Сжижение природного газа.

Для сжижения природного газа могут быть использованы как принципы внутреннего охлаждения, когда природный газ сам выступает в роли рабочего тела, так и принципы внешнего охлаждения, когда для охлаждения и конденсации природного газа используются вспомогательные криогенные газы с более низкой температурой кипения (например кислород, азот, гелий). В последнем случае теплообмен между природным газом и вспомогательным криогенным газом происходит через теплообменную поверхность.

Сжижение природного газа на основе внутреннего охлаждения может достигаться следующими способами:

· изоэнтальпийным расширением сжатого газа (энтальпия H = const), т. е. дросселированием (использование эффекта Джоуля-Томсона); при дросселировании поток газа не производит какой либо работы;

· изоэнтропийным расширением сжатого газа (энтропия S = const) с отдачей внешней работы; при этом получают дополнительное количество холода, помимо обусловленного эффектом Джоуля-Томсона, так как работа расширения газа совершается за счет его внутренней энергии.

Как правило, изоэнтальпийное расширение сжатого газа используется только в аппаратах сжижения малой и средней производительности, в которых можно пренебречь некоторым перерасходом энергии. Изоэнтропийное расширение сжатого газа используется в аппаратах большой производительности (в промышленных масштабах).

Сжижение природного газа на основе внешнего охлаждения может достигаться следующими способами:

· использованием криогенераторов Стирлинга, Вюлемье-Такониса и т.д; рабочими телами данных криогенераторов является, как правило, гелий и водород, что позволяет при совершении замкнутого термодинамического цикла достигать температуры на стенке теплообменника ниже температуры кипения природного газа;

· использованием криогенных жидкостей с температурой кипения ниже, чем у природного газа, например жидкого азота, кислорода и т. д.;

· использованием каскадного цикла с помощью различных холодильных агентов (пропана, аммиака, метана и т. д.); при каскадном цикле газ легко поддающийся сжижению путем компримирования, при испарении создает холод, необходимый для понижения температуры другого трудносжижаемого газа

Процесс сжижения природного газа высокоэнергоемкий. По этой причине в современной Мировой практике получения СПГ отказались от первоначального способа сжижения компремированием и отдали предпочтение теплообменным способам сжижения.

Для правильного выбора объектов для создания производства СПГ служат следующие критерии:

· Характеристика имеющегося оборудования и оценка возможности его использования на создающемся комплексе по производству и хранению СПГ.

· Наличие коммуникаций: электричество, вода, линии телефонной связи; подвод газа;

· Наличие безопасных расстояний от места предполагаемого расположения оборудования до технологических блоков, зданий и сооружений;

· Наличие дорог и подъездных путей для авто, ж/д. или морского транспорта.

· Расстояние от объектов производства СПГ до объектов его потребления.

· Наличие источников газа, значения его следующих технологических параметров и их сезонные колебания:

· Расход;

· Давление;

· Температура;

· Компонентный состав;

· Влажность.

В данной работе был рассмотрен каскадный цикл охлаждения с помощью смешанного хладагента. Сжижение газа производится в криогенном навитом теплообменнике, которые обеспечивают последовательное охлаждение, полное сжижение и некоторое переохлаждение. Очистка и фракционирование реализуются, как и основная доля охлаждения, под высоким давлением.

Холод производится холодильным циклом смешанного хладагента – MR, позволяющими снизить температуру с -46°С до -153°С. Количество необходимого холода рассчитывается по энтальпийным диаграммам для природного газа.

Сжижение завершается однократной сепарацией (изоэнтальпийное расширение после регулируемого штуцера) для снижения давления сжиженного газа до атмосферного.

Важнейшим показателем термодинамического совершенства цикла является величина удельного энергопотребления. От нее напрямую зависят расходуемая и установленная мощность компрессорного оборудования, масса и габариты теплообменных аппаратов, а следовательно, капиталовложения и эксплуатационные затраты в эти установки.

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: