Оборудование для сжижения метана
Сжиженный природный газ, он же метан, является одним из наиболее приоритетных энергоносителей XXI века. В сравнении с другими видами топлива, сжиженный природный газ наиболее выгоден как с экономической, так и с экологической стороны, что открывает большие перспективы для увеличения производства, транспортировки и внедрения новых технологий в области использования СПГ.
Область применения СПГ
Основная область применения сжиженного природного газа –снабжение объектов и населенных пунктов, для которых затруднительно снабжение при помощи трубопровода. Зачастую прокладка трубопровода экономически невыгодна или невозможна из-за географического расположения объекта. В случае природного газа ключевую роль играют его свойства: при сжижении метана его объем уменьшается в 600 раз, что увеличивает транспортабельность больших объемов топлива.
Чтобы уменьшить метан до необходимого объема его нужно охладить до предельно низких температур, при которых он конденсируется. Полный цикл сжижения позволяет охладить его до -160 о С. Для этого используются сложные комплексы оборудования, построенные на различных термодинамических циклах, так называемые ожижители природного газа.
Среди потребителей СПГ коммунальные хозяйства, ТЭК и небольшие ТЭЦ, котельные в отдельных округах и населенных пунктах, автономные электростанции, представители авиационной и железнодорожной промышленности.
Транспортировка метана
Перевозка сжиженного природного газа происходит в специальных криогенных цистернах, оснащенных высокоэффективной теплоизоляцией для существенного снижения потерь продукта от испарения. Для транспортировки цистерн используется специализированная техника, предназначенная для перевозки опасных грузов.
Поставка оборудования для сжиженного природного газа
НТК «Криогенная техника» больше 25 лет занимается производством криогенного оборудования для транспортировки СПГ. У нас вы можете приобрести транспортные полуприцепы – цистерны, криогенные газификаторы, горизонтальные и вертикальные резервуары и цистерны для транспортировки метана вместимостью от 8 кубометров. Если у вас остались какие-либо вопросы по характеристикам оборудования или вы желаете сделать заказ – свяжитесь нами любым удобным для вас способом по одному из указанных контактов. Мы работаем по всей России.
Источник
Производство сжиженного природного газа (СПГ)
Производство сжиженного природного газа основано на значительном (примерно в 600 раз) уменьшении занимаемого этим газом объема. СПГ – криогенная жидкость, получаемая из природного газа охлаждением до температуры конденсации -161,5 °C. Температура кристаллизации – -182,5 °C, плотность – 0,42 кг/л.
За счет этого достигается существенное сокращение расходов на хранение и транспортировку, которая может осуществляться специальными судами, контейнерами, автомобильным и железнодорожным транспортом и т.д., что позволяет СПГ составить серьезную конкуренцию традиционному трубопроводному газу. Кроме того, хранение СПГ обходится недорого; при этом образуются огромные “буферы энергии”, доступ к которым обеспечивается за считанные секунды.
Технологический процесс
Как правило, производство СПГ включает следующие установки:
- а) подготовка газа;
- б) сжижение газа;
- в) фракционирование;
- г) хранение сжиженного газа;
- д) системы отгрузки.
Очистка газа
Сырой природный газ на входе подвергается фильтрации для очистки от взвешенных твердых частиц. Далее поток через входные сепараторы-каплеуловители. Где газ очищается от капельных жидкостей, захваченных потоком из трубопроводов. После выхода из сепаратора-газоуловителя газ направляется на установку удаления кислых компонентов.
Существует несколько способов очистки природного газа от кислых примесей:
Большинство заводов СПГ используют аминовую очистку от углекислого газа и сероводорода – метод химической абсорбции водными растворами амина (МЭА, ДЭА, ДГА, МДЭА) и его соединениями с активаторами.
В результате взаимодействия кислых газов с аминовыми растворами в очистной системе образуется воды, содержание которой в природном газе ограничено 1 ppmv, это определяет порядок размещения в технологической цепи обезвоживающей установки адсорбционной установки.
Установки сжижения газа
В настоящее время используются различные технологические процессы, основанные на одном принципе: охлаждение и конденсация природного газа в теплообменном аппарате одним или более хладагентами.
К ключевым компонентам оборудования процесса сжижения относятся, прежде всего, теплообменники и компрессоры, а к технологическим – тип хладагента и способ охлаждения.
Процесс сжижения природного газа – перевод в жидкое состояние основного его компонента – метана. На рисунке приведен пример технологической схемы сжижения природного газа.
В промышленности применяются как процессы сжижения природного газа с целью получения сжиженного природного газа как конечного продукта, так и процессы сжижения в сочетании с процессами низкотемпературного фракционирования попутных и природных газов, позволяющие выделять из этих газов газовый бензин, бутаны, пропан и этан, а также извлекать гелий из гелиеносных природных и попутных газов.
Чтобы сжижить природный газ, его необходимо охладить до температуры порядка -160 °C, то есть температуры ниже критической. Существует несколько способов достижения холода такой глубины.
В настоящее время для получения сжиженного природного газа применяются два процесса:
- конденсация при постоянном давлении (компримирование);
- теплообменный: рефрижераторный с использованием охладителя или турбодетандерный/дросселирование с получением необходимой температуры при резком расширении газа.
Процесс сжижения природного газа является весьма энергоемким, вследствие чего в настоящее время в мировой практике зачастую отдают предпочтение теплообменным способам сжижения.
Дросселирование позволяет получать сжиженный природный газ при малых энергетических затратах. Недостатком является низкий коэффициент ожижения – до 4%, и требование многократной перегонки.
В компрессорно-детандерной схеме охлаждение газа происходит за счет совершения работы на лопатках турбины. Использование энергии вращающейся турбины позволяет сделать процесс сжатия газа энергетически более эффективным.
Коэффициент сжижения компрессорно-детандерных установок невысок – до 14%. Это значит, что для реализации такой схемы, так же как и для дроссельной, необходимо наличие магистрали низкого давления для сброса в нее несжиженной части природного газа.
Кроме того, выделяют следующие системы сжижения газа:
- 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;
- новый способ “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 хладагента с последовательно снижающейся температурой кипения, требует больших капитальных, но меньших эксплуатационных затрат. Эта схема была последовательно усовершенствована; в настоящее время чаще применяется смесь хладоагентов; новая схема называется самоохлаждающей, так как часть хладоагента – этан и пропан – получаются из сжижаемого природного газа. Капитальные затраты при этом несколько ниже. В большинстве случаев в каскадных схемах используются поршневые компрессоры, сравнительно дорогостоящие как по капитальным, так и по эксплуатационным затратам.
Расширительные схемы представляют существенный интерес, так как в них могут использоваться центробежные, более экономичные, машины, но расширительные циклы требуют затрат энергии на 20 – 30% больших, чем каскадные. 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.
В эксплуатационных расходах на процесс сжижения природного газа, помимо стоимости природного газа, значительную долю составляют энергетические затраты, затраты на очистку и осушку газа, а также амортизационные расходы.
Лицензиары и технологии
Технологии сжижения больших заводов СПГ в мире:
- AP-C3MR — разработан Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
- AP-X — разработан Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
- AP-SMR (Single Mixed Refrigerant) — разработан Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
- Cascade — разработан ConocoPhillips
- MFC (mixed fluid cascade) — разработан Linde
- PRICO (SMR) — разработан Black & Veatch
- DMR (Dual Mixed Refrigerant)
- Liquefin — разработан Air Liquide
- “Арктический каскад” для ПАО “НОВАТЭК” (Ямал СПГ)
Источник