【正文】 一、裝置規(guī)模年及開工時數(shù) 裝置規(guī)模： 20 104Nm3/d 天然氣液化裝置，年開工 8400 小時 二、技術來源 ： 自主。凈化后的天然氣進入冷箱內的各段換熱器被冷卻液化后經減壓作為產品進入 LNG 貯罐，減壓汽化后的天然氣返回各段換熱器復熱回收冷量后送出冷箱作為純化器的再生用氣。 二、 原料化工尾氣凈化工藝選擇 本裝置的原料氣未進行凈化處理，因此不符合低溫液化的質量標準，因此在進行液化前必須對其進行徹底凈化。表 32列出了原料氣預處理標準和雜質的最大含量。 天然氣中水分的存在往往會造成嚴重的后果：水分與天然氣在一定條件下形成水合物阻塞管路，影響冷卻液化過程；另外由于水分的存在也會造成不必要的動力消耗 ；由于天然氣液化溫度低，水和 CO2的存在還會導致設備凍堵，故必須脫除。 三、 低溫液化與分餾工藝選擇 迄今為止，在深冷液化天然氣領域中成熟的液化工藝主要有以下三種：階式制冷循環(huán)工藝、混合制冷循環(huán)工藝和膨脹機制冷循環(huán)工藝。 經典的階式制冷循環(huán)的優(yōu)點是采用了 3種制冷劑、 9個制冷溫度梯度（丙烷、乙烷、甲烷各 3 個溫度等級），使各級制冷溫度與原料氣的冷卻曲線接近，減少了熵值，比能量消耗接近于理論的熱力學效率的上限。 但是階式制冷也存在一些缺點，需要三個大型循環(huán)壓縮機，以及相當數(shù)量的冷換設備；流程長、控制復雜、設備多等。該工藝的特點 是在制冷循環(huán)中采用混合制冷劑，只需要一臺壓縮機，簡化了流程，降低了造價。即使能做到這一點，要使整個液化過程（從常溫到 162℃）所需的冷量與冷劑所提供的冷量完全匹配是比較困難的，充其量只能局部或一部分做到貼近冷卻曲線。 既然調節(jié)混合冷劑的組成比例使整個液化過程按冷卻曲線提供所需的冷量是困難的，那么合 乎邏輯的推論是采用折中的辦法，分段來實現(xiàn)供給所需的冷量，以期液化過程的熵增降至最小。此法的原理是分兩段供給冷量：高溫段用丙烷壓縮制冷，按 3 個溫度水平預冷原料天然氣到～ 40℃；低溫段的換熱采用兩種方式 — 高壓的混合冷劑與較高溫度的原料氣換熱，低壓的混合冷劑與較低溫度的原料氣換熱。 膨脹制冷循環(huán)工藝 膨脹機制冷循環(huán)是指利用高壓制冷劑通過透平膨脹機絕 熱膨脹20 104Nm3/d 天然氣液化項目建議書 12 的克勞德循環(huán)制冷來實現(xiàn)天然氣的液化。 根據(jù)制冷劑的不同，膨脹機制冷循環(huán)可分為：氮膨脹機制冷循環(huán)、氮 甲烷膨脹機制冷循環(huán)、天然氣膨脹制冷循環(huán)。起動快，熱態(tài)起動 2～ 4 小時即可獲得滿負荷產品，運行靈活，適應性強，易于操作和控制，安全性好，放空不會引起火災或爆炸危險。但能耗要比混合冷劑液化流程高 40%左右。 表 33 各種制冷循環(huán)效率比較 制冷工藝 與階式制冷的相對能耗 階式制冷循環(huán) 混合制冷劑制冷循環(huán) N2CH4膨脹制冷循環(huán) 表 34 各種制冷循環(huán)特性比較 指標 階式制冷 混合冷劑 膨脹制冷 效率 高 中 低 復雜程度 高 中 低 換熱器類型 板翅式 板翅式或繞管式 板翅式 換熱器面積 小 大 小 適應性 高 中 本裝置的液化工藝選用混合制冷劑循環(huán)壓縮制冷工藝，達到較低液化能耗，且裝置能夠長周期運行 并有效 降低維護成本。 原料氣經原料氣壓縮機組多次增壓、冷卻分離至 ，經過壓縮機組自身的末級冷卻器冷卻，進入出口分離器，并經計量后進入后續(xù)單元。 二、 原料天然氣脫酸性氣體單元 從原料天然氣過濾與壓縮單元來的天然氣從吸收塔下部進入，自下而上通過吸收塔；再生后的 MDEA溶液（貧液）從吸收塔上部進入，自上而下通過吸收塔，逆向流動的 MDEA溶液和天然氣在吸收塔內充分接觸，氣體中的 H2S和 CO2被吸收而進入液相，未被吸收的組份從吸收塔頂部引出，進入脫碳氣冷卻器和分離器。 處理后的天然中 CO2含量小于 50ppmV， H2S 含量小于 4ppmV。閃蒸后的富液與再生塔底部流出的溶液（貧液）換熱后，升溫到 98℃去再生塔上部，在再生塔進行汽提再生，直至貧液的貧液度達到指標。 再生塔頂部出口氣體經酸氣冷卻器，進入酸氣分離器，出酸氣分離器的氣體送往安全泄壓系統(tǒng)，冷凝液去 MDEA地下槽。 三、 原料氣干燥與脫重 烴單元 原料氣干燥與脫重烴單元設三臺吸附器切換操作，其中一臺吸附、一臺冷卻、一臺加溫再生。 原料氣干燥與脫重烴單元用凈化后的少量的原料氣節(jié)流降壓后作為冷吹和再生介質，再生氣出吸附塔后通過冷卻、分離后排至原料壓縮機入口。再生氣從干燥器頂部出來，經再生冷卻器冷卻后進入再生氣分離器，分離其中的液體后排至原料壓縮機入口。從脫汞器出來的天然氣的汞含量小于 μ g/Nm3。 過濾單元設兩臺過濾器，根據(jù)阻力數(shù)據(jù)切換使用，達到過濾分子篩與活性炭粉塵之目的。 本裝置在原料氣進裝置前設置了 CO2含量在線分析儀，在原料氣干燥與脫重烴單元設置了原料天然氣水露點在線分析儀。 六、 制冷系統(tǒng) 本天然氣液化工程采用混合制冷劑循環(huán)壓縮制冷，混合制冷劑由氮氣、甲烷、乙烯等組成。 出冷20 104Nm3/d 天然氣液化項目建議書 15 箱后的 混合制冷劑 返回到循環(huán)壓縮機的入口，循環(huán)壓縮制冷。自動控制系統(tǒng)的成功運行直接關系到工廠（或裝置）安全、穩(wěn)定、長期運行；也是實現(xiàn)現(xiàn)代化生產和管理的重要標志之一。 設計原則：采用成熟可靠的自控技術，滿足生產控制和管理 要求。所有電器元件均為防 爆 型。中控室采計量調壓 單元 原料氣 增壓系統(tǒng) 脫酸氣單元 脫水 單元 脫汞與脫 粉塵單元 液化 單元 LNG 儲存單元 LNG 裝車單元 儀表控制系統(tǒng)（過程控制和安全控制） 胺液再生單元 冷劑壓縮 與配比單元 BOG 回收 單元 供電系統(tǒng) 冷卻水系統(tǒng) 儀表風系統(tǒng) 導熱 油系統(tǒng) 氮氣系統(tǒng) 消防單元 20 104Nm3/d 天然氣液化項目建議書 16 用 SIMENS PLC控制系統(tǒng)。各設備的啟動，原則上在就地現(xiàn)場啟動。 三、過程檢測、控制儀表選型：根據(jù)防爆區(qū)域劃分分別選用本質安全型、隔爆型及普通型現(xiàn)場儀表 。裝置平面布置采用以流程式布置為主，同時將某些同類設備相對集中布置，以方便操作與管理。本項目不產生廢渣和廢水，整個生產過程均在全封閉的系統(tǒng)內運行，天然氣在冷卻過程中重組分可能有微量的排放以及事故狀態(tài)和檢修時少量的LNG排放均排至裝置自帶的排放槽內，有少量的生 活污水及站內地面沖洗水，有噪聲的設備為定型先進技術產品，噪聲 能控制在指標以內。 20 104Nm3/d 天然氣液化項目建議書 17 第 四 章 建廠地區(qū)條件和廠址選擇 第一節(jié) 建廠條件 一、 廠址自然地理概況 氣象條件 表 41 氣溫 情況 序號 項 目 單 位 數(shù) 據(jù) 1 年平均氣溫 ℃ 17 2 極端最高溫度 (6月 ) ℃ 39 3 極端最低溫度 (2月 ) ℃ 8 4 最熱月最高平均溫度 (6月 ) ℃ 37 5 最冷月最低平均溫度 (1月 ) ℃ 5 6 最熱月平均氣溫 (6月 ) ℃ 35 7 最冷月平均氣溫 (1月 ) ℃ 3 8 夏季通風室外計算溫度 ℃ 22 表 42 降雨量 和 降雪量 序號 項 目 單 位 數(shù) 據(jù) 1 年平均降雨量 mm 2 年最大降雨量 mm 3 最大積雪深度 mm 323 表 43 風向、風速、風壓 序號 項 目 風 向 1 夏季主導風向 南南東風 2 冬季主導風向 西西北風 3 全年主風向 南南東風 20 104Nm3/d 天然氣液化項目建議書 18 表 44 凍土 情況 序號 項 目 單 位 數(shù) 據(jù) 3 土壤凍結深度 mm 640 4 凍結天數(shù) 天 79 工程地質情況 該地區(qū)處于 魯南山區(qū) ，各巖土層均具一定承載力。 二 、外部交通運輸狀況 棗莊 市 地處 蘇魯皖交界 ，公路四通八達，交通非常方便。 四 、土地費用 土地 征用大約 萬元 /畝 。 第 五 章 總圖、運輸、儲運 第一節(jié) 總圖 裝置區(qū)場地用現(xiàn)澆混凝土鋪砌，結構為現(xiàn)澆 C25 混凝土 80mm+水泥碎石基層 150mm。 第二節(jié) 運輸 20 104Nm3/d 天然氣液化項目建議書 19 裝置所需原料天然氣用管道送入 ；開工時置換氮氣有液氮槽車送入就地氣化； LNG產品由 49m3槽車運出 。 第 六 章 建筑 工程 和公用工程 第一節(jié) 建筑工程 廠內建、構筑物包括以下內容： 廠界內的道路、圍墻、大門、綠地、地下管溝、線纜橋架、管道支架等； 儲運區(qū)內的儲罐基礎、防液堤、導流槽及集液池、裝車臺及罩棚、地中衡基礎、門衛(wèi)建筑、區(qū)內所有設備基礎等； 工藝裝置區(qū)內的框架透空式廠房、區(qū)內所有設備的基 礎等； 生產輔助區(qū)內的生產輔助用房建筑、辦公綜合用房建筑、消防蓄水及循環(huán)用水公用的水池、循環(huán)冷卻水塔架、區(qū)內所有設備的基礎等； 動力區(qū)內的變配電站建筑、柴油發(fā)電機房建筑、柴油儲罐基礎、區(qū)內所有設備的基礎等； 放空區(qū)內的放空塔和火炬塔架的基礎等 。 本天然氣液化工程需要循環(huán)水，裝置用循環(huán)冷卻水的質量應符合GB50050《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范 》標準要求 。 二 、循環(huán)水管網 循環(huán)冷水管網埋地敷設，在需要處引出。 第 三 節(jié) 供電 主要包括： 總變電所 1 座 、 備用 380V 柴油發(fā)電系統(tǒng) 、 生產車間配電系統(tǒng) 、 生產輔助設施配電系統(tǒng) 、 建構筑物照明系統(tǒng) 、 防雷、接地系統(tǒng) 、 通訊系統(tǒng) 、 火炬自動點火系統(tǒng)。為保障消防水泵在緊急狀態(tài)下的投運，消防水泵應采用雙路電源或增加備用發(fā)電機。 、三相四線制，中性點不接