Phụ lục M (Tham khảo) Các quy trình xử lý khí điển hình

(Tham khảo)

Nhà máy hóa lỏng thường là bắt đầu tại thiết bị loại bỏ khí axít ở đầu vào và kết thúc tại điểm đầu vào của đường ống phân phối sản phẩm LNG (và các hydrocacbon lỏng khác). Vận chuyển khí, xử lý loại bỏ khí axít ở thượng nguồn, tồn chứa sản phẩm và chất làm lạnh không được đề cập đến trong Phụ lục này. Phụ lục này quy định các quy trình xử lý thông thường tuy nhiên các quy trình này không phải là tốt nhất và duy nhất.

Mục đích của thiết bị tách khí axit là để làm giảm hàm lượng CO₂ và H₂S có trong khí cần hóa lỏng tới một giá trị phù hợp với các đặc điểm kỹ thuật của khí thương phẩm theo tiêu chuẩn và phù hợp với yêu cầu làm lạnh (rủi ro của sự hóa rắn). Hàm lượng CO₂ và H₂S cho phép trong khi đã qua xử lý là:

CO₂ < 100 x 10^-6 tính theo thể tích;

H₂S < 4 x 10^-6 tính theo thể tích.

Việc lựa chọn quy trình xử lý phụ thuộc vào loại và nồng độ của các tạp chất cần loại bỏ. Những quy trình thường sử dụng được mô tả dưới đây.

M.2.2 Quá trình hấp thụ

M.2.2.1 Nguyên tắc hoạt động

Nguyên tắc hoạt động của những quá trình này là hấp thụ khí axit từ khí cần xử lý, bằng cách làm sạch bởi dung dịch hấp thụ trong một thiết bị hấp thụ dạng khay hoặc dạng nhồi.

Dung dịch chất hấp thụ có thể là:

- Hấp thụ hóa học (tạo thành hợp chất hóa học mà khi nhiệt độ tăng lên sẽ phân ly và giải phóng khí axit);

- Hoặc hấp thụ vật lý (quá trình hấp thụ được gây ra bởi áp suất, mà sau đó, khi giảm áp suất, các dung dịch ban đầu có thể được tái sinh).

Trong một số quy trình nhất định, dung dịch hấp thụ là một hỗn hợp các dung môi hóa - lý.

Một số dung dịch hấp thụ có thể chứa một số phụ gia khác nhằm làm tăng hoạt tính của dung môi, giảm nguy cơ ăn mòn hoặc ngăn tạo bọt.

M.2.2.2 Thông số vận hành/ dữ liệu hoạt động

Thiết kế hệ thống thiết bị tách khí axit yêu cầu thông tin về các giá trị danh định về thông số vận hành của thiết bị được liệt kê sau đây, cũng như khoảng biến thiên của những thông số đó:

- Lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, thành phần và hàm lượng khí axit trong khí thiên nhiên trước khi đưa vào xử lý;

- Lưu lượng, áp suất, và hàm lượng khí axit của khí thiên nhiên đã qua khi xử lý ra khỏi thiết bị;

- Tốc độ tuần hoàn và nồng độ dung dịch hấp thụ.

Trong những trường hợp cụ thể, các giá trị sau cần được đảm bảo bởi người quản lí quy trình hoặc nhà sản xuất:

- Lưu lượng khí thiên nhiên đã qua xử lý ra khỏi thiết bị;

- Hàm lượng khí axit trong khí thiên nhiên đã qua xử lý;

- Độ giảm áp suất của dòng lưu thông khí thiên nhiên;

- Nồng độ dung dịch hấp thụ;

- Tốc độ tuần hoàn dung dịch hấp thụ;

- Tiêu hao dung dịch hấp thụ;

- Tiêu hao của các dạng năng lượng tham gia vào quá trình hoạt động của thiết bị.

M.2.2.3 Các đặc điểm cụ thể

Thiết kế thiết bị cần tính đến một số đặc điểm cụ thể đặc trưng cho loại thiết bị.

Hiện tượng tạo bọt bên trong thiết bị hấp thụ gây ảnh hưởng xấu đến sự hoạt động của thiết bị và kéo theo bọt (và cả dung dịch hấp thụ) cùng với khí đã qua xử lý ra ngoài thiết bị hấp thụ.

Bọt xuất hiện do các nguyên nhân sau:

- Thiết kế không chính xác hoặc kích thước thiết bị hấp thụ không phù hợp;

- Có các hạt rắn trong dung dịch;

- Có hydrocacbon lỏng trong dung dịch lọc.

Dung dịch hấp thụ cần được lọc qua để loại bỏ hết các hạt rắn.

Khí thiên nhiên đi vào thiết bị hấp thụ không được chứa hydrocacbon lỏng. Do vậy cần phải đảm bảo không có dấu hiệu của sự ngưng tụ hydrocacbon trong thiết bị hấp thụ. Nếu không thể loại trừ có mặt của hydrocacbon lỏng, cần có một thiết bị chuyên dụng để hấp thụ hydrocacbon lỏng (Ví dụ: cho ít nhất một phần dung dịch tuần hoàn đi qua lớp than hoạt tính).

Phụ gia "chống tạo bọt" có thể được cho vào dung dịch miễn là không làm ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị.

b) Nguy cơ ăn mòn

Trong một số điều kiện nhất định (như nhiệt độ cao hay nồng độ khí axit cao) dung dịch hấp thụ có thể gây ăn mòn thép.

Ngoài việc làm giảm sức bền của kim loại, cặn ăn mòn còn gây tạo bọt trong thiết bị hấp thụ - do đó việc lựa chọn vật liệu kim loại và xử lý nhiệt phù hợp cho kết cấu là rất quan trọng để tránh hiện tượng ăn mòn.

Chất ức chế ăn mòn có thể được cho vào dung dịch miễn là không gây tác dụng phụ làm ảnh hưởng đến vận hành của thiết bị.

Các rây phân tử được sử dụng rộng rãi để khử nước trong khí cũng có tính chất hấp phụ các khí axit. Tuy vậy, số lượng thùng rây phân tử phải lắp đặt và lưu lượng thể tích của khí tái sinh cần thiết, hạn chế việc sử dụng rây phân tử đối với khí thiên nhiên có hàm lượng khí axit thấp (nhỏ hơn 0,2 % về thể tích đối với nhà máy LNG lớn, tới 1,5 % về thể tích đối với các nhà máy điều hòa nhu cầu LNG).

Xem thêm về các thiết bị khử nước tại M.3 dưới đây.

M.2.4 Các quá trình xử lý sunfua khác ngoài H₂S

Ngoài H₂S, khí thiên nhiên khai thác còn chứa các hợp chất sunfua khác (COS, mercaptan,…) mà không thể loại bỏ bằng các biện pháp xử lý axit thông thường, trong khi đặc tính LNG có quy định hạn chế tổng hàm lượng sunfua. Do vậy, lượng các hợp chất sunfua này cần phải được xử lý.

Sự lựa chọn quy trình liên quan đến số lượng và loại hợp chất sunfua trong dòng khí thiên nhiên khai thác. Quy trình có thể bao gồm chưng cất nhiệt độ thấp (các hợp chất sunfua bị loại bỏ trong quá trình tách NGL từ khí thiên nhiên và cuối cùng được loại bỏ bởi xử lý bằng LPG) và sử dụng rây phân tử để khử nước.

M.3 Xử lý khí thiên nhiên/ khử nước

M.3.1 Yêu cầu chung

Hàm lượng nước trong khí đã qua xử lý phải nhỏ hơn 1x10^-6 (tính theo thể tích). Việc khử nước của khí thiên nhiên cần hóa lỏng thường bằng các rây phân tử. Ôxit nhôm và silic hoạt tính cũng có thể được sử dụng.

Sự loại nước được thực hiện bằng cách cho khí thiên nhiên ướt đi qua lớp rây phân tử. Lớp rây phân tử này là aluminosilicat của natri, canxi hoặc kali với cấu trúc tinh thể có kích thước lỗ xốp cho phép độ chọn lọc cao và dung lượng hấp phụ lớn.

Hệ thống khử nước bao gồm ít nhất hai thiết bị làm khô chứa các rây phân tử. Một thiết bị làm nhiệm vụ hấp phụ trong khi thiết bị còn lại làm nhiệm vụ tái sinh. Sự tái sinh được thực hiện ở nhiệt độ cao (từ 200 ^oC tới 250 ^oC) bởi dòng khí khô tuần hoàn mà trước đó đã được gia nhiệt trong một bộ trao đổi nhiệt.

Quá trình tái sinh có thể được thực hiện tại áp suất bằng với áp suất của quá trình hấp phụ, sử dụng khí khô tuần hoàn qua một máy nén, hoặc tại áp suất thấp.

Để giảm lượng nước cần loại bỏ trong khí bởi rây phân tử, khí thiên nhiên được làm lạnh tới một nhiệt độ cao hơn nhiệt độ hình thành hyđrat - như là một cách để làm ngưng tụ một phần nước trước khi khí thiên nhiên đi qua các rây phân tử.

M.3.3 Các thông số hoạt động/ dữ liệu vận hành

Việc thiết kế hệ thống thiết bị khử nước đòi hỏi sự hiểu biết về các giá trị danh nghĩa của thông số vận hành hệ thống thiết bị được liệt kê dưới đây, và phạm vi hoạt động của các thông số này:

- Lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, thành phần và hàm lượng nước của khí thiên nhiên đầu vào hệ thống thiết bị khử nước;

- Lưu lượng, áp suất và hàm lượng nước của khí khô ra khỏi hệ thống thiết bị;

- Lưu lượng và áp suất của khí tái sinh đến các thiết bị làm khô;

- Nhiệt độ của dòng khí nóng tái sinh;

- Thời gian của chu trình.

Đặc biệt, các giá trị sau đây phải được đảm bảo chắc chắn bởi người vận hành và/hoặc nhà sản xuất, để tính công suất danh định của hệ thống thiết bị:

- Lưu lượng của khí thiên nhiên khô ra khỏi hệ thống thiết bị;

- Độ giảm áp suất của chu trình khí thiên nhiên;

- Hàm lượng nước trong khí thiên nhiên khô đầu ra;

- Lưu lượng của khí tái sinh đến các thiết bị làm khô;

- Nhiệt độ của dòng khí nóng tái sinh;

- Tuổi thọ của các rây phân tử.

Để không phá hủy cấu trúc tinh thể của các rây phân tử, cần thiết phải bảo vệ chúng khỏi các chất lỏng không mong muốn (dung dịch khử khí axít, nước hoặc các hydrocacbon lỏng).

Sự mài mòn làm hình thành bụi rây phân tử có thể giảm thiểu bằng cách kiểm soát cẩn thận sự thay đổi của nhiệt độ khi tái sinh và, khi việc tái sinh được thực hiện tại áp suất thấp thì bằng cách từng bước giảm áp và tái tăng áp.

Phải tránh các điểm có vị trí thấp trên đường ống nơi mà nước có thể ngưng tụ và tích tụ.

Sự có mặt của bụi rây phân tử có thể làm rối loạn hoạt động của van, và do vậy cần thiết phải chú ý để chọn loại van và vị trí lắp đặt van thích hợp.

Khí khô ra khỏi thiết bị làm khô phải được lọc cẩn thận (thông thường sử dụng các cột lọc) để ngăn sự xâm nhập của bụi rây phân tử vào thiết bị trao đổi nhiệt độ thấp của cụm thiết bị hóa lỏng.

Khuyến cáo phải có một khoảng thời gian nghỉ tại cuối pha tái sinh ít nhất là từ 15 min tới 30 min cho kho cảng xuất và 10 min cho nhà máy điều hòa nhu cầu. Khoảng thời gian này để đủ cho các thao tác cần thiết khi các cơ cấu tự động bị hỏng hoặc lỗi van.

M.4 Xử lý khí thiên nhiên/ loại bỏ thủy ngân

Khí thiên nhiên có thể chứa một hàm lượng thủy ngân nhất định. Thủy ngân dưới điều kiện nhất định có thể ăn mòn mạnh nhôm, kim loại được sử dụng rộng rãi trong chế tạo thiết bị trao đổi nhiệt độ thấp và các chi tiết khác của thiết bị. Nếu khí cần hóa lỏng chứa thủy ngân, nhất thiết phải loại bỏ thủy ngân trước khi cho đi vào cụm thiết bị hóa lỏng.

Việc loại bỏ thủy ngân khỏi khí thiên nhiên được thực hiện bằng cách cho khí đi qua một thiết bị phản ứng có lớp sunfua, iốt hoặc sunfit kim loại thấm hạt nhôm có độ rỗng cao, cacbon hoạt hóa hoặc rây phân tử. Thông thường, thông số kỹ thuật cuối cùng tại đầu ra của thiết bị khử thủy ngân phải ở dưới mức 0,01 g/m³ Hg trong khí đo ở 1 013 mbar và 0 ^oC.

Quá trình này là không tái sinh. Khối hấp phụ được thay thế khi đã bão hòa.

Mục đích của quá trình hóa lỏng là chuyển đổi khí thiên nhiên đã qua xử lý thành dạng lỏng (LNG) tại nhiệt độ sôi của nó trong điều kiện áp suất khí quyển giúp cho việc tồn chứa và vận chuyển.

Khí đã được xử lý đi vào thiết bị hóa lỏng sau khi các khí axit, nước và thủy ngân (nếu có) đã được loại bỏ. Tuy nhiên, ở giai đoạn này, khí vẫn còn chứa các hydrocacbon thơm và hydrocacbon nặng. Nếu không được loại bỏ, những cấu tử này có khả năng bị đông đặc trong quá trình làm lạnh, theo thời gian sẽ làm kẹt các thiết bị trao đổi nhiệt và có thể cả các van xả giảm áp. Do đó, khí thiên nhiên được làm lạnh từ nhiệt độ môi trường tới nhiệt độ của LNG qua 2 giai đoạn, thông thường được quy định là tiền làm lạnh và hóa lỏng.

Sau quá trình tiền làm lạnh, khí thiên nhiên ngưng tụ một phần được chưng cất sao cho tách các phân đoạn từ C₂+. Phần C₂+ này có chứa toàn bộ những hydrocacbon nặng (C₅+) không mong muốn, và cả etan, propan, butan. Một phần nhỏ của các cấu tử này có thể được sử dụng trong chu trình làm lạnh, và phần dư còn lại dành cho thương mại hoặc đưa trở lại vào khí thiên nhiên để tiếp tục hóa lỏng. Nhiệt độ thực hiện chưng cất phân đoạn càng thấp thì tỷ lệ tách ethan, propan, và butan càng cao. Nếu các thành phần chứa lưu huỳnh như mercaptan được loại bỏ trong giai đoạn này, thì có thể đưa ra điều kiện công nghệ cho quá trình chưng cất phân đoạn.

Khí thiên nhiên sau khi được làm sạch khỏi các hydrocacbon nặng có thể được hóa lỏng. Áp suất của khí càng cao thì việc hóa lỏng càng dễ dàng. Do đó, mọi quy trình vận hành đều cố gắng thực hiện ở áp suất cao nhất tương ứng với việc loại bỏ hydrocacbon nặng.

Tiếp theo quá trình ngưng tụ ở áp suất cao, khí thiên nhiên hóa lỏng sẽ được làm lạnh sâu hơn để tránh sự bay hơi quá mức do giãn nở tới áp suất khí quyển của bồn chứa. Có hai cách tiếp cận như sau:

- Nếu khí thiên nhiên không chứa nhiều thành phần nitơ (thấp hơn 1,5 % mol), thì việc làm lạnh sâu của LNG tới mức entanpi tương đương với nhiệt độ ngay dưới nhiệt độ điểm sôi (xấp xỉ khoảng -160 ^oC) tại áp suất khí quyển. LNG siêu lạnh có thể chuyển thẳng tới các bồn chứa;

- Tiến hành làm lạnh sâu từng phần (xấp xỉ khoảng -150 ^oC) sau đó giãn nở trong bình tách nhanh tại áp suất cao hơn khí quyển một chút; khí bay hơi ra được nén trở lại để cung cấp cho hệ thống khí nhiên liệu, trong khi LNG trong bình tách nhanh được bơm tới bồn chứa bằng máy bơm. Ở các nhà máy điều hòa LNG, sự hóa hơi nhanh cuối cùng diễn ra trực tiếp trong không gian hơi của bồn chứa.

Hoàn tất quá trình làm lạnh sâu đòi hỏi tiêu hao năng lượng hóa lỏng thêm nhưng không cần cho các máy bơm LNG và máy nén khí tức thời. Nếu cần thiết phải loại bỏ nitơ để có chất lượng LNG theo yêu cầu thì có thể thực hiện bằng một quá trình hóa hơi nhanh lần cuối, hoặc nếu là cho thành phần nhiều nitơ thì sử dụng tháp chưng cất nhiệt độ thấp.

Mục đích của các chu trình làm lạnh là để thu entapi và nhiệt ẩn từ khí thiên nhiên để chuyển nó từ thể khí ở áp suất cao thành thể lỏng tại áp suất khí quyển.

Quá trình hóa lỏng khí cần năng lượng để làm lạnh từ nhiệt độ môi trường xuống xấp xỉ -150 ^oC tới -160 ^oC.

Các nhà máy hóa lỏng thường sử dụng 2 chu kỳ làm lạnh theo tầng, trong khi đó chỉ cần 1 chu kỳ làm lạnh được dùng tại nhà máy điều hòa nhu cầu.

Một máy nén làm lạnh có thể được vận hành bằng tua bin khí, tua bin hơi nước hoặc động cơ điện. Chất làm lạnh được làm từ hợp chất của hydrocacbon nhẹ (với nitơ để có nhiệt độ thấp nhất, nếu có thể), hoặc bằng các môi chất tinh khiết ví dụ như propan.

M.5.3 Thông số hoạt động/ dữ kiện vận hành

Việc thiết kế thiết bị hóa lỏng khí tự nhiên đòi hỏi sự hiểu biết các giá trị danh nghĩa của các thông số vận hành thiết bị được liệt kê dưới đây, cùng với khoảng biến thiên của các thông số này:

- Lưu lượng, nhiệt độ và thành phần cụ thể của khí tự nhiên đưa vào xử lý;

- Lưu lượng của khí đã hóa lỏng rời khỏi thiết bị;

- Áp suất, nhiệt độ và thành phần của LNG đi ra;

- Các điều kiện: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và thành phần của các dòng chất khác đi ra khỏi thiết bị (phân đoạn C₅+, etan, propan, butan, khí đốt và khí tức thì nếu có);

- Điều kiện của một số những hệ thống phụ trợ khác, đặc biệt, là nhiệt độ của không khí và nước làm mát;

- Tỷ lệ tách chiết của etan, propan, butan thương phẩm.

Cụ thể những giá trị sau đây phải được đảm bảo bởi người cấp giấy phép cho quy trình và/hay nhà sản xuất, đối với các điều kiện vận hành của thiết bị:

- Lưu lượng của LNG ra khỏi thiết bị;

- Nhiệt độ của LNG đi ra;

- Thành phần của LNG đi ra;

- Lưu lượng, áp suất, nhiệt độ và thành phần của etan, propan, butan thương phẩm tương ứng;

- Mức tiêu thụ của các hệ thống phụ trợ.

Yếu tố của nhiệt độ làm việc thấp và dung tích lớn của các thiết bị quyết định đặc điểm cụ thể của nhà máy

Nhiệt độ thiết kế đòi hỏi vật liệu cấu tạo của thiết bị và các ống dẫn phải tương thích trong điều kiện vận hành bình thường và chuyển tiếp (khởi động, ngắt, quá tải) của thiết bị.

Có 3 loại thép thường được sử dụng (xem TCVN 8610 (EN 1160) để biết thêm chi tiết):

- Thép cacbon đối với nhiệt độ không thấp (thường lớn hơn - 46 ^oC);

- Thép hợp kim niken 3,5 % đối với nhiệt độ thiết kế lớn hơn - 104 ^oC;

- Thép hợp kim niken 9 % hoặc thép không gỉ đối với nhiệt độ lớn hơn - 196 ^oC.

Các loại trên có thể được mở rộng chỉ khi nhiệt độ thiết kế đạt được bằng việc giảm áp và có biện pháp để tránh sự lai áp của thiết bị lạnh.

Như trong bất kỳ một thiết bị dùng nhiệt độ thấp, phải có phương pháp làm khô dòng thật kỹ để hạn chế hơi ẩm trong chu trình làm lạnh.

Các môi chất lạnh bổ sung phải hoàn toàn khô ráo và không chứa bất kỳ thành phần nào có khả năng bị đông cứng trong điều kiện nhiệt độ làm việc.

Cụm thiết bị hóa lỏng khí tự nhiên bao gồm các bộ phận thiết bị, máy trao đổi nhiệt lạnh, tổ hợp máy nén tuabin và hệ thống làm lạnh, là các thiết bị lớn trong các trạm xuất LNG.

Thiết kế của thiết bị này trong LNG phải theo các yêu cầu, đòi hỏi sau:

- Có một vài dòng môi chất mặt thu nhiệt (môi chất làm lạnh tại các mức áp suất khác nhau, hơi và/hoặc dạng lỏng, khí tự nhiên) chảy ngược chiều (hoặc chéo chiều) với các môi chất làm lạnh áp suất nhỏ hơn mà thường là dòng hai pha;

- Chênh lệch lớn nhiệt độ đối với mỗi môi chất đi qua máy;

- Độ chênh lệch không lớn nhiệt độ giữa dòng tuần hoàn nóng và lạnh trong máy;

- Các građien nhiệt kim loại đặc biệt trong máy trao đổi nhiệt;

- Các giá trị nhiệt độ thấp;

- Lượng lớn nhiệt được trao đổi;

- Độ chênh lệch cao các giá trị áp suất;

- Lưu lượng dòng chảy khối lớn.

Hai loại thiết bị trao đổi nhiệt đạt được các yêu cầu này là: máy trao đổi nhiệt dạng chùm ống cuộn và máy trao đổi nhiệt dạng tấm.

Thiết bị trao đổi nhiệt bằng chùm ống cuộn được dùng phổ biến trong các nhà máy LNG lớn. Các máy này được làm từ các lớp ống nhôm (hoặc thép không gỉ) đặt liên tiếp theo hình xoắn ốc quanh lõi. Các môi chất ở áp suất cao được ngưng tụ hoặc làm lạnh sâu trong các ống, trong khi đó, các chất làm lạnh bốc hơi trong điều kiện áp suất thấp bên ngoài các ống. Cấu tạo này giúp tạo ra cho các máy trao đổi nhiệt cỡ lớn.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm nhôm hàn cứng được sử dụng rộng rãi trong phạm vi làm lạnh sâu cho việc tách và hóa lỏng khí.

Cấu tạo của những thiết bị trao đổi nhiệt này giúp trao đổi một lượng nhiệt lớn trong một thể tích lõi khá nhỏ.

Các thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm đồng hàn cứng được sản xuất với lõi khối kết cấu có thể tới 12 m³. Để làm việc với áp suất cao, kích cỡ lớn nhất của lõi cũng phải hạn chế để đảm bảo toàn vẹn cơ học của máy. Công suất trao đổi nhiệt lớn đạt được bằng cách lắp một vài lõi xong xong, thường là trong các hộp lạnh bằng đá peclit.

Các thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm khác, sử dụng các tấm thép không gỉ được hàn lại, ngày nay được dùng trong các quá trình nhiệt nóng, cũng có thể được dùng cho các quá trình làm lạnh trong LNG.

Các kho cảng xuất LNG yêu cầu các hệ thống máy nén và làm lạnh công suất rất lớn.

Máy nén ly tâm là loại được dùng phổ biến nhất trong công nghiệp LNG. Tuy nhiên, nhu cầu tăng sức chứa cho trạm xuất LNG đã dẫn tới tăng sử dụng dạng máy nén hướng tâm khi mà lưu lượng hút vượt quá lượng của máy nén ly tâm. Hơn nữa, các máy nén hướng tâm có hiệu suất tốt hơn ly tâm.

Việc thiết kế và sản xuất thiết bị nén chống trào ngược luôn được yêu cầu cao. Năng lượng tiêu hao trong những thiết bị này rất lớn có thể gây ra sự co giãn mạnh và lực ép dẫn tới nứt và thủng kim loại nếu không được quan tâm đầy đủ.

M.5.5.3.3 Động cơ

Rất nhiều kho cảng xuất LNG đang sử dụng tuabin hơi làm động cơ nén làm lạnh. Tuabin hơi có nhiều loại công suất cao và có hiệu suất tốt.

Tuabin khí đang càng ngày càng được sử dụng rộng rãi do một số đặc điểm kỹ thuật:

- Không yêu cầu hơi áp suất cao (với hệ thống đun sôi nước);

- Giảm thiểu rõ rệt nhu cầu nước cần làm mát;

- Có thể tăng hiệu suất làm việc bằng cách thu hồi nhiệt từ khí thải ra từ tuabin.

Cần được lưu ý tác động của sự thay đổi nhiệt độ không khí môi trường xung quanh lên năng lượng tuốc bin khi sử dụng (năng lượng tiêu tốn tăng khí nhiệt độ không khí tăng).

Tuabin khí hai trục đang được sử dụng ngày càng rộng rãi bởi thế mạnh của chúng là có thể hoạt động ở nhiều tốc độ khác nhau.

Nếu công suất cần thiết vượt quá khả năng của loại tuabin này, thì có thể sử dụng tuabin khí một trục loại lớn, vốn được sử dụng cho sản xuất điện nhưng nhược điểm là tốc độ không đổi. Có thể điều chỉnh thành phần của hỗn hợp dung môi làm lạnh khi thiết kế và trong vận hành (nếu cần thiết) để phù hợp với tốc độ cố định của máy nén. Cần lưu ý đặc biệt quá trình khởi động.

Trong tất cả các trường hợp, hệ thống nén và làm lạnh đóng vai trò quan trọng đối với sự vận hành tốt của các thiết bị LNG, do đó những thiết bị trên phải được thiết kế, sản xuất, vận hành và bảo trì thật cẩn thận để đạt được độ ổn định cao nhất.

Trong quy trình hóa lỏng, một lượng nhiệt rất lớn cần được truyền ra ngoài môi trường thông qua hệ thống làm mát.

Do các nhà máy thường được xây dựng gần bờ biển để thuận lợi cho vận chuyển LNG bằng tàu, nên nước biển thường được sử dụng để làm môi chất làm lạnh.

Lưu lượng của nước biển cần thiết, đặc biệt là khi các máy nén thấp nhiệt chạy động cơ tuabin hơi, có thể khẳng định hiệu quả của việc lựa chọn sử dụng nước biển có sẵn, làm giảm đáng kể năng lượng bơm và giảm thiểu nguy cơ ăn mòn, thông qua cách giảm lượng oxy trong hệ thống làm mát. Trong dòng vòng tuần hoàn của nước biển, cần đặc biệt chú ý đến sự ăn mòn và nguy cơ phát triển của sinh vật sống (tảo…).

Nếu như trong điều kiện của nhà máy (như độ cao hay chất lượng nước biển) khiến cho việc sử dụng nước biển làm chất làm mát trở nên không kinh tế, có thể sử dụng hệ thống nước ngọt khép kín với tháp làm mát hay các máy trao đổi nhiệt không khí. Vấn đề có thể xuất hiện bởi sự phát triển của khuẩn trong vòng tuần hoàn nước ngọt. Nhược điểm của phương án này là phải có biện pháp xử lí nước thích hợp.
Phụ lục N

(Tham khảo)

Sự tạo mùi được thực hiện bởi việc pha trộn chất có mùi - thường là hợp chất của các chất hữu cơ lưu huỳnh dễ bay hơi, ví dụ: etyl mecaptan, tertiary butyl mecaptan, metyl etyl sunphua và đietyl sunphua, hoặc một đơn chất như tetrahydrothiophen. Các dung dịch chất tạo mùi dễ bay hơi, dễ cháy và mùi rất độc.

Ở dạng cô đặc, hầu hết các chất này đều rất độc.

N.2 Các yêu cầu của các hệ thống chất tạo mùi

N.2.1 Yêu cầu chung

Hệ thống tạo mùi thường bao gồm một bồn chứa, các thùng tiếp liệu nhỏ hơn, bơm và các van và hệ thống ống dẫn. Hệ thống này cần được thiết kế sao cho dễ dàng bảo trì, hoạt động, và bảo vệ khỏi những tổn hại có thể xảy ra. Nên chú ý sử dụng vật liệu của thiết bị tương thích với chất tạo mùi. Đơn cử, đồng và các hợp kim có đồng, polyetylen và polypropylen, butyl và cao su tự nhiên dễ dàng bị phá hủy bởi các dung dịch chất mùi và không nên được sử dụng trong cấu tạo thiết bị. Sử dụng kết nối bằng hàn cho ống khi có thể.

Trong quá trình hệ thống hoạt động, tránh không để chất tạo mùi rò rỉ ra môi trường và hệ thống cần phải được thiết kế sao cho loại bỏ hoặc giảm thiểu tới mức thấp nhất những sự cố rò rỉ có thể xảy ra.

Các thùng chứa và thiết bị bơm phải được đặt trong khu vực cách ly cùng với một hệ thống thoát nước mưa. Nên hạn chế việc các chất rò rỉ đọng lại dưới thùng chứa hoặc các thiết bị.

Chất tạo mùi dạng lỏng có thể được chứa trong các bồn cố định, hoặc trong các thùng chứa di động bằng thép không gỉ có đăng kiểm quốc tế về vận chuyển hàng nguy hiểm dưới quy định UN 1A1W/X2.0/900. Phương pháp thứ 2 cho phép nối trực tiếp bơm với đầu nối, và các ống PTFE dẻo, từ đó sẽ tránh được việc phải chuyển chất tạo mùi từ ô tô xi tec đến thùng chứa cố định, từ đó giảm thiểu nguy cơ tai nạn rò rỉ.

Khuyến cáo nên giảm thiểu số lượng các mối nối ống với các bồn chứa.

Cũng nên có một lớp cách li bằng khí (không có oxi) phù hợp với chất tạo mùi được bảo quản bên trên dung dịch chất tạo mùi.