Заводы по сжижению природного газа

На сегодняшний день сжижение природного газа широко используется для транспортировки природного газа как на дальние расстояния морем (танкерами), так и для транспортировки автомобильным транспортом на относительно небольшие расстояния. Также, в последнее время получает распространение использование сжиженного природного газа в качестве газомоторного топлива для грузовых автомобилей, в частности, для использования в карьерах. Также в процессе сжижения природного газа из состава природного газа выделяют полезные фракции: газовый бензин, бутаны, пропан и этан, гелий.

Главное преимущество сжиженного метана состоит в том, что каждый кубометр его при атмосферном давлении и температуре –161,45°С занимает в 600 раз меньший объем, чем в газообразном виде. Кроме того, запасы сжиженного газа можно создать в любом пункте независимо от геологических условий. Транспорт сжиженного газа позволяет осуществить широкую международную торговлю газом путем морских поставок его в танкерах.

– Классический каскадный цикл с последовательным использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана путем последовательного снижения их температуры кипения.

– Цикл с двойным хладагентом – смесью этана и метана.

– Расширительные циклы сжижения.

– «Объединенный» автохолодильный каскадный цикл (ARC), в котором производится ступенчатая конденсация углеводородов с использованием их в качестве хладагентов в последующей ступени охлаждения при циркуляции неконденсирующегося азота.

Каскадная схема, в которой раздельно используются три хладоагента с последовательно снижающейся температурой кипения, требует больших капитальных, но меньших эксплуатационных затрат.

Расширительные схемы, в них могут использоваться центробежные, более экономичные, машины. Охлаждение достигается изоэнтропийным расширением метана в турбодетандере. Поток газа, предварительно очищенного от воды, углекислого газа и других загрязнений, сжижается под давлением за счет теплообмена с холодным расширенным газовым потоком. Для получения одной части жидкости необходимо подвергнуть сжатию и расширению примерно 10 частей газа.

– сепарация

– удаление кислых газов, осушка, удаление ртути

– компримирование

– каскадный процесс сжижения с удалением фракций

– складирование

– отгрузка потребителю готовых продуктов

– сепарация

– компримирование

– извлечение примесей (например серы, если это необходимо)

– осушка

– предварительное охлаждение

– расширение

– разделение на фракции

– складирование

– отгрузка потребителю готовых продуктов

В процессах сжижения газа важна эффективность теплообменного оборудования и теплоизоляционных материалов. При теплообмене в криогенной области увеличение разности температурного перепада между потоками всего на 0,5ºС может привести к дополнительному расходу мощности в интервале 2 – 5 кВт на сжатие каждых 100 тыс м3 газа.

Высокая металлоемкость, сложность технологического процесса, необходимость  серьезных капитальных вложений, а так же длительность всех процессов связанных с созданием инфраструктурных объектов такого рода: обоснование инвестиций, тендерные процедуры, привлечение заемных средств и инвесторов, проектирование и строительство, которое обычно сопряжено с серьёзными логистическими трудностями, — создают препятствия для роста производства в этой сфере.

В некоторых случаях мобильные установки по сжижению могут быть неплохим вариантом. Однако их пиковая производительность весьма скромна, а энергозатратность на единицу газа выше чем у стационарных решений. Кроме того химический состав самого газа может стать непреодолимым препятствием.

Чтобы снизить риски и обеспечить возврат вложенных средств разрабатывают планы по эксплуатации установок на 20 лет вперед. А решение о разработке месторождения часто зависит от того способен ли данный участок поставлять газ в течении длительного промежутка времени.

Заводы разрабатываются под конкретную площадку и технические условия, определяемые во многом составом поступающего газового сырья. Сам завод организован по принципу черного ящика. На входе сырье, на выходе продукты, что требует минимального участия персонала в процессе.

Состав оборудования площадки, его количество, мощность, последовательность процедур, которые требуются для подготовки газовой смеси к сжижению, разрабатываются для каждой конкретного завода в соответствии с требованиями Заказчика и потребителей продукции.