1 上海五號溝LNG事故氣源備用站(一期)概況
??? 1999年4月東海天然氣早期開采供應(yīng)上海城市燃氣工程建成投運,開始向上海浦東地區(qū)供應(yīng)天然氣,工程設(shè)計供氣能力120萬m³/d。根據(jù)上、下游供氣協(xié)議,因海上開采風(fēng)險和臺風(fēng)等不可抗拒因素，上游一年內(nèi)可能有10天的最大連續(xù)停供氣期。為此,在下游工程中建LNG事故氣源備用站(以下簡稱LNG站),主要用于上游停產(chǎn)或長輸管線事故時向輸配系統(tǒng)提供臨時應(yīng)急氣源，以保障輸配系統(tǒng)可靠、安全、連續(xù)地向用戶供氣。
??? LNG站位于浦東新區(qū)東面的長江岸邊,九二墾區(qū)內(nèi)北端,總占地78700m²，總投資約6.15億元，于1999年11月建成后開始調(diào)試,2000年4月10日正式投運，并先后通過了液化能力、儲罐自然蒸發(fā)率、氣化能力等各項性能測試，達到了設(shè)計要求。
1.1?工藝簡介
1.1.1 工藝設(shè)計參數(shù)
??? 進站、出站天然氣壓力：0.8MPa～1.5MPa
??? 液化能力：174m³LNG/d(相當于10萬m³天然氣/d)
??? 氣化能力：120m³LNG/h (相當于6.9萬m³天然氣/h)
??? LNG儲罐容積：2萬m³LNG(相當于1200萬m³天然氣,其中可利用儲量約1000萬m³)
??? LNG儲罐自然蒸發(fā)率：每天0.08％
1.1.2 工藝流程
??? 由天然氣高壓管網(wǎng)(0.8MPa至1.5MPa)輸送至LNG站的天然氣,經(jīng)過濾、計量、加壓后，進行脫除酸性氣體和脫水凈化,再經(jīng)液化工段液化后，送至LNG儲罐內(nèi)儲存。當輸配系統(tǒng)需要LNG站供氣時,儲罐內(nèi)的LNG經(jīng)泵加壓送至氣化裝置,經(jīng)氣化、加臭、調(diào)壓、計量后送入天然氣高壓管網(wǎng)。LNG儲罐在儲存期間,產(chǎn)生的常量蒸發(fā)氣(BOG)，經(jīng)BOG處理工段經(jīng)壓縮機增壓后送入天然氣高壓管網(wǎng)。當有超量BOG發(fā)生時,多余部分可送至火炬燃燒排放。此外，LNG站還配有燃料氣系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、火炬放散系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、氮氣系統(tǒng)、柴油系統(tǒng)、除鹽水裝置及供配電系統(tǒng)等生產(chǎn)輔助公用設(shè)施。LNG站的運行采用DCS集中控制系統(tǒng)。
??? 基本工藝流程框圖如圖1。

1.1.3 主要工藝選擇
1.1.3.1 氣體預(yù)處理工藝
??? 天然氣在進入液化工段前,必須先進行預(yù)處理,經(jīng)過濾、計量、加壓至液化工段所需壓力后，脫除原料天然氣中的C0₂、H₂S及H₂O，避免在液化過程中產(chǎn)生水合物、冰和固態(tài)二氧化碳而使管道堵塞。氣體預(yù)處理包括3個工段：過濾計量和壓縮工段、脫酸性氣體工段、脫水工段。液化前天然氣預(yù)處理的要求:
??? C0₂<50×10^-6；H₂S<4×10^-6；H₂O<l×10^-6。
??? (1)過濾計量和壓縮工段
??? 天然氣由高壓管網(wǎng)(0.8MPa至1.5MPa)進站后，進入高效過濾器除去5Um以上的固體雜質(zhì)和液滴(主要是水)，再由計量器計量后，除少部分供站內(nèi)作燃料外,其余絕大部分進入壓縮機加壓至5MPa然后送至凈化(脫酸、脫水)工段。
??? (2)脫酸性氣體工段
??? 天然氣中的酸性氣體主要是指C0₂和H₂S,根據(jù)東海平湖天然氣的氣質(zhì)情況(C0₂含量較高。幾乎不含H₂S)，LNG站采用以MEA(單乙醇胺,R—NH₂)為溶劑的化學(xué)吸收法脫除酸性氣體(以脫CO₂為主)。MEA的水溶液稱作胺液,胺液與酸性氣體反應(yīng)生成化合物，從而吸收酸性氣體。反應(yīng)后的胺液可再生，即當溫度升高、壓力降低時,化合物將分解出酸性氣體，使胺液可重復(fù)使用。
??? 由過濾計量和壓縮工段送來的天然氣經(jīng)過分離器，除去因第二級壓縮而析出的液滴,然后進入吸收塔下部。吸收塔中，貧胺液(未吸收酸性氣體的胺液)從吸收塔上部噴淋而下,天然氣中的酸性氣體被貧胺液吸收。脫除酸性氣體后的天然氣從吸收塔頂部出來，在出口冷凝器中冷卻，然后由出口氣液分離器分離出從吸收塔帶來的胺液，含有飽和水蒸氣的天然氣進至脫水工段。
??? (3)脫水工段
??? 選用分子篩為脫水劑。兩個分子篩氣體干燥器循環(huán)工作，一個脫水,另一個再生。
??? 脫酸性氣體后含有飽和水蒸氣的天然氣,被送至分子篩氣體干燥器，經(jīng)脫水后成為干氣(含水量≤1×10^-6)，再經(jīng)過過濾后進入液化工段。
1.1.3.2 液化工藝
??? LNG站采用的液化工藝一般有以下3種：單一流體膨脹制冷液化工藝、多種制冷劑級聯(lián)制冷液化工藝和混合制冷劑制冷液化工藝。其中單一流體膨脹制冷液化工藝有利用原料氣較高壓力的膨脹工藝和用N₂高壓膨脹制冷循環(huán)工藝；多種制冷劑級聯(lián)制冷液化工藝以多種(通常為三種)制冷劑各為獨立制冷循環(huán)閉路，對原料天然氣依次進行不同程度的遞次制冷而達到全部液化；混合制冷劑(MCR)制冷液化工藝則是利用多種成分(N₂、C1、C2、C3、C4、C5等)混合物形成的閉路循環(huán)，通過單級或多級壓縮膨脹達到制冷目的。
??? 根據(jù)LNG站的各種工藝條件，在比較各方案的技術(shù)和投資情況，考慮本LNG站的運行負荷特點，液化工段采用了法國燃氣公司的一種混合制冷劑(MCR)循環(huán)階式制冷工藝(C.I.I)。本站使用的MCR的組分有氮氣、甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊烷，通過三級壓縮膨脹的閉路循環(huán)達到致冷目的，使原料天然氣液化。