Развитие и совершенствование технологий подготовки и производства сжиженного природного газа на южных и северных заводах

• Автор: Дорожкин, Всеволод Юрьевич
• Шифр специальности: 07.00.10, 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. История и развитие промышленного производства СИГ
1.1 История становления промышленности СПГ
1.2 Добыча природного газа и потребление СПГ
1.3 Существующие заводы СПГ
ГЛАВА 2. Подготовка газа к сжижению
2.1 Южные заводы СПГ
2.1.1 Завод СПГ в ОАЭ
2.1.2 Завод СПГ в Катаре
2.1.3 Завод СПГ в Иране
2.1.4 Завод СПГ в Омане
2.2 Северные заводы СПГ
2.2.1 Завод СПГ Кенай, США
2.2.2 Завод СПГ на о. Мелкойя, Норвегия
2.2.3 Завод СПГ на о. Сахалин, Россия
2.3 Сравнение технологий подготовки газа на южных и северных заводах

ГЛАВА 3. Сжижение газа
3.1 Сжижение газа на южных заводах СПГ
3.1.1 Завод СПГ в ОАЭ
3.1.2 Завод СПГ в Катаре
3.1.3 Завод СПГ в Иране
3.1.4 Завод СПГ в Омане
3.2 Сжижение газа на северных заводах СПГ
3.2.1 Завод СПГ Кенай, США
3.2.2 Завод СПГ на о. Мелкойя, Норвегия
3.2.3 Завод СПГ на о. Сахалин, Россия

3.3 Сравнение технологий сжижения газа на южных и северных заводах

ГЛАВА 4. Производство газа в море
4.1 Конструкции, устройства, технологии производства газа в море
4.2 Технологии подготовки и сжижения газа в море
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Система производства сжиженного природного газа (СПГ) включает в себя элементы добычи, обработки, перекачивания, сжижения, хранения, погрузки и разгрузки, перевозки, регазификации. Оборудование на входе завода, как минимум, предполагает наличие манифольда и сепаратора на входе. При офшорном производстве и длинных трубопроводах должны быть камеры приема/пуска скребков и ловушка для конденсата (слагкетчер). На этой стадии вода будет отделяться, а углеводороды будут отправляться далее для стабилизации.
Перед сжижением газ подвергается обработке. При входе на завод обычно происходит первоначальное разделение фракций и отделяется конденсат, который затем стабилизируется. Стабилизация конденсата предполагает наличие многоступенчатой фракционной колонны и парового компрессора. Типичная спецификация стабилизированного конденсата - это 10 фунтов на дюйм2 давления паров по Рейду (RVP). RYP - это давление паров конденсата при 100°F, определяемое по методу Рейда. Пары, отводимые сверху колонны, снова компримируются и направляются обратно для смешения с газом в сепараторе для последующей обработки.
Технологические параметры установки для обработки газа определяются требованиями установки сжижения (ограничения по содержанию воды (Н20), двуокиси углерода (С02)), товарной спецификацией СПГ (ограничения по содержанию сероводорода (H2S), карбонилсульфида (COS), других органических сернистых соединений), природоохранными ограничениями (установленные уровни выбросов сернистого ангидрида (S02), углеводородов и продуктов их сгорания). При обработке входящего газа необходимо, чтобы концентрация H2S была уменьшена до 1-4 промилле, общее содержание серы (H2S + COS+органические серные соединения) <20мг/норм.м3, общее содержание серы в топливном газе <300 промилле, выбросы S02 из инсинератора < 250 мг/норм.м3, чистота серы на выходе составляла > 99,9% веса, а восстановление серы было от

концентрации H2S (4 промилле и ниже) в обрабатываемом газе с высокой концентрацией H2S, потребуется высокий расход раствора с 25% весовой концентрацией и более. ДЭА не самый эффективный процесс, как процессы с использованием других химических растворов, но обходится дешевле, поскольку промышленность выпускает ее в виде стандартных блоков.
С H2S ДЭА реагирует быстрее, чем с С02. Реакция с H2S происходит с образованием бисульфида этаноламина.
R2NH + H2S 1R2NH2HS
Химическая абсорбция С02 более сложная. Двуокись углерода реагирует с ДЭА с образованием соли карбаминовой кислоты
2 R2NH + С02 'R2NCOOR2NH
В водном растворе органическая кислота (С02+Н2О) реагирует с ДЭА с образованием соли бикарбоната (проще регенерируется).
R2NH + Н20 + С02 ,R2NH2HCQ2. где R=C2H4OH.
Все приведенные реакции обратимы. Они экзотермические слева направо (абсорбция) и эндотермические справа налево (регенерация).
ДЭА не избирательный процесс и удаляет H2S и С02. И тот и другой загрязнитель могут быть удалены до таких малых долей, насколько это необходимо, независимо от начального содержания их в сыром газе. Поэтому этот процесс не является подходящим для избирательного удаления H2S, когда H2S и С02 присутствуют в газе. У ДЭА есть потенциал для избирательного удаления H2S из потоков газа, содержащих С02, при определенных условиях. При определенных условиях (низкое давление, задержка жидкости на тарелке абсорбера около 2 секунд) ДЭА становится избирательным по H2S, позволяя значительной части С02 оставаться в производимом газе. Поэтому ДЭА используется и тогда, когда можно оставить некоторое количество С02 в обработанном газе при менее строгих спецификациях. ДЭА реагирует с COS и сернистым углеродом CS2 с образованием веществ, которые могут регенерироваться в отпарной колонне (COS и CS2 удаляются раствором ДЭА