3-200nm3/h 산소 식물 예비 품목 미끄럼은 터보 저온 확대기를 거치했습니다

3-200nm3 / h 산소 플랜트 스페어 부품 스키드 탑재 극저온 터보 팽창기

1. 설명

터보 팽창기 또는 팽창 터빈이라고도 불리는 터보 팽창기는 원심력 또는 축류 터빈으로 ,이를 통해 고압 가스 는 압축기 또는 발전기 를 구동하는 데 종종 사용되는 작업을 생성하도록 확장됩니다 .

팽창은 팽창하는 고압 가스로부터 추출되기 때문에 팽창은 등 엔트로피 과정 (즉, 일정 엔트로피 과정)에 의해 근사되고 터빈으로부터의 저압 배기 가스 는 매우 낮은 온도 , 즉 -150 ° 작동 압력 및 가스 특성에 따라 다르다. 팽창 된 가스의 부분적인 액화는 드문 일이 아니다.

터보 팽창기는 천연 가스 로부터 에탄 및 천연 기체 액체 (NGL) 의 추출 , 기체 (예 : 산소 , 질소 , 헬륨 , 아르곤 및 크립톤 ) 의 액화 , 및 기타 저온 공정을 포함한다.

현재 작동중인 터보 팽창기는 약 750W ~ 약 7.5MW (1hp ~ 10,000hp)의 크기입니다 .

2. 신청

천연 가스는 주로 에탄 (C ₂ H ₆ ), 프로판 (C ₃ H ₈ ), 노르말 부탄 ( n ( n )) 과 같은 다양한 양의보다 무거운 탄화수소 가스뿐만 아니라 가장 짧고 가벼운 탄화수소 분자 인 메탄 (CH ₄ ) -C ₄ H ₁₀ ), 이소 부탄 ( i -4H ₁₀ ), 펜탄 및 고 분자량 탄화수소를 포함한다. 원료 가스는 또한 이산화탄소 (CO2), 황화수소 (H2S) 및 메탄 티올 ( CH3SH ) 및 에탄 티올 ( C2H5SH )과 같은 메탄 캅탄 과 같은 다양한 양의 산성 가스 를 함유한다 .

완성 된 부산물 ( 천연 가스 공정 참조)으로 가공 될 때 ,이 무거운 탄화수소는 집합 적으로 NGL (천연 가스 액체)라고합니다. NGL의 추출에는 그림과 같이 turboexpander ^[7] 와 저온 증류탑 ( demethanizer 라고 함)이 필요합니다. 탈 메탄 흡수기로 유입되는 가스는 입구 가스 를 부분적으로 응축 하는 열 교환기 ( 콜드 박스 라고 함) 에서 약 -51 ° C로 먼저 냉각됩니다 . 생성 된 기체 - 액체 혼합물은 가스 스트림과 액체 스트림으로 분리된다.

기액 분리기 에서 나온 액체 흐름은 밸브를 통해 흐르고 절대 압력이 62 bar 에서 21 bar (6.2에서 2.1 MPa) 로 조절 확장 됩니다. 이는 isenthalpic 프로세스 (즉, 일정 엔탈피 프로세스)입니다. 스트림이 탈 메탄기에 유입됨에 따라 스트림의 온도를 약 -51 ℃에서 약 -81 ℃로 낮추게된다.

기체 - 액체 분리기로부터의 기체 스트림은 터보 팽창기로 들어가고, 절대 압력 62bar 에서 21bar (6.2 내지 2.1MPa)의 등 엔트로피 팽창을 겪게 되고, 이는 기체 스트림 온도를 약 -51 ℃에서 약 -100 ℃로 낮춘다. 탈 메탄기로 들어가서 증류 환류 로 작용할 때 91 ℃ .

탈 메탄 기 의 상단 트레이 (약 -90 ° C에서)에서 나온 액체 는 콜드 박스를 통과하여 유입구 가스를 식 으면서 약 0 ° C로 따뜻하게되고,이어서 탈 메탄 기의 하부로 되돌아갑니다 . 탈 메탄 기의 하부에서 약 2 ° C의 다른 액체 흐름은 냉각 상자를 통과하여 약 12 ​​° C에서 탈 메탄기로 되돌아 간다. 결과적으로, 유입 가스는 탈 메탄 흡수기의 바닥을 "재연 소"하는 데 필요한 열을 제공하고, 터보 팽창기는 탈 메탄 흡수기의 상부에서 역류를 제공하는 데 필요한 열을 제거합니다.

약 -90 ° C에서 탈 메탄 기에서 배출되는 오버 헤드 가스 생성물은 파이프 라인 을 통해 최종 소비자에게 분배하기에 적합한 품질의 가공 천연 가스입니다 . 그것은 차가운 상자를 통해 전달되며, 차가운 상자는 입구 가스를 냉각하면서 따뜻해집니다. 그런 다음 터보 팽창기에 의해 구동되는 가스 압축기에서 압축되고 분배 파이프 라인에 들어가기 전에 전기 모터 에 의해 구동되는 두 번째 단계 가스 압축기에서 더 압축됩니다 .

탈 메탄기로부터의 바닥 생성물은 시스템을 NGL으로 떠나기 전에 유입 가스를 냉각시키기 때문에 콜드 박스 내에서 또한 따뜻해진다.