Lichefierea gazelor naturale

gaz natural lichefiat (GNL) pot fi transportate în cisterne marine -metanovozah (transportatoare de gaz) pentru orice distanță (de exemplu, distanta de marii producători GNL Trinidad și Tobago, Algeria, Norvegia, Nigeria, Oman, Qatar pe piața din SUA este de la 3700 la 14 800 km ), atunci când este imposibil să se conecteze producătorul de gaze naturale si conducta de clienti pe uscat sau de pe fundul mării. Pentru lichefierea gazelor naturale este în prezent supusă diferitelor cicluri de răcire profundă și lichefiere, care sunt în curs de îmbunătățire constantă:

- ciclu clasic în cascadă în trei agent frigorific curat, - propan, etilenă și metan (Pure Agent frigorific Cascade Technology), compania «Turcoaz», 1964, Arzew (Algeria);

- un ciclu de la un agent de răcire amestecat - amestecul de hidrocarburi și azot (Single Stage Single MixTeD refrigerant Technology - «PRICO» sau Multi Stage Single Mixed refrigerant Tehnologie - «ARS1" ), marca«Teal»1971 GG Skikda (Algeria);

-alte tehnologii GNL licențiate «Shell» companii de talie mondială, «Statoil», «ConocoPhillips», «Linde», «Air Products», «Technip», «Teal» și altele.

Alegerea ciclului depinde de factori tehnici și economici complexe: performanța instalației; capacități de inginerie tehnice pentru producerea de compresoare centrifugale de mare putere și acționări pentru acestea, precum și de înaltă performanță schimbătoare de căldură de dimensiuni mari; raportul prețurilor la gaze și la instalațiile GNL naturale; costul echipamentului și a compresorului de schimb de căldură; conjuncturii de pe piața mondială de gaze naturale. De exemplu, la mijlocul anilor '70 ai secolului XX. Acesta intenționează să construiască în 1980 în Murmansk, o instalație uriașă, cu o capacitate de până la 20 de miliarde de m3 de gaz / an de aprovizionare GNL în SUA, dar proiectul a fost abandonat, dând preferință la dezvoltarea construcției conductelor magistrale de gaze naturale către Europa de Vest. Acum, ca parte a primei faze a megaproiect - dezvoltarea câmpului de gaz condensat Stokman în Marea Barents, România este planificată din nou construcția unei instalații de lichefiere a gazelor naturale, cu o capacitate de 7,5 milioane de tone de GNL pe an, despre orașul Murmansk (aceasta va fi a doua fabrica de GNL în România), cu GNL metanul de pe piața externă.

Ceea ce urmează este o scurtă descriere a unora dintre instalațiile GNL pe care au fost puse în aplicare noi tehnologii lichefierea unor cantități mari de gaze naturale. Acest experiment a fost o caracteristică unică a lichefierea gazelor industriale, în ciuda faptului că, practic, toate lichefierea gazelor (aer, azot, oxigen, gaze rare, hidrogen și heliu) a fost cunoscut aproape de 20-30 de ani în XX. (Primele experimente de lichefiere a gazelor a început în SUA în 1917).

ciclu cascadă Classic. Prima experiență de construcție și punerea în funcțiune a unei mari uzine de lichefiere a gazelor naturale deținute de compania franceză „ceai“, în 1964, în Arzew (Algeria). La aceasta planta pe coasta mediteraneană este pusă în aplicare în cascadă clasice de cicluri de refrigerare cu trei compresare - (. Figura 2.8) propan, etilena și metan. La presiune normală, avem următorul punct minus de fierbere: 42 ° C propan, etilena și metanul 104 161 ° C, Fiecare ciclu are un compresor centrifugal cu o injecție sub presiune de aproximativ 1,2 MPa pentru propan, 2 MPa până la 3,2 MPa etilenă și metan. Atunci când acești agenți frigorifici sunt lichefiate presiunile din respectiva apa de mare frigidere-condensator. propan lichid este strangulată la o presiune de 0,04 MPa și la o temperatură de minus 35 ° C parțial se evaporă doohlazhdaet etilenă lichid și metan apoi lichid. etilena lichid, propan, de asemenea, strangulată la racire la o presiune de 0,04 MPa și doohlazhdaetsya rezultată la o temperatură de minus 100 ° C lichid metan, propan și etilenă evaporarea post-răcirea, este strangulată la o presiune de 0,04 MPa și doohlazhdaetsya rezultată la o temperatură de minus 155 ° C

Presiune gaz 3,8 MPa, cu atenție purjat de dioxid de carbon și alte impurități, și se usucă prin apă adâncă trece secvențial evaporatoare frigider în care se evapore toate frigorifici este răcit la temperaturi de -35 ° C cu propan, și apoi la minus 96 ° etilenă și C până la minus 151 ° C, în metan. Mai mult, gazul natural este strangulată la o presiune de 0,01 MPa în timpul răcirii la o temperatură de minus 162 ° C, condensat și alimentat la separatorul, din partea de jos, care este prezentat în GNL și un top - combustibil gazos. GNL este tipic 0,4-0,5 Densitate t / m3, în funcție de temperatură, presiune și compoziție; conține metan nu mai puțin de 86 vol. % (TU 05-03-03-85); la 1 m3 GNL regazeificarea obținut circa 600 m3 de gaze naturale în condiții normale (temperatura de 0 ° C și o presiune de 0,1 MPa).

Fiecare ciclu de refrigerare, eventual, mai mult de un restrictor de răcire a lichidului de răcire (așa cum este descris mai sus), și două sau trei de reducere a presiunii de accelerație, și două sau trei flux de agent frigorific gaz după separatorul corespunzător cu presiuni diferite la intrarea fiecăreia dintre propan, etilenă și metan compresoare. Astfel, în această schemă, există patru fluxuri independente cu frigiderele compresor de condensatori sale de sistem. evaporatoare și separatoare. Instalația este alcătuită din trei linii de ieșire de 0,5 miliarde m3 de gaze naturale / an tone. E. Planta poate lichefia an mrld 1,5 m3 / gaz. Consumul de energie Compresor pentru cele trei agenții frigorifici este de 80 MW. Suprafața de schimb de căldură răcitoare, condensatoare și vaporizatoare este de 100 de mii. M2. Consumul de apă de mare pentru răcitoare, condensatoare - aproximativ 35 OOO m3 / h. Capacitatea criogenice rezervoarele de stocare a GNL - 71 mii m3, costul acestor rezervoare -. 50-70% din costul instalației.

De exemplu, programul pentru lichefierea gazelor naturale în orașul Arzew GNL și furnizare, în Franța, a avut următoarea relativă indicatori economici% din totalul investițiilor pentru întregul program:

Conducta de gaz din domeniu „Hussey - Rmel“ pentru a planta în Arzew. 31.1

instalație de lichefiere a gazelor naturale. 37,5

Terminalul din portul Arzew pentru încărcarea GNL metan. 4.5

Capacitatea Trei Metanul de 27 m3 Ltd. LNG. 17.9

Două terminale de recepție a GNL a purtătorilor de metan în Franța. 9

C, 1969 a fost, de asemenea, operat cu un ciclu de instalație în cascadă GNL trei agent frigorific, capacitate mrld de 1,5 m3 de gaz / an, în Statele Unite, Alaska.

Ciclul de un agent frigorific mixt. Acest ciclu a doua generație reprezintă o evoluție semnificativă a procesului de răcire profundă, este posibil să se mărească productivitatea unei linii de producție (modulul) pentru lichefierea gazelor naturale la 1,5 m3 mrld gaz / an. Acesta a fost pus în aplicare în primul rând de către firma franceză „Tea1“, în 1971, în orașul Skikda (Algeria) în trei module, cu o capacitate totală de 4,5 mrld m3 de gaz / an. În 1972, el a început să lucreze în aceleași fabrici libian (agent frigorific unic mixt) și Brunei (ciclu de agent frigorific amestecat într-un ciclu de propan preliminar).

(. Figura 2.9) Refrigerentul trebuie să aibă o greutate moleculară de aproximativ 30, acesta este reprezentat de un amestec de metan - 35,6 mol. % Din -10.6 azot, etan - 28,2 mol. %, Precum și propan, butani și pentani.

Vaporizarea agentului frigorific lichid are loc în spațiul inelar al condensatorului-vaporizator, și la spațiul tubului al aparatului este răcit și condensat gaz natural (lichefiat), adică. E. GNL produs într-o singură etapă în mod continuu de-a lungul lungimii tuburilor de schimb de căldură. Prin urmare, compoziția agentului frigorific trebuie să fie astfel încât curba de evaporare a agentului frigorific lichid cât mai mult posibil coincid cu curba de condensare a gazelor naturale. Gazul natural este o greutate moleculară de 17,2, o presiune de 3,7 MPa și o temperatură de 35 ° C intră în evaporator-condensator și iese în stare lichidă de temperatura de minus 155 ° C

GNL suplimentară este strangulată la o presiune aproape atmosferică și la o temperatură de minus 163 ° C, este trimis la o conductă criogenice pentru depozitare. Refrigerentul gazos este comprimat într-un singur compresor cu două trepte până la o presiune de 3,6 MPa, se condensează în condensatoare folosind apă de mare și cele două fluxuri pentru condensarea parțială a gazelor naturale și condensarea parțială a agentului frigorific mixt. În vaporizator condensatorul cu gaz natural are o zonă de condensare și a agentului frigorific - patru zone de evaporare. Într-un alt vaporizatorul-condensator, există trei zone de evaporare a agentului frigorific lichid (în spațiul inelar) pentru condensarea gazului refrigerant (într-un spațiu tubular). O linie capacitate mrld lichefierea 1,5 m3 de gaz / an are opt schimbătoare de căldură torsionate, o suprafață de transfer de căldură al aparatului la lungimea țevii 12 500 m2 în opt aparate aproximativ 2800 km, aparate greutate de peste 1000 m.

compresor axial Centrifugal acționat de o turbină cu abur pentru agentul frigorific mixt are o putere de 80 MW și o lungime de 21 m și greutate de 200 de tone. Un ciclu de agent frigorific mixt ar reduce substanțial cantitatea de echipamente (compresoare, schimbătoare de căldură, cabină criogenice), diagrama de flux de proces simplificat și controlul procesului et al. cu toate acestea, pentru acest ciclu necesar pentru a crea compresor centrifugal capacitate unică unitate care poate fi de până la 100 MW (în comparație cu puterea compresorului pentru ulei Prelucrare a gazelor și petrochimică la 20 MW) de schimbătoare de căldură cu suprafață foarte răsucite la 18-20 mii. M2 (în comparație cu suprafața de transfer de căldură a unui aparat standard de schimb de căldură pentru rafinării de la 2 mii. 2), capacitate criogenice de stocare a GNL de până la 100 mii. M3 și alte echipamente tehnologice. GNL conductă criogenice la rezervoarele de stocare a GNL.