https://www.asiachmical.com/lng-plant/lng-processing-plant.html
1. قدرتی گیس کی مائعات کے عمل کی درجہ بندی
فی الحال، قدرتی گیس کی مائعات کے عمل کی اقسام بنیادی طور پر ان کے افعال اور ریفریجریشن کے طریقوں کی بنیاد پر تقسیم ہیں۔
(1) ان کے افعال کے مطابق، انہیں بنیادی لوڈ لیکیفیکشن یونٹس اور چوٹی شیونگ لیکیفیکشن یونٹس میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ چھوٹے پیمانے پر ایل این جی یونٹس چوٹی شیونگ لیکویفیکشن یونٹس سے تعلق رکھتے ہیں۔
(2) ریفریجریشن کے طریقہ کار کے مطابق، اس میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: ① جھرنا مائع عمل؛ ② مخلوط ریفریجرینٹ لیکیفیکشن کا عمل، بشمول بند، کھلا، پروپین پری کولنگ، CII، وغیرہ؛ ③ ایکسپینڈر کے ساتھ لیکویفیکشن کا عمل، بشمول قدرتی گیس کی توسیع، نائٹروجن کی توسیع، نائٹروجن میتھین کی توسیع وغیرہ۔
تاہم، مندرجہ بالا تقسیم سخت نہیں ہے، اور عام طور پر ایک جامع عمل اپنایا جاتا ہے جس میں اوپر بیان کردہ مختلف مائعات کے عمل کے بعض حصوں کے مختلف مجموعے شامل ہوتے ہیں، اور ہر طریقہ متعدد اقسام پر مشتمل ہوتا ہے۔
2. قدرتی گیس لیکویفیکشن پلانٹس کی اقسام اور ساخت
قدرتی گیس لیکیفیکشن یونٹس کی اقسام میں بنیادی طور پر بیس لوڈ لیکیفیکشن یونٹس، چوٹی شیونگ لیکیفیکشن یونٹس، فلوٹنگ ایل این جی پروڈکشن اسٹوریج اور ان لوڈنگ یونٹس اور ایل این جی وصول کرنے والے ٹرمینلز شامل ہیں اور ان کی تعریفیں درج ذیل ہیں۔
(1) بنیادی لوڈ لیکیفیکشن پلانٹ: مقامی استعمال یا بیرونی نقل و حمل کے لیے تیار کیے جانے والے بڑے پیمانے پر لیکیفیکشن پلانٹ سے مراد ہے۔
(2) چوٹی شیونگ لیکویفیکشن ڈیوائس: چوٹی کو شیو کرنے والے بوجھ کے لیے یا موسم سرما میں ایندھن کی سپلائی کو پورا کرنے کے لیے قدرتی گیس کے مائعات کے آلے سے مراد ہے، عام طور پر کم چوٹی کے بوجھ کے دوران اضافی قدرتی گیس کو مائع کرنا اور ذخیرہ کرنا اور چوٹی یا ہنگامی صورت حال میں استعمال کے لیے دوبارہ بخارات بنانا۔ حالات
(3) فلوٹنگ ایل این جی پروڈکشن، اسٹوریج اور ان لوڈنگ ڈیوائس: یہ مارجنل گیس فیلڈز اور آف شور گیس فیلڈز میں قدرتی گیس لیکویفیکشن ڈیوائس کی ایک نئی قسم ہے۔ یہ کم سرمایہ کاری، مختصر تعمیراتی مدت اور آسان انہدام کے فوائد کے لیے پسند کیا جاتا ہے۔
(4) ایل این جی وصول کرنے والا ٹرمینل: اس آلہ سے مراد ہے جو ایل این جی کیریئرز کے ذریعے بنیادی لوڈ قدرتی گیس لیکویفیکشن ڈیوائس سے ایل این جی وصول کرتا ہے، جو عام طور پر ایل این جی ٹینک ٹاپ بوائل آف گیس BOG (Boil Off Gas) کے لیے لیکویفیکشن ریکوری سسٹم سے لیس ہوتا ہے۔
قدرتی گیس لیکویفیکشن پلانٹ عام طور پر قدرتی گیس کے پریٹریٹمنٹ پروسیس، لیکیفیکیشن پروسیس، اسٹوریج سسٹم، کنٹرول سسٹم اور فائر پروٹیکشن سسٹم پر مشتمل ہوتا ہے، جن میں سے لیکیفیکشن پروسیس قدرتی گیس لیکیفیکشن پلانٹ کا بنیادی حصہ ہے۔ بڑے پیمانے پر ایل این جی پلانٹس میں عام طور پر قدرتی گیس لیکویفیکشن پلانٹس کے کئی سیٹ شامل ہوتے ہیں، اور لیکویفیکشن پلانٹس کے ہر سیٹ میں متعدد پروڈکشن لائنیں ہوسکتی ہیں۔ مختلف مائعات کی اکائیوں کے مختلف پیداواری مقاصد کی وجہ سے، ان کی مخصوص ساخت میں قدرتی طور پر بڑے فرق ہیں۔
3. ایل این جی ریفریجریشن کا طریقہ
نام نہاد ریفریجریشن سے مراد کم درجہ حرارت (ماحولیاتی درجہ حرارت سے نیچے) ٹیکنالوجی بنانے کے لیے مصنوعی طریقوں کے استعمال سے ہے۔ ریفریجریشن کے طریقوں میں بنیادی طور پر درج ذیل تین شامل ہیں۔
(1) ریفریجریشن حاصل کرنے کے لیے مادی فیز ٹرانزیشن (جیسے پگھلنے، بخارات، سربلندی) کے اینڈوتھرمک اثر کا استعمال کریں۔ نام نہاد بخارات ریفریجریشن سے مراد ریفریجریشن حاصل کرنے کے لیے مائع بخارات کا استعمال ہے۔ وانپ ریفریجریشن کو تین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: وانپ کمپریشن (مکینیکل کمپریشن)، وانپ انجیکشن اور جذب۔ اس وقت، بخارات کمپریشن ریفریجریشن زیادہ تر استعمال کیا جاتا ہے.
(2) ریفریجریشن حاصل کرنے کے لیے گیس کی توسیع کے کولنگ اثر کا استعمال کریں۔ گیس کی توسیع ریفریجریشن فی الحال وسیع پیمانے پر ٹربائن توسیع ریفریجریشن کا استعمال کرتا ہے، اور تھروٹل والو ریفریجریشن اور گرمی الگ کرنے والے ریفریجریشن کا بھی استعمال کرتا ہے.
(3) ریفریجریشن حاصل کرنے کے لیے سیمی کنڈکٹرز کے تھرمو الیکٹرک اثر کا استعمال کریں۔
قدرتی گیس کے مائعات کے عمل میں، ریفریجریشن کے حصول کے لیے مائع بخارات اور گیس کی توسیع کا وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔ تھروٹلنگ ریفریجریشن میں استعمال کرنے کے لیے کافی زیادہ دباؤ والی توانائی ہونی چاہیے، اور کارکردگی کم ہے۔ یہ عام طور پر ان حالات میں استعمال ہوتا ہے جہاں خام گیس کا دباؤ زیادہ ہوتا ہے اور درکار مائع کی مقدار کم ہوتی ہے۔
4. عام قدرتی گیس کی مائعات کا عمل
مختلف مائعات کے عمل میں ریفریجریشن کے مختلف طریقے ہوتے ہیں۔ قدرتی گیس کی لیکیفیکیشن کے عمل میں، عام قدرتی گیس کی لیکیفیکشن کے عمل میں بنیادی طور پر جھرنوں کے لیکویفیکشن کا عمل، مخلوط ریفریجرینٹ لیکویفیکشن پروسیس اور ایکسپینڈر کے ساتھ لیکیفیکیشن کا عمل شامل ہوتا ہے، اور ان کے ریفریجریشن کے طریقے درج ذیل ہیں۔
(1) کیسکیڈ لیکیفیکشن کا عمل
یہ مختلف درجہ حرارت پر چلنے والے کئی اوورلیپنگ ریفریجریشن سائیکلوں پر مشتمل ہے، جس میں اعلی، درمیانے اور کم درجہ حرارت والے حصے بالترتیب اعلی، درمیانے اور کم درجہ حرارت والے ریفریجریٹس کا استعمال کرتے ہیں۔ اعلی درجہ حرارت والے حصے میں ریفریجرینٹ کے بخارات کو کم درجہ حرارت والے حصے میں ریفریجرینٹ کو گاڑھا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور کم درجہ حرارت والے حصے میں ریفریجرینٹ کو ٹھنڈک کی صلاحیت کو آؤٹ پٹ کرنے کے لیے دوبارہ بخارات بنا دیا جاتا ہے، اور یہ حصے کئی بخارات والے کنڈینسر کے ذریعے جڑے ہوتے ہیں۔ بخارات والا کمڈینسر اعلی درجہ حرارت والے حصے کا بخارات اور کم درجہ حرارت والے حصے کا کمڈینسر ہے۔ قدرتی گیس کے لیے
لیکویفیکشن کے لیے، پروپین، ایتھیلین اور میتھین کے ساتھ ریفریجرینٹس کے طور پر تین مراحل کا جھرن والا ریفریجریشن سائیکل زیادہ تر استعمال ہوتا ہے۔
(2) مخلوط ریفریجرینٹ لیکویفیکشن عمل
یہ عمل 1960 کی دہائی کے آخر میں جھرن ریفریجریشن کے عمل سے تیار ہوا تھا۔ ہائیڈرو کاربن مکسچر (N2, C1, C2, C3, C4, C5) زیادہ تر ریفریجرینٹ کے طور پر استعمال ہوتے ہیں تاکہ جھرن ریفریجریشن کے عمل میں متعدد خالص اجزاء کو تبدیل کیا جاسکے، اور مرکب کا تعین فیڈ گیس کی ساخت اور دباؤ کے مطابق کیا جاتا ہے۔ کثیر اجزاء کے مرکب میں بھاری اجزاء کی خصوصیات کا فائدہ اٹھاتے ہوئے پہلے اور ہلکے اجزاء کو بعد میں گاڑھا کرتے ہوئے، مختلف درجہ حرارت کی سطحوں کی ٹھنڈک کی صلاحیت کو ترتیب وار گاڑھا، الگ کرنے، تھروٹلنگ اور بخارات بنا کر حاصل کیا جا سکتا ہے، اور اس کے مطابق ملایا جا سکتا ہے۔ ریفریجرینٹ کو خام قدرتی گیس کے ساتھ ملایا جاتا ہے، مخلوط ریفریجریشن کے عمل کی دو قسمیں ہیں: بند اور کھلی۔
(3) توسیعی کے ساتھ لیکیفیکشن کا عمل
توسیعی ریفریجریشن سائیکل زیادہ تر ریورس بریٹن سائیکل کو اپناتا ہے۔ اس چکر میں، کام کرنے والے سیال کو کمپریسر کے ذریعے اندرونی طور پر کمپریس کیا جاتا ہے، کولر کے ذریعے ٹھنڈا کیا جاتا ہے، اور پھر اسے ٹربو ایکسپنڈر میں وسعت دی جاتی ہے اور سرد توانائی پیدا کرنے کے لیے کم درجہ حرارت کی ہوا کا بہاؤ حاصل کرنے کے لیے بیرونی کام کرتا ہے۔ قدرتی گیس کے مائعات کے عمل میں، توسیع ریفریجریشن بنیادی طور پر مندرجہ ذیل چار شکلوں کو اپناتا ہے: قدرتی گیس براہ راست توسیع ریفریجریشن، نائٹروجن توسیع ریفریجریشن، نائٹروجن-میتھین مخلوط توسیع ریفریجریشن، وغیرہ.
5. ریفریجریشن اصول اور ایکسپینڈر کے ساتھ لیکیفیکشن کے عمل کی خصوصیات
ایکسپینڈر سائیکل سے مراد ہائی پریشر ریفریجرینٹ اور کلاڈ سائیکل ریفریجریشن کو ٹربو ایکسپینڈر کی اڈیبیٹک توسیع کے ذریعے استعمال کرکے قدرتی گیس کے مائع کو محسوس کرنے کا عمل ہے۔ کلیدی سازوسامان ٹربو ایکسپینڈر ہے، جس میں ہائی ایسنٹروپک کارکردگی اور قابل بازیافت توسیعی کام کے فوائد ہیں۔ لہٰذا، یہ عمل چوٹی کو شیو کرنے والے ایل این جی پلانٹس کی طرف سے زیادہ پسند کیا جاتا ہے جس میں چھوٹے مائعات کی گنجائش ہوتی ہے، اور عام طور پر 7×104-70×104m3/d کی لیکیفیکشن صلاحیت والے آلات کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
ایکسپینڈر کے ساتھ لیکویفیکشن پروسیس ریفریجریشن کا بنیادی اصول یہ ہے: کام آؤٹ پٹ کرتے وقت گیس پھیلتی اور ٹھنڈی ہوتی ہے، جسے کمپریسر چلانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جب آلے میں داخل ہونے والی خام گیس اور آلے سے نکلنے والی تجارتی گیس کے درمیان "قدرتی" دباؤ کا فرق ہوتا ہے، تو اس عمل کو "بیرونی دنیا سے" توانائی کے ساتھ پورا کرنے کی ضرورت نہیں ہوگی، بلکہ "قدرتی" پر انحصار کیا جائے گا۔ ایکسپینڈر کے ذریعے ٹھنڈک حاصل کرنے کے لیے دباؤ کے فرق۔ مختلف ریفریجرینٹس کے مطابق، اسے نائٹروجن ایکسپینشن لیکویفیکشن پروسیس، نائٹروجن میتھین مکسڈ ایکسپینشن لیکیفیکشن پروسیس اور قدرتی گیس ڈائریکٹ ایکسپینشن لیکیفیکشن پروسیس میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔
(1) قدرتی گیس کی براہ راست توسیع لیکویفیکشن عمل
اس عمل سے مراد گیس فیلڈ سے ہائی پریشر والی قدرتی گیس کو براہ راست استعمال کرنے اور اسے ٹرانسمیشن پائپ لائن کے دباؤ تک توسیعی طور پر پھیلانے کا عمل ہے، اس طرح قدرتی گیس کی مائعات کے عمل کو محسوس کیا جاتا ہے۔ یہ خاص طور پر ان مواقع کے لیے موزوں ہے جہاں پائپ لائن کا دباؤ زیادہ ہے، اصل آپریٹنگ پریشر کم ہے، اور درمیان میں دباؤ کو کم کرنے کی ضرورت ہے۔ چونکہ قدرتی گیس کو پھیلانے والے میں داخل ہونے والی CO2 کو ہٹانے کی ضرورت نہیں ہے، لیکن اسے خام گیس کے مائع حصے سے صرف CO2 کو ہٹانے کی ضرورت ہے، اس لیے پریٹریٹمنٹ گیس کا حجم بہت کم ہو جاتا ہے۔ جب آلہ عام کام میں ہوتا ہے تو، سٹوریج ٹینک سے بخارات سے نکلنے والی قدرتی گیس کو ریٹرن گیس کمپریسر کے ذریعے کمپریس کیا جاتا ہے اور پھر اسے لیکویفیکشن کے لیے سسٹم میں واپس کر دیا جاتا ہے۔ یہ عمل ریفریجرینٹ کی خصوصی پیداوار، نقل و حمل اور ذخیرہ کرنے کی لاگت کو بچا سکتا ہے۔ اس میں سادہ عمل، کمپیکٹ آلات، چھوٹی سرمایہ کاری، لچکدار ایڈجسٹمنٹ اور قابل اعتماد آپریشن کے فوائد ہیں۔ تاہم، یہ لیکویفیکشن کا عمل کم درجہ حرارت، بڑی گردش کرنے والی گیس کی مقدار اور کم مائع کی شرح کو نائٹروجن کی توسیع کے لیکویفیکشن کے عمل کے طور پر حاصل نہیں کر سکتا، اور ایکسپینڈر کی کام کرنے والی کارکردگی خام مال گیس کے دباؤ اور ساخت سے بہت متاثر ہوتی ہے، اور حفاظت۔ نظام کی ضروریات نسبتا زیادہ ہیں. اعلی
(2) نائٹروجن کی توسیع لیکویفیکشن عمل
یہ براہ راست توسیعی لیکویفیکشن کے عمل کی ایک قسم ہے، نائٹروجن ریفریجریشن سائیکل کو قدرتی گیس لیکویفیکشن سرکٹ سے الگ کیا جاتا ہے، اور کلورین ریفریجریشن سائیکل قدرتی گیس کے لیے سرد صلاحیت فراہم کرتا ہے۔ اس کے فوائد یہ ہیں کہ اس میں خام گیس کے اجزاء کی تبدیلی کے لیے زیادہ موافقت ہے، مضبوط مائع کی صلاحیت، پورے نظام کے سادہ اور آسان آپریشن؛ دیرپا ایجنٹ کی گردش تقریباً 40 فیصد زیادہ ہے۔
(3) نائٹروجن-میتھین مخلوط توسیعی لیکویفیکشن کا عمل
یہ نائٹروجن کی توسیع لیکویفیکشن کے عمل کی بہتری ہے، جو سردی کے اختتام پر گرمی کے تبادلے کے درجہ حرارت کے فرق کو کم کر سکتا ہے۔ مخلوط ریفریجرینٹ سائیکل کے مقابلے میں، اس میں خالص نائٹروجن ایکسپینشن ریفریجریشن کے مقابلے میں سادہ عمل، آسان کنٹرول، مختصر آغاز کا وقت، اور 10 فیصد سے 20 فیصد بجلی کی بچت کے فوائد ہیں۔
6. ٹربو ایکسپنڈر کے کام کرنے کا اصول
ٹربو ایکسپنڈر ایک تیز رفتار گھومنے والی تھرمل مشین ہے۔ توانائی کی تبدیلی اور تحفظ کے قانون کے مطابق، جب گیس ٹربو ایکسپینڈر میں اڈیبیٹک توسیع کے دوران بیرونی کام کرتی ہے، تو اس کی توانائی کم ہو جائے گی، اور اسی وقت ایک خاص اینتھالپی ڈراپ پیدا ہو جائے گا، اس طرح خود گیس کا درجہ حرارت کم ہو جائے گا۔ اور گیس کے مائعات کے لیے حالات پیدا کرنا۔
ایک ٹربو ایکسپنڈر دراصل سینٹرفیوگل کمپریسر کی ریورس ایکشن ہے۔ سینٹرفیوگل کمپریسر گیس کے دباؤ کو بڑھانے کے لیے الیکٹرک موٹر کے ذریعے چلایا جاتا ہے، جو بجلی استعمال کرتی ہے۔ ٹربو ایکس پینڈر ٹربو ایکس پینڈر کے کام کرنے والے امپیلر کو متاثر کرنے کے لیے ہائی پریشر گیس کی توسیع سے پیدا ہونے والے تیز رفتار ہوا کے بہاؤ کا استعمال کرتا ہے، تاکہ امپیلر تیز رفتاری سے گھومے۔ تیز رفتار گھومنے والا امپیلر ایک خاص مقدار میں طاقت پیدا کرسکتا ہے، اور پھر بیرونی کام کرسکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، توسیع شدہ گیس کا درجہ حرارت اور دباؤ دونوں گر جاتے ہیں۔ دوسرے لفظوں میں، ٹربو ایکسپنڈر توانائی کو تبدیل کرنے کے لیے میڈیم کی رفتار میں تبدیلی کا استعمال کرتا ہے، جو نہ صرف مائعات کے آلے کے لیے ٹھنڈک کی صلاحیت فراہم کر سکتا ہے، بلکہ توسیع سے پیدا ہونے والے کام کو کمپریسرز یا جنریٹر جیسے آلات کو چلانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایل این جی کی اکائی حجمی توانائی کی کھپت۔