精编完整版冀东油田部分液化管道天然气项目可研报告.docx

1、精编完整版冀东油田部分液化管道天然气项目可研报告(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)冀东油田部分液化管道天然气项目可行性研究报告2013年6月第一章 设计基础资料 11.1 项目概况 11.2 计量单位 11.3 原料天然气 11.4 公用设施条件 21.4.1 装置用电 21.4.2 装置用水 21.4.3 导热油系统 31.4.4 仪表空气 31.4.5 装置用氮气 31.4.6 装置用燃料气 41.4.7 消防用水 4第二章 产品方案和公用工程消耗 52.1 生产规模和产品方案 52.1.1 生产规模 52.1.2 产品方案 52.1.3 装置操作弹性范围 52.2 公用工

2、程消耗 52.2.1 装置电耗 62.2.2 循环冷却水 72.2.3 脱盐水 72.2.4 导热油 82.2.5 装置其他消耗一览表 8第三章 工艺技术方案及说明 93.1 概述 93.1.1 天然气净化 93.1.2 天然气液化与储存 103.2 工艺流程特点 113.2.1 原料气预处理系统 113.2.2 液化和制冷系统 113.2.3 原料气组分变化 123.2.4 可调节范围 123.3 产品确认及说明 12第四章 工艺设备选型和供货 134.1 原料气过滤调压计量系统 134.2 原料气预处理系统 134.3 低温液化系统 184.4 气波制冷机系统 194.5 产品储存装车系统

3、 194.6 氮气系统 204.7 仪表空气系统 214.8 手动阀门 214.9 设备的供货状态 214.9.1 非标设备 214.9.2 各类泵 23第五章 装置性能保证值 255.1 基本条件 255.2 测量方法 255.3 考核条件 255.4 性能保证值 255.4.1 液化天然气产量 255.4.2 电耗 26第六章 设计标准 27第七章 项目建设周期 29第八章 项目投资估算 30第九章 经济效益分析 329.1 经济效益分析基础数据 329.2 财务分析 329.3 财务预测 33第一章 设计基础资料1.1 项目概况本天然气液化装置将按下述条件进行设计，每天生产13.7777

4、104Nm3液化天然气。本天然气液化装置是利用天然气输气管网之间的压力差，采用气波机膨胀制冷的方法，将原料天然气部分液化的成套装置。1.2 计量单位除非另有说明，本技术文件的所有图纸、文件和技术资料将按如下的国家法定计量单位：温度 压力 MPa(MPa表示绝压、MPa.G表示表压) 流量 Nm3/h(指0、0.101325MPa的气体状态) 功率 kw组成 mol%1.3 原料天然气原料天然气参数：气源 管输天然气气量 100104Nm3/d进站压力 6.0MPa.G(按6.0MPa.G设计)出站压力 0.8MPa.G温度 常温(按035设计)组成(mol%) 方案选择的管道天然气组成数据，见

5、表1.3-1。说明：天然气组份的含量直接影响工艺流程组织和净化设备的设计，本技术方案按(表1.3-1)设计。但根据乙方在LNG装置上的设计和调试经验，本装置的CO2最大含量按3%mol设计，水露点最大按进气条件下饱和状态设计。表1.3-1原料天然气组成数据介质组成mol%备注氮气 N21.205甲烷 CH492.798乙烷 C2H63.864丙烷 C3H80.224异丁烷 iC4H100.079正丁烷 nC4H100.121异戊烷 iC5H120.061正戊烷 nC5H120.030己烷及以上0.299二氧化碳 CO21.319按3%设计水露点按进气条件下饱和设计1.4 公用设施条件1.4.1

6、 装置用电厂区供电设计按2路外供电考虑，电压为380V。天然气液化装置的电力主要供仪表控制系统以及其他辅助机器和泵等使用。1.4.2 装置用水补充水的来源，暂时确定补充水由市政给水管网供给，压力0.35MPa.G 。本天然气液化装置需要两种类型的水：冷却水、脱盐水。1) 冷却水的质量应符合GB50050工业循环冷却水处理设计规范标准要求。循环冷却水的基本要求为：设计上水/回水温度 32/40 设计上水压力 0.4MPa.G2) 脱盐水采用反渗透装置生产。脱盐水主要用于MDEA循环再生过程中损耗的补充。脱盐水成分的要求如下：导电率 10us/cm SiO2 0.02ppm，总硬度 (按CaCO3

7、计) 0.2ppm，铁 0.025ppm总溶解固体 0.025ppm铜 0.2ppmCl- 5ppm1.4.3 导热油系统本天然气液化装置需要高低温导热油各一路，低温一路用于脱二氧化碳溶剂再生，高温一路用于原料天然气干燥系统的分子筛再生，由新建的导热油系统提供。1.4.4 仪表空气本液化装置需要仪表空气，为气动仪表提供动力气源，初步确定在厂区新建。仪表空气压力 0.50.7MPa.G 露点温度 -401.4.5 装置用氮气本天然气液化装置需要氮气，初步确定在厂区新建氮气系统。氮气主要用于首次开车和检修时的置换、保持LNG贮槽和液化冷箱正压、低温系统的加温解冻等。氮气的基本要求为：氮气压力 0.

8、50.7MPa.G纯度 99.99%含水量 1ppm含二氧化碳量 1ppm1.4.6 装置用燃料气本天然气液化装置的导热油炉采用直接火焰加热，需要使用燃料气，采用装置原料天然气或BOG做燃料气。燃料气压力 0.2MPa.G1.4.7 消防用水本天然气液化装置的厂内不设置消防专业车队，其职能由厂外社会专业消防队提供。在厂区内仅设置满足生产安全消防所需的消防水池和消防泵站及管网。第二章 产品方案和公用工程消耗2.1 生产规模和产品方案2.1.1 生产规模本天然气液化装置设计LNG产量不小于13.7777104Nm3/d。年开工时数按8000小时。原料天然气处理量为60104Nm3/d。2.1.2

9、产品方案本装置的产品为液化天然气(LNG)，见表2.1.2-1表2.1-1产品方案液化天然气(LNG)标准气体状态LNG产量液体状态LNG产量257.8m3/d产品质量流量105t/dLNG贮槽的储存压力0.12MPa.GLNG贮槽的储存温度-147.说明：LNG 的产量是指液化冷箱出口处的产量。2.1.3 装置操作弹性范围本天然气液化装置的液化能力的弹性范围：40%120%。2.2 公用工程消耗装置在上述产品及产量下的日消耗量见表2.2-1，单位产品消耗见表2.2-2。表2.2-1 装置日消耗一览表消耗项目耗量备注原料天然气60104Nm3工艺性用电6636Kw.h指轴功率补充新鲜水 129

10、m3按闭式水考虑，以工程设计为准表2.2-2 每Nm3 的LNG消耗一览表消耗项目消耗量备注燃料气0.073Nm3CO2含量对此项指标有重要影响工艺性用电0.048Kw.h按轴功率计算补充新鲜水0.94L按闭式水考虑，以工程设计为准2.2.1 装置电耗装置在上述产品及产量下的电耗见表2.2-3.表2.2-3. 工艺主装置电耗一览表（Kw）项目功率（Kw）电压等级备注轴功率电机功率MDEA循环泵1252150380V、50Hz用1备1，两台互为备用回收泵1.522.2380V、50Hz用1备1MDEA液下泵45.5380V、50Hz用1备1冷干机45255380V、50Hz用于分子筛再生气冷却仪

11、表空气压缩机15222380V、50Hz用1备1氮气加热器3040380V、50Hz加温用，不计入总电耗LNG装车泵19.1230380V、50Hz间断使用，不计入总电耗，用1备1循环冷却水泵55275380V、50Hz用1备1凉水塔风机1115380V、50Hz仪表控制系统用电2020220V、50Hz合计276.52.2.2 循环冷却水本装置的工艺性循环冷却水耗量见表2.2-4。冷却水的质量应符合GB50050工业循环冷却水处理设计规范标准要求。循环冷却水的基本要求为：设计上水温度 32设计回水温度 40设计上水压力 0.35MPa.G表2.2-4循环冷却水一览表项目循环冷却水量(m3/h

12、)备注脱酸气冷却器40MDEA贫液冷却器140酸气冷却器30再生气冷却器85气波机冷却器65合计3602.2.3 脱盐水脱盐水采用反渗透装置生产，脱盐水成分的要求如下：导电率10s/cmSiO20.02ppm,总硬度（按CaCO3计）0.2ppm铁ppm0.025ppm总溶解固体0.025 ppm，铜0.2ppm，Cl-5ppm脱盐水用量 300Kg/h2.2.4 导热油本天然气液化装置需要低压的高、低温导热油，主要用于装置脱二氧化碳溶剂再生以及原料天然气干燥系统的分子筛再生，由买方新建的导热油系统提供。高、低温导热油压力 0.50MPa.G低温导热油供/回油温度 160/140低温导热油提供

13、热量 2069 kJ/s高温导热油供/回油温度 280/250高温导热油提供热量 622 kJ/s2.2.5 装置其他消耗一览表装置在上述产品及产量下的其他消耗量见表2.2-5。2.2-5 装置其他消耗一览表消耗项目消耗量备注MDEA6t每年用量活化剂6t每年用量溶液过滤活性炭0.70t每年更换一次分子筛6t每2年更换一次脱重烃用活性炭1.5t每2年更换一次浸硫活性炭1.5t每2年更换一次煤基活性炭1.5t每2年更换一次6瓷球0.9m3每2年更换一次13瓷球0.9m3每2年更换一次第三章 工艺技术方案及说明3.1 概述LNG装置的原料天然气杂质为水分和二氧化碳，原料气的净化就是要清除原料天然气

14、中的水分和二氧化碳等杂质。由于水分和二氧化碳在液化冷箱内的低温环境中将以冰或霜的形式冻结成固体，会导致如下情况：1）在换热器表面会增加换热热阻，使换热器工况恶化。2）在管道、阀门和喷嘴内冻结会引起堵塞，特别在节流阀处。根据上述采用的原料天然气，其净化过程分为下列3个步骤：1）天然气脱酸性气体(即脱除二氧化碳)。2）天然气干燥(脱除天然气中的微量水分)。3）天然气脱重烃和汞。下表是LNG产品的原料天然气的处埋指标。表3.1 LNG装置预处理指标杂质组分预处理指标水H2O0.51ppm二氧化碳CO250100ppm硫化氢H2S4ppm芳香烃10ppm汞Hg10ng/Nm33.1.1 天然气净化从管

15、网来的压力为6.0MPa的原料天然气自界区外进入装置，（如果压力不足，需要增压）首先在过滤分离器中分离可能存在的水分或凝液。之后进入MDEA脱酸气系统，脱除酸性气体后的天然气进入分子筛吸附器除去水分，天然气由上而下通过吸附器，从吸附器中出来的天然气水分含量1ppm。 分子筛吸附器的再生：吸附器为三台，一台处于吸附状态、一台处于再生状态、一台处于冷却状态，切换使用。(暂定吸附周期8小时)入脱水装置的部分天然气作为吸附器再生和冷却的介质：分出的再生气通过流量计量后，由上而下通过冷却状态的吸附器，冷却气体流出吸附器后进入再生气加热器加热到280，由下而上通过加热状态的吸附器，再生气流出吸附器后，经过

16、再生气冷却器冷却，进入再生气水分离器分离冷凝的水分。冷却后的再生气与主流汇合，进入处于吸附状态的吸附器。3.1.2 天然气液化与储存天然气的液化过程如图3.1所示：图3.1 天然气液化流程示意图净化后的天然气在进入冷箱前分作两路，分别叫气波机路（402：图中节点编号，下同）和高压气路（401），气波机路占总气量的80.7%，高压气路气量占19.3%。两路气进入冷箱降温。气波机路预冷降温到-32（407），进入气波制冷机，膨胀至0.82MPa，降温至-104（408），膨胀后的低温气体均返回冷箱中的板翅式换热器，为天然气液化提供冷量并复热到36，以0.8MPa（G）（413）送入中压管网。高压气

17、路进入冷箱中的板翅式换热器降温，降到-107（403）后节流减压到0.12MPa（G），降温至-147（404）进入气液分离罐，罐顶的气相（406）返回板翅式换热器，为天然气液化提供冷量并复热到36（409），然后一部分作为燃料气（410），另一部分进入中压管网（412）。罐底的LNG液体产品送入LNG储罐，压力为0.12MPa（405）。3.2 工艺流程特点3.2.1 原料气预处理系统原料气预处理系统的工艺流程所选择的工艺方法具有如下特点：1）采用活性胺法(MDEA)脱碳，较MEA法具有发泡小、腐蚀性小、胺液损失小等特点。2）采用分子筛吸附可以深度脱水，即使在低水汽分压下仍具有很高吸附特性。

18、3）采用活性炭脱重烃，可使芳香烃和C6+，重烃基本脱除，彻底解决低温冻堵问题，保证长周期运转。4）将脱水与脱重烃组合到一起，减少切换阀门的数量，提高装置运行的可靠性。5）汞与浸硫活性炭上的硫产生化学反应生成硫化汞，吸附在活性炭上，从而达到脱除汞之目的。采用浸硫活性炭脱除汞，其价格低廉。6）精密过滤元件可以使分子筛和活性炭粉尘过滤到10um以下。7）采用子母贮槽储存LNG,LNG带压储存，同时储存量较大。3.2.2 液化和制冷系统液化和制冷系统所选择的工艺方法为气波制冷机膨胀制冷，其特点为：1）该工艺流程充分利用了管网之间的压力能2）气波制冷机近似可看做一个静设备，上游高压管网压力、流量的变化，

19、不会对气波机造成任何损坏，操作极其简便。3）装置基本无能耗，运行稳定，维护成本低。3.2.3 原料气组分变化通过适当调节装置的运行条件，可在较宽的范围内适应原料天然气组分的变化。3.2.4 可调节范围天然气液化装置的产能可调节范围受下列因素的影响1）下游中压管网的天然气消耗量。2）预处理系统的负荷调节范围(40%120%)。整个装置可在40120%之间调节。3.3 产品确认及说明对业主提供的原料组分，采用先进工艺计算软件进行了流程计算，计算结果如表3.3-1：表3.3-1流程计算结果项目数据备注LNG贮存压力0.12MPa.GLNG贮存温度-147.4LNG分子量17.1LNG密度426.8k

20、g/Nm3每m3液体汽化后的气体体积564Nm3每吨液体汽化后的气体体积1310Nm3汽化后的标态密度0.765kg/Nm3低位热值9016kcal/Nm3可以看出，液化后的天然气是优质的，由于其杂质含量微乎其微，燃烧过程更加环保。第四章 工艺设备选型和供货本章所述的工艺设备基本技术数据以最终设计为准。4.1 原料气过滤调压计量系统分离并过滤原料天然气中的液态相固态杂质，为后续系统提供洁净、压力稳定的原料天然气。序号设备名称基本工艺参数数量主体材质其他说明1过滤分离器处理气量：30000Nm3/h进口压力：6.0MPa.G进口温度：0352台Q345R属非标设备4.2 原料气预处理系统为防止低

21、温液化过程中二氧化碳、水和重烃(含苯)的冻结，将采用溶液吸收和分子筛吸附等方法来脱除这些杂质，设备构成如下：序号设备名称基本工艺参数数量主体材质其他说明原料气脱酸气单元1吸收塔处理气量：30000Nm3/h二氧化碳设计含量3%设计压力： 6.0MPa.G进口温度：-401台Q345R属非标设备2脱酸气冷却器处理气量：30000Nm3/h气体进口温度：-60气体进出口温度：-401台Q345R不锈钢换热器属非标设备3脱酸气分离器处理气量：30000Nm3/h进口温度：-40设计压力： 6.0MPa.G设计温度：801台Q345R属非标设备4MDEA循环泵进口流量：60m3/h扬程：600m进口温

22、度：-552台过流部分为不锈钢属泵类离心类，用1备15闪蒸分离器处理量28m3/h进口温度：-50设计压力： 6.0MPa.G设计温度：801台Q345R属非标设备6MDEA溶液过滤器处理量5m3/h设计压力： 6.0MPa.G设计温度：801台Q345R属非标设备7贫富液换热器介质管程/壳程：MDEA贫液/MDEA富液工作压力管程/壳程：0.06/0.12MPa设计压力管程/壳程：0.06/0.6MPa工作温度管程/壳程：120/95设计温度管程/壳程：140/1201台属非标设备8贫富冷却器介质管程/壳程：MDEA贫液/循环水工作压力管程/壳程：0.05/0.12MPa设计压力管程/壳程：

23、0.6/0.6MPa工作温度管程/壳程：80/40设计温度管程/壳程：100/601台属非标设备9酸气冷却器介质管程/壳程：酸气/循环水工作压力管程/壳程：0.05/0.12MPa设计压力管程/壳程：0.09/0.6MPa工作温度管程/壳程：105/40设计温度管程/壳程：120/601台Q345R不锈钢换热管属非标设备10酸气分离器处理量：600Nm3/h设计压力： 0.09MPa.G设计温度：801台不锈钢属非标设备11MDEA地上储槽设计压力： 0.09MPa.G有效容积：5m3设计温度：801台Q345R属非标设备12MDEA地下储槽设计压力： 0.09MPa.G有效容积：1.6m3设

24、计温度：801台Q345R属非标设备13消泡剂罐设计压力： 0.09MPa.G有效容积：0.8m3设计温度：801台不锈钢属非标设备14消泡剂泵进口流量：1m3/h扬程：80m进口温度：401台过流部分为不锈钢属泵类15回收泵进口流量：4m3/h扬程：80m进口温度：402台过流部分为不锈钢属泵类16MDEA液下泵进口流量：5m3/h扬程：80m进口温度：402台过流部分为不锈钢属泵类用1备117再生塔工作压力：0.04MPa设计压力： 0.09MPa工作温度：120设计温度：1501台不锈钢属非标设备18再沸器介质管程/壳程：导热油/MDEA溶液工作压力管程/壳程：0.5/0.05MPa设计

25、压力管程/壳程：0.8/0.09MPa工作温度管程/壳程：160/125设计温度管程/壳程：200/1801台不锈钢属非标设备原料气干燥与脱重烃单元19吸附塔吸附状态压力/温度：6.0MPaG/40再生状态压力/温度：6.0MPa.G/280出口H2O1ppm、C2H620ppm3台Q345R属非标设备20再生气加热器介质管程/壳程：天然气/导热油工作压力管程/壳程：2.6/0.5MPa设计压力管程/壳程：3.5/1.0MPa工作温度管程/壳程：280/280设计温度管程/壳程：300/3001台Q345R不锈钢属非标设备21再生气冷却器介质管程/壳程：天然气/循环水工作压力管程/壳程：2.6

26、/0.4MPa设计压力管程/壳程：3.5/0.6MPa工作温度管程/壳程：280/40设计温度管程/壳程：300/601台Q345R不锈钢属非标设备22再生气分离器处理量6000Nm3/h出口液滴直径100um设计压力：6.6MPa.G设计温度：801台Q345R属非标设备原料气脱汞与过滤单元23脱汞器按原料天然气含汞5ug/Nm3设计出口含汞量0.01ug/Nm32台Q345R属非标设备24粉尘过滤器出口粉尘直径10um2台Q345R属非标设备4.3 低温液化系统采用气波制冷机膨胀制冷的方法，使净化天然气冷却、液化并过冷，并输送到LNG储槽。液化冷箱由液化换热器、分离器、保冷壳体以及配套的管

27、线阀门组成。其目的是通过制冷使净化天然气降温而液化得到产品液化天然气(LNG)。低温液化系统的设备组成如下：序号设备名称基本工艺参数数量主体材质其他说明1液化冷箱外形尺寸：约3600X3200X1800重量：约80吨1台属于非标设备1.1冷箱壳体3600x3200x18001台碳钢属于冷箱1.2液化换热器换热负荷：2500KW4台铝制板翅式已安装于冷箱内1.3LNG闪蒸灌LNG储量：1000L处理气量：10000NM3/h进口压力：0.12Mpa.G进口温度：-1371台不锈钢已安装于冷箱内1.4分离灌处理气量：10000M3/h进口压力：6.0MPa.G进口温度：-451台不锈钢已安装于冷箱内1.5低温管道满足压力和低温要求1套不锈钢已安装于冷箱内1.6低温阀门满足压力和低温要求1套不锈钢