一種浮式液化天然氣油氣儲卸裝置的燃料氣處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種燃料氣處理方法，特別是關于一種浮式液化天然氣油氣儲卸裝置 的燃料氣處理方法。
【背景技術】
[0002] FLNG(浮式液化天然氣生產儲卸裝置）是一種開采深海氣田、邊際氣田的天然氣， 并將其冷凝成LNG(液化天然氣）的海上生產設施，FLNG作為新型開發技術，以其投資較低、 建造周期短、便于迀移、環境友好等優點而倍受各國青睞。作為獨立的FLNG，所有的工藝和 設備原則上必須具備陸上的基本特征。但是，FLNG需要消耗大量的燃料氣來為燃氣輪機提 供原料。燃料氣的來源以及用量，直接關系到整個FLNG的安全運行、能耗和經濟性。
[0003] 另外，由于整個FLNG工藝裝置所需的能耗比較大，同時需要考慮燃料氣處理裝置 的規模應該滿足海上特殊環境的作業要求，盡可能地減少所占用空間，但是現有的燃料氣 系統的燃料氣處理方法不能滿足海上特殊環境下對燃料的供應要求，因此需要提出新的燃 料氣系統處理方法為FLNG油氣處理裝置提供燃料動力。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本發明的目的是提供一種節能、高效的用于浮式液化天然氣油氣 儲卸裝置的燃料氣處理方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種浮式液化天然氣油氣儲卸裝置 的燃料氣處理方法，它包括以下步驟：1)準備多種包括高壓液化天然氣節流閃蒸的閃蒸 氣、液化天然氣儲罐吸熱蒸發的閃蒸氣、液化石油氣儲罐產生的閃蒸氣、穩定塔凝析油產生 的燃料氣、脫酸產生的少量燃料氣，和輕烴回收裝置在輕烴回收過程中產生的干氣以及天 然氣原料的燃料氣氣源；2)設置一低溫壓縮系統和一常溫壓縮系統，所述低溫壓縮系統包 括一第一預冷裝置，所述第一預冷裝置的出口通過管道連接一第一液化裝置的入口，所述 第一液化裝置的出口通過管道連接一第一液化天然氣儲罐的入口，所述第一液化裝置和所 述第一液化天然氣儲罐之間的管道上設置有一第一節流閥，所述第一液化天然氣儲罐的出 口通過管道連接一低溫閃蒸氣壓縮機的入口，所述低溫閃蒸氣壓縮機的出口通過管道連接 燃氣輪機；所述常溫壓縮系統包括一第二預冷裝置，所述第二預冷裝置的出口通過管道連 接一第二液化裝置的第一入口，所述第二液化裝置的第一出口通過管道連接一第二液化天 然氣儲罐的入口，所述第二液化裝置連接所述第二液化天然氣儲罐的管道上設置有一節流 閥，所述第二液化天然氣儲罐出口通過管道連接所述第二液化裝置的第二入口，所述第二 液化裝置的第二出口通過管道連接一第一常溫閃蒸氣壓縮機的入口，所述第一常溫閃蒸氣 壓縮機的出口通過管道連接一第一冷卻器的入口，所述第一冷卻器的出口通過管道連接一 第二常溫閃蒸氣壓縮機的入口，所述第二常溫閃蒸氣壓縮機的出口通過管道連接一第二冷 卻器的入口，所述第二冷卻器的出口通過管道連接一第三常溫閃蒸氣壓縮機的入口，所述 第三常溫閃蒸氣壓縮機的出口通過管道連接一第三冷卻器的入口，所述第三冷卻器出口通 過管道連接燃氣輪機；3)將低溫壓縮系統的第一預冷裝置的入口與高壓液化天然氣節流 閃蒸的閃蒸氣、液化天然氣儲罐吸熱蒸發的閃蒸氣和液化石油氣儲罐產生的閃蒸氣三種燃 料氣氣源連接，將常溫壓縮系統的第二預冷裝置的入口與穩定塔凝析油產生的燃料氣和脫 酸產生的少量燃料氣連接；控制高壓液化天然氣節流閃蒸的閃蒸氣，液化天然氣儲罐吸熱 蒸發的閃蒸氣和液化石油氣儲罐產生的閃蒸氣進入低溫壓縮系統，達到所需的燃料氣系統 壓力值，完成燃料氣的低溫壓縮工藝，控制穩定塔凝析油產生的燃料氣和脫酸產生的少量 燃料氣進入常溫壓縮系統，達到所需的燃料氣系統壓力值，完成燃料氣的常溫壓縮工藝；4) 采用工藝流程模擬軟件對處理裝置的低溫壓縮系統的第一液化裝置的液化段氮氣壓縮機 功耗、第一液化裝置的過冷段氮氣壓縮機功耗、低溫閃蒸氣壓縮機功耗和燃料氣壓縮機功 耗以及低溫壓縮系統裝置總功耗進行計算，并對常溫壓縮系統的第二液化裝置的液化段氮 氣壓縮機功耗、第二液化裝置的過冷段氮氣壓縮機功耗、常溫閃蒸氣壓縮機功耗和燃料氣 壓縮機功耗以及常溫壓縮系統裝置總功耗進行計算；5)對燃料氣氣源的處理過程進行進 一步優化，當處理裝置的燃料氣源系統平衡時，控制燃料氣源中高壓液化天然氣節流閃蒸 的閃蒸氣、液化天然氣儲罐吸熱蒸發的閃蒸氣和液化石油氣儲罐產生的閃蒸氣所占燃料氣 源的比值高于穩定塔凝析油產生的燃料氣、脫酸產生的少量燃料氣所占燃料氣源的比值； 當處理裝置燃料氣源不足時，控制液化裝置中工藝參數，降低天然氣的液化率，得到較多的 閃蒸氣壓縮后作為燃料氣源使用，或將輕烴回收裝置在回收過程中產生的干氣和天然氣直 接作為燃料氣使用。
[0006] 所述步驟1)中，準備的高壓液化天然氣節流的閃蒸氣、液化天然氣儲罐吸熱蒸發 的閃蒸氣和液化石油氣儲罐產生的閃蒸氣所占燃料氣源的比例大于穩定塔凝析油產生的 燃料氣、脫酸產生的少量燃料氣所占燃料氣源的比例。
[0007] 所述步驟2)中，低溫壓縮系統的第一液化裝置的液化段、過冷段分別設置有一個 以上氮氣壓縮機，常溫壓縮系統的第二液化裝置的液化段、過冷段分別設置有一個以上氮 氣壓縮機。
[0008] 所述步驟3)中，通過控制低溫壓縮系統的節流閥開度調節高壓液化天然氣節流 閃蒸的閃蒸氣的流量。
[0009] 所述步驟3)中，燃料氣系統壓力值設置為35bar，高壓液化天然氣節流閃蒸的閃 蒸氣、液化天然氣儲罐吸熱蒸發的閃蒸氣和液化石油氣儲罐產生的閃蒸氣經過壓縮機壓縮 后先作為分子篩再生氣使用，其壓縮后壓力值設置為38bar。
[0010] 所述處理裝置總用能量取值為107MW，整個浮式液化天然氣生產儲卸裝置所需用 的能量取值為130MW，燃料氣流量采用30t/h。
[0011] 本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明準備的多種燃料氣氣 源充分考慮了整個FLNG上的各種可以利用的燃料氣來源，實現各燃料氣氣源的充分利用， 減少浪費；并對高壓LNG節流閃蒸的閃蒸氣、LNG儲罐吸熱蒸發的閃蒸氣、LPG儲罐產生的閃 蒸氣、穩定塔凝析油產生的燃料氣、脫酸產生的少量燃料氣和輕烴回收裝置在輕烴回收過 程中產生的干氣以及天然氣原料的使用狀況進行了分析，能夠使本發明在節能、高效等技 術效果方面實現了提高。2、本發明在考慮燃料氣氣源量不足時，優先考慮控制液化裝置的 工藝參數，通過調節節流閥開度，能夠得到較多的閃蒸氣，通過低溫壓縮系統和常溫壓縮系 統的壓縮后作為燃料氣使用，這樣能夠使天然氣的液化率降低，同時能夠降低常溫壓縮系 統和低溫壓縮系統中各裝置功耗以及系統總功耗。3、本發明對燃料氣源中高壓LNG節流閃 蒸的閃蒸氣、LNG儲罐吸熱蒸發的閃蒸氣和LPG儲罐產生的閃蒸氣采用低溫壓縮工藝，穩定 塔凝析油產生的燃料氣、脫酸產生的少量燃料氣常溫壓縮工藝的綜合且燃料氣源的閃蒸氣 采取常溫壓縮工藝，這樣能夠實現整個FLNG的油氣處理節能高效地運行，降低了整個FLNG 裝置功耗值。4、本發明在燃料氣源不足時，考慮將輕烴回收裝置在輕烴回收過程中產生的 干氣和天然氣原料直接作為燃料氣使用，不需要增壓，同時降低干氣和天然氣原料