Очистка и фракционирование природного газа

В общем случае в установке сжижения природного газа блок фракционирования предусмотрен для следующих целей:

• Очистка природного газа перед сжижением
• Производство флюидов холодильных циклов
• Извлечение дополнительной коммерческой выгоды (продажа производимых на газофракционирующей установке продуктов)
• Использование производных продуктов для энергетических нужд завода по сжижению

Осушка природного газа

Влага, содержащаяся в природном газе при температурах и давлениях, создаваемых в процессе сжижения, образовывала бы гидраты с углеводородами и происходило бы образование гидратных пробок в дроссельных устройствах, если бы газ не осушался до уровня примерно I v.p.m. (одна часть на миллион по объему).

Очистка от углекислого газа, сероводорода и других компонентов

По тем же причинам диоксид углерода СО₂ образует углеродный лед. Углекислый газ плохо растворим в углеводородах (слега растворим в бутане), поэтому необходимо удалять СО₂ до уровня v.p.m. (несколько десятков v.p.m., если извлекают пропан-бутан).

Сероводород и другие кислые газы должны быть также удалены.

Следы ртути, даже минимальные, опасны для теплообменников и должны быть тщательно удалены. Наконец, тяжелые углеводороды С₅₊ могут также вызвать образование пробок, поэтому конденсат должен быть выделен в процессе охлаждения.

Что касается насыщенных углеводородов (алканы от С₁ до С₅), они при необходимости могут быть
выделены сепарацией и ректификацией для восполнения циклового газа (компенсация потерь и продувок). Как об этом уже говорилось, если компоненты С₂-С₃-С₄-С₅ входят в состав природного газа в значительных количествах, их выделяют для продажи.

Все, что выделяется сверх потребностей (например, этан, если продают только пропан и бутан), или подается в поток сжижаемого газа или используется на месте для производства энергии.

Кстати, инертные газы, азот и гелий, которые могут в небольших количествах находиться в природных газах, их сжижение вместе с метаном стоит дорого с точки зрения затрат энергии; их транспорт метановозами стоит дорого из-за занимаемого ими объема, их присутствие в составе СПГ при регазификации уменьшает теплотворную способность. Следовательно, желательно их выделить перед сжижением.

Газ сепарации после однократной конденсации содержит весь гелий и весь или почти весь азот в смести с метаном. Этот газ сепарации считают сбросным, достаточно бедным газом и используют преимущественно для производства энергии, необходимой заводу.

Если гелия достаточно много, можно предусмотреть его выделение, производя сепарацию в две ступени и таким образом, чтобы смесь Не + N₂ выделялась бы в одной ступени сепарации.

Примечание:
Нет норм на состав СПГ. Существуют только особые спецификации у потребителя сырья, которые, например, на заводах сжижения для экспорта газа связаны с контрактами на постановку (в частности, с теплотворной способностью). Следовательно, остаточные газы, используемые для производства энергии, разные по составу в разных местах.