Интегрированный комплекс по производству сжиженного природного газа (спг) на основаниях гравитационного типа (огт)
Изобретение относится к производственным сооружениям и может быть использовано при создании комплексов по производству сжиженного природного газа (СПГ) на основании гравитационного типа в прибрежной и морской зоне. Комплекс по производству сжиженного природного газа (СПГ) содержит по меньшей мере два основания гравитационного типа 4-6 (ОГТ), на каждом из которых расположена технологическая линия 1-3 сжижения природного газа с применением смешанного хладагента, включающая установки приема и подготовки сырьевого газа, установки стабилизации газового конденсата, установки осушки газа и удаления ртути, установки выделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), систему подготовки и сжатия хладагентов и установку сжижения. По меньшей мере на одном ОГТ 4 (5, 6) технологическая линия 1 (2, 3) включает установку фракционирования для получения компонентов смешанного хладагента из ШФЛУ и по меньшей мере в одном соответствующем ОГТ 4 (5, 6) расположено по меньшей мере по одному резервуару для каждого компонента смешанного хладагента. В каждом ОГТ 4 (5, 6) расположен по меньшей мере один резервуар для хранения СПГ. По меньшей мере в одном ОГТ 4 (5, 6) расположен по меньшей мере один резервуар для хранения стабилизированного газового конденсата (СГК). По меньшей мере на одном ОГТ имеется причал 7 (8) для отгрузки СПГ и СГК в танкеры. По меньшей мере по одному резервуару для каждого компонента смешанного хладагента соединены трубопроводами с системами подготовки и сжатия хладагентов всех технологических линий с образованием единой системы подпитки компонентами смешанных хладагентов. По меньшей мере один резервуар для хранения СГК соединен трубопроводами с установками стабилизации конденсата всех технологических линий с образованием единой системы хранения и отгрузки СГК. Резервуары для хранения СПГ соединены друг с другом трубопроводами с образованием единой системы хранения и отгрузки СПГ. Изобретение позволяет исключить избыточное дублирование оборудования за счет создания единых для всего комплекса технических систем. 9 з.п. ф-лы, 14 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к производственным сооружениям и может быть использовано при создании комплексов по производству сжиженного природного газа (СПГ) на основании гравитационного типа в прибрежной и морской зоне.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время существует несколько видов производственных комплексов по переработке углеводородного сырья в прибрежной и морской зоне, в частности, заводов по сжижению природного газа (заводов СПГ) на плавучих и гравитационных основаниях.
Распространенным техническим решением является производственный комплекс СПГ, который представляет собой плавучую установку для добычи, подготовки и сжижения природного газа, хранения и отгрузки СПГ. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки СПГ (FLNG) применяется для разработки морских месторождений природного газа и устанавливается в море, непосредственно на месторождении посредством якорной и/или швартовной системы. Такие плавучие установки не применяются в акватории с тяжелыми ледовыми условиями из-за невозможности обеспечить надежное позиционирование, необходимое для соединения с подводной трубопроводной арматурой, в условиях подвижек льда, поэтому применение заводов СПГ на плавучем основании ограничено разработкой шельфовых месторождений в незамерзающих морях. Кроме того, производительность плавучих установок ограничена их размерами, на них помещается не более одной технологической линии, что требует размещения полного набора основного и вспомогательного оборудования для обеспечения работы этой линии и в тоже время ограничивает возможности по резервированию критически важного оборудования.
Примером завода СПГ на основании гравитационного типа (ОГТ) может служить прибрежный завод для производства, хранения и отгрузки СПГ (US 2016/0231050 A1, опубликовано 11.08.2016), в котором оборудование для производства СПГ расположено на верхней палубе основания гравитационного типа, а увеличение мощности завода обеспечивается за счет размещения дополнительного оборудования на заранее предусмотренных участках верхней плиты ОГТ и/или за счет дополнительных технологических установок на отдельных основаниях, установленных на дне моря или на берегу поблизости от ОГТ, на котором расположена большая часть технологического оборудования. Недостатки данной конструкции заключаются в следующем.
1. Большие размеры ОГТ для размещения дополнительного оборудования.
2. Размещение оборудования, составляющего единую производственную линию, в нескольких местах, что увеличивает длину коммуникаций и затрудняет эксплуатацию завода.
3. Дублирование оборудования при увеличении мощности завода.
4. Невозможность использовать оборудование каждой из производственных линий для резервирования оборудования производственного комплекса в целом.
Наиболее близкой к предложенному комплексу является завод СПГ на трех основаниях гравитационного типа (ОГТ), на каждом из которых размещена отдельная производственная линия (Проект «Арктик СПГ 2». Оценка воздействия на окружающую среду, социально-экономическую среду, здоровье населения. Резюме нетехнического характера. Подготовлено: Ramball CIS. Август 2020 г., стр. 10-12. http://arcticspg.ru/%D0%A0%D0%B5%D0%B7%D1%8E%D0%BC%D0%B5%20%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B0/Arctic%20LNG%202%20NTS%20v3_final%20report_RUS_clean.pdf). Завод СПГ содержит три основания гравитационного типа (ОГТ), на каждом ОГТ расположена технологическая линия сжижения природного газа с применением смешанного хладагента, включающая установки стабилизации газового конденсата, установки удаления ртути, удаления кислых газов и осушки газа, установки выделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и установку сжижения и установку фракционирования для получения компонентов смешанного хладагента из ШФЛУ, в каждом ОГТ расположены по меньшей мере один резервуар для хранения СПГ и по меньшей мере один резервуар для хранения стабилизированного газового конденсата (СГК), а также в каждом ОГТ расположено по меньшей мере по одному резервуару для каждого компонента смешанного хладагента, кроме того, на каждом ОГТ имеется причал для отгрузки СПГ и СГК.
Недостатком данного сооружения является дублирование технологического оборудование на всех трех производственных линиях, а также невозможность использовать оборудование каждой из производственных линий для резервирования оборудования производственного комплекса в целом.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагаемое изобретение решает техническую проблему дублирования оборудования на комплексах по производству СПГ, состоящих из двух и более технологических линий, каждая из которых размещена на отдельном ОГТ.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в обеспечении возможности исключить избыточное дублирование оборудования за счет создания единых для всего комплекса технических систем. Частные случаи выполнения комплекса также позволяют обеспечить необходимое резервирование критически важных систем за счет возможности использовать оборудование, расположенное на одном из ОГТ, для обеспечения работы производственных линий на других ОГТ.
Технический результат достигается комплексом по производству сжиженного природного газа (СПГ), содержащим по меньшей мере два ОГТ, на каждом из которых расположена технологическая линия сжижения природного газа с применением смешанного хладагента, включающая установки приема и подготовки сырьевого газа, установки стабилизации газового конденсата, установки осушки газа и удаления ртути, установки выделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), систему подготовки и сжатия хладагентов и установку сжижения. При этом по меньшей мере на одном ОГТ технологическая линия включает установку фракционирования для получения компонентов смешанного хладагента из ШФЛУ и по меньшей мере в одном соответствующем ОГТ расположено по меньшей мере по одному резервуару для каждого компонента смешанного хладагента. В каждом ОГТ расположен по меньшей мере один резервуар для хранения СПГ. По меньшей мере в одном ОГТ расположен по меньшей мере один резервуар для хранения стабилизированного газового конденсата (СГК). По меньшей мере на одном ОГТ имеется причал для отгрузки СПГ и СГК в танкеры.
Согласно изобретению, по меньшей мере по одному резервуару для каждого компонента смешанного хладагента соединены трубопроводами с системами подготовки и сжатия хладагентов всех технологических линий с образованием единой системы подпитки компонентами смешанных хладагентов, по меньшей мере один резервуар для хранения СГК соединен трубопроводами с установками стабилизации конденсата всех технологических линий с образованием единой системы хранения и отгрузки СГК, резервуары для хранения СПГ соединены друг с другом трубопроводами с образованием единой системы хранения и отгрузки СПГ.
Возможны следующие частные случаи исполнения комплекса.
Комплекс может содержать два ОГТ, при этом указанная установка фракционирования расположена на одной или каждой из двух технологической линии, а по меньшей мере один резервуар для каждого компонента смешанного хладагента расположен в одном или каждом из двух ОГТ.
Комплекс может содержать по меньшей мере три ОГТ, при этом указанные установки фракционирования расположены по меньшей мере на двух технологических линиях и по меньшей мере по одному резервуару для каждого компонента смешанного хладагента расположены по меньшей мере на двух соответствующих ОГТ.
В случае, когда комплекс содержит два ОГТ, по меньшей мере один резервуар для хранения СГК расположен на одном или каждом из двух ОГТ.
В случае, когда комплекс содержит по меньшей мере три ОГТ, по меньшей мере один резервуар для хранения СГК расположен по меньшей мере на двух ОГТ.
Также в случае, когда комплекс содержит по меньшей мере три ОГТ, причалы для отгрузки СПГ и СГК имеются по меньшей мере на двух ОГТ.
Каждая технологическая линия может включать систему азота, включающую воздухоразделительную установку, резервуар для хранения азота и испаритель азота, при этом одна из технологических линий включает также резервную воздухоразделительную установку, а системы азота соединены трубопроводами с образованием единой системы снабжения азотом.
Каждая технологическая линия может включать установки воздушных компрессоров, при этом две технологические линии включают резервную установку воздушных компрессоров, а установки воздушных компрессоров соединены трубопроводами с образованием единой системы снабжения сжатым воздухом.
Каждая технологическая линия может включать установку осушителей воздуха, при этом две технологические линии включают резервную установку осушителей воздуха, а установки осушителей воздуха соединены трубопроводами с образованием единой системы осушенного воздуха.
Целесообразно размещать электростанцию на каждом ОГТ, при этом все электростанции соединены кабелями с образованием единой системы электроснабжения, каждая электростанция включает газотурбинные генераторы (ГТГ), а две электростанции включают резервные ГТГ, по одному на каждой электростанции.
ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показана схема производственного комплекса на ОГТ
На фиг. 2 - схема технологической линии на ОГТ, вид сверху
На фиг. 3 - поперечный разрез по А-А на фиг. 1
На фиг. 4 - продольный разрез по Б-Б на фиг. 1
На фиг. 5 - технологическая схема производства СПГ (часть 1)
На фиг. 6 - технологическая схема производства СПГ (часть 2)
На фиг. 7 - технологическая схема хранения и отгрузки СПГ и СГК
На фиг. 8 - схема системы хранения и отгрузки СГК
На фиг. 9 - схема системы фракционирования ШФЛУ и подпитки компонентов смешанного хладагента
На фиг. 10 - схема системы хранения и отгрузки СПГ
На фиг. 11 - схема системы азота
На фиг. 12 - схема системы электроснабжения
На фиг. 13 - схема установок воздушных компрессоров
На фиг. 14 - схема установок осушителей воздуха
Номера позиций на чертежах:
1. Технологическая линия (верхнее строение ОГТ)
2. Технологическая линия (верхнее строение ОГТ)
3. Технологическая линия (верхнее строение ОГТ)
4. ОГТ
5. ОГТ
6. ОГТ
7. Причал для танкеров
8. Причал для танкеров
9. Соединительная эстакада
10. Факел высокого давления
11. Объекты общезаводского хозяйства
12. Центральная часть ОГТ
13. Верхняя плита центральной части ОГТ
14. Выступающая часть ОГТ
15. Фундаментная плита ОГТ
16. Вертикальная стена ОГТ
17. Отсек для хранения СПГ
18. Отсек для хранения СГК
19. Внутренние балластные отсеки
20. Внешние балластные отсеки
21. Внутренние балластные отсеки под промежуточной опорной плитой резервуара для хранения СПГ
22. Основание для установки ОГТ
23. Крепление дна
24. Опора верхнего строения
25. Резервуар для хранения СПГ
26. Опорная плита резервуара для хранения СПГ
27. Резервуары для хранения компонентов смешанного хладагента
28. Установка приемных сооружений
29. Установка осушки газа
30. Установка удаления ртути
31. Установка выделения ШФЛУ
32. Установка фракционирования
33. Установка сжижения газа
34. Установка компрессоров смешанного хладагента (линия A)
35. Установка компрессоров смешанного хладагента (линия Б)
36. Установка компрессоров отпарного газа
37. Установка топливного газа
38. Установка системы теплоносителя
39. Соединительный модуль (1)
40. Соединительный модуль (2)
41. Соединительный модуль (3)
42. Соединительный модуль (4)
43. Электростанция
44. Аварийные дизельные генераторы
45. Установка систем азота
46. Установки воздушных компрессоров
47. Установки осушителей воздуха
48. Система подпитки компонентов смешанного хладагента
49. Воздухоразделительная установка
50. Резервуар для хранения азота
51. Испаритель азота
52. Газотурбинный генератор.
ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Комплекс по производству сжиженного природного газа (СПГ) на основаниях гравитационного типа (ОГТ) представляет собой совокупность технологического, инженерного и вспомогательного оборудования для производства, хранения и отгрузки СПГ и СГК. Комплекс может состоять из двух или более технологических линий, расположенных на основаниях гравитационного типа (ОГТ).
На чертежах приведен пример комплекса, который состоит из трех технологических линий 1, 2 и 3, каждая из которых размещена на отдельном ОГТ 4, 5 и 6 (фиг. 1). При этом каждая технологическая линия 1 (2, 3) вместе с соответствующим ОГТ 4 (5, 6) является устройством полной заводской готовности, которое изготавливается на специализированном предприятии и доставляется на место размещения методом буксировки в плавучем состоянии. Технологическая линия 1 (2) на ОГТ 4 (5) может быть оборудована причалом 7 (8) для отгрузки продукции на танкеры (фиг. 2). На месте размещения ОГТ 4-6 устанавливаются у специализированных причальных набережных на специально подготовленные основаниях 22 на дне водного объекта (фиг. 3, 4). Технологические линии 1-3 на ОГТ 4-6 соединяются между собой посредством трубопроводов и кабелей, проложенных по эстакадам 9, что обеспечивает интеграцию технологических линий 1-3 в единый производственный комплекс. Каждое ОГТ также соединяется с берегом посредством эстакад и мостиков, что обеспечивает прокладку коммуникаций на берег без применения подводных трубопроводов и/или протяженных надводных эстакад, лёгкий доступ к производственному комплексу и возможность быстрой эвакуации персонала. Размещение вблизи береговой линии обеспечивает более простую и дешевую интеграцию с береговыми объектами, в том числе с месторождением углеводородов, являющимся источником сырья для производственного комплекса.
На берегу вблизи от технологических линий 1-3 размещается факел 10 высокого давления и объекты 11 общезаводского хозяйства, которые являются общими для всего комплекса (фиг. 1, 7).
Каждая технологическая линия 1-3 представляет собой расположенное на ОГТ 4-6 верхнее строение - технологическое оборудование в модульном исполнении (фиг. 2, 3 и 4). Основными технологическими установками, на которых осуществляется последовательность технологических операций по подготовки и сжижению газа, являются (фиг. 2, 5, 6): установка 28 приемных сооружений, включающая установки приема и подготовки сырьевого газа и установку стабилизации газового конденсата, установка 29 осушки газа и установка 30 удаления ртути, установка 31 выделения ШФЛУ и установка 32 фракционирования, установка 33 сжижения газа, установки 34 и 35 компрессоров смешанного хладагента, установка 36 компрессоров отпарного газа, установка 37 топливного газа и установка 38 системы теплоносителя.
Основные технологические установки, расположенные по противоположным сторонам ОГТ, а также электростанция 43, аварийные дизельные генераторы 44, установка 45 системы азота, установки 46 воздушных компрессоров и установки 47 осушителей воздуха соединяются трубопроводами, кабельными трассами и мостиками через соединительные модули 39-42.
ОГТ 4-6 представляет собой объемную железобетонную конструкцию, выполняющую функцию хранилища для добываемого и переработанного сырья, а также вспомогательных веществ и материалов, служащую основанием для верхнего строения - технологической линии 1-3 и предназначенную для установки на дне водного объекта под действием собственного веса. Центральная часть 12 ОГТ имеет форму прямоугольного параллелепипеда и имеет верхнюю плиту 13 (фиг. 3 и 4).
С боковых сторон центральной части 12 по всему периметру расположена выступающая часть 14 ОГТ с вертикальными внешними стенами. Центральная и выступающая части 12 и 14 ОГТ имеют общую нижнюю фундаментную плиту 15, а высота выступающей части 14 меньше высоты центральной части 12 ОГТ.
Центральная часть 12 ОГТ разделена на отсеки вертикальными продольными и поперечными стенами 16. Часть отсеков, например, отсеки 17 и 18, используются для хранения продукции - СПГ и СГК, а часть отсеков, например, отсеки 19, 20 и 21 - для размещения водяного балласта. Выступающая часть 14 ОГТ разделена вертикальными стенами, перпендикулярными ее внешним стенам, на отсеки 20, которые расположены по периметру ОГТ и также включены в балластную систему.
На верхней плите 13 ОГТ расположены железобетонные опоры 24, на которых установлены модули верхнего строения.
ОГТ 4-6 имеет способность находиться в плавучем состоянии при транспортировке по акватории на место установки интегрированного производственного комплекса и может выдержать воздействие льда в акватории с ледовым режимом. Переход ОГТ 4-6 от плавучего состояния к стационарному на месте установки на основание 22 обеспечивается за счет заполнения водой балластных отсеков 19, 20 и 21.
Во избежание размыва основания под ОГТ 4-6 и дна акватории, на дне вокруг ОГТ 4-6 может быть установлено крепление дна 23 в виде габионов или иных изделий аналогичного назначения (фиг. 3).
Технологический процесс комплекса по производству СПГ на ОГТ (фиг. 5) не имеет принципиальных отличий от процессов по сжижению газа с применением смешанного хладагента, которые применяются на береговых заводах. Каждая технологическая линия для сжижения природного газа с применением смешанного хладагента содержит установку 28 приемных сооружений, включающую оборудование для приема и подготовки сырьевого газа, а также стабилизации газового конденсата. Сырьевой газ и конденсат с месторождения поступают по трубопроводам через эстакаду 9 на установку 28 приемных сооружений, где производится прием сырьевого газа и регулирование давления, сепарация от конденсированных жидкостей (углеводородов и воды), удаление из сырьевого газа двуокиси углерода, сероводорода, метанола и прочих примесей, а также стабилизация газового конденсата.
Стабилизированный газовый конденсат (СГК) поступает на хранение в резервуар емкостью около 75 тыс. м3 (фиг. 3, 7). В качестве резервуара для хранения СГК используется по меньшей мере один бетонный отсек 18 размерами 135 × 30 × 30 м, ограждающие конструкции которого играют роль защитного барьера. Хранение СГК осуществляется «мокрым» способом, на водяной подушке. В этом случае, нижний слой хранимого продукта, толщиной около одного метра, рассматривается как зона смешивания, которая обеспечивает гарантированное разделение воды и хранимого продукта в ходе грузовых операций. В отсеке 18 создается небольшое избыточное давление (по сравнению с нормальным атмосферным давлением) за счет азотной подушки в верхней части отсека, что препятствует проникновению воздуха в отсек и исключает возможность формирования пожаро- и взрывоопасной газовой смеси с парами хранимой углеводородной продукции.
При этом система хранения и отгрузки СГК (фиг. 8) является общей для всего технологического комплекса, конденсат может перекачиваться между по меньшей мере двумя технологическими линиями через береговые трубопроводы, поэтому резервуар (резервуары) для хранения СГК могут быть расположены не в каждом ОГТ. В случае если комплекс содержит два ОГТ, резервуары для хранения СГК могут находиться как в одном из них, так и в обоих. В случае по меньшей мере трех ОГТ указанные резервуары для хранения СГК находятся по меньшей мере в двух ОГТ, а в данном примере только в ОГТ 4 и 5, куда СГК поступает на хранение и с третьей технологической линии 3, где резервуаров для хранения конденсата нет.
Подготовленный сырьевой газ последовательно подается на установку 29 осушки газа и установку 30 удаления ртути, на которых из сырьевого газа удаляется ртуть, влага и остатки метанола, после чего газ поступает на установку 31 выделения широкой фракции лёгких углеводородов (ШФЛУ). На установке 31 выделения ШФЛУ из подготовленного газа перед подачей на сжижение выделяются этан, пропан, бутан и фракции СГК.
По меньшей мере на одной технологической линии размещена установка 32 фракционирования ШФЛУ. Полученные на ней этан, пропан, бутан используются для восполнения компонентов смешанного хладагента. При этом система 48 подпитки компонентами смешанного хладагента является общей для всего технологического комплекса. Компоненты хладагентов могут перекачиваться между технологическими линиями через береговые трубопроводы. В случае наличия в комплексе двух ОГТ и двух технологических линий установка фракционирования может быть размещена как на одной, так и на обеих технологических линиях. В случае по меньшей мере трех технологических линий достаточно разместить установки фракционирования по меньшей мере на двух из них. В данном примере установки фракционирования размещены на первой и второй технологических линиях 1 и 2 (фиг.9), в которых выделенные из газа углеводороды фракционируются с получением фракций этана, пропана и бутанов. Оставшиеся стабилизированные тяжелые углеводороды подаются в резервуары для хранения СГК - отсеки 18.
Для хранения компонентов смешанного хладагента по меньшей мере в одном ОГТ, в случае по меньшей мере трех ОГТ - по меньшей мере в двух ОГТ, а в данном примере в первом и втором ОГТ 4 и 5 предусмотрены отдельные резервуары 27, по меньшей мере по одному для каждого компонента смешанного хладагента, из которых осуществляется подпитка компонентов смешанного хладагента на всех трёх технологических линиях 1-3, в том числе на технологической линии 3, где установки фракционирования и резервуаров для хранения компонентов смешанного хладагента не предусмотрено (фиг. 9). ШФЛУ, извлеченная на третьем ОГТ 6, возвращается в поток подготовленного газа на установку сжижения или направляется на установки фракционирования ШФЛУ, расположенные на ОГТ 4 или 5. В случае наличия двух ОГТ резервуары для каждого компонента смешанного хладагента могут быть расположены в одном или двух ОГТ, на которых установлена установка (установки) фракционирования. В случае по меньшей мере трех ОГТ наличие установок фракционирования и резервуаров для каждого компонента смешанного хладагента по меньшей мере на двух технологических линиях (1 и 2) позволяет обеспечить дублирование этого критически важного оборудования. Все резервуары 27 для каждого компонента смешанного хладагента соединены трубопроводами с системами подготовки и сжатия хладагентов всех технологических линий с образованием единой системы 48 подпитки компонентами смешанных хладагентов.
Подготовленный газ подается на установку 33 сжижения, где последовательно расположены три спиральновитых теплообменника, в которых производится охлаждение газа с последующим дросселированием и получением сжиженной фракции (СПГ) и отпарного газа. Охлаждение газа в теплообменниках осуществляется за счет трех различных по составу смешанных хладагентов, представляющих собой смеси азота, метана, этана, пропана и бутана. Сжиженный газ поступает в резервуары 25 для хранения СПГ, расположенные в каждом ОГТ 4-6. Резервуары 25 для хранения СПГ соединены друг с другом трубопроводами с образованием единой системы хранения и отгрузки СПГ. Система хранения и отгрузки СПГ (фиг. 7, 10) является общей для всего производственного комплекса, СПГ может перекачиваться между резервуарами 25 в различных ОГТ через береговые трубопроводы, что позволяет максимально использовать суммарную ёмкость резервуаров.
Внутри каждого ОГТ 4-6 установлен по меньшей мере один, предпочтительно два резервуара 25 для хранения СПГ емкостью по 115 тыс. м3. Таким образом, суммарный объем резервуаров 25 в составе производственного комплекса составляет около 690 тыс. м3. Для хранения СПГ применяются резервуары мембранного типа. В этом случае внутрь бетонного отсека 17 устанавливается резервуар 25 (фиг. 3, 4), состоящий из металлической мембраны из нержавеющей стали или инвара (железоникелевого сплава), отделенной от бетонных конструкций слоем теплоизоляции. Слой теплоизоляции располагается прямо на верхней и промежуточной опорной плитах 13 и 26 и стенах 16 ОГТ, передавая нагрузки от резервуара 25 и содержащегося в нём СПГ на указанные ограждающие конструкции. Таким образом, плиты и стены ОГТ являются несущими конструкциями мембранных резервуаров 25, образуя единую конструкцию с ними. Для предотвращения утечек днище и боковые поверхности мембранных резервуаров 25 содержат вторичный барьер в виде дополнительной мембраны, установленной внутри слоя теплоизоляции.
Аналогичную мембранную конструкцию, но меньший объем, имеют резервуары для хранения этана, который является компонентом смешанного хладагента. В ОГТ 4 и 5 установлено по одному резервуару этана емкостью около 1,2 тыс. м3 каждый (фиг. 3 и 9).
Для других компонентов смешанного хладагента - бутана и пропана, применяются самонесущие резервуары, установленные в отсеках ОГТ 4 и 5. На указанных двух ОГТ 4 и 5 установлено по одному резервуару для хранения бутана емкостью 280 м3 каждый и по одному резервуару для хранения пропана емкостью 280 м3 каждый (фиг. 3 и 9).
Расположение резервуаров 27 для каждого компонента смешанного хладагента внутри ОГТ выполнено максимально близко к соответствующим технологическим установкам, в которых эти компоненты используются, что позволяет оптимизировать длины и массы трубопроводов, кабелей электрообогрева и изоляции.
Подготовка и сжатие хладагента осуществляется на установках компрессоров смешанного хладагента 34 и 35 (фиг. 6). Каждый их трех холодильных циклов смешанного хладагента оснащен двумя параллельными линиями А и Б в виде двух отдельных установок, мощностью по 50% от полной. Это позволяет производственному комплексу работать на мощности в 50% даже в случае отключения половины компрессорных установок.
При этом компрессоры на каждой из установок выполнены по два на одном валу и на одной раме. Каждая такая пара компрессоров приводится в движение от одного газотурбинного привода, что уменьшает количество газотурбинных приводов, при этом все приводы имеют одинаковую мощность и полностью унифицированы, что упрощает их эксплуатацию и ремонт.
Для производства хладагента используются этан, пропан и бутан, которые извлекаются из ШФЛУ на установках 32 фракционирования и хранятся в резервуарах 27 на ОГТ 1 и 2 для обеспечения подпитки. Подпитка метаном обеспечивается за счет подготовленного сырьевого газа и отпарного газа. Азот для подпитки хладагента производится на комплексной установке 45 системы азота, включающей воздухоразделительные установки 49 с системами очистки и осушки воздуха, резервуары 50 для хранения жидкого азота и испарители 51 жидкого азота (фиг. 11). При этом на технологической линии 1 предусматриваются комплексные воздухоразделительные установки 49 в конфигурации 2х100% (одна установка в работе, одна в резерве), в то время как технологические линиях 2 и 3 оснащены воздухоразделительными установками 49 в конфигурации 1×100%. Резервирование получения азота для всего технологического комплекса обеспечивается за счет технологической линии 1 и возможности перекачки азота между технологическими линиями. Помимо подпитки смешанного хладагента, азот применяется для создания инертной среды и газовых подушек, продувки, уплотнений компрессоров, а также в качестве резервного источника продувочного газа.
Отпарной газ, который образуется в установке 33 сжижения, в резервуарах 25 для хранения СПГ, а во время отгрузки СПГ - также в танках судна-газовоза, подается на установку 36 компрессоров отпарного газа, на котором осуществляется сжатие и распределение отпарного газа. Часть отпарного газа используется для подготовки в установке 37 топливного газа, основным потребителем которого являются газовые турбины, установленные на электростанции и на установках компрессоров смешанного хладагента.
Система электроснабжения является общей для всего производственного комплекса (фиг. 12). Основой системы являются газотурбинные электростанции 43 в составе каждой технологической линии 1-3. При этом на электростанциях 43 в составе технологических линий 1 и 2 установлено по три газотурбинных генератора 52 (ГТГ), в том числе два в работе и один в резерве, а на технологической линии 3 два ГТГ 52. В ГТГ 52 электростанции и в турбинных приводах компрессоров смешанного хладагента применяются унифицированные газовые турбины, что упрощает и удешевляет эксплуатацию оборудования и его сервисное обслуживание. Газовые турбины оснащены установками утилизации отходящего тепла, которое используется для нагрева теплоносителя в установке 38 системы теплоносителя.
Резервным источником электроснабжения является аварийные дизельные генераторы 44. Объединение электростанций 43 трех технологических линий в единую систему энергоснабжения с помощью кабелей, проходящих по эстакаде 9, позволяет обеспечить резервирование электрогенерации по схеме N+2.
Аналогичный принцип резервирования применяется для воздушных компрессоров и осушителей воздуха, для чего системы подачи воздуха трех технологических линий соединяются между собой.
Установки 46 воздушных компрессоров предусматриваются для технологических линий 1 и 2 в конфигурации 3×50% (две в работе, одна в резерве), в то время как установки 46 воздушных компрессоров технологической линии 3 предусматриваются в конфигурации 2×50% (фиг. 13). Резервирование установок компрессоров воздуха технологической линии 3 осуществляется за счет резервных мощностей технологических линий 1 и 2.
Установки 47 осушителей воздуха предусмотрены на каждой технологической линии, при этом на двух из них предусмотрены резервные установки осушителей воздуха. На технологических линиях 1 и 2 указанные установки предусматриваются в конфигурации 3×50% (две в работе, одна в резерве), в то время как установки осушителей воздуха технологической линии 3 предусматриваются в конфигурации 2×50% (фиг. 14). Резервирование комплектной установки 47 осушителей воздуха технологической линии 3 осуществляется за счет мощностей резервных установок 47 осушителей воздуха технологических линий 1 и 2. Осушенный воздух используется для нагнетания давления в газотурбинных двигателях и обеспечения буферного воздуха для муфт газотурбинных приводов компрессоров смешанного хладагента.
Отгрузка СПГ осуществляется в танкеры для перевозки сжиженного газа через причалы 7 и 8, которые предусмотрены не на всех технологических линиях, в частности, на технологических линиях 1 и 2 и ОГТ 4 и 5 (фиг. 1, 10). Через эти же причалы 7, 8 осуществляется отгрузка СГК (фиг. 8). Отгрузка продукции с технологической линии 3 осуществляется через причалы на технологических линиях 1 и 2 по системам хранения и отгрузки СПГ и СГК.
Причалы 7, 8 для отгрузки интегрированы с конструкцией ОГТ 4, 5 и верхнего строения. На выступающей части 14 с причальной стороны ОГТ установлены отбойные устройства и технологическая площадка со стендерами и иным морским и технологическим оборудованием, обеспечивающим отгрузку СПГ и СГК. На причальной стороне ОГТ размещены швартовные устройства для швартовки танкера. В акватории рядом с причалом 7, 8 может быть предусмотрено крепление дна 23, защищающее донный грунт от размыва винтами судов (фиг. 3).
Технологические линии 1-3 соединяются между собой кабельными трассами и трубопроводами, проложенными по эстакаде 9 на причальной набережной. Через эту же эстакаду 9 осуществляется соединение производственного комплекса с месторождением и другими объектами, расположенными на берегу.
1. Комплекс по производству сжиженного природного газа (СПГ), содержащий по меньшей мере два основания гравитационного типа (ОГТ), на каждом ОГТ расположена технологическая линия для сжижения природного газа с применением смешанного хладагента, включающая установки приема и подготовки сырьевого газа, установки стабилизации газового конденсата, установки осушки газа и удаления ртути, установки выделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), систему подготовки и сжатия хладагентов и установку сжижения,
при этом по меньшей мере на одном ОГТ указанная технологическая линия включает установку фракционирования для получения компонентов смешанного хладагента из ШФЛУ,
и по меньшей мере в одном соответствующем ОГТ расположено по меньшей мере по одному резервуару для каждого компонента смешанного хладагента,
в каждом ОГТ расположен по меньшей мере один резервуар для хранения СПГ,
по меньшей мере в одном ОГТ расположен по меньшей мере один резервуар для хранения стабилизированного газового конденсата (СГК),
и по меньшей мере на одном ОГТ имеется причал для отгрузки СПГ и СГК,
отличающийся тем, что
по меньшей мере по одному резервуару для каждого компонента смешанного хладагента соединены трубопроводами с системами подготовки и сжатия хладагентов всех технологических линий с образованием единой системы подпитки компонентами смешанных хладагентов,
по меньшей мере один резервуар для хранения СГК соединен трубопроводами с установками стабилизации конденсата всех технологических линий с образованием единой системы хранения и отгрузки СГК,
резервуары для хранения СПГ соединены трубопроводами с образованием единой системы хранения и отгрузки СПГ.
2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что содержит два ОГТ, указанная установка фракционирования расположена на одной или каждой из двух технологических линий, а по меньшей мере один резервуар для каждого компонента смешанного хладагента расположен в одном или каждом из двух ОГТ.
3. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере три ОГТ, а указанные установки фракционирования расположены по меньшей мере на двух технологических линиях и по меньшей мере по одному резервуару для каждого компонента смешанного хладагента расположены по меньшей мере на двух соответствующих ОГТ.
4. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что содержит два ОГТ, а по меньшей мере один резервуар для хранения СГК расположен на одном или каждом из двух ОГТ.
5. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере три ОГТ, а по меньшей мере один резервуар для хранения СГК расположен по меньшей мере на двух ОГТ.
6. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере три ОГТ, а причалы для отгрузки СПГ и СГК имеются по меньшей мере на двух ОГТ.
7. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что каждая технологическая линия включает систему азота, включающую воздухоразделительную установку, резервуар для хранения азота и испаритель азота, а одна из технологических линий включает также резервную воздухоразделительную установку, при этом системы азота соединены трубопроводами с образованием единой системы снабжения азотом.
8. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что каждая технологическая линия включает установки воздушных компрессоров, а две технологические линии включают резервную установку воздушных компрессоров, при этом установки воздушных компрессоров соединены трубопроводами с образованием единой системы снабжения сжатым воздухом.
9. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что каждая технологическая линия включает установку осушителей воздуха, а две технологические линии включают резервную установку осушителей воздуха, при этом установки осушителей воздуха соединены трубопроводами с образованием единой системы осушенного воздуха.
10. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что на каждом ОГТ расположена электростанция, и все электростанции соединены кабелями с образованием единой системы электроснабжения, при этом каждая электростанция включает газотурбинные генераторы (ГТГ), а две электростанции включают резервные ГТГ, по одному на каждой электростанции.
