Втечняване на природен газ

Втечнен природен газ (LNG), могат да бъдат транспортирани в морските танкери -metanovozah (газови носители) за всяко разстояние (например, разстоянието от най-големите производители на ВПГ Тринидад и Тобаго, Алжир, Норвегия, Нигерия, Оман, Катар на американския пазар е от 3700 до 14 800 km ), когато не е възможно да се свърже производителя на природен газ и неговия клиент газопровода по суша или на морското дъно. За втечняване на природен газ в момента е обект на различни цикли на дълбоко охлаждане и втечняване, които са в процес на непрекъснато усъвършенстване:

- класически цикъл каскада в три чист хладилен агент, - пропан, етилен и метан (Pure Хладилен Cascade технологии) фирма «Синьо», 1964 г. Arzew (Алжир);

- един цикъл на охлаждащ агент се смесва - смес от въглеводород и азот (Single Stage Единична Смесените Хладилен технологии - «PRICO» или Multi Етап Единична смесена Хладилен технологии - «ARS1"), марка «Синьо» 1971 GG Skikda (Алжир);

-друга лицензирана технология LNG «Шел» водещи световни компании, «Statoil», «ConocoPhillips», «Linde», «Air Продукти», «Technip», «Teal» и др.

Изборът на цикъла зависи от сложен технически и икономически фактори: изпълнението на инсталацията; технически възможности инженерни за производство на мощни центробежни компресори и устройства за тях, както и високо-производителни големи размери топлообменници; съотношението на цените на природния газ и втечнен природен газ; цената на помпено-компресорно оборудване и топлообмен; конюнктура на световния пазар на природен газ. Например, в средата на 70-те години на XX век. Тя планира да построи през 1980 г. в Мурманск, гигантски завод с капацитет до 20 милиарда м3 / год доставки на ВПГ газ в САЩ, но след това проектът е бил изоставен, давайки предимство на развитието на строителството на основните газопроводи до Западна Европа. Сега, като част от първата фаза на мегапроекта - развитие на областта Щокман газов кондензат в Баренцово море в България за пореден път, че планира да построи завод за втечняване на природен газ с капацитет от 7,5 милиона тона втечнен природен газ на година, около град Мурманск (това ще бъде втората завод за втечнен природен газ в България) с втечнен природен газ в метан на външния пазар.

По-долу е кратко описание на някои от инсталации за ВПГ, на която са били осъществени нова технология за втечняване на големи количества природен газ. Този експеримент е уникална характеристика на втечняване на промишлени газове, независимо от факта, че на практика всички втечняване на газове (въздух, азот, кислород редки газове, водород и хелий) е известно, почти от 20-30 години XX. (Първите експерименти втечняване на газ започна в САЩ през 1917 г.).

Класически цикъл каскада. Първият опит на строителството и въвеждане в експлоатация на голям завод за втечняване на природен газ, собственост на френската компания "чай" през 1964 г. в Arzew (Алжир). В това растение на Средиземноморския бряг се осъществява класически каскада от три компресорни хладилни цикъла - (. Фигура 2.8) пропан, етилен и метан. При нормално налягане, ние имаме следната точка минус кипене: 42 ° С пропан, етилен и метан 104, 161 ° С Всеки цикъл е центробежен компресор с инжекция от около 1.2 МРа налягане за пропан, 2 МРа до 3,2 МРа етилен и метан. Когато тези хладилни агенти са втечнени натиск в съответната хладилници-кондензатор морска вода. Течен пропан се дроселира до налягане 0,04 МРа и при температура минус 35 ° С частично се изпарява като се doohlazhdaet течен етилен и след това течен метан. Течен етилен, пропан aftercooling също дроселира до налягане 0,04 МРа и получената doohlazhdaetsya до температура минус 100 ° С Течен метан, пропан и aftercooling изпаряване етилен, се дроселира до налягане 0,04 МРа и получената doohlazhdaetsya до температура минус 155 ° С

Газ под налягане 3,8 МРа, внимателно се продухва с въглероден диоксид и други примеси, и се суши чрез дълбока вода преминава последователно хладилник изпарители, при които се изпарява всички хладилни агенти се охлажда до температура от -35 ° С от пропан, и след това до минус 96 ° етилен и с до минус 151 ° с в метан. Освен това, природен газ се дроселира до налягане 0,01 МРа при охлаждане до температура минус 162 ° С, се кондензира и се подава към сепаратор, от дъното на която е показано на втечнен природен газ, и най - горивен газ. ВПГ обикновено 0,4-0,5 Плътност т / m3, в зависимост от температурата, налягането и състава; тя съдържа метан не по-малко от 86 об. % (TU 05-03-03-85); в 1 м3 LNG регазификация получава около 600 m3 на природен газ при нормални условия (температура 0 ° С и налягане от 0.1 МРа).

Всяка охлаждащ цикъл евентуално повече от един ограничител охлаждане на охлаждащото средство (както е описано по-горе), и намаляване на два или три газ под налягане, и две или три газ охладител поток след съответния сепаратор с различни налягания на входа на всеки от пропан, етилен и метан компресори. По този начин, в тази схема, има четири независими потока със своите компресорни хладилници системните му кондензатори. изпарители и сепаратори. Заводът се състои от три изходни линии на 0,5 млрд м3 на природните тона газ / годишно. Д. Растението може да се втечни mrld 1,5 м3 газ / година. Компресор консумация на енергия за трите хладилни агенти е 80 MW. Топлообменната повърхност охладители, кондензатори и изпарители е 100 хиляди. М2. Потреблението на морска вода за охладители, кондензатори - около 35 OOO м3 / ч. Капацитетът на криогенни резервоари за втечнен природен газ - 71 000 м3, цената на тези танкове. - 50-70% от стойността на централата.

Например, програмата за втечняване на природен газ в град Arzew LNG и доставка във Франция се проведе при следния относителен икономически показатели% от общите инвестиции за цялата програма:

Газопроводът от полето "Хъси - Rmel", за да засадят в Arzew. 31.1

втечняване растителна природен газ. 37.5

Терминалът в пристанището на Arzew за зареждане на втечнен природен газ метан. 4.5

Три Метан капацитет от 27 m3 ООД LNG. 17.9

Две LNG получаване терминал на носители на метан във Франция. 9.0

С 1969 също е бил управляван с каскада LNG завод цикъл три хладилен агент, mrld капацитет от 1,5 м3 газ / година в САЩ, Аляска.

Цикъл един смесен охладител. Този втори цикъл поколение представлява значително развитие на дълбока процес охлаждане, е възможно да се увеличи производителността на производствена линия (модул) за втечняване на природен газ до 1.5 mrld м3 газ / година. Той се реализира за първи път от френската фирма "Tea1" през 1971 г. в град Скикда (Алжир) в три модула с общ капацитет от 4.5 mrld м3 газ / година. През 1972 г. той започва работа в същите фабрики либийския (единичен смесен хладилен агент) и Бруней (смесен цикъл хладилен агент в предварителен пропан цикъл).

(. Фигура 2.9) Смесеният хладилния агент трябва да има молекулно тегло от около 30, тя е представена като смес от метан - 35.6 мол. % Азот -10.6, етан - 28.2 мол. %, Както и пропан, бутани и пентани.

Изпаряване на течния охладител се среща в анулус пространство на кондензатор-изпарител и към тръба пространство на апарата се охлажда и се кондензира (втечнен) природен газ, т.е.. Е. LNG произвежда в един етап непрекъснато по дължината на топлообмен тръби. Следователно, съставът на хладилния агент трябва да бъде такава, че кривата на изпаряване на течния охладител колкото е възможно съвпадат с кривата на кондензация на природен газ. Природният газ е с молекулно тегло от 17.2, налягане 3,7 МРа и температура 35 ° С влиза в изпарител, кондензатор и изходи в течно състояние температура минус 155 ° С

Освен LNG се дроселира почти атмосферно налягане и при температура от минус 163 ° С се изпраща криогенна тръбопровод за съхранение. Газообразният многокомпонентно охлаждащо се компресира в един компресор с два етапа до налягане от 3,6 МРа, се кондензира в кондензатори използват морска вода и двата потока за частична кондензация на природен газ и смесен охладител частична кондензация. В изпарител-кондензатора природен газ има кондензация зона и охладителя - четири изпаряване зони. В друг изпарител-кондензатор, има три зони на изпаряване на течния охладител (в пръстена) за кондензиране на хладилен газ (в тръбен пространство). Един ред mrld втечняване капацитет от 1,5 м3 газ / година има осем усукани топлообменници, един пренос на топлина повърхност на устройството до 12 500 m2 дължина на тръбата в осем апарати около 2800 km, апарати тегло над 1000 m.

Центробежно аксиално компресор задвижван от парна турбина за многокомпонентно охлаждащо средство е с мощност от 80 MW и дължина 21 m и тегло 200 тона. Смесен цикъл хладилен значително ще намали количеството на оборудване (компресори, топлообменници, криогенно кабина), опростена диаграма на процеса поток и контрол процес и др. Въпреки това, за този цикъл е необходимо да се създаде уникален центробежен компресор капацитет, който може да бъде до 100 MW (в сравнение с мощността на компресора за масло газ-обработка и нефтохимическата промишленост до 20 MW) на силно усукани повърхност топлообменници до 18-20 хиляди. m2 (в сравнение с повърхността за пренос на топлина на един от стандартния обмен апарата топлина за рафинерии до 2000. 2), криогенно капацитет до 100 хиляди съхранение LNG. m3 и друго технологично оборудване. LNG криогенно тръбопровод в резервоари за съхранение на ВПГ.