Базовые заводы и способы сжижения природного газа - Часть 5

Завод СПГ в Брунее

Фирма Air Products разработала технологический процесс и изготовила теплообменники для крупнейшего из действующих в настоящее время завода СПГ в Брунее. Суммарная производительность завода 20 млн.м3 газа в сутки. Весь комплекс, включающий трубопроводы для подачи газа, завод сжижения, хранилища и береговые сооружения, размещается в северной части острова Калимантан.

Газ на завод поступает с месторождения, расположенного в Южно-Китайском море в 19 км от берега. Завод сжижения состоит из пяти блоков. Каждый блок имеет собственные установки для очистки и осушки газа (низкотемпературная сепарация и осушка молекулярными ситами) и отдельно для удаления кислых газов (абсорбционный процесс Sulphinol фирмы Shell Petroleum, США). Кроме этого, предусмотрены две установки (для пяти блоков) для удаления из газа тяжелых компонентов и производства компонентов однопоточного цикла сжижения с предварительным пропановым охлаждением и две установки для разделения воздуха (производство азота для технологических целей).

Сжатие хладагентов осуществляется центробежными компрессорами с приводом от паровых турбин фирмы Mitsubishi (Япония), являющейся совладельцем завода. Компрессоры изготовлены по лицензии фирмы Clark (США).

Пар с параметрами – давлением 63,5 бар и температурой 460°С производится в двух бойлерных установках производительностью 190 т/ч каждая. Расходуется пар для привода паровых турбин компрессоров, технологических целей в установках выделения тяжелых компонентов и привода паровых турбин четырех электрогенераторов мощностью 10 тыс. кВт. Вода (45,5 м3/мин) из реки Багас в систему очистки и далее в котлы бойлерных установок подается по трем водопроводам протяженностью 14 км. Для охлаждения циркуляционных потоков воды установлены градирни и 16 электронасосов. Суммарный объем воды в циркуляционной системе 2080 м3.

Схема ОКЦ сжижения с предварительным пропановым охлаждением

Схема ОКЦ сжижения с предварительным пропановым охлаждением, использованная на заводе СПГ в Брунее: 1 – поступающий природный газ; 2 – пропановый контур охлаждения; 3 – водяной холодильник; 4 – пропановый компрессор (III ступень); 5 – компрессоры многокомпонентного хладагента (I и II ступени); 6 – сепаратор; 7 – теплообменник; 8 – газ, направляемый в хранилище.

Система отгрузки СПГ включает три наземных хранилища вместимостью по 60 тыс.м3, надводную эстакаду длиной 4,5 км с двумя теплоизолированными трубопроводами диаметром 458 мм, шесть насосов СПГ суммарной подачей 5200 м3/ч и факел, размещенный вблизи от окончания эстакады, для сжигания отводимых от танкеров паров. Танкеры причаливают кормовой частью. Для их обслуживания на эстакаде установлен кран высотой 65 м.

Насосы СПГ размещены на берегу вблизи от хранилищ. Каждое хранилище обслуживается двумя насосами. Трубопроводы имеют пенополиуретановую теплоизоляцию, армированную двумя слоями стеклоткани, и сильфонные компенсаторы. Разработчик трубопроводной системы – компания Cosmodyne, США.

Первый блок комплекса выведен на проектную мощность в 1972 г., три других – в 1973 г. и последний – в 1974 г. Поставка СПГ осуществляется в Японию.

Схема установки сжижения с ОКЦ (патент США № 3593535)

Схема установки сжижения с ОКЦ (патент США № 3593535): I – газ, поступающий с месторождения: II – газ, направляемый на сжигание; III – тяжелые углеводороды; 1 – воздухоразделительная установка; 2 – фракционирующая установка; 3 – хранилище СПГ.

Способ сжижения газа фирмы Air Products, использованный в Брунее, на сегодняшний день является наиболее эффективным вариантом ОКЦ. Его основное отличие заключается в том, что природный газ сначала последовательно охлаждается в трех теплообменниках с использованием независимого парокомпрессионного цикла на пропане, а затем в двухзонном многосекционном теплообменнике с использованием цикла на смеси хладагентов, для предварительного охлаждения которой применяется также пропановый цикл в двух теплообменниках. Технологическая схема способа представлена на рисунке выше. Этот же способ реализован на заводе СПГ в Марса эль Брега (Ливия).

Помимо указанного фирма имеет ряд патентов на разновидности ОКЦ. На схеме выше представлена схема установки ОКЦ, защищенная патентом №3593535. В витом многосекционном теплообменнике газ охлаждается хладагентом, испаряющимся в межтрубном пространстве, куда он попадает через ряд разбрызгивающих устройств, размещенных на разных уровнях. Дважды осуществляется вывод сжижаемого потока для отделения тяжелых компонентов. Фракционирование хладагента производится в ряде сепараторов, совмещенных в одну колонку.

Основной теплообменник установки сжижения (патент США № 3645106)

Основной теплообменник установки сжижения (патент США № 3645106).

В патенте №3645106 описываются более 20 составов хладагента и конструкция основного теплообменника, отличающаяся от теплообменника, представленного на предыдущей схеме, наличием змеевиков для предварительного переохлаждения жидкой фазы хладагентов перед разбрызгиванием на всех уровнях (температурных и по высоте). Число ступеней охлаждения (разбрызгивания) такое же.

В патенте №3440828 описывается ККЦ с относительно низким уровнем давления хладагентов. В других патентах оговариваются отдельные детали ОКЦ и ОКЦ с предварительным пропановым охлаждением.

Источник: К.Ю. Чириков, Т.С. Рябова, В.П. Ворошилов - «Производство сжиженного природного газа: способы и оборудование» (научно-технический обзор, серия: Переработка газа и газового конденсата; Москва, ВНИИЭГазпром, 1976)