| dc.description.abstract | Det er analysert ulike løsninger for håndtering av lavtrykksgass fra LNG-anlegg. Lavtrykksgass er en blanding av metan og nitrogen i gassfase som dannes ved LNG-produksjon grunnet varmelekkasje, trykktap og pumpearbeid. I den utførte analysen er det antatt at kildene til lavtrykksgass er End Flash, lagertank og LNG-båt.
Flere ulike løsninger er vurdert mot kriteriene produksjonskapasitet, CO2-utslipp, investeringskostnad, og kompleksitet i drift. De vurderte løsningene er
- Lavtrykksgass til Fyrgass
- Lavtrykksgass til Fødegass
- Lavtrykksgass til NRU (nitrogenfjerningsenhet)
- Lavtrykksgass til Ekstern NRU
For å ha et sammenligningsgrunnlag er løsningene vurdert opp mot Basecase, som er en modell av et typisk tradisjonelt LNG-anlegg med lavtrykksgass fra End Flash og lagertank brukt som fyrgass i gassturbin, mens lavtrykksgass fra båt brent i fakkel.
Studien ble utført ved hjelp av simuleringer i HYSYS, hvor det er blitt bygget prosessmodeller med relevante hovedkomponenter i LNG-anlegget. Det er modellert kondenseringsanlegg, lagertank, LNG-båt, samt løsninger for håndtering av lavtrykksgass. Det er lagt inn varmelekkasjer fra omgivelsene til anlegget for å simulere produksjon av lavtrykksgass.
I tillegg til å analysere selve løsningen for håndtering av lavtrykksgass er det som en foranalyse gjort en enkel studie for å se hvordan ulik nitrogenkonsentrasjon påvirker inversjonstemperatur, produksjon av lavtrykksgass samt når en må ha de ulike End Flash-løsningene.
Resultatene fra foranalysen om nitrogens påvirkning viser at høyere nitrogenkonsentrasjon i fødegass gir høyere inversjonstemperatur. I tillegg gir økt nitrogenkonsentrasjon økt massestrøm lavtrykksgass fra End Flash. Ved nitrogenkonsentrasjon på inntil 2 mol % er det tilstrekkelig å ha Simpel End Flash for å få separert ut nok nitrogen til å oppfylle kravene for LNG spec som er på under 1 til 1,2 mol % nitrogen i LNG til lagertank. Simpel End Flash var modellert som End Flash bestående av enkel separator.
Dersom en har Avansert End Flash kan en ha inntil 2,8 mol % nitrogen, og fortsatt komme under 1 mol % nitrogen på LNG til lagertank. Avansert End Flash var modellert som seperasjonskolonne med koker.
Analysen av løsninger for håndtering av lavtrykksgass viste at Lavtrykksgass til Fødegass er en gunstig løsning. Løsningen gir lavt CO2-utslipp, har lav investeringskostnad og medium kompleksitet. Alternativt er løsningene Lavtrykksgass til NRU og Lavtrykksgass til Intern NRU gode løsninger. De har begge høy produksjonskapasitet og lavt spesifikt CO2-utslipp. Ulempen med løsningene med NRU er at de har høy investeringskostnad. I tillegg har de henholdsvis høy og medium kompleksitet.
I løpet av et år produserer løsningene Lavtrykksgass til NRU og Lavtrykksgass til Ekstern NRU 4,68 millioner tonn mot under 4,3 millioner tonn pr år for Basecase, Lavtrykksgass til Fyrgass og Lavtrykksgass til Fødegass. Spesifikt CO2-utslipp ligger i området 126 til 127 kg pr kilogram produsert LNG for de beste løsningene, og 133 til 135 kg pr kilogram for henholdsvis Lavtrykksgass til Fyrgass og Basecase.
Ved løsningen Lavtrykksgass til Fyrgass får en under båtlasting kraftoverskudd på ca. 100 MW fra gassturbinen som må håndteres. Dette gjør at løsningen blir problematisk, og en må finne en løsning for hvordan håndtere dette.
Alle simuleringer er, for å få et bredt bilde av hvordan komposisjon på fødegass påvirker
løsningene for håndtering av lavtrykksgass, utført med 3 forskjellige komposisjoner.
- Lean LNG, med høy metankonsentrasjon, og lav andel nitrogen og tunge hydrokarboner.
- Medium LNG, mellomting mellom Lean og Rich LNG
- Rich LNG, med lav metankonsentrasjon, høy nitrogenandel og tunge hydrokarboner.
Analysen viste at komposisjonen styrer mengden flashgass, som igjen påvirker kraftbehovet. Nitrogenkonsentrasjon viste seg å ha den største påvirkningen. Høy nitrogenkonsentrasjon gir mye flash, og øker kraftbehovet i kondenseringsanlegget. Alle simuleringer fulgte samme mønsteret, og det ble derfor hensiktsmessig å kun presentere resultatene fra Medium LNG. | |
