skid-mounted smr packages for lng production: configuration selection and sensitivity analysis

On review of skid-mounted lng technology providers, single mixed refrigerant (smr), ni-trogen expander and self-refrigerated processes have been used for lng production in skid scale. however, smr processes are more efficient and have lower rotating equipment. by ripi comparative study on commercialized smr processes and more than 100 patents in this topic, the smr process with one phase separator (by 43% sharing in smr processes), has been selected for skid lng plant. regarding to process complexity of multi-phase separators in smr loop, these types of cycles were not selected. otherwise smr process without phase separator was not selected for skid lng plant because of the freezing possibility of heavy hydrocarbon refrigerants in this configuration. several single-phase separator smr processes can be used based on arrangement of equipment in liquefaction and refrigeration sections. by extensive study and according to skid design limitations (e.g., the minimum number of fixed and rotating equipment, minimum process complexity and dimension and etc.), two process arrangements has been selected, simulated and optimized. also, a sensitivity analysis on the feed pressure and temperature as well as the composition of mr and feed was done. energy consumption of these two configurations was calculated and the complexity of them was compared. according to the results obtained in this study and considering lower total annualized cost of lng unit and the necessity of pro-cess simplicity in the skid scales, the best case was recommended for lng skid-mounted packages.

تولید LNG به روش مبرد آمیخته تک‌مرحله‌ای در مقیاس قابل‌حمل: انتخاب پیکربندی و آنالیز حساسیت

بررسی صاحبان فناوری مایع سازی گاز طبیعی در مقیاس قابل‌حمل، نشان می‌دهد که فرآیندهای مبرد آمیخته تک‌مرحله‌ای، سیکل انبساطی نیتروژن و فرآیندهای خود سرمایش، برای تولید گاز طبیعی مایع‌شده، استفاده‌شده است. در بین فرایندهای نامبرده شده، فرآیندهای مبرد آمیخته تک‌مرحله‌ای از بازده انرژی بالاتری برخوردار بوده و از تجهیزات دوار کمتری استفاده می‌کند. با توجه به مطالعات پژوهشگاه صنعت نفت در مورد فرآیندهای تجاری سیکل مبرد آمیخته تک‌مرحله‌ای و مطالعه بیش از ۱۰۰ اختراع در این رابطه، فرایند مبرد آمیخته تک‌مرحله‌ای با یک جداکننده فازی (با ۴۳٪ اشتراک در فرآیندهای مبرد آمیخته تک‌مرحله‌ای)، برای تولید گاز طبیعی مایع‌شده در مقیاس قابل‌حمل، انتخاب‌شده است. با توجه به پیچیدگی فرآیندهای مبرد آمیخته تک‌مرحله‌ای با چند جداکننده فازی، این نوع چرخه‌ها انتخاب‌نشده‌اند. از طرفی فرآیند مبرد آمیخته تک‌مرحله‌ای بدون جداکننده فازی به دلیل احتمال یخ‌زدگی هیدروکربن‌های سنگین موجود در مبرد، انتخاب‌نشده است.چندین فرآیند مبرد آمیخته تک‌مرحله‌ای با یک جداکننده فازی بر اساس چیدمان تجهیزات در بخش‌های مایع سازی و سردسازی قابل‌استفاده است. بامطالعه گسترده و با توجه به محدودیت‌های طراحی در مقیاس قابل‌حمل (به‌عنوان‌مثال حداقل تعداد تجهیزات ثابت و دوار، حداقل پیچیدگی فرآیند و ابعاد و غیره)، دو آرایش فرآیندی در این مقاله انتخاب، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی شده است. آنالیز حساسیت بر روی فشار و دمای خوراک و همچنین اجزاء مبرد آمیخته و ترکیب درصد خوراک انجام‌شده است. انرژی مصرفی این دو آرایش محاسبه‌شده و پیچیدگی آن‌ها با یکدیگر مقایسه شده است. با توجه به پایین بودن میزان تولید LNG و لزوم سادگی فرآیند در مقیاس قابل‌حمل و با توجه به نتایج اقتصادی بهترین گزینه توصیه‌شده است.