陆地LNG装置模块化设计及生产探究.pdf

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1、陆地LNG装置模块化设计及生产探究胡性涛(海洋石油工程股份有限公司，天津300452)摘要：随着世界液化天然气工业的发展，LNG工业规模也越发壮大，陆地LNG工程技术也在不断地完善和发展中。而近年来，天然气处理装置模块化是一个热点。模块化的LNG装置具有体积小、运输灵活、自动化程度高，容易操作等优点，所以在液化天然气发展上具有重要战略意义。本文主要是简单阐述LNG装置模板化的设计及生产。关键词：陆地LNG装置；模板化；钢结构天然气的另一种存在方式就是液态，液化天然气的主要成分是甲烷。是将天然气经压缩、冷却至其沸点(一161．5摄氏度)温度后变成液体。液

2、化天然气运用范围广阔，同时也是一种高效率，廉价的清洁能源。因此国家大力进军LNG巾-场，研发LNG技术。笔者将在本文的内容中简单的阐述陆地LNG装置模板化相关技术、1陆地LNG装置概述工业发展史上，对液化天然气的需要是越来越大。国外的某些陆地LNG装置规模大、工艺复杂、设备多、投资高，采用模块化设计建造有利于降低现场施工成本，整合利用全球施工资源，保证工程进度；而在我国，也广泛使用小型LNG装置模板化开采边缘汽田、煤层气、页岩气等。总体来说，采用模块化撬装设计能够克服现场施工条件差，气质条件和气量变化多变等困难，而且投资资金小，建设周期短，方便运输，具

3、有良好的经济性和环保性。2模块化工艺描述(1)国外项目以目前在建的YAMAL天然气液化工程项目为例。YAMAL天然气液化厂总设计能力为1650万吨／年，共设3条生产线，单个年处理能力约5—5．5百万吨。主工艺装置包括天然气脱酸气系统、脱水与脱汞系统、脱除重烃系统、液化系统、分馏系统、冷剂生产与储存系统、LNG储存与装船系统。3条工厂流水线上的核心工艺模块被分为36个，包括脱酸气模块、脱水脱汞模块、LPG提取模块、制冷液化模块、热油模块等，总重约20万吨，分别在不同场地同时建造后装船海运至工厂地址，缩短了工程建设周期。(2)国内项目以中原油田文23汽田1

4、号输气站的LNG装置为例子。其液化天然气设置采用模块化复合吸附工艺和SP-MRC混合制冷工艺，这两种工艺都是小型LNG装置特有的工艺。模块化复合吸附工艺减少了现场安装的工作量，建造周期短，同时也保证了装配的质量。而SP-MRC混合制冷工艺是一种简单的制冷系统，即在低温状态下，运行使用少量的工艺设备，在热启动的时候可以快速地达到冷热均衡。(3)模块化装置的相关工艺的描述。以YAMAL项目为例，模块化装置主要有以下相关工艺。(1)干燥及脱汞工艺，采用分子筛吸附脱水，干燥指标为水含量≤0．8mg／Nm3。采用三塔流程，两塔吸附操作、一塔再生，按周期切换，保证

5、脱水过程连续，同时也可实现在线更换干燥剂。干燥后的天然气还需要脱除原料气中的微量汞，避免其对后续的铝制设备和管道造成破坏，脱汞单元采用固体吸附法工艺，干燥后原料天然气经过滤器进入原料气脱汞罐(脱汞剂为载硫活性碳)，脱汞后汞含量不超过10ng／Nm3；最后再经过脱汞后过滤器进入液化设备。(2)LPG提取模块作用是将原料气中的杂质(主要为重烃C5+)脱除，满足后续制冷液化的原料要求，以避免在后续液化过程中发生冻堵设备和管道的风险。LPG提取系统式是基于透平膨胀机提供所需冷负荷，来分离凝液和贫气。再沸回收塔是一个脱甲烷器，从天然气中提取C2+。脱甲烷塔底流出

6、物(较重烃组分)被送往分馏单元(脱乙烷塔、脱丙烷塔、脱丁烷塔)，生产乙烷和丙烷作为混合冷剂和丙烷冷剂的补充，多余乙烷、丙烷以及全部丁烷再由泵送回液化系统，与脱甲烷塔顶气相一同送入主冷换热器，生产LNG。(3)液化单元采用丙烷预冷混合冷剂制冷工艺(即C3MR工艺)：净化合格后的天然气经过丙烷预冷，混合冷剂制冷，最终液化为LNG。将LNG装置整体按工艺特点拆分成各个模块单元，然后又重新组成，这就是LNG生产装置模块化。(4)模块化的钢结构施工安装工艺。不论大型或小型的陆地模块化装置，生产工艺模块之间都是根据生产设备布置，输气管道布置、吊装能力以及安装顺序等

7、采用工地螺栓连接，方便拆卸；各个模块钢结构内构件采用预制工厂焊接连接，保证装置的整体性和刚性。对小型的模块化装置，可以在各个模块上设置或活动吊耳；注脚和基础采用预埋可调节锚栓后灌浆连接。大型模块化装置可采用自升式小车(SPMT)进行运输安装。安装的钢结构模块大部分也是采用支柱开孔和预埋螺栓连接，LNG装置模块先用千斤顶顶起，再用SPMT运输到工厂安装地，同时在预埋螺栓处准备套钢结构支座螺栓孔。钢结构运到目的地后要调到标高，位移和垂直度的允许范围内，待检验后，进行螺栓紧固。紧接着就是进行焊接，然后对焊接缝隙或者螺栓扣进行补漆防腐。3结语本文主要是以国内外

8、陆地LNG装置为例子，根据其项目特点，描述了陆地LNG装置模块化设计及生产中的相关情况，为以后