b) Nguy cơ ăn mịn
M.5.2.1 Chưng cất phân đoạn khí thiên nhiên
Khí đã được xử lý đi vào thiết bị hĩa lỏng sau khi các khí axit, nước và thủy ngân (nếu cĩ) đã được loại bỏ. Tuy nhiên, ở giai đoạn này, khí vẫn cịn chứa các hydrocacbon thơm và hydrocacbon nặng. Nếu khơng được loại bỏ, những cấu tử này cĩ khả năng bị đơng đặc trong quá trình làm lạnh, theo thời gian sẽ làm kẹt các thiết bị trao đổi nhiệt và cĩ thể cả các van xả giảm áp. Do đĩ, khí thiên nhiên được làm lạnh từ nhiệt độ mơi trường tới nhiệt độ của LNG qua 2 giai đoạn, thơng thường được quy định là tiền làm lạnh và hĩa 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 cĩ chứa tồn bộ những hydrocacbon nặng (C5+) khơng mong muốn, và cả etan, propan, butan. Một phần nhỏ của các cấu tử này cĩ thể được sử dụng trong chu trình làm lạnh, và phần dư cịn lại dành cho thương mại hoặc đưa trở lại vào khí thiên nhiên để tiếp tục hĩa 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 cĩ thể đưa ra điều kiện cơng nghệ cho quá trình chưng cất phân đoạn.
Khí thiên nhiên sau khi được làm sạch khỏi các hydrocacbon nặng cĩ thể được hĩa lỏng. Áp suất của khí càng cao thì việc hĩa lỏng càng dễ dàng. Do đĩ, 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 hĩa 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. Cĩ hai cách tiếp cận như sau:
- Nếu khí thiên nhiên khơng 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 sơi (xấp xỉ khoảng -160
oC) tại áp suất khí quyển. LNG siêu lạnh cĩ thể chuyển thẳng tới các bồn chứa;
- Tiến hành làm lạnh sâu từng phần (xấp xỉ khoảng -150 oC) sau đĩ 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 hịa LNG, sự hĩa hơi nhanh cuối cùng diễn ra trực tiếp trong khơng gian hơi của bồn chứa. Hồn tất quá trình làm lạnh sâu địi hỏi tiêu hao năng lượng hĩa lỏng thêm nhưng khơng cần cho các máy bơm LNG và máy nén khí tức thời. Nếu cần thiết phải loại bỏ nitơ để cĩ chất lượng LNG theo yêu cầu thì cĩ thể thực hiện bằng một quá trình hĩa hơi nhanh lần cuối, hoặc nếu là cho thành phần nhiều nitơ thì sử dụng tháp chưng cất nhiệt độ thấp.