公司主營產(chǎn)品：

1.鍋爐：立式蒸汽鍋爐、臥式生物質(zhì)鍋爐、臥式燃煤蒸汽鍋爐、大型熱水鍋爐 、導(dǎo)熱油鍋爐、WNS燃油（氣）蒸汽鍋爐、電加熱熱水鍋爐、電加熱蒸汽鍋爐。

2.非標(biāo)設(shè)備：主要為化工、化肥、煉油、制藥等行業(yè)提供非標(biāo)壓力容器成套設(shè)備（二氧化碳成套設(shè)備、聚乙烯成套設(shè)備等）的設(shè)計、制造。

3.低溫設(shè)備：氧、氬、氮、CO2、LNG液化天然氣儲罐等。

4.氨制冷輔助設(shè)備：蒸發(fā)冷、貯氨器、低溫循環(huán)桶、蒸發(fā)器、油氨分離器、虹吸罐、空分、緊急泄氨器、集油器等。

5.儲罐設(shè)備：蒸汽、空氣、、液氨、、二甲醚等儲罐。

6.分離、精餾、萃取設(shè)備：廢甲醇提純成套設(shè)備、二甲醚成套設(shè)備、石腦油分離溶劑設(shè)備、發(fā)酵提取全套設(shè)備等各種混合物的回收、分離、精餾、萃取。

1 工藝技術(shù)方案

1.1 工藝原理及路線選擇

LNG工廠的工藝過程主要包括天然氣脫酸、脫水、脫汞、液化、裝車以及與之相配合的輔助系統(tǒng)。以下主要介紹天然氣凈化和液化的工藝原理。

1.1.1 工藝原理

1.1.1.1 天然氣脫酸單元

酸性氣體是指原料氣中的二氧化碳和硫化氫，本裝置采用溶劑吸收法來脫除酸性氣體，吸收溶劑為活化MDEA水溶液。

MDEA 水溶液吸收酸性氣體的原理如下：

甲基二乙醇胺（MDEA），分子式為CH₃-N(CH₂CH₂OH)₂，分子量119.2，沸點246～248℃，閃點260℃，凝固點-21℃，汽化潛熱519.16kJ/kg ，能與水和醇混溶，微溶于醚。在一定條件下，對二氧化碳等酸性氣體有很強的吸收能力，而且反應(yīng)熱小，解吸溫度低，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無毒而不降解。

純MDEA 溶液與CO₂不發(fā)生反應(yīng)，但其水溶液與CO₂ 可按下式反應(yīng)：

CO₂ + H₂O == H⁺ + HCO₃^-(1)

H⁺ + R₂NCH₃ == R₂NCH₃H⁺ (2)

式（1）受液膜控制，反應(yīng)速率極慢，式（2）則為瞬間可逆反應(yīng)，因此式（1）為MDEA 吸收CO₂ 的控制步驟，為加快吸收速率，在MDEA 溶液中加入活化劑(R₂^/NH) 后，反應(yīng)按下式進(jìn)行：

R₂^/NH + CO₂ == R₂^/NCOOH (3)

R₂^/NCOOH + R₂NCH₃ + H₂O ==R₂^/NH + R₂CH₃NH⁺HCO₃^-(4)

(3)+(4)：

R₂NCH₃+ CO₂ + H₂O == R₂CH₃NH⁺HCO₃^-(5)

由式（3）～（5）可知，活化劑吸收了CO₂，向液相傳遞CO₂，大大加快了反應(yīng)速度。MDEA 分子含有一個叔胺基團(tuán)，吸收CO₂ 后生成碳酸氫鹽，加熱再生時遠(yuǎn)比伯仲胺生成的氨基甲酸鹽所需的熱量低得多。

1.1.1.2 天然氣脫水、脫汞單元

分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物，主要由硅鋁通過氧橋連接組成空曠的骨架結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內(nèi)表面積很大的空穴。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態(tài)的水。由于水分子在加熱后連續(xù)地失去，但晶體骨架結(jié)構(gòu)不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內(nèi)部中來，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子，極性程度不同的分子，沸點不同的分子，飽和程度不同的分子分離開來，即具有“篩分"分子的作用，故稱為分子篩。

分子直徑小于分子篩晶體孔穴直徑的物質(zhì)可以進(jìn)入分子篩晶體，從而被吸附，否則，被排斥。分子篩還根據(jù)不同物質(zhì)分子的極性決定優(yōu)先吸附的次序。一般地，極性強的分子更容易被吸附。

分子篩是人工合成的水合硅鋁酸鹽晶體Mex/m[(Al₂O₃)x(SiO₂)y]·mH₂O，分子篩吸附水是一個放熱過程，降低溫度有利于放熱的吸附過程，高溫則有利于吸熱的脫附過程。溫度低，水的平衡吸附容量高；反之，則低。正是利用該特性，使得在變溫和變壓時實現(xiàn)分子篩吸附水和解吸水而重復(fù)使用。

分子篩脫水屬于吸附法脫水，一般用于水露點要求控制較低的場合，其露點深度可達(dá)到-76℃， 保證含水量在1ppm以下。

汞在低溫下會對鋁制設(shè)備和管道造成嚴(yán)重腐蝕，因此必須脫除。本裝置采用浸硫活性炭來脫除原料氣中的汞。

1.1.1.3 天然氣液化單元

凈化后的天然氣主要成分為甲烷，從甲烷的PH 圖上可以看出，常壓下的天然氣冷卻到-162℃ 時將冷凝變成液體；較高壓力下的甲烷將在較高溫度下液化，過冷和降壓后得到液化甲烷。正是利用此原理，可以采用多種液化制冷循環(huán)，將天然氣冷卻、冷凝和過冷到-162℃，生產(chǎn)液化天然氣（LNG）。  

天然氣液化為低溫過程。天然氣液化所需冷量是靠外加制冷循環(huán)來提供，配備的制冷系統(tǒng)就是要使得換熱器達(dá)到小的冷、熱流之溫差，并因此獲得*的制冷效率。

天然氣液化的制冷系統(tǒng)已非常成熟，常用的工藝有：階式制冷循環(huán)、混合冷劑制冷循環(huán)、膨脹機制冷循環(huán)。

（1）階式制冷循環(huán)

階式制冷循環(huán)1939年首先應(yīng)用于液化天然氣產(chǎn)品，裝于美國的Cleveland，采用NH₃、C₂H₄為、第二級制冷劑。經(jīng)典階式制冷循環(huán)由三個獨立的制冷系統(tǒng)組成。級采用丙烷做制冷劑，經(jīng)過凈化的天然氣在丙烷冷卻器中冷卻到-35～-40℃，離出戊烷以上的重?zé)N后進(jìn)入第二級冷卻。由丙烷冷卻器中蒸發(fā)出來的丙烷氣體經(jīng)壓縮機增壓，水冷卻器冷卻后重新液化，并循環(huán)到丙烷冷卻器。第二級采用乙烯做制冷劑，天然氣在第二級中被冷卻到-80～-100℃，并被液化后進(jìn)入第三級冷卻。乙烷或乙烯冷卻器蒸發(fā)出 來的氣體經(jīng)過增壓、水冷后，在并在丙烷冷卻器中冷卻、液化，循環(huán)到乙烷或乙烯冷卻器。第三級采用甲烷做制冷劑，液化天然氣在甲烷冷卻器中被過冷到-150～-160℃，然后通過節(jié)流閥降壓，溫度降到-162℃后，用泵輸送到LNG貯槽。甲烷冷卻器中蒸發(fā)出來的氣體經(jīng) 增壓、水冷后，在丙烷冷卻器中冷卻、在乙烯冷卻器中液化后，循環(huán)到甲烷冷卻器。

經(jīng)典階式制冷循環(huán)，包含幾個相對獨立、相互串聯(lián)的冷卻階段，由于制冷劑一般使用多級壓縮機壓縮，因而在每個冷卻階段中，制冷劑可在幾個壓力下蒸發(fā)，分成幾個溫度等級冷卻天然氣，各個壓力下蒸發(fā)的制冷劑進(jìn)入相應(yīng)的壓縮機級壓縮。各冷卻階段僅制冷劑不同，操作過程基本相似。

從發(fā)展來看，初興建LNG裝置時就用階式制冷循環(huán)的著眼點是：能耗低，技術(shù)成熟，無需改變即可移植用于LNG生產(chǎn)。隨著發(fā)展要求而陸續(xù)興建新的LNG裝置，這時經(jīng)典的階式制冷循環(huán)就暴露出它固有的缺點：

l 經(jīng)典的階式制環(huán)由三個獨立的丙烷、乙烯、甲烷制冷循環(huán)復(fù)迭而成。機組多（三臺壓縮機）冷劑用量大、級間管路連接復(fù)雜，導(dǎo)致造價高昂；

l 為使實際級間操作溫度盡可能與原料天然氣的冷卻曲線（Q-T曲線）貼近，以減 少熵增，提率，一般采用9個溫度水平（丙烷、乙烯、甲烷段各3個）代替3溫度水平（丙烷段-38℃、乙烯段-85℃、甲烷段-160℃）。如此以來，效率提高了，但流程十分復(fù)雜。

（2）混合冷劑循環(huán)

鑒于階式制冷循環(huán)裝置的復(fù)雜性、投資高，為此開發(fā)了混合制冷循環(huán)（Mixed Refrigerant Cycle，MRC））用一種制冷劑（一般是烴類混合物，如N₂、C1～C5等））其Q-T曲線與原料天然氣接近一致。利用混合物部分冷凝的特點來達(dá)到所需的不同溫度水平，既保留了階式制冷循環(huán)的優(yōu)點，而且又只有1臺壓縮機，使流程大于簡化，造價也可降低。

從原則上講，由N₂、C1～C5等組成的混合物，其組成比例應(yīng)依照原料天然氣組成、工藝流程、工藝壓力而異。MRC制冷循環(huán)的流程和裝備較階式制冷循環(huán)系統(tǒng)簡單，但它的效率要比9個溫度水平的階式制冷循環(huán)低。

可以適當(dāng)調(diào)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。 在混合冷劑循環(huán)的基礎(chǔ)上，發(fā)展成有丙烷預(yù)冷的MRC工藝，簡稱C3/MRC工藝，它的效率接近階式循環(huán)。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(yù)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。充分體現(xiàn)了熱力學(xué)上的特性，從而使效率得以大限度的提高。

（3）膨脹機制冷循環(huán)

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的克勞德循環(huán)制冷來實現(xiàn)天然氣的液化。氣體在膨脹機中膨脹降溫的同時，能輸出功，可用于驅(qū)動流程中的壓縮機。

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)。

與階式制冷循環(huán)和混合冷劑制冷循環(huán)工藝相比，氮氣膨脹循環(huán)流程非常簡單、緊湊，造價略低。起動快，熱態(tài)起動2～4小時即可獲得滿負(fù)荷產(chǎn)品，運行靈活，適應(yīng)性強，易于操作和控制，安全性好，放空不會引起火災(zāi)或爆炸危險。制冷劑采用單組分氣體，因而消除了像混合冷劑制冷循環(huán)工藝那樣的分離和存儲制冷劑的麻煩，也避免了由此帶來的安全 問題，使液化冷箱的更簡化和緊湊。但能耗要比混合冷劑液化流程高40%左右。

為了降低膨脹機制冷循環(huán)的功耗，采用N₂-CH₄雙組分混合氣體代替純N₂，發(fā)展了N₂-CH₄膨脹機制冷循環(huán)。與混合冷劑循環(huán)相比，N₂-CH₄膨脹機制冷循環(huán)具有起動時間短、流程簡單、控制容易、制冷劑測定和計算方便等優(yōu)點。同時由于縮小了冷端換熱溫差，它比純氮膨脹機制冷循環(huán)節(jié)省10～20%的動力消耗。

N₂-CH₄膨脹機制冷循環(huán)的液化流程由天然氣液化系統(tǒng)與N₂-CH₄膨脹機制冷系統(tǒng)兩個各自獨立的部分組成。

在天然氣液化系統(tǒng)中，經(jīng)過預(yù)處理裝置脫酸氣、脫水后的天然氣，經(jīng)預(yù)冷器冷卻后，在氣液分離器中分離重?zé)N，氣相部分進(jìn)入液化器進(jìn)行液化，在過冷器中進(jìn)行過冷，節(jié)流降壓后進(jìn)入LNG貯槽。

在N₂-CH₄制冷系統(tǒng)中，制冷劑N₂-CH₄經(jīng)循環(huán)壓縮機和增壓機（制動壓縮機）壓縮到工作壓力，經(jīng)水冷卻器冷卻后，進(jìn)入預(yù)冷器被冷卻到膨脹機的入口溫度。一部分制冷劑進(jìn)入膨脹機膨脹到循環(huán)壓縮機的入口壓力，與返流制冷劑混合后，作為液化器的冷源，回收的膨脹功用于驅(qū)動增壓機；另外一部分制冷劑經(jīng)液化器和過冷器冷凝和過冷后，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降溫后返流，為過冷器提供冷量。

膨脹機制冷流程中，由于換熱器的傳熱溫差很大，可采用預(yù)冷的方法對制冷劑和天然氣進(jìn)行預(yù)冷，則液化過程的能耗可大幅度降低。

1.1.2 液化工藝路線選擇

根據(jù)以上流程的不同特點，結(jié)合本天然氣液化裝置液化量不大，從能耗、工藝的復(fù)雜程度、操作和維護(hù)的方便性來說，采用不帶預(yù)冷的混合冷劑液化流程在技術(shù)上是*成熟的、可行的和合理的，經(jīng)濟(jì)性也是的。

1.2 裝置工藝特點

本裝置的主要工藝特點：

1）采用活化胺法（aMDEA）脫酸氣（CO₂和H₂S），較其他類型的胺法具有發(fā)泡小、腐蝕性小、胺液損失小等特點。

2）胺法脫碳裝置產(chǎn)品氣凈化度高，產(chǎn)品氣中CO₂含量低可降到1ppm。

3）采用進(jìn)口MDEA溶液，具有不易發(fā)泡、不易降解、胺液損失小、腐蝕小、對CO₂攜帶量大、天然氣損失小等特點。

4）采用分子篩吸附，可以深度脫水，即使在低水汽分壓下仍具有很高吸附特性。

5）氣流分布器的吸附塔，能保證氣流更加均勻分布，可以保證吸附塔內(nèi)氣體呈活塞流狀態(tài)，吸附劑有效利用率達(dá)到98%以上。

6）采用浸硫活性炭來脫除汞，保證脫汞后的天然氣中汞含量不大于0.01μg/m³；

7）采用密相裝填技術(shù)可提高吸附劑的堆密度（增加6～10%），減少裝置中吸附劑產(chǎn)生的死空間，避免氣體在吸附床中存在的溝流，提高了吸附劑利用率；避免吸附劑粉化提高吸附劑使用壽命。

8）液化和制冷系統(tǒng)所選擇的工藝方法為MRC（混合冷劑）循環(huán)制冷，其能耗低，本方法是目前常用的制冷方法中能耗低的，使產(chǎn)品價格具有市場競爭力。并且采用板翅式換熱器，使冷箱結(jié)構(gòu)緊湊，方便工廠內(nèi)組裝和整體運輸?shù)浆F(xiàn)場。

1.3 工藝流程簡述

1.3.1 原料氣過濾計量單元

1.3.1.1 單元功能

天然氣中可能存在機械雜質(zhì)或液體，為防止這些物質(zhì)對LNG裝置造成損害，設(shè)置過濾設(shè)備對這些物質(zhì)進(jìn)行脫除。為保證裝置的正常運行，采用調(diào)壓器將原料天然氣的壓力調(diào)制穩(wěn)定，以滿足后續(xù)單元的使用。設(shè)置孔板流量計進(jìn)行原料氣量的計量。由于原料氣量的貿(mào)易計量是以供方的計量為準(zhǔn)，因此不設(shè)置高精度的渦輪流量計或超聲波流量計。

1.3.1.2 設(shè)計參數(shù)

處理氣量：5×10⁴m³/d；

操作壓力：0.5MPa

操作溫度：20℃；

過濾器過濾精度：＜1μm；

1.3.1.3 流程描述

原料氣經(jīng)過加熱后調(diào)壓器穩(wěn)壓，經(jīng)過過濾分離器，分離雜質(zhì)后，將天然氣送入后續(xù)單元。

1.3.2 天然氣脫酸氣單元

1.3.2.1 單元功能

天然氣中含有的H₂S和CO₂統(tǒng)稱為酸性氣體，它們的存在會造成金屬腐蝕、污染環(huán)境，并在低溫環(huán)境下產(chǎn)生冰凍而堵塞管道和設(shè)備。此外，CO₂含量過高，會降低天然氣的熱值。因此，必須嚴(yán)格控制天然氣中酸性組分的含量，以達(dá)到工藝和LNG 產(chǎn)品質(zhì)量的要求。

1.3.2.2 設(shè)計參數(shù)

原料氣進(jìn)口流量    5×10⁴m³/d

吸收塔操作壓力    5MPa

吸收塔操作溫度    35～45℃

再生塔的操作壓力  0.03MPa

再生塔的操作溫度  ～115℃

凈化氣中CO₂ 氣體的含量≤50ppm (V)

凈化氣中H₂S 氣體的含量≤4ppm (V)

1.3.2.3 流程描述

從原料氣過濾單元來的原料氣從吸收塔下部進(jìn)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(jìn)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(nèi)充分接觸，氣體中的H₂S 和CO₂被吸收而進(jìn)入液相，未被吸收的組份從吸收塔頂部引出，依次進(jìn)入原料氣/凈化氣換熱器，再進(jìn)入聚結(jié)式過濾器分離微小液滴，出過濾分離器的氣體進(jìn)入原料氣干燥單元。

吸收了H₂S 和CO₂ 的MDEA 溶液稱富液，富液經(jīng)過過濾除去固體雜質(zhì)和輕油后，與再生塔底部流出的溶液（貧液）在貧/富液換熱器中換熱后，升溫到95～100℃去再生塔頂部，在再生塔進(jìn)行汽提再生，直至貧液的貧液度達(dá)到指標(biāo)。

出再生塔的貧液經(jīng)過依次經(jīng)過貧/富液換熱器、貧液冷卻器冷卻到～40℃，進(jìn)入貧液泵增壓，大部分進(jìn)入吸收塔頂部來吸收酸性氣體，實現(xiàn)MDEA 溶液的循環(huán)。

再生塔頂部餾出的氣體經(jīng)塔頂冷卻器，出再生塔的氣體經(jīng)過固體脫硫劑脫硫后，直接排入大氣。冷凝液從塔頂冷凝器回流至再生塔，維持脫酸氣單元的水平衡。

再生塔再沸器的熱源由來自導(dǎo)熱油爐的導(dǎo)熱油提供。

系統(tǒng)水平衡由脫鹽水補充。

1.3.3 天然氣脫水、脫汞單元

1.3.3.1 單元功能

天然氣中水分的存在往往會造成嚴(yán)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；由于天然氣液化溫度低，水的存在還會導(dǎo)致設(shè)備凍堵，故必須脫水。天然氣中汞的存在往往會造成嚴(yán)重的后果，在低溫狀態(tài)下，汞會對液化冷箱內(nèi)的鋁制設(shè)備、管道以及閥門造成腐蝕，影響設(shè)備的安全運行，故必須脫汞。

1.3.3.2 設(shè)計參數(shù)

原料氣進(jìn)口流量    5×10⁴m³/d

操作壓力    4.9MPa

操作溫度    ～35℃

凈化氣中H₂O的含量≤1ppm (V)

凈化氣中Hg的含量≤0.01μg/m³

1.3.3.3 流程描述

原料氣從干燥器頂部進(jìn)入，通過分子篩床層吸附脫除水分后，從干燥器底部出來，干燥后天然氣中含水量≤1ppm（V） ，之后進(jìn)入天然氣脫汞單元。

干燥單元設(shè)兩臺干燥器，在給定的吸附周期內(nèi)，一臺處于吸附狀態(tài)來脫除原料氣中的水分，第二臺處于再生狀態(tài)（加熱然后冷卻）來解吸分子篩中的水分。當(dāng)處于吸附狀態(tài)的干燥器飽和后，切換到再生完畢的干燥器。每臺干燥器的完整循環(huán)周期為16h，吸附狀態(tài)8h、加熱狀態(tài)4.5h 、冷卻狀態(tài)3h 、切換備用狀態(tài)0.5h 。兩個干燥器切換使用。

再生氣為脫水后經(jīng)過升壓的干燥氣，進(jìn)入再生氣加熱器加熱到250℃。熱的、干燥的氣體從下而上通過再生狀態(tài)（加熱）的干燥器，解吸分子篩中的水分。從再生狀態(tài)（加熱）的干燥器出來的、濕的再生氣進(jìn)入再生氣冷卻器連續(xù)冷卻，在再生氣分離器中分離冷凝水，該冷凝液體通過液位控制閥排放。從再生氣分離器頂部出來的氣體與原料天然氣一起進(jìn)入吸附狀態(tài)的干燥器。在再生狀態(tài)的干燥器加熱4.5h 后，同路徑的氣流旁通再生氣加熱器（再生氣加熱器不工作），干燥氣體以同樣路徑通過再生狀態(tài)的干燥器，使該干燥器進(jìn)入冷卻階段。

從原料氣干燥后的天然氣進(jìn)入脫汞器，在脫汞劑的作用下脫汞。從脫汞器出來的天然氣的汞含量小于0.01μg/m³。

設(shè)置了一臺脫汞器，脫汞器中的浸硫活性炭可以使用3年以上。

設(shè)置2臺粉塵過濾器，1用1備，根據(jù)阻力指示進(jìn)行切換。從脫汞器出來的原料氣，進(jìn)入粉塵過濾器過濾分子篩和活性炭的粉塵，之后進(jìn)入液化單元。