道，直到从各检测口检测的氧含量低于1%