Kā un kāpēc gāze tiek sašķidrināta: ražošanas tehnoloģija un sašķidrinātās gāzes izmantošanas joma

Ievads

Šobrīd katlumājās, kas ir daļa no dzelzceļa transporta uzņēmumu infrastruktūras, vairumā gadījumu kā enerģijas avots kalpo ogles un mazuts, bet rezerves dīzeļdegviela. Tā, piemēram, Krievijas dzelzceļa filiāles Oktyabrskaya Railway siltumapgādes iekārtu analīze parādīja, ka katlumājas galvenokārt darbojas ar mazutu, un tikai dažas no tām darbojas ar dabasgāzi.

Mazuta katlu priekšrocības ietver to pilnīgu autonomiju (iespēja tos izmantot iekārtām, kas atrodas tālu no gāzes maģistrāles) un zemās degvielas komponenta izmaksas (salīdzinājumā ar ogļu, dīzeļdegvielas un elektriskajiem katliem), trūkumi ir nepieciešamība organizēt. krātuve, nodrošināt mazuta piegādi, kontrolēt degvielas kvalitāti, problēmas vides piesārņojums. Piegādājot degvielu lielos apjomos, ir jāorganizē izkraušanas sistēma (mazuta apkure un novadīšana) un piebraucamie ceļi, nepieciešamība sildīt uzglabāšanas telpas un mazuta cauruļvadus kurināmā transportēšanai uz katliem, kā arī papildu izmaksas apkures siltummaiņu tīrīšanai. un mazuta filtri.

Saistībā ar gaidāmo kraso maksas pieaugumu par kaitīgajiem izmešiem atmosfērā Krievijas dzelzceļa Centrālā siltumapgādes un ūdens apgādes direkcija nolēma samazināt mazuta izmantošanu dzelzceļa katlos. Murmanskas apgabalā, kur iet daļa no Oktjabrskas dzelzceļa, tiek prezentēts projekts, kura mērķis ir samazināt pilsētu un rajonu katlumāju atkarību no mazuta, ieskaitot iespēju tās pāriet uz sašķidrinātu dabasgāzi (SDG). Karēlijā plānots būvēt SDG rūpnīcu un Ziemeļrietumu federālajā apgabalā gāzes infrastruktūru.

Pārejot no mazuta, Murmanskas apgabala katlumāju efektivitāte palielināsies par 40%.

SDG ir 21. gadsimta degviela

Tuvākajā nākotnē Krievija var kļūt par vienu no vadošajām sašķidrinātās dabasgāzes, mūsu valstij salīdzinoši jauna alternatīvās degvielas veida, pasaules tirgus ražotājiem un piegādātājiem.No visas pasaulē saražotās dabasgāzes vairāk nekā 26% tiek sašķidrinātas un šķidrā veidā transportētas speciālos tankkuģos no ražotājvalstīm uz gāzes patērētāju valstīm.

Sašķidrinātajai dabasgāzei ir ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem enerģijas nesējiem. Tie var nodrošināt negazificētas apmetnes īsā laikā. Turklāt sašķidrinātā dabasgāze ir videi draudzīgākā un drošākā no masveidā izmantotajām degvielām, un tas paver plašas perspektīvas tās izmantošanai rūpniecībā un transportā. Šobrīd tiek izskatīti vairāki varianti dabasgāzes sašķidrināšanas rūpnīcu celtniecībai Krievijā un tās nosūtīšanas eksportam termināļu celtniecībai, no kurām vienu paredzēts realizēt Ļeņingradas apgabala Primorskas ostā.

Sašķidrinātajai dabasgāzei kā alternatīvai degvielai ir vairākas priekšrocības. Pirmkārt, dabasgāzes sašķidrināšana palielina tās blīvumu 600 reizes, kas palielina uzglabāšanas un transportēšanas efektivitāti un ērtības. Otrkārt, SDG ir netoksisks un nekodīgs metāliem, tas ir kriogēns šķidrums, kas tiek uzglabāts zem neliela pārspiediena aptuveni 112 K (-161 °C) temperatūrā traukā ar siltumizolāciju. Treškārt, tas ir vieglāks par gaisu, un nejaušas noplūdes gadījumā tas ātri iztvaiko, atšķirībā no smagā propāna, kas uzkrājas dabiskās un mākslīgās ieplakās un rada sprādzienbīstamību. Ceturtkārt, tas ļauj gazificēt objektus, kas atrodas ievērojamā attālumā no maģistrālajiem cauruļvadiem. SDG mūsdienās ir lētāka par jebkuru naftas degvielu, tostarp dīzeļdegvielu, taču kaloriju ziņā tās pārspēj.Katliem, kas darbojas ar sašķidrinātu dabasgāzi, ir augstāka lietderības koeficients - līdz 94%, to priekšsildīšanai ziemā nav nepieciešams degvielas patēriņš (kā mazuts un propāns-butāns). Zemā viršanas temperatūra garantē pilnīgu SDG iztvaikošanu zemākajā apkārtējās vides temperatūrā.

Sašķidrinātā ūdeņraža perspektīvas

Papildus tiešai sašķidrināšanai un izmantošanai šādā veidā no dabasgāzes var iegūt arī citu enerģijas nesēju – ūdeņradi. Metāns ir CH4, propāns ir C3H8 un butāns ir C4H10.

Ūdeņraža komponents atrodas visos šajos fosilajos kurināmajos, jums tas vienkārši ir jāizolē.

Ūdeņraža galvenās priekšrocības ir videi draudzīgums un plaša izplatība dabā, taču augstā sašķidrināšanas cena un zudumi pastāvīgas iztvaikošanas dēļ šīs priekšrocības noliedz.

Lai ūdeņradi no gāzes stāvokļa pārnestu uz šķidrumu, tas jāatdzesē līdz -253 ° C. Šim nolūkam tiek izmantotas daudzpakāpju dzesēšanas sistēmas un “saspiešanas/izplešanās” vienības. Pagaidām šādas tehnoloģijas ir pārāk dārgas, taču notiek darbs pie to izmaksu samazināšanas.

Mēs iesakām izlasīt arī citu mūsu rakstu, kurā mēs sīki aprakstījām, kā to izdarīt ūdeņraža ģenerators priekš mājās ar savām rokām. Sīkāka informācija - aiziet.

Tāpat, atšķirībā no sašķidrinātās naftas gāzes un sašķidrinātās dabasgāzes, sašķidrinātais ūdeņradis ir daudz sprādzienbīstamāks. Tā mazākā noplūde kopā ar skābekli rada gāzes un gaisa maisījumu, kas aizdegas no mazākās dzirksteles. Un šķidrā ūdeņraža uzglabāšana ir iespējama tikai īpašos kriogēnos traukos. Ūdeņraža degvielai joprojām ir pārāk daudz trūkumu.

Ugunsgrēka/sprādziena risks un tā mazināšana

Sfērisks gāzes konteiners, ko parasti izmanto rafinēšanas rūpnīcās.

Rafinēšanas vai gāzes rūpnīcā sašķidrinātā naftas gāze jāuzglabā zem spiediena tvertnēs. Šie konteineri ir cilindriski, horizontāli vai sfēriski. Parasti šie kuģi ir projektēti un ražoti saskaņā ar dažiem noteikumiem. Amerikas Savienotajās Valstīs šo kodeksu pārvalda Amerikas Mašīnbūves inženieru biedrība (ASME).

Sašķidrinātās naftas gāzes konteineriem ir drošības vārsti, lai, pakļaujoties ārējiem siltuma avotiem, tie izdalītu sašķidrinātu naftas gāzi atmosfērā vai uzliesmojuma skurstenī.

Ja tvertne ir pakļauta pietiekama ilguma un intensitātes ugunsgrēkam, tā var tikt pakļauta verdoša šķidruma izplešanās tvaiku eksplozijai (BLEVE). Parasti tas attiecas uz lielām naftas pārstrādes rūpnīcām un naftas ķīmijas rūpnīcām, kas apstrādā ļoti lielus konteinerus. Parasti tvertnes ir konstruētas tā, lai produkts izietu ātrāk, nekā spiediens var sasniegt bīstamu līmeni.

Viens no aizsardzības līdzekļiem, ko izmanto rūpnieciskā vidē, ir aprīkot šādus konteinerus ar mēru, kas nodrošina noteiktu ugunsizturības pakāpi. Lieliem sfēriskiem sašķidrinātās naftas gāzes konteineriem var būt līdz 15 cm biezas tērauda sienas.Tie ir aprīkoti ar sertificētu spiediena samazināšanas vārstu. Liels ugunsgrēks kuģa tuvumā paaugstinās tā temperatūru un spiedienu. Augšējais drošības vārsts ir paredzēts, lai novērstu pārmērīgu spiedienu un novērstu paša konteinera iznīcināšanu.Pie pietiekama uguns ilguma un intensitātes vārīšanās un izplešanās gāzes radītais spiediens var pārsniegt vārsta spēju noņemt lieko. Ja tas notiek, pārmērīgi eksponētais konteiners var spēcīgi plīst, lielā ātrumā izgrūstot detaļas, savukārt izdalītie produkti var arī aizdegties, potenciāli radot katastrofālus bojājumus jebkuram tuvumā esošajam objektam, tostarp citiem konteineriem.

Cilvēki var tikt pakļauti LPG iedarbībai darba vietā ieelpojot, saskaroties ar ādu un saskaroties ar acīm. Darba drošības un veselības administrācija (OSHA) ir noteikusi likumā noteikto robežvērtību (Pieļaujamā iedarbības robeža) LPG iedarbībai darba vietā 1000 ppm (1800 mg/m 3 ) 8 stundu darba dienā. Nacionālais darba drošības un veselības institūts (NIOSH) ir noteicis ieteicamo ekspozīcijas robežvērtību (REL) 1000 daļas uz miljonu (1800 mg/m 3 ) 8 stundu darba dienā. Pie 2000 ppm līmeņiem 10% zemākā sprādzienbīstamības robeža, sašķidrinātā naftas gāze tiek uzskatīta par tieši bīstamu dzīvībai un veselībai (tikai drošības apsvērumu dēļ, kas saistīti ar sprādziena risku).

Kāpēc sašķidrināt dabasgāzi?

Zilā degviela tiek iegūta no zemes zarnām metāna, etāna, propāna, butāna, hēlija, slāpekļa, sērūdeņraža un citu gāzu, kā arī dažādu to atvasinājumu maisījuma veidā.

Dažus no tiem izmanto ķīmiskajā rūpniecībā, bet daļu sadedzina katlos vai turbīnās, lai ražotu siltumu un elektroenerģiju. Turklāt noteikts daudzums iegūtās tiek izmantots kā degviela gāzes dzinējam.

Gāzes strādnieku aprēķini liecina, ka, ja zilā degviela jāpiegādā 2500 km vai vairāk attālumā, tad nereti to ir izdevīgāk darīt sašķidrinātā veidā, nevis pa cauruļvadu.

Galvenais dabasgāzes sašķidrināšanas iemesls ir tās transportēšanas vienkāršošana lielos attālumos. Ja patērētājs un gāzes kurināmā ražošanas aka atrodas tuvu viens otram uz sauszemes, tad starp tiem ir vieglāk un izdevīgāk ievilkt cauruli. Taču atsevišķos gadījumos šosejas būvniecība izrādās pārāk dārga un problemātiska ģeogrāfisko nianšu dēļ. Tāpēc viņi izmanto dažādas tehnoloģijas, lai ražotu SDG vai LPG šķidrā veidā.

Transporta ekonomika un drošība

Pēc gāzes sašķidrināšanas tā jau ir šķidruma veidā, kas tiek iesūknēta speciālos konteineros transportēšanai pa jūru, upi, autoceļiem un/vai dzelzceļu. Tajā pašā laikā tehnoloģiski sašķidrināšana ir diezgan dārgs process no enerģētikas viedokļa.

Dažādās ražotnēs tas aizņem līdz 25% no sākotnējā degvielas daudzuma. Tas ir, lai saražotu tehnoloģijai nepieciešamo enerģiju, uz katrām trīs tonnām gatavā veidā jāsadedzina līdz 1 tonnai SDG. Bet dabasgāze tagad ir ļoti pieprasīta, viss atmaksājas.

Sašķidrinātā veidā metāns (propāns-butāns) aizņem 500-600 reizes mazāku tilpumu nekā gāzveida stāvoklī

Kamēr dabasgāze ir šķidrā stāvoklī, tā nav uzliesmojoša un nav sprādzienbīstama. Tikai pēc iztvaikošanas regazifikācijas laikā iegūtais gāzu maisījums ir piemērots sadedzināšanai katlos un plīts krāsnīs. Tāpēc, ja LNG vai sašķidrinātā naftas gāze tiek izmantota kā ogļūdeņraža degviela, tās ir jāgazificē.

Izmanto dažādās jomās

Visbiežāk ogļūdeņraža enerģijas nesēja transportēšanas kontekstā tiek minēti jēdzieni "sašķidrinātā gāze" un "gāzes sašķidrināšana". Tas nozīmē, ka vispirms tiek iegūta zilā degviela, un pēc tam to pārvērš par sašķidrinātu naftas gāzi vai sašķidrinātu dabasgāzi. Turklāt iegūtais šķidrums tiek transportēts un pēc tam atkal atgriezts gāzveida stāvoklī konkrētam lietojumam.

LPG (sašķidrinātā naftas gāze) ir 95% vai vairāk propāna-butāna maisījuma, un LNG (sašķidrinātā dabasgāze) ir 85–95% metāna. Tie ir līdzīgi un tajā pašā laikā radikāli atšķirīgi degvielas veidi.

LPG no propāna-butāna galvenokārt izmanto kā:

• gāzes dzinēja degviela;
• degviela iesmidzināšanai autonomo apkures sistēmu gāzes tvertnēs;
• šķidrumi šķiltavu un gāzes balonu uzpildīšanai ar tilpumu no 200 ml līdz 50 litriem.

SDG parasti ražo tikai tālsatiksmes pārvadājumiem. Ja sašķidrinātās naftas gāzes uzglabāšanai ir pietiekami daudz jaudas, kas spēj izturēt vairāku atmosfēru spiedienu, tad sašķidrinātam metānam ir nepieciešamas īpašas kriogēnas tvertnes.

SDG uzglabāšanas iekārtas ir augsti tehnoloģiskas un aizņem daudz vietas. Nav izdevīgi izmantot šādu degvielu vieglajos automobiļos balonu augsto izmaksu dēļ. Sašķidrinātās dabasgāzes kravas automobiļi atsevišķu eksperimentālo modeļu veidā jau brauc pa ceļiem, taču šī “šķidrā” degviela tuvākajā laikā, visticamāk, neatradīs plašu pielietojumu vieglo automobiļu segmentā.

Sašķidrināto metānu kā degvielu tagad arvien vairāk izmanto ekspluatācijā:

• dzelzceļa dīzeļlokomotīves;
• jūras kuģi;
• upju transports.

Gāzes un naftas ķīmijas rūpnīcās ne tikai izmanto kā enerģijas nesēju, bet arī šķidrā veidā. Tos izmanto dažādu plastmasas un citu ogļūdeņražu materiālu ražošanai.

Sašķidrinātā propāna, butāna un metāna īpašības un spējas

Galvenā atšķirība starp sašķidrinātu naftas gāzi un citiem degvielas veidiem ir spēja noteiktos ārējos apstākļos ātri mainīt tā stāvokli no šķidra uz gāzveida un otrādi. Šie nosacījumi ietver apkārtējās vides temperatūru, iekšējo spiedienu tvertnē un vielas tilpumu. Piemēram, butāns sašķidrinās ar spiedienu 1,6 MPa, ja gaisa temperatūra ir 20 ºС. Tajā pašā laikā tā viršanas temperatūra ir tikai -1 ºС, tāpēc stipra sala laikā tas paliks šķidrs, pat ja tiek atvērts balona vārsts.

Propānam ir lielāks enerģijas blīvums nekā butānam. Tā viršanas temperatūra ir -42 ºС, tāpēc pat skarbos klimatiskajos apstākļos tas saglabā spēju ātri veidot gāzi.

Metāna viršanas temperatūra ir vēl zemāka. Tas pāriet šķidrā stāvoklī pie -160 ºС. SDG praktiski netiek izmantota sadzīves apstākļiem, tomēr importam vai transportēšanai lielos attālumos liela nozīme ir dabasgāzes spējai sašķidrināties noteiktā temperatūrā un spiedienā.

transportēšana ar tankkuģi

Jebkurai sašķidrinātai ogļūdeņraža gāzei ir augsts izplešanās koeficients. Tātad piepildītā 50 litru balonā ir 21 kg šķidrā propāna-butāna. Kad viss “šķidrums” iztvaiko, veidojas 11 kubikmetri gāzveida vielas, kas atbilst 240 Mcal. Tāpēc šāda veida degviela tiek uzskatīta par vienu no efektīvākajām un rentablākajām autonomajām apkures sistēmām. Vairāk par to varat lasīt šeit.

Darbinot ogļūdeņraža gāzes, ir jāņem vērā to lēnā difūzija atmosfērā, kā arī zemas uzliesmošanas un sprādzienbīstamības robežas saskarē ar gaisu. Tāpēc ar šādām vielām ir jārīkojas pareizi, ņemot vērā to īpašības un īpašās drošības prasības.

Īpašumu tabula

Sašķidrinātā naftas gāze - kāpēc tā ir labāka par citām degvielām

LPG izmantošanas nozare ir diezgan plaša, kas ir saistīta ar tās termofizikālajām īpašībām un ekspluatācijas priekšrocībām salīdzinājumā ar citiem degvielas veidiem.

Transports. Galvenā problēma, piegādājot parasto gāzi apdzīvotām vietām, ir nepieciešamība ierīkot gāzes vadu, kura garums var sasniegt vairākus tūkstošus kilometru. Sašķidrinātā propāna-butāna transportēšanai nav nepieciešama sarežģītu komunikāciju izbūve. Šim nolūkam tiek izmantoti parastie baloni vai citas cisternas, kuras tiek transportētas ar auto, dzelzceļa vai jūras transportu jebkurā attālumā. Ņemot vērā šī produkta augsto energoefektivitāti (uz vienas SPB pudeles jūs varat gatavot maltītes ģimenei mēnesi), ieguvumi ir acīmredzami.

saražotos resursus. Sašķidrināto ogļūdeņražu izmantošanas mērķi ir līdzīgi galvenās gāzes izmantošanas mērķiem. Tajos ietilpst: privāto objektu un apmetņu gazifikācija, elektroenerģijas ražošana caur gāzes ģeneratoriem, transportlīdzekļu dzinēju darbība, ķīmiskās rūpniecības produktu ražošana.

Augsta siltumspēja. Šķidrais propāns, butāns un metāns ļoti ātri pārvēršas gāzveida vielā, kuras sadegšanas rezultātā izdalās liels daudzums siltuma.Butānam - 10,8 Mcal/kg, propānam - 10,9 Mcal/kg, metānam - 11,9 Mcal/kg. Termoiekārtu, kas darbojas ar sašķidrinātu naftas gāzi, efektivitāte ir daudz augstāka nekā to ierīču efektivitāte, kurās kā izejmateriāls tiek izmantots cietais kurināmais.

Pielāgošanas vieglums. Izejvielu piegādi patērētājam var regulēt gan manuālā, gan automātiskajā režīmā. Lai to izdarītu, ir virkne ierīču, kas ir atbildīgas par sašķidrinātās gāzes darbības regulēšanu un drošību.

Augsts oktānskaitlis. SPB oktānskaitlis ir 120, tāpēc tas ir efektīvāks iekšdedzes dzinēju izejmateriāls nekā benzīns. Izmantojot propānu-butānu kā motora degvielu, palielinās dzinēja kapitālā remonta periods un samazinās smērvielu patēriņš.

Apdzīvotu vietu gazifikācijas izmaksu samazināšana. Ļoti bieži sašķidrināto naftas gāzi izmanto, lai novērstu maksimālo slodzi galvenajās gāzes sadales sistēmās. Turklāt attālinātai apdzīvotai vietai ir izdevīgāk uzstādīt autonomu gazifikācijas sistēmu, nevis vilkt cauruļvadu tīklu. Salīdzinot ar tīkla gāzes ieklāšanu, specifiskie kapitālieguldījumi tiek samazināti 2-3 reizes. Starp citu, vairāk informācijas var atrast šeit, sadaļā par privāto objektu autonomo gazifikāciju.

Gāzes dzesēšana

Instalāciju darbībā var izmantot dažādu principu gāzes dzesēšanas sistēmas. Rūpnieciskajā ieviešanā ir trīs galvenās sašķidrināšanas metodes:

• kaskāde - gāze secīgi iet caur virkni siltummaiņu, kas savienoti ar dzesēšanas sistēmām ar dažādiem aukstumaģenta viršanas punktiem. Tā rezultātā gāze kondensējas un nonāk uzglabāšanas tvertnē.
• jaukti aukstumnesēji - gāze nonāk siltummainī, tur nonāk šķidru aukstumnesēju maisījums ar dažādiem viršanas punktiem, kas vārot secīgi samazina ienākošās gāzes temperatūru.
• turbo izplešanās - atšķiras no iepriekš minētajām metodēm ar to, ka tiek izmantota adiabātiskās gāzes izplešanās metode. Tie. ja klasiskajās iekārtās mēs samazinām temperatūru aukstumaģenta un siltummaiņu viršanas dēļ, tad šeit gāzes siltumenerģija tiek tērēta turbīnas darbībai. Metānam ir izmantotas iekārtas, kuru pamatā ir turbopaplašinātāji.

ASV gāze

ASV ir ne tikai samazinātas gāzes ražošanas tehnoloģiju mājvieta, bet arī lielākais SDG ražotājs no savām izejvielām. Tāpēc, kad Donalda Trampa administrācija izvirzīja vērienīgo Enerģētikas plānu - Amerika vispirms programmu ar mērķi padarīt valsti par galveno enerģētikas lielvalsti pasaulē, visiem globālās gāzes platformas spēlētājiem vajadzētu to ieklausīties.

Šāda veida politiskais pavērsiens ASV nebija liels pārsteigums. ASV republikāņu nostāja attiecībā uz ogļūdeņražiem ir skaidra un vienkārša. Tā ir lēta enerģija.

Prognozes par ASV SDG eksportu ir dažādas. Lielākā intriga tirdzniecības "gāzes" lēmumos veidojas ES valstīs. Mūsu priekšā ir visspēcīgākā konkurence starp Krievijas “klasisko” gāzi caur Nord Stream 2 un Amerikas importēto SDG. Daudzas Eiropas valstis, tostarp Francija un Vācija, pašreizējo situāciju uzskata par lielisku iespēju dažādot gāzes avotus Eiropā.

Kas attiecas uz Āzijas tirgu, tirdzniecības karš starp ASV un Ķīnu ir novedis pie pilnīgas Ķīnas energoinženieru atteikšanās no Amerikas Sašķidrinātās dabasgāzes importa.Šis solis paver milzīgas iespējas Krievijas gāzes piegādei pa cauruļvadiem uz Ķīnu uz ilgu laiku un milzīgos apjomos.

Sašķidrinātās gāzes priekšrocības

Oktānskaitlis

Gāzes degvielas oktānskaitlis ir lielāks nekā benzīnam, tāpēc sašķidrinātās gāzes triecienizturība ir lielāka nekā pat augstākās kvalitātes benzīnam. Tas ļauj sasniegt lielāku degvielas ekonomiju dzinējā ar lielāku kompresijas pakāpi. Vidējais sašķidrinātās gāzes oktānskaitlis - 105 - nav sasniedzams nevienai benzīna markai. Tajā pašā laikā gāzes sadegšanas ātrums ir nedaudz zemāks nekā benzīna sadegšanas ātrums. Tas samazina slodzi uz cilindra sienām, virzuļu grupu un kloķvārpstu, kā arī ļauj dzinējam darboties vienmērīgi un klusi.

Difūzija

Gāze viegli sajaucas ar gaisu un vienmērīgāk piepilda cilindrus ar viendabīgu maisījumu, līdz ar to dzinējs darbojas vienmērīgāk un klusāk. Gāzu maisījums sadeg pilnībā, tāpēc uz virzuļiem, vārstiem un aizdedzes svecēm nav oglekļa nogulsnes. Gāzes degviela nenomazgā eļļas plēvi no cilindra sieniņām, kā arī nesajaucas ar eļļu karterī, tādējādi nepasliktinot eļļas eļļošanas īpašības. Līdz ar to cilindri un virzuļi mazāk nolietojas.

Tvertnes spiediens

LPG atšķiras no citām automobiļu degvielām ar tvaika fāzes klātbūtni virs šķidrās fāzes virsmas. Balona uzpildīšanas procesā pirmās sašķidrinātās gāzes porcijas ātri iztvaiko un piepilda visu tā tilpumu. Spiediens balonā ir atkarīgs no piesātinātā tvaika spiediena, kas savukārt ir atkarīgs no šķidrās fāzes temperatūras un propāna un butāna procentuālā daudzuma tajā. Piesātināta tvaika spiediens raksturo HOS nepastāvību.Propāna gaistamība ir augstāka nekā butānam, tāpēc tā spiediens zemā temperatūrā ir daudz augstāks.

Izplūde

Dedzinot, izdalās mazāk oglekļa un slāpekļa oksīdu un nesadegušo ogļūdeņražu nekā benzīnam vai dīzeļdegvielai, neizdaloties aromātiskajiem ogļūdeņražiem vai sēra dioksīdam.

piemaisījumi

Kvalitatīva gāzes degviela nesatur tādus ķīmiskus piemaisījumus kā sērs, svins, sārmi, kas pastiprina degvielas kodīgās īpašības un iznīcina sadegšanas kameras daļas, iesmidzināšanas sistēmu, lambda zondi (sensoru, kas nosaka skābekļa daudzumu degvielas maisījums), izplūdes gāzu katalītiskais neitralizators.

Ražošanas process

Ražošanas izejviela ir dabasgāze un aukstumaģents.

SDG ražošanai ir divas tehnoloģijas:

• atvērtais cikls;
• slāpekļa izplešanās cikls.

Atvērtā cikla tehnoloģija izmanto gāzes spiedienu, lai radītu dzesēšanai nepieciešamo enerģiju. Metāns, kas iet cauri turbīnām, tiek atdzesēts un izplets, atstājot šķidrumu. Šī ir vienkārša metode, taču tai ir viens būtisks trūkums - tikai 15% metāna tiek sašķidrināti, bet pārējais, negūstot pietiekamu spiedienu, atstāj sistēmu.

SDG ražošanas tehnoloģijas

Ja rūpnīcas tuvumā ir tiešie gāzes patērētāji, tad šo tehnoloģiju var droši izmantot, jo tā ir lētāka - ražošanas procesā tiek tērēts minimālais elektroenerģijas daudzums. Rezultāts ir zemākas gala produkta izmaksas. Bet, ja nav patērētāju, tad nav ekonomiski izdevīgi izmantot šo metodi - lieli izejvielu zudumi.

Ražošanas tehnoloģija, izmantojot slāpekli:

• slēgtā ķēdē, kurā ir turbīnas un kompresori, slāpeklis pastāvīgi cirkulē;
• pēc slāpekļa atdzesēšanas tas tiek nosūtīts uz siltummaini, kur paralēli tiek piegādāts metāns;
• gāze tiek atdzesēta un sašķidrināta;
• slāpeklis tiek nosūtīts uz kompresoru un turbīnu dzesēšanai un iziet cauri nākamajam ciklam.

Membrānas gāzes atdalīšanas tehnoloģija

Šīs tehnoloģijas priekšrocības:

• 100% izejvielu izmantošana;
• iekārtas kompaktums un darbības vienkāršība;
• augsta uzticamība un drošība.

Ir tikai viens trūkums - liels elektroenerģijas patēriņš (līdz 0,5 kW/h tiek patērēts uz katru 1 nm3 / h gatavās produkcijas), kas ievērojami palielina izmaksas.

Slāpekļa iekārtas izkārtojuma diagramma

Gāzes attīrīšana un sašķidrināšana

Būtībā dabasgāzes sašķidrināšana ir attīrīšanas un dzesēšanas process. Tikai nepieciešamā temperatūra ir mīnus 161 grāds pēc Celsija.

Lai sasniegtu šo temperatūru secību, tiek izmantots Džoula Tompsona efekts (gāzes temperatūras maiņa adiabātiskās droseles laikā - lēna gāzes plūsma pastāvīga spiediena krituma ietekmē caur droseļvārstu). Ar tās palīdzību attīrītās gāzes temperatūra pazeminās līdz vērtībai, kurā metāns kondensējas. (piezīme prasa precizējumu)

Sašķidrināšanas iekārtai jābūt atsevišķām aukstumaģenta apstrādes un reģenerācijas līnijām. Turklāt atsevišķas gāzes frakcijas, kas nāk no lauka (propāns, etāns, metāns), var darboties kā aukstumaģents dažādos dzesēšanas posmos.

Debutanizācija ir daļa no izejvielu destilācijas frakcijās procesa, kura laikā tiek atdalītas frakcijas, kuru kondensācijas temperatūra ir augstāka, kas ļauj attīrīt galaproduktu no nevēlamiem piemaisījumiem.Katrs kondensācijas produkts tiek saglabāts kā vērtīgs blakusprodukts eksportam.

Kondensāts tiek pievienots arī galaproduktam.Stabilizatori, kas samazina kondensāta degvielas tvaika spiedienu, padarot to ērtāku uzglabāšanai un transportēšanai. Tie arī ļauj padarīt metāna pāreju no šķidra stāvokļa atpakaļ uz gāzi (regazifikāciju) pārvaldāmu un galalietotājam lētāku.

Kā iegūt

SDG tiek ražota no dabasgāzes ar kompresijas palīdzību, kam seko dzesēšana. Sašķidrinātās dabasgāzes apjoms samazinās apmēram 600 reizes. Sašķidrināšanas process notiek pa posmiem, katrā no kuriem gāze tiek saspiesta 5–12 reizes, pēc tam atdzesēta un pārnesta uz nākamo posmu. Faktiskā sašķidrināšana notiek dzesēšanas laikā pēc pēdējās saspiešanas stadijas. Tādējādi sašķidrināšanas process prasa ievērojamus enerģijas izdevumus[avots nav norādīts 715 dienas] no 8 līdz 10 % no tā daudzuma, ko satur sašķidrinātā gāze.

Sašķidrināšanas procesā tiek izmantotas dažāda veida instalācijas - droseļvārsts, turbopaplašinātājs, turbīna-virpulis utt.

LNG rūpnīcas celtniecība

Parasti SDG stacija sastāv no:

• gāzes pirmapstrādes un sašķidrināšanas iekārtas;
• LNG ražošanas līnijas;
• uzglabāšanas tvertnes;
• tankkuģu iekraušanas iekārtas;
• papildu pakalpojumi, lai nodrošinātu rūpnīcu ar elektrību un ūdeni dzesēšanai.

Sašķidrināšanas tehnoloģija

Lielo SDG iekārtu sašķidrināšanas procesi:

• AP-C3MRTM — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• AP-X — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• #AP-SMR (Single Mixed Refrigerant) — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• Cascade-ConocoPhillips
• MFC (jauktā šķidruma kaskāde) - Linde
• PRICO (SMR) — Black & Veatch
• DMR (divjaukts aukstumnesējs)
• Liquefin-Air šķidrums

SDG un investīcijas

Augsta metāla intensitāte, tehnoloģiskā procesa sarežģītība, nopietnu kapitālieguldījumu nepieciešamība, kā arī visu ar šāda veida infrastruktūras objektu izveidi saistīto procesu ilgums: investīciju pamatojums, konkursa procedūras, aizņemto līdzekļu un investoru piesaiste, projektēšana un būvniecība, kas parasti ir saistīta ar nopietnām loģistikas grūtībām, — radīt šķēršļus ražošanas izaugsmei šajā jomā.

Dažos gadījumos mobilās sašķidrināšanas iekārtas var būt labs risinājums. Tomēr to maksimālā veiktspēja ir ļoti pieticīga, un enerģijas patēriņš uz vienu gāzes vienību ir lielāks nekā stacionāriem risinājumiem. Turklāt pašas gāzes ķīmiskais sastāvs var kļūt par nepārvaramu šķērsli.

Lai samazinātu riskus un nodrošinātu ieguldījumu atdevi, tiek izstrādāti rūpnīcu darbības plāni uz 20 gadiem. Un lēmums par lauka attīstīšanu bieži vien ir atkarīgs no tā, vai teritorija ir spējīga ilgstoši piegādāt gāzi.

Rūpnīcas tiek izstrādātas konkrētai vietai un tehniskajiem apstākļiem, ko lielā mērā nosaka ienākošās gāzes izejvielas sastāvs. Pati iekārta ir organizēta pēc melnās kastes principa. Pie izejvielu ievades, pie produkcijas izlaides, kas prasa minimālu personāla līdzdalību procesā.

Objekta aprīkojuma sastāvs, to daudzums, jauda, ​​procedūru secība, kas nepieciešama, lai sagatavotu gāzu maisījumu sašķidrināšanai, tiek izstrādāta katrai konkrētai iekārtai atbilstoši Pasūtītāja un produkcijas patērētāju prasībām.