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【工业之美】液化天然气是如何诞生的?

从原料气开始到进入储罐和装车系统,生产LNG大概历经七个步骤。

图片来源:界面新闻

9月11日,中俄哈“绿色能源丝路万里行”活动三国车队,抵达本次活动中国段最后一个省份——新疆维吾尔自治区,并在中石油昆仑能源哈密液化天然气(LNG)工厂(下称哈密LNG工厂)补充了LNG。

翌日,在昆仑能源公司总经理助理兼车队中国段总领队康福元等人的带领下,中哈俄三国车队共同参观了哈密LNG工厂,充分了解了中国LNG工厂的生产、加工、储运流程,推动中俄哈三国在LNG车、LNG加气站和LNG工厂全产业链的联通。

中哈俄三国车队在进行参观前准备 图片来源:界面新闻

哈密LNG工厂位于哈密市哈罗公路13公里处西侧,作为昆仑能源旗下自产自销占比最高的工厂之一,其自有终端年平均消化达99%,涵盖了LNG工厂的热媒系统、重烃储运系统,天然气门站,LNG工厂主工艺区、装车区、LNG工厂控制中心,以及CNG(压缩天然气)母站生产区八个部分。

从原料气开始到进入储罐和装车系统,生产LNG大概历经七个步骤。

第一步,原料气进入过滤分离器,进一步分离脱除夹带的液滴和固体颗粒物。

第二步,原料气经过计量后进入胺接触塔,通过与胺液充分接触,脱除原料气中的酸性气体。

第三步,脱除酸性后的天然气进入分子筛干燥器,脱除上游胺装置未能脱除的水分和低分子量的硫醇。

第四步,脱水合格后的天然气进入脱汞床,脱除原料气中可能含有的微量汞。

第五步,通过实时分析原料气,脱酸、脱水、脱汞后指标合格的原料气进入氨预冷器,与液氨进行充分换热,对原料气进行初步预冷。

第六步,预冷后的天然气进入重烃洗涤系统,脱除原料气中C5以上的重组分子后进入冷箱,再与混合冷剂充分换热,逐步冷却至-160℃后离开冷箱。

第七步,LNG进入输送管线,最终进入LNG储罐。

LNG生产工艺流程图 图片来源:哈密LNG工厂

哈密LNG工厂工艺工程师冯帆向三国车队介绍了LNG工厂的热媒系统。该系统主要由热媒炉、热媒循环泵、导热油储罐和换热器组成。热媒系统的作用是利用加热后的导热油,为LNG工厂的用热设备提供热源。导热油的燃料是工厂的BOG气体(液态蒸发产生闪蒸气,Boil off Gas),消耗量大约为30立方/小时。

哈密LNG工厂的热媒系统 图片来源:哈密LNG工厂

接着,车队参观了工厂50立方米的重烃储罐。在天然气液化成LNG的过程中,C5以上的组分被脱出,产生的副产品重烃被储存在这里。重烃通过装车泵和装车臂实现装车作业。

哈密LNG工厂重烃储运系统 图片来源:哈密LNG工厂

车队还参观了哈密LNG工厂的主工艺区。在这里,天然气在净化后,经过氨预冷、重烃洗涤、深冷工序等步骤,一步步被液化成LNG。

 

哈密LNG生产主工艺区 图片来源:哈密LNG工厂 

目前,哈密LNG工厂的进气量为8万方/日,LNG产量约为51吨/日。

第四个参观部分是天然气门站。哈密LNG工厂的气源引自西气东输二线哈密分输站,经18公里天然气管线输送到门站,长输管线、门站的设计规模为50万方/日。

天然气门站的主要作用是对天然气进行用途分配。哈密LNG天然气门站,现分为工厂用气、母站用气和哈密市新区民用供气。

哈密工厂天然气门站 图片来源:哈密LNG工厂

处理完毕的LNG将被输送至LNG储罐和LNG装车区。

哈密LNG工厂的储罐有效容积是1000立方米,储罐结构为子母罐结构,内部由四个250m³ 的子罐构成,夹层采用珠光砂、氮气保压的保冷方式,最多可储存LNG380吨。

哈密LNG工厂的放散塔储罐 图片来源:哈密LNG工厂

哈密LNG工厂的装车区主要是由装车泵、装车臂和定量装车控制系统组成,可实现远程启停、定量充装和紧急切断等功能, 其中两个装车位可同时充装,1小时内可完成40吨的罐车装车作业。

哈密LNG工厂的装车系统 图片来源:哈密LNG工厂

在工厂的控制中心,全厂的数据汇集到这里。控制中心集成了视频监控系统、气体检测报警系统、消防应急系统、高压配电操作系统和工厂DSC操作系统,操作人员可在控制中心远程下达各种控制指令,调整工艺参数,优化工厂产能。

目前,该控制系统综合能力能够保证工厂每年平稳运行8000小时以上。

哈密LNG工厂的LNG控制中心 图片来源:哈密LNG工厂

除LNG生产区外,三国车队们还参观了CNG母站生产区。该生产区设计规模为10万方/日,主要设备有脱水撬、压缩机、加臭撬、充气柱,门站分输的天然气在这里经过脱水、加臭、增压,充装至管束拖车,由牵引车拉运至各站点。

哈密工厂的CNG母站生产区 图片来源:哈密LNG工厂

 

哈密LNG工厂目前的天然气处理量2660万方/年。去年,其加工天然气2274万方,预计今年加工天然气2660万方。

明年,哈密LNG工厂将进行扩容。项目建成后,其LNG产品可辐射至哈密市周边500公里范围内,将进一步提高工厂的储备调峰能力和产品市场占有率。

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