Kako i zašto se plin ukapljuje: tehnologija proizvodnje i opseg uporabe ukapljenog plina

Kako se plin transportira?

Uvod

Trenutno, u kotlovnicama koje su dio infrastrukture željezničkih prometnih poduzeća, u većini slučajeva, ugljen i loživo ulje služe kao izvor energije, a dizelsko gorivo je rezerva. Tako je, na primjer, analiza postrojenja za opskrbu toplinom Oktjabrske željeznice, podružnice Ruskih željeznica, pokazala da kotlovnice uglavnom rade na loživo ulje, a samo neke od njih rade na prirodni plin.

Prednosti kotlova na loživo ulje uključuju njihovu potpunu autonomiju (mogućnost korištenja za objekte udaljene od plinovoda) i nisku cijenu komponente goriva (u usporedbi s kotlovima na ugljen, dizel i električnu energiju), nedostaci su potreba za organiziranjem. skladište, osigurati opskrbu loživim uljem, kontrolirati kvalitetu goriva, problemi onečišćenja okoliša. Prilikom dostave goriva u velikim količinama potrebno je organizirati istovarni sustav (grijanje i odvod loživog ulja) i pristupne ceste, potrebu grijanja skladišta i cjevovoda loživog ulja za transport goriva do kotlova te dodatne troškove za čišćenje izmjenjivača topline. i filteri loživog ulja.

U vezi s očekivanim naglim povećanjem naknada za štetne emisije u atmosferu, Središnja uprava za opskrbu toplinom i vodom Ruskih željeznica odlučila je smanjiti korištenje loživog ulja u željezničkim kotlovima. U regiji Murmansk, gdje prolazi dio željezničke pruge Oktyabrskaya, predstavljen je projekt koji ima za cilj smanjenje ovisnosti gradskih i okružnih kotlovnica o loživom ulju, uključujući mogućnost njihovog prelaska na ukapljeni prirodni plin (LNG). Planira se izgradnja LNG tvornice u Kareliji i plinske infrastrukture u Sjeverozapadnom federalnom okrugu.

Odmak od loživog ulja povećat će učinkovitost kotlovnica u regiji Murmansk za 40%.

LNG je gorivo 21. stoljeća

Rusija bi u bliskoj budućnosti mogla postati jedan od vodećih proizvođača i dobavljača na svjetskom tržištu ukapljenog prirodnog plina, relativno nove vrste alternativnog goriva za našu zemlju.Od ukupnog prirodnog plina proizvedenog u svijetu, više od 26% se ukapljuje i transportira u tekućem obliku posebnim tankerima iz zemalja proizvodnje u zemlje potrošača plina.

Ukapljeni prirodni plin ima značajne prednosti u odnosu na druge energente. Mogu se u kratkom roku dati neplinificiranim naseljima. Osim toga, ukapljeni prirodni plin je ekološki najprihvatljiviji i najsigurniji od masovno korištenih goriva, a to otvara široke izglede za njegovu upotrebu u industriji i transportu. Danas se razmatra nekoliko opcija za izgradnju postrojenja za ukapljivanje prirodnog plina u Rusiji i terminala za njegovu otpremu u izvoz, od kojih bi se jedna trebala realizirati u luci Primorsk, Lenjingradska regija.

Ukapljeni prirodni plin kao alternativno gorivo ima niz prednosti. Prvo, ukapljivanje prirodnog plina povećava njegovu gustoću za 600 puta, što povećava učinkovitost i praktičnost skladištenja i transporta. Drugo, LNG nije toksičan i nije korozivan za metale, to je kriogena tekućina koja se pohranjuje pod blagim nadtlakom na temperaturi od oko 112 K (-161 °C) u spremniku s toplinskom izolacijom. Treće, lakši je od zraka, a u slučaju slučajnog izlijevanja brzo isparava, za razliku od teškog propana koji se nakuplja u prirodnim i umjetnim depresijama i stvara opasnost od eksplozije. Četvrto, omogućuje plinofikaciju objekata koji se nalaze na znatnoj udaljenosti od glavnih cjevovoda. LNG je danas jeftiniji od bilo kojeg naftnog goriva, uključujući dizel, ali ih premašuje u smislu kalorija.Kotlovi koji rade na ukapljeni prirodni plin imaju veću učinkovitost - do 94%, ne zahtijevaju potrošnju goriva za predgrijavanje zimi (poput loživog ulja i propan-butana). Niska točka vrelišta jamči potpuno isparavanje LNG-a na najnižim temperaturama okoline.

Izgledi za ukapljeni vodik

Osim izravnog ukapljivanja i korištenja u ovom obliku, iz prirodnog plina može se dobiti i drugi nositelj energije, vodik. Metan je CH4, propan je C3H8, a butan je C4H10.

Komponenta vodika prisutna je u svim tim fosilnim gorivima, samo je trebate izolirati.

Glavne prednosti vodika su ekološka prihvatljivost i široka rasprostranjenost u prirodi, međutim, visoka cijena njegovog ukapljivanja i gubici zbog stalnog isparavanja negiraju te prednosti.

Da bi se vodik prešao iz plinovitog stanja u tekućinu, mora se ohladiti na -253 ° C. Za to se koriste višestupanjski sustavi hlađenja i jedinice za kompresiju/ekspanziju. Zasad su takve tehnologije preskupe, ali se radi na smanjenju njihove cijene.

Također preporučujemo da pročitate naš drugi članak, gdje smo detaljno opisali kako to učiniti generator vodika za kući vlastitim rukama. Više detalja - idite.

Također, za razliku od LPG-a i LNG-a, ukapljeni vodik je puno eksplozivniji. Njegovo najmanje curenje u kombinaciji s kisikom daje mješavinu plina i zraka, koja se zapali od najmanje iskre. A skladištenje tekućeg vodika moguće je samo u posebnim kriogenim spremnicima. Još uvijek ima previše nedostataka vodikovog goriva.

Rizik od požara/eksplozije i ublažavanje posljedica

Kuglasti spremnik za plin koji se obično koristi u rafinerijama.

U rafineriji ili plinskom postrojenju, UNP se mora skladištiti u spremnicima pod tlakom. Ovi spremnici su cilindrični, horizontalni ili sferni. Obično su ova plovila projektirana i proizvedena u skladu s nekim pravilima. U Sjedinjenim Državama ovim kodeksom upravlja Američko društvo inženjera strojarstva (ASME).

LPG spremnici imaju sigurnosne ventile tako da kada su izloženi vanjskim izvorima topline, ispuštaju UNP u atmosferu ili baklju.

Ako je spremnik izložen vatri dovoljnog trajanja i intenziteta, može biti podvrgnut eksploziji kipuće tekućine koja se širi (BLEVE). To je obično briga za velike rafinerije i petrokemijske tvornice koje rukuju vrlo velikim kontejnerima. Spremnici su u pravilu dizajnirani na način da će proizvod izaći brže nego što tlak može doseći opasnu razinu.

Pročitajte također:  Termoelement u plinskom štednjaku: princip rada + upute za zamjenu uređaja

Jedno od sredstava zaštite koje se koristi u industrijskim okruženjima je opremanje takvih spremnika mjerom koja osigurava stupanj otpornosti na vatru. Veliki sferni LPG spremnici mogu imati čelične stijenke debljine do 15 cm.Opremljeni su certificiranim ventilom za smanjenje tlaka. Velika vatra u blizini posude povećat će njezinu temperaturu i tlak. Gornji sigurnosni ventil je dizajniran da otpusti višak tlaka i spriječi uništavanje samog spremnika.Uz dovoljno trajanje i intenzitet vatre, tlak koji stvara plin ključanja i širenja može premašiti sposobnost ventila da ukloni višak. Ako se to dogodi, preeksponirani spremnik može nasilno puknuti, izbacujući dijelove velikom brzinom, dok se oslobođeni proizvodi također mogu zapaliti, potencijalno uzrokovati katastrofalnu štetu bilo čemu u blizini, uključujući i druge spremnike.

Ljudi mogu biti izloženi LPG-u na radnom mjestu udisanjem, kontaktom s kožom i očima. Uprava za sigurnost i zdravlje na radu (OSHA) postavila je zakonsku granicu (Granica dopuštene izloženosti) za izloženost UNP-u na radnom mjestu na 1.000 ppm (1.800 mg/m 3 ) tijekom 8-satnog radnog dana. Nacionalni institut za sigurnost i zdravlje na radu (NIOSH) postavio je preporučenu granicu izloženosti (REL) od 1.000 dijelova na milijun (1.800 mg/m 3 ) tijekom 8-satnog radnog dana. Na razinama od 2000 ppm, 10% donja granica eksplozivnosti, ukapljeni naftni plin smatra se izravno opasnim po život i zdravlje (samo iz sigurnosnih razloga vezanih uz opasnost od eksplozije).

Zašto ukapljivati ​​prirodni plin?

Plavo gorivo vadi se iz utrobe zemlje u obliku mješavine metana, etana, propana, butana, helija, dušika, sumporovodika i drugih plinova, kao i njihovih raznih derivata.

Neki od njih se koriste u kemijskoj industriji, a neki se spaljuju u kotlovima ili turbinama za proizvodnju topline i električne energije. Osim toga, određeni volumen izvađenog se koristi kao gorivo za plinski motor.

Kako i zašto se plin ukapljuje: tehnologija proizvodnje i opseg uporabe ukapljenog plinaProračuni plinara pokazuju da ako je plavo gorivo potrebno isporučiti na udaljenosti od 2500 km ili više, onda je to često isplativije učiniti u tekućem obliku nego plinovodom

Glavni razlog za ukapljivanje prirodnog plina je pojednostavljenje njegovog transporta na velike udaljenosti. Ako se potrošač i bunar za proizvodnju plinskog goriva nalaze blizu jedan drugom na kopnu, tada je lakše i isplativije postaviti cijev između njih. No, u nekim slučajevima, izgradnja autoceste se pokazuje preskupom i problematičnom zbog geografskih nijansi. Stoga pribjegavaju raznim tehnologijama za proizvodnju LNG-a ili LPG-a u tekućem obliku.

Ekonomičnost i sigurnost prijevoza

Nakon što je plin ukapljen, već je u obliku tekućine pumpan u posebne spremnike za prijevoz morem, rijekom, cestom i/ili željeznicom. Istovremeno, tehnološki je ukapljivanje prilično skup proces s energetskog stajališta.

U različitim postrojenjima to zauzima do 25% izvornog volumena goriva. Odnosno, da bi se proizvela energija potrebna za tehnologiju, potrebno je spaliti do 1 tone LNG-a na svake tri tone u gotovom obliku. Ali prirodni plin je sada jako tražen, sve se isplati.

Kako i zašto se plin ukapljuje: tehnologija proizvodnje i opseg uporabe ukapljenog plinaU ukapljenom obliku, metan (propan-butan) zauzima 500-600 puta manji volumen nego u plinovitom stanju

Sve dok je prirodni plin u tekućem stanju, nije zapaljiv i nije eksplozivan. Tek nakon isparavanja tijekom ponovnog uplinjavanja, dobivena plinska smjesa prikladna je za izgaranje u kotlovima i pećima za kuhanje. Stoga, ako se LNG ili LPG koriste kao ugljikovodično gorivo, tada se moraju ponovno raspliniti.

Upotreba na raznim poljima

Najčešće se pojmovi "ukapljeni plin" i "ukapljivanje plina" spominju u kontekstu transporta ugljikovodičnih energenata. Odnosno, prvo se vadi plavo gorivo, a zatim se pretvara u LPG ili LNG. Nadalje, rezultirajuća tekućina se transportira i zatim ponovno vraća u plinovito stanje za određenu primjenu.

Kako i zašto se plin ukapljuje: tehnologija proizvodnje i opseg uporabe ukapljenog plinaLPG (ukapljeni naftni plin) je 95% ili više mješavine propan-butana, a LNG (ukapljeni prirodni plin) je 85-95% metana. To su slične, a istodobno radikalno različite vrste goriva.

LPG iz propan-butana uglavnom se koristi kao:

  • gorivo za plinski motor;
  • gorivo za ubrizgavanje u plinske spremnike autonomnih sustava grijanja;
  • tekućine za punjenje upaljača i plinskih boca kapaciteta od 200 ml do 50 litara.

LNG se obično proizvodi isključivo za prijevoz na velike udaljenosti. Ako za skladištenje UNP-a postoji dovoljan kapacitet koji može izdržati tlak od nekoliko atmosfera, tada su za ukapljeni metan potrebni posebni kriogeni spremnici.

Oprema za skladištenje LNG-a visoko je tehnološka i zauzima puno prostora. Nije isplativo koristiti takvo gorivo u osobnim automobilima zbog visoke cijene cilindara. LNG kamioni u obliku pojedinačnih eksperimentalnih modela već voze cestama, ali malo je vjerojatno da će ovo "tekuće" gorivo u bliskoj budućnosti naći široku primjenu u segmentu osobnih automobila.

Ukapljeni metan kao gorivo danas se sve više koristi u radu:

  • željezničke dizel lokomotive;
  • morska plovila;
  • riječni transport.

Osim što se koriste kao nositelji energije, LPG i LNG se također koriste izravno u tekućem obliku u plinskim i petrokemijskim postrojenjima.Koriste se za izradu raznih plastika i drugih materijala na bazi ugljikovodika.

Svojstva i sposobnosti ukapljenog propana, butana i metana

Glavna razlika između LPG-a i drugih vrsta goriva je sposobnost brzog mijenjanja stanja iz tekućeg u plinovito i obrnuto pod određenim vanjskim uvjetima. Ti uvjeti uključuju temperaturu okoline, unutarnji tlak u spremniku i volumen tvari. Na primjer, butan se ukapljuje pri tlaku od 1,6 MPa ako je temperatura zraka 20 ºS. Istodobno, njegova točka vrelišta je samo -1 ºS, tako da će u jakom mrazu ostati tekući, čak i ako se otvori ventil cilindra.

Propan ima veću energetsku gustoću od butana. Njegova točka vrelišta je -42 ºS, stoga, čak iu teškim klimatskim uvjetima, zadržava sposobnost brzog stvaranja plina.

Vrelište metana je još niže. Prelazi u tekuće stanje na -160 ºS. LNG se praktički ne koristi za domaće uvjete, međutim, za uvoz ili transport na velike udaljenosti, sposobnost prirodnog plina da se ukapljuje na određenoj temperaturi i tlaku je od velike važnosti.

Pročitajte također:  Popravak gejzira Oasis "uradi sam".

Kako i zašto se plin ukapljuje: tehnologija proizvodnje i opseg uporabe ukapljenog plina

prijevoz tankerom

Svaki ukapljeni ugljikovodični plin ima visok koeficijent ekspanzije. Dakle, u napunjenom cilindru od 50 litara nalazi se 21 kg tekućeg propan-butana. Kada sva "tekućina" ispari, nastaje 11 kubičnih metara plinovite tvari, što je ekvivalentno 240 Mcal. Stoga se ova vrsta goriva smatra jednim od najučinkovitijih i najisplativijih za autonomne sustave grijanja. Više o tome možete pročitati ovdje.

Pri radu s plinovima ugljikovodika potrebno je uzeti u obzir njihovu sporu difuziju u atmosferu, kao i njihovu nisku zapaljivost i granice eksplozivnosti kada su izloženi zraku. Stoga se s takvim tvarima mora ispravno rukovati, uzimajući u obzir njihova svojstva i posebne sigurnosne zahtjeve.

Kako i zašto se plin ukapljuje: tehnologija proizvodnje i opseg uporabe ukapljenog plina

Tablica imovine

Ukapljeni naftni plin - kako je bolji od ostalih goriva

Industrija korištenja UNP-a prilično je široka, što je zbog njegovih toplinskih i fizičkih karakteristika te operativnih prednosti u odnosu na druge vrste goriva.

Prijevoz. Glavni problem isporuke konvencionalnog plina u naselja je potreba za polaganjem plinovoda čija duljina može doseći nekoliko tisuća kilometara. Prijevoz ukapljenog propan-butana ne zahtijeva izgradnju složenih komunikacija. Za to se koriste obični cilindri ili drugi spremnici koji se prevoze cestovnim, željezničkim ili pomorskim prijevozom na bilo koju udaljenost. S obzirom na visoku energetsku učinkovitost ovog proizvoda (jedan SPB cilindar može kuhati obroke za obitelj tijekom mjesec dana), prednosti su očite.

proizvedenih resursa. Svrhe korištenja ukapljenih ugljikovodika slične su namjeni korištenja magistralnog plina. To uključuje: plinofikaciju privatnih objekata i naselja, proizvodnju električne energije putem plinskih generatora, rad motora vozila, proizvodnju proizvoda kemijske industrije.

Visoka kalorijska vrijednost. Tekući propan, butan i metan vrlo se brzo pretvaraju u plinovitu tvar čijim se izgaranjem oslobađa velika količina topline.Za butan - 10,8 Mcal / kg, za propan - 10,9 Mcal / kg, za metan - 11,9 Mcal / kg. Učinkovitost toplinske opreme koja radi na UNP mnogo je veća od učinkovitosti uređaja koji kao sirovinu koriste kruta goriva.

Jednostavnost podešavanja. Opskrba potrošača sirovinama može se regulirati u ručnom i automatskom načinu rada. Da biste to učinili, postoji cijeli niz uređaja odgovornih za regulaciju i sigurnost rada ukapljenog plina.

Visoki oktan. SPB ima oktanski broj od 120, što ga čini učinkovitijom sirovinom za motore s unutarnjim izgaranjem od benzina. Kada se kao motorno gorivo koristi propan-butan, povećava se razdoblje remonta motora i smanjuje se potrošnja maziva.

Smanjenje troškova plinofikacije naselja. Vrlo često se LPG koristi za uklanjanje vršnog opterećenja na glavnim sustavima distribucije plina. Štoviše, isplativije je instalirati autonomni sustav plinifikacije za udaljeno naselje nego povući mrežu cjevovoda. U usporedbi s polaganjem mrežnog plina, specifična kapitalna ulaganja smanjuju se za 2-3 puta. Inače, više informacija možete pronaći ovdje, u odjeljku o autonomnoj plinofikaciji privatnih objekata.

Hlađenje plinom

U radu instalacija mogu se koristiti plinski rashladni sustavi različitih principa. U industrijskoj implementaciji postoje tri glavne metode ukapljivanja:

  • kaskada - plin uzastopno prolazi kroz niz izmjenjivača topline spojenih na rashladne sustave s različitim točkama vrelišta rashladnog sredstva. Kao rezultat, plin se kondenzira i ulazi u spremnik.
  • mješovita rashladna sredstva - plin ulazi u izmjenjivač topline, tamo ulazi mješavina tekućih rashladnih sredstava s različitim točkama vrelišta, koja, vrenjem, uzastopno smanjuju temperaturu dolaznog plina.
  • turbo ekspanzija - razlikuje se od navedenih metoda po tome što se koristi metoda adijabatskog širenja plina. Oni. ako u klasičnim instalacijama smanjimo temperaturu zbog vrenja rashladnog sredstva i izmjenjivača topline, onda se ovdje toplinska energija plina troši na rad turbine. Za metan su korištene instalacije na bazi turbo ekspandera.

američki plin

SAD nije samo dom smanjene tehnologije proizvodnje plina, već i najveći proizvođač LNG-a iz vlastite sirovine. Stoga, kada je administracija Donalda Trumpa iznijela ambiciozni Energy Plan – America First program s ciljem da zemlja postane glavna energetska sila u svijetu, svi igrači na globalnoj plinskoj platformi to bi trebali poslušati.

Kako i zašto se plin ukapljuje: tehnologija proizvodnje i opseg uporabe ukapljenog plina

Ovakav politički zaokret u SAD-u nije bio veliko iznenađenje. Stav američkih republikanaca o ugljikovodicima je jasan i jednostavan. Ovo je jeftina energija.

Prognoze za američki LNG izvoz su različite. Najveća spletka u trgovinskim "plinskim" odlukama razvija se u zemljama EU. Pred nama se otvara slika najjače konkurencije između ruskog "klasičnog" plina preko Sjevernog toka 2 i američkog uvoznog LNG-a. Mnoge europske zemlje, uključujući Francusku i Njemačku, vide trenutnu situaciju kao izvrsnu priliku za diversifikaciju izvora plina u Europi.

Što se tiče azijskog tržišta, trgovinski rat između SAD-a i Kine doveo je do potpunog odbijanja kineskih energetičara od uvoznog američkog LNG-a.Ovaj potez otvara ogromne mogućnosti za dugotrajnu isporuku ruskog plina plinovodima u Kinu u ogromnim količinama.

Prednosti ukapljenog plina

Oktanski broj

Oktanski broj plinskog goriva veći je od benzina, pa je otpornost na udarce ukapljenog plina veća čak i od najkvalitetnijeg benzina. To omogućuje veću uštedu goriva u motoru s većim omjerom kompresije. Prosječni oktanski broj ukapljenog plina - 105 - nedostižan je za bilo koju marku benzina. Istodobno, brzina izgaranja plina je nešto niža od one kod benzina. Time se smanjuje opterećenje stijenki cilindara, klipne skupine i radilice te omogućuje nesmetan i tih rad motora.

Difuzija

Plin se lako miješa sa zrakom i ravnomjernije puni cilindre homogenom smjesom, pa motor radi uglađenije i tiše. Mješavina plina izgara u potpunosti, tako da nema naslaga ugljika na klipovima, ventilima i svjećicama. Plinsko gorivo ne ispire uljni film sa stijenki cilindra, a također se ne miješa s uljem u kućištu radilice, čime se ne narušavaju svojstva podmazivanja ulja. Zbog toga se cilindri i klipovi manje troše.

Tlak u rezervoaru

LPG se razlikuje od ostalih automobilskih goriva po prisutnosti parne faze iznad površine tekuće faze. U procesu punjenja cilindra, prvi dijelovi ukapljenog plina brzo isparavaju i ispunjavaju cijeli njegov volumen. Tlak u cilindru ovisi o tlaku zasićene pare, koji pak ovisi o temperaturi tekuće faze i postotku propana i butana u njoj. Tlak zasićene pare karakterizira hlapljivost HOS-a.Hlapljivost propana je veća od one butana, stoga je njegov tlak na niskim temperaturama mnogo veći.

Pročitajte također:  Vijek trajanja plinske peći u stanu: standardni i stvarni vijek trajanja

Ispušni

Prilikom izgaranja oslobađa se manje ugljikovih i dušikovih oksida i neizgorjelih ugljikovodika od benzina ili dizelskog goriva, bez oslobađanja aromatskih ugljikovodika ili sumporovog dioksida.

nečistoće

Visokokvalitetno plinsko gorivo ne sadrži kemijske nečistoće kao što su sumpor, olovo, lužine, koje pojačavaju korozivna svojstva goriva i uništavaju dijelove komore za izgaranje, sustava ubrizgavanja, lambda sonde (senzor koji određuje količinu kisika u gorivu smjesa), ispušni plinovi katalizatora.

Proces proizvodnje

Sirovina za proizvodnju je prirodni plin i rashladno sredstvo.

Postoje dvije tehnologije za proizvodnju LNG-a:

  • otvoreni ciklus;
  • ciklus ekspanzije dušika.

Tehnologija otvorenog ciklusa koristi tlak plina za generiranje energije potrebne za hlađenje. Metan koji prolazi kroz turbine se hladi i širi, ostavljajući tekućinu. Ovo je jednostavna metoda, ali ima jedan značajan nedostatak - samo 15% metana je ukapljeno, a ostatak, ne dobiva dovoljan pritisak, napušta sustav.

Kako i zašto se plin ukapljuje: tehnologija proizvodnje i opseg uporabe ukapljenog plinaTehnologije proizvodnje LNG-a

Ako u blizini postrojenja postoje izravni potrošači plina, tada se ova tehnologija može sigurno koristiti, jer je jeftinija - minimalna količina električne energije se troši na proizvodni proces. Rezultat je niža cijena konačnog proizvoda. Ali ako nema potrošača, onda nije ekonomski izvedivo koristiti ovu metodu - veliki gubici sirovine.

Tehnologija proizvodnje pomoću dušika:

  • u zatvorenom krugu koji sadrži turbine i kompresore, dušik stalno cirkulira;
  • nakon hlađenja dušika, šalje se u izmjenjivač topline, gdje se metan isporučuje paralelno;
  • plin se hladi i ukapljuje;
  • dušik se šalje u kompresor i turbinu na hlađenje i prolazak kroz sljedeći ciklus.

Kako i zašto se plin ukapljuje: tehnologija proizvodnje i opseg uporabe ukapljenog plinaMembranska tehnologija odvajanja plinova

Prednosti ove tehnologije:

  • 100% korištenje sirovina;
  • kompaktnost opreme i jednostavnost njenog rada;
  • visoka pouzdanost i sigurnost.

Postoji samo jedan nedostatak - velika potrošnja energije (do 0,5 kW/h se troši za svaki 1 nm3 / h gotovih proizvoda), što značajno povećava troškove.

Kako i zašto se plin ukapljuje: tehnologija proizvodnje i opseg uporabe ukapljenog plinaDijagram rasporeda postrojenja za dušik

Pročišćavanje i ukapljivanje plina

U suštini, ukapljivanje prirodnog plina je proces njegovog pročišćavanja i hlađenja. Samo potrebna temperatura je minus 161 Celzijev stupanj.

Za postizanje ovog reda temperatura koristi se Joule Thompsonov efekt (promjena temperature plina tijekom adijabatskog prigušivanja – sporo strujanje plina pod djelovanjem konstantnog pada tlaka kroz prigušnicu). Uz njegovu pomoć temperatura pročišćenog plina pada na vrijednost pri kojoj se metan kondenzira. (napomena zahtijeva pojašnjenje)

Postrojenje za ukapljivanje mora imati odvojene linije za obradu rashladnog sredstva i povratne linije. Štoviše, pojedine frakcije plina koje dolaze iz polja (propan, etan, metan) mogu djelovati kao rashladno sredstvo u različitim fazama hlađenja.

Debutanizacija je dio procesa destilacije sirovina u frakcije, tijekom kojeg se odvajaju frakcije čija je temperatura kondenzacije viša, što omogućuje pročišćavanje konačnog proizvoda od neželjenih nečistoća.Svaki proizvod kondenzacije sprema se kao vrijedan nusproizvod za izvoz.

Kondenzat se također dodaje konačnom proizvodu.Stabilizatori, koji smanjuju tlak pare kondenzatnog goriva, čineći ga pogodnijim za skladištenje i transport. Oni također omogućuju da se proces prijelaza metana iz tekućeg stanja natrag u plin (regasifikacija) učini upravljivim i jeftinijim za krajnjeg korisnika.

Kako dobiti

LNG se proizvodi iz prirodnog plina kompresijom nakon čega slijedi hlađenje. Kada je ukapljen, prirodni plin se smanjuje u volumenu za oko 600 puta. Proces ukapljivanja odvija se u fazama, u svakoj od kojih se plin komprimira 5-12 puta, zatim se hladi i prenosi u sljedeću fazu. Stvarno ukapljivanje nastaje tijekom hlađenja nakon posljednje faze kompresije. Proces ukapljivanja stoga zahtijeva značajan utrošak energije[izvor nije naveden 715 dana] od 8 do 10% njegove količine sadržane u ukapljenom plinu.

U procesu ukapljivanja koriste se razne vrste instalacija - prigušnica, turbo-ekpander, turbina-vortex itd.

Izgradnja LNG postrojenja

Tipično, LNG postrojenje se sastoji od:

  • postrojenja za prethodnu obradu i ukapljivanje plina;
  • LNG proizvodne linije;
  • spremnici za skladištenje;
  • oprema za utovar tankera;
  • dodatne usluge za opskrbu postrojenja strujom i vodom za hlađenje.
Tehnologija ukapljivanja

Procesi ukapljivanja velikih LNG postrojenja:

  • 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 (mješovita tekućina kaskada) - Linde
  • PRICO (SMR) - Black & Veatch
  • DMR (dvostruko miješano rashladno sredstvo)
  • Liquefin-Air tekućina

LNG i ulaganja

Visok metalni intenzitet, složenost tehnološkog procesa, potreba za ozbiljnim kapitalnim ulaganjima, kao i trajanje svih procesa vezanih uz stvaranje infrastrukturnih objekata ove vrste: opravdanost ulaganja, natječajne procedure, privlačenje posuđenih sredstava i investitora, projektiranje i izgradnja, što je obično povezano s ozbiljnim logističkim poteškoćama, — stvaraju prepreke rastu proizvodnje na ovom području.

U nekim slučajevima, mobilna postrojenja za ukapljivanje mogu biti dobra opcija. Međutim, njihova vršna učinkovitost je vrlo skromna, a potrošnja energije po jedinici plina veća je od one kod stacionarnih rješenja. Osim toga, sam kemijski sastav plina može postati nepremostiva prepreka.

Kako bi se smanjili rizici i osigurao povrat ulaganja, izrađuju se planovi rada postrojenja za 20 godina unaprijed. A odluka o razvoju polja često ovisi o tome je li određeno područje sposobno opskrbljivati ​​plinom dulje vrijeme.

Postrojenja se razvijaju za određeno mjesto i tehničke uvjete, koji su u velikoj mjeri determinirani sastavom ulazne plinske sirovine. Sama biljka organizirana je po principu crne kutije. Na ulazu sirovina, na izlazu proizvoda, što zahtijeva minimalno sudjelovanje osoblja u procesu.

Sastav opreme gradilišta, njezina količina, kapacitet, redoslijed postupaka koji su potrebni za pripremu mješavine plina za ukapljivanje razvijaju se za svako konkretno postrojenje u skladu sa zahtjevima Kupca i potrošača proizvoda.

Ocjena
Web stranica o vodovodu

Savjetujemo vam da pročitate

Gdje napuniti prašak u perilici i koliko praha sipati