Gaz nasıl ve neden sıvılaştırılır: üretim teknolojisi ve sıvılaştırılmış gazın kullanım kapsamı

giriiş

Şu anda, demiryolu taşımacılığı işletmelerinin altyapısının bir parçası olan kazan dairelerinde, çoğu durumda kömür ve akaryakıt bir enerji kaynağı olarak hizmet vermektedir ve dizel yakıt bir yedektir. Örneğin, Rus Demiryolları'nın bir kolu olan Oktyabrskaya Demiryolu'nun ısı tedarik tesislerinin bir analizi, kazan dairelerinin ağırlıklı olarak akaryakıt ile çalıştığını ve sadece bazılarının doğal gazla çalıştığını gösterdi.

Akaryakıt kazanlarının avantajları, tam özerkliklerini (bunları gaz şebekesinden uzak tesisler için kullanma imkanı) ve yakıt bileşeninin düşük maliyetini (kömür, dizel ve elektrikli kazanlara kıyasla) içerir, dezavantajları organize etme ihtiyacıdır. bir depolama tesisi, akaryakıt tedarikini sağlamak, yakıt kalitesini kontrol etmek, çevre kirliliği sorunları. Büyük hacimlerde yakıt teslim edilirken, bir boşaltma sistemi (akaryakıt ısıtma ve boşaltma) ve erişim yollarının düzenlenmesi, yakıtın kazanlara taşınması için depolama tesislerinin ve akaryakıt boru hatlarının ısıtılması ihtiyacı ve ısıtma ısı eşanjörlerinin temizlenmesi için ek maliyetler gereklidir. ve akaryakıt filtreleri.

Atmosfere zararlı emisyonlar için ücretlerde beklenen keskin artışla bağlantılı olarak, Rusya Demiryolları Isı ve Su Temini Merkez Müdürlüğü, demiryolu kazanlarında akaryakıt kullanımını azaltmaya karar verdi. Oktyabrskaya demiryolunun bir kısmının geçtiği Murmansk bölgesinde, şehir ve ilçe kazan dairelerinin akaryakıt bağımlılığını azaltmayı ve bunları sıvılaştırılmış doğal gaza (LNG) geçirme seçeneği de dahil olmak üzere bir proje sunulmaktadır. Karelya'da bir LNG tesisi ve Kuzeybatı Federal Bölgesi'nde bir gaz altyapısı inşa edilmesi planlanmaktadır.

Akaryakıttan uzaklaşmak Murmansk bölgesindeki kazan dairelerinin verimliliğini %40 oranında artıracaktır.

LNG 21. yüzyılın yakıtıdır

Yakın gelecekte Rusya, ülkemiz için nispeten yeni bir alternatif yakıt türü olan sıvılaştırılmış doğal gazın dünya pazarının önde gelen üreticilerinden ve tedarikçilerinden biri olabilir.Dünyada üretilen tüm doğal gazın %26'dan fazlası sıvılaştırılmakta ve sıvı halde özel tankerlerde üretim ülkelerinden gaz tüketicisi ülkelere taşınmaktadır.

Sıvılaştırılmış doğal gazın diğer enerji taşıyıcılarına göre önemli avantajları vardır. Gazlaştırılmamış yerleşimlere kısa sürede temin edilebilirler. Buna ek olarak, sıvılaştırılmış doğal gaz, kitlesel olarak kullanılan yakıtların en çevre dostu ve güvenli olanıdır ve bu, endüstride ve ulaşımda kullanımı için geniş perspektifler açmaktadır. Bugün, Rusya'da doğal gaz sıvılaştırma tesislerinin ve ihracat sevkiyatı için terminallerin inşası için çeşitli seçenekler değerlendiriliyor, bunlardan birinin Leningrad Bölgesi Primorsk limanında uygulanması gerekiyor.

Alternatif bir yakıt olarak sıvılaştırılmış doğal gazın birçok avantajı vardır. Birincisi, doğal gazın sıvılaştırılması yoğunluğunu 600 kat artırıyor, bu da depolama ve taşımanın verimliliğini ve rahatlığını artırıyor. İkincisi, LNG toksik değildir ve metaller için aşındırıcı değildir, ısı yalıtımlı bir kapta yaklaşık 112 K (-161 °C) sıcaklıkta hafif bir aşırı basınç altında depolanan kriyojenik bir sıvıdır. Üçüncüsü havadan daha hafiftir ve kazayla dökülmesi durumunda doğal ve yapay çöküntülerde biriken ve patlama tehlikesi oluşturan ağır propanın aksine hızla buharlaşır. Dördüncüsü, ana boru hatlarından önemli mesafelerde bulunan nesneleri gazlaştırmayı mümkün kılar. Günümüzde LNG, dizel de dahil olmak üzere herhangi bir petrol yakıtından daha ucuzdur, ancak kalori açısından onları geride bırakmaktadır.Sıvılaştırılmış doğal gazla çalışan kazanlar daha yüksek verimliliğe sahiptir - %94'e kadar, kışın ön ısıtma için yakıt tüketimi gerektirmez (akaryakıt ve propan-bütan gibi). Düşük kaynama noktası, en düşük ortam sıcaklıklarında LNG'nin tamamen buharlaşmasını garanti eder.

Sıvılaştırılmış hidrojen için beklentiler

Doğrudan sıvılaştırma ve bu formda kullanıma ek olarak, bir başka enerji taşıyıcısı olan hidrojen de doğalgazdan elde edilebilir. Metan CH4, propan C3H8 ve bütan C4H10'dur.

Hidrojen bileşeni tüm bu fosil yakıtlarda bulunur, onu izole etmeniz yeterlidir.

Hidrojenin ana avantajları çevre dostu olması ve doğada geniş dağılımıdır, ancak sıvılaştırmanın yüksek fiyatı ve sürekli buharlaşmaya bağlı kayıplar bu avantajları ortadan kaldırır.

Hidrojenin gaz halinden sıvı hale geçmesi için -253 °C'ye soğutulması gerekir. Bunun için çok kademeli soğutma sistemleri ve “sıkıştırma/genleşme” üniteleri kullanılmaktadır. Şimdiye kadar, bu tür teknolojiler çok pahalıdır, ancak maliyetlerini azaltmak için çalışmalar devam etmektedir.

Nasıl yapılacağını detaylı olarak anlattığımız diğer yazımızı da okumanızı öneririz. için hidrojen jeneratörü kendi ellerinle eve Daha fazla ayrıntı - gidin.

Ayrıca LPG ve LNG'den farklı olarak sıvılaştırılmış hidrojen çok daha patlayıcıdır. Oksijenle birlikte en ufak bir sızıntısı, en ufak bir kıvılcımdan tutuşan bir gaz-hava karışımı verir. Ve sıvı hidrojenin depolanması sadece özel kriyojenik kaplarda mümkündür. Hidrojen yakıtının hala çok fazla dezavantajı var.

Yangın/patlama riski ve azaltma

Rafinerilerde yaygın olarak kullanılan küresel bir gaz kabı.

Bir rafineri veya gaz tesisinde LPG, basınçlı tanklarda depolanmalıdır. Bu kaplar silindirik, yatay veya küreseldir. Genellikle bu gemiler bazı kurallara göre tasarlanır ve üretilir. Amerika Birleşik Devletleri'nde bu kod, Amerikan Makine Mühendisleri Derneği (ASME) tarafından yönetilir.

LPG konteynerlerinde, harici ısı kaynaklarına maruz kaldıklarında LPG'yi atmosfere veya alev bacasına salacak şekilde emniyet valfleri bulunur.

Bir tank yeterli süre ve yoğunlukta bir yangına maruz kalırsa, kaynayan sıvı genleşen buhar patlamasına (BLEVE) maruz kalabilir. Bu genellikle çok büyük konteynerleri işleyen büyük rafineriler ve petrokimya tesisleri için bir endişe kaynağıdır. Kural olarak, tanklar, ürünün basıncın tehlikeli bir seviyeye ulaşabileceğinden daha hızlı çıkacağı şekilde tasarlanır.

Endüstriyel ortamlarda kullanılan koruma yollarından biri, bu tür kapları bir dereceye kadar yangına dayanıklılık sağlayan bir önlemle donatmaktır. Büyük küresel LPG kapları, 15 cm kalınlığa kadar çelik duvarlara sahip olabilir ve sertifikalı bir basınç tahliye valfi ile donatılmıştır. Geminin yakınında büyük bir yangın, sıcaklığını ve basıncını artıracaktır. Üst emniyet valfi, aşırı basıncı tahliye etmek ve konteynerin kendisinin tahribatını önlemek için tasarlanmıştır.Yeterli yangın süresi ve yoğunluğu ile, kaynayan ve genleşen gazın yarattığı basınç, valfin fazlalığı giderme kabiliyetini aşabilir. Bu gerçekleşirse, aşırı maruz kalan kap şiddetli bir şekilde parçalanarak parçaları yüksek hızda fırlatabilir ve serbest kalan ürünler de tutuşabilir ve diğer kaplar da dahil olmak üzere yakındaki herhangi bir şeye katastrofik hasar verme potansiyeline sahip olabilir.

Kişiler iş yerlerinde soluma, cilt teması ve göz teması yoluyla LPG'ye maruz kalabilirler. Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi (OSHA), işyerinde LPG maruziyeti için yasal limiti (İzin Verilen Maruz Kalma Limiti) 8 saatlik bir iş günü üzerinden 1.000 ppm (1.800 mg/m 3 ) olarak belirlemiştir. Ulusal Mesleki Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü (NIOSH), 8 saatlik bir iş günü boyunca milyonda 1.000 parça (1.800 mg/m3) olarak önerilen bir maruz kalma sınırı (REL) belirlemiştir. 2000 ppm seviyelerinde, %10 alt patlayıcı limiti, sıvılaştırılmış petrol gazı, yaşam ve sağlık için doğrudan tehlikeli olarak kabul edilir (sadece patlama riski ile ilgili güvenlik nedenleriyle).

Doğalgaz neden sıvılaştırılır?

Mavi yakıt, metan, etan, propan, bütan, helyum, azot, hidrojen sülfür ve diğer gazların yanı sıra bunların çeşitli türevlerinin bir karışımı şeklinde dünyanın bağırsaklarından çıkarılır.

Bazıları kimya endüstrisinde kullanılır, bazıları ise ısı ve elektrik üretmek için kazanlarda veya türbinlerde yakılır. Ayrıca, çıkarılanın belirli bir hacmi gaz motoru yakıtı olarak kullanılır.

Gaz işçileri tarafından yapılan hesaplamalar, mavi yakıtın 2.500 km veya daha fazla bir mesafeye dağıtılması gerekiyorsa, bunu sıvılaştırılmış biçimde yapmanın boru hattından daha karlı olduğunu gösteriyor.

Doğal gazın sıvılaştırılmasının temel nedeni, uzun mesafelerde taşınmasını kolaylaştırmaktır. Tüketici ve gaz yakıt üretim kuyusu karada birbirine yakın yerleştirilmişse, aralarına boru döşemek daha kolay ve daha karlı olur. Ancak bazı durumlarda, coğrafi nüanslar nedeniyle bir otoyol inşa etmek çok pahalı ve sorunlu hale geliyor. Bu nedenle sıvı halde LNG veya LPG üretimi için çeşitli teknolojilere başvururlar.

Ekonomi ve ulaşım güvenliği

Gaz sıvılaştırıldıktan sonra, deniz, nehir, karayolu ve/veya demiryolu ile taşınmak üzere özel kaplara pompalanan bir sıvı halindedir. Aynı zamanda, teknolojik olarak sıvılaştırma, enerji açısından oldukça maliyetli bir süreçtir.

Farklı tesislerde bu, orijinal yakıt hacminin %25'ini alır. Yani teknolojinin gerektirdiği enerjiyi üretebilmek için bitmiş haldeki her üç tonu için 1 tona kadar LNG yakmak gerekiyor. Ancak doğal gaz şimdi büyük talep görüyor, her şey karşılığını veriyor.

Sıvılaştırılmış halde metan (propan-bütan), gaz halinde olduğundan 500-600 kat daha az hacim kaplar.

Doğal gaz sıvı halde olduğu sürece yanıcı ve patlayıcı değildir. Sadece yeniden gazlaştırma sırasında buharlaştıktan sonra ortaya çıkan gaz karışımı, kazanlarda ve pişirme ocaklarında yanmaya uygundur. Bu nedenle, hidrokarbon yakıt olarak LNG veya LPG kullanılıyorsa, yeniden gazlaştırılmaları gerekir.

Çeşitli alanlarda kullanın

Çoğu zaman, "sıvılaştırılmış gaz" ve "gaz sıvılaştırma" terimleri, bir hidrokarbon enerji taşıyıcısının taşınması bağlamında belirtilmektedir. Yani önce mavi yakıt çıkarılır ve ardından LPG veya LNG'ye dönüştürülür. Ayrıca, elde edilen sıvı taşınır ve daha sonra belirli bir uygulama için tekrar gaz haline geri döndürülür.

LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı) %95 veya daha fazla propan-bütan karışımıdır ve LNG (sıvılaştırılmış doğal gaz) %85-95 metandır. Bunlar benzer ve aynı zamanda kökten farklı yakıt türleridir.

Propan-bütandan elde edilen LPG esas olarak şu şekilde kullanılır:

• gaz motoru yakıtı;
• otonom ısıtma sistemlerinin gaz tanklarına enjeksiyon için yakıt;
• 200 ml ila 50 litre kapasiteli çakmak ve gaz tüplerini doldurmak için sıvılar.

LNG genellikle sadece uzun mesafe taşımacılığı için üretilir. LPG'nin depolanması için birkaç atmosferlik bir basınca dayanabilecek yeterli kapasite varsa, sıvılaştırılmış metan için özel kriyojenik tanklar gereklidir.

LNG depolama ekipmanı son derece teknolojiktir ve çok fazla yer kaplar. Silindirlerin yüksek maliyeti nedeniyle bu tür yakıtları binek araçlarda kullanmak karlı değildir. Tek deneysel modeller şeklindeki LNG kamyonları zaten yollarda sürüyor, ancak bu “sıvı” yakıtın yakın gelecekte binek otomobil segmentinde geniş bir uygulama bulması pek olası değil.

Yakıt olarak sıvılaştırılmış metan artık operasyonlarda giderek daha fazla kullanılmaktadır:

• demiryolu dizel lokomotifleri;
• deniz gemileri;
• nehir taşımacılığı

LPG ve LNG, enerji taşıyıcı olarak kullanılmasının yanı sıra, gaz ve petrokimya tesislerinde doğrudan sıvı halde de kullanılmaktadır.Çeşitli plastikleri ve diğer hidrokarbon bazlı malzemeleri yapmak için kullanılırlar.

Sıvılaştırılmış propan, bütan ve metanın özellikleri ve yetenekleri

LPG ve diğer yakıt türleri arasındaki temel fark, belirli dış koşullar altında durumunu sıvıdan gaza veya tam tersine hızla değiştirme yeteneğidir. Bu koşullar, ortam sıcaklığını, tanktaki iç basıncı ve maddenin hacmini içerir. Örneğin, hava sıcaklığı 20 ºС ise bütan 1,6 MPa basınçta sıvılaşır. Aynı zamanda, kaynama noktası sadece -1 ºС'dir, bu nedenle şiddetli donlarda, silindir valfi açılsa bile sıvı kalacaktır.

Propan, bütandan daha yüksek bir enerji yoğunluğuna sahiptir. Kaynama noktası -42 ºС'dir, bu nedenle zorlu iklim koşullarında bile hızla gaz oluşturma yeteneğini korur.

Metanın kaynama noktası daha da düşüktür. -160 ºС'de sıvı hale geçer. LNG pratikte yurt içi koşullarda kullanılmaz, ancak ithalat veya uzun mesafelerde nakliye için doğal gazın belirli bir sıcaklık ve basınçta sıvılaşabilme özelliği büyük önem taşır.

tankerle ulaşım

Herhangi bir sıvılaştırılmış hidrokarbon gazı, yüksek bir genleşme katsayısına sahiptir. Bu nedenle, doldurulmuş 50 litrelik bir silindirde 21 kg sıvı propan-bütan bulunur. Tüm “sıvı” buharlaştığında, 240 Mcal'e eşdeğer 11 metreküp gaz halinde bir madde oluşur. Bu nedenle, bu yakıt türü, otonom ısıtma sistemleri için en verimli ve uygun maliyetli yakıtlardan biri olarak kabul edilir. Bununla ilgili daha fazla bilgiyi buradan okuyabilirsiniz.

Hidrokarbon gazlarını çalıştırırken, atmosfere yavaş difüzyonlarının yanı sıra hava ile temas ettiğinde düşük yanıcılık ve patlayıcı limitlerini hesaba katmak gerekir. Bu nedenle, bu tür maddeler, özellikleri ve özel güvenlik gereksinimleri dikkate alınarak doğru şekilde kullanılmalıdır.

Özellik tablosu

Sıvılaştırılmış petrol gazı - diğer yakıtlardan nasıl daha iyi

Diğer yakıt türlerine kıyasla termofiziksel özellikleri ve operasyonel avantajları nedeniyle LPG uygulama endüstrisi oldukça geniştir.

Toplu taşıma. Konvansiyonel gazın yerleşim yerlerine ulaştırılmasındaki temel sorun, uzunluğu birkaç bin kilometreye ulaşabilen bir gaz boru hattının döşenmesi ihtiyacıdır. Sıvılaştırılmış propan-bütanın taşınması, karmaşık iletişimlerin kurulmasını gerektirmez. Bunun için herhangi bir mesafede karayolu, demiryolu veya deniz taşımacılığı ile taşınan sıradan silindirler veya diğer tanklar kullanılır. Bu ürünün yüksek enerji verimliliği göz önüne alındığında (bir SPB şişesi bir ay boyunca aile için yemek pişirebilir), faydaları açıktır.

üretilen kaynaklar. Sıvılaştırılmış hidrokarbonların kullanım amaçları, ana gazın kullanım amaçlarına benzer. Bunlar şunları içerir: özel tesislerin ve yerleşim yerlerinin gazlaştırılması, gaz jeneratörleri aracılığıyla elektrik üretimi, araç motorlarının çalıştırılması, kimya endüstrisi ürünlerinin üretimi.

Yüksek kalorifik değer. Sıvı propan, bütan ve metan çok hızlı bir şekilde yanması büyük miktarda ısı açığa çıkaran gaz halinde bir maddeye dönüştürülür.Bütan için - 10,8 Mcal/kg, propan için - 10,9 Mcal/kg, metan için - 11,9 Mcal/kg. LPG ile çalışan termal ekipmanların verimi, hammadde olarak katı yakıt malzemeleri kullanan cihazların veriminden çok daha yüksektir.

Ayar kolaylığı. Tüketiciye hammadde temini hem manuel hem de otomatik modlarda düzenlenebilir. Bunu yapmak için, sıvılaştırılmış gazın çalışmasının düzenlenmesi ve güvenliğinden sorumlu bir dizi cihaz vardır.

Yüksek oktanlı. SPB'nin 120 oktan derecesine sahip olması, onu içten yanmalı motorlar için benzinden daha verimli bir hammadde haline getirir. Motor yakıtı olarak propan-bütan kullanıldığında, motorun bakım süresi artar ve yağ tüketimi azalır.

Yerleşim yerlerinin gazlaştırma maliyetinin düşürülmesi. Çoğu zaman, ana gaz dağıtım sistemlerindeki pik yükü ortadan kaldırmak için LPG kullanılır. Ayrıca, uzak bir yerleşim için otonom bir gazlaştırma sistemi kurmak, bir boru hattı ağını çekmekten daha karlı. Şebeke gazı döşemeye kıyasla, belirli sermaye yatırımları 2-3 kat azalır. Bu arada, özel tesislerin otonom gazlaştırılması bölümünde daha fazla bilgi bulunabilir.

gaz soğutma

Tesisatların işletilmesinde farklı prensiplerde gaz soğutma sistemleri kullanılabilir. Endüstriyel uygulamada, üç ana sıvılaştırma yöntemi vardır:

• kademeli - gaz, soğutucu akışkanın farklı kaynama noktalarına sahip soğutma sistemlerine bağlı bir dizi ısı eşanjöründen sırayla geçer. Sonuç olarak, gaz yoğunlaşır ve depolama tankına girer.
• karışık soğutucu akışkanlar - gaz ısı eşanjörüne girer, oraya farklı kaynama noktalarına sahip sıvı soğutucu akışkanların bir karışımı girer, bu kaynama, gelen gazın sıcaklığını sırayla azaltır.
• turbo genleşme - adyabatik gaz genleşme yönteminin kullanılmasıyla yukarıdaki yöntemlerden farklıdır. Şunlar. klasik kurulumlarda, soğutucu akışkanın ve ısı eşanjörlerinin kaynaması nedeniyle sıcaklığı düşürürsek, burada gazın termal enerjisi türbinin çalışmasına harcanır. Metan için turbo genişleticilere dayalı tesisatlar kullanılmıştır.

ABD gazı

ABD yalnızca azaltılmış gaz üretim teknolojisinin evi değil, aynı zamanda kendi hammaddesinden en büyük LNG üreticisidir. Bu nedenle Donald Trump yönetimi, ülkeyi dünyanın ana enerji gücü haline getirme hedefiyle iddialı Enerji Planı - Önce Amerika programını ortaya koyduğunda, küresel gaz platformundaki tüm oyuncular buna kulak vermelidir.

ABD'deki bu tür bir siyasi dönüş pek de sürpriz olmadı. ABD Cumhuriyetçilerinin hidrokarbonlar konusundaki tutumu açık ve basittir. Bu ucuz enerjidir.

ABD LNG ihracatına ilişkin tahminler değişkendir. Ticaretteki en büyük entrika “gaz” kararlarında AB ülkelerinde gelişiyor. Önümüzde, Nord Stream 2 üzerinden Rus “klasik” gazı ile Amerikan ithal LNG arasındaki en güçlü rekabetin bir resmi ortaya çıkıyor. Fransa ve Almanya dahil birçok Avrupa ülkesi mevcut durumu Avrupa'daki gaz kaynaklarını çeşitlendirmek için mükemmel bir fırsat olarak görüyor.

Asya pazarına gelince, ABD ile Çin arasındaki ticaret savaşı, Çinli enerji mühendislerinin ithal Amerikan LNG'sini tamamen reddetmesine yol açtı.Bu hamle, boru hatları aracılığıyla Çin'e uzun süre ve büyük hacimlerde Rus gazı tedarik etmek için büyük fırsatlar sunuyor.

Sıvılaştırılmış gazın avantajları

oktan sayısı

Gaz yakıtın oktan sayısı benzinden daha yüksektir, bu nedenle sıvılaştırılmış gazın vuruntu direnci en kaliteli benzinden bile daha fazladır. Bu, daha yüksek sıkıştırma oranına sahip bir motorda daha fazla yakıt ekonomisi sağlar. Sıvılaştırılmış gazın ortalama oktan sayısı - 105 - herhangi bir benzin markası için ulaşılamaz. Aynı zamanda, gazın yanma hızı benzinden biraz daha düşüktür. Bu, silindir duvarlarına, piston grubuna ve krank miline binen yükü azaltır ve motorun sorunsuz ve sessiz çalışmasını sağlar.

difüzyon

Gaz hava ile kolayca karışır ve silindirleri homojen bir karışımla daha eşit bir şekilde doldurur, böylece motor daha düzgün ve daha sessiz çalışır. Gaz karışımı tamamen yanar, bu nedenle pistonlarda, valflerde ve bujilerde karbon birikintisi olmaz. Gaz yakıtı, silindir duvarlarındaki yağ filmini yıkamaz ve ayrıca karterdeki yağ ile karışmaz, böylece yağın yağlama özelliklerini bozmaz. Sonuç olarak, silindirler ve pistonlar daha az aşınır.

tank basıncı

LPG, sıvı fazın yüzeyinin üzerinde bir buhar fazının varlığı ile diğer otomotiv yakıtlarından farklıdır. Silindiri doldurma sürecinde, sıvılaştırılmış gazın ilk kısımları hızla buharlaşır ve tüm hacmini doldurur. Silindirdeki basınç, sırasıyla sıvı fazın sıcaklığına ve içindeki propan ve bütan yüzdesine bağlı olan doymuş buhar basıncına bağlıdır. Doymuş buhar basıncı, HOS'un uçuculuğunu karakterize eder.Propanın uçuculuğu bütanınkinden daha yüksektir, bu nedenle düşük sıcaklıklarda basıncı çok daha yüksektir.

Egzoz

Yanarken, aromatik hidrokarbonlar veya kükürt dioksit salınımı olmadan benzin veya dizel yakıttan daha az karbon ve nitrojen oksitler ve yanmamış hidrokarbonlar salınır.

kirlilikler

Yüksek kaliteli gaz yakıt, yakıtın aşındırıcı özelliklerini artıran ve yanma odası, enjeksiyon sistemi, lambda probu (içerideki oksijen miktarını belirleyen sensör) parçalarını tahrip eden kükürt, kurşun, alkaliler gibi kimyasal safsızlıklar içermez. yakıt karışımı), egzoz gazı katalitik konvertörü.

Üretim süreci

Üretim için hammadde, doğal gaz ve soğutucudur.

LNG üretimi için iki teknoloji vardır:

• açık döngü;
• nitrojen genleşme döngüsü.

Açık çevrim teknolojisi, soğutma için gereken enerjiyi üretmek için gaz basıncını kullanır. Türbinlerden geçen metan soğutulur ve genleşir, çıkış sıvıdır. Bu basit bir yöntemdir, ancak önemli bir dezavantajı vardır - metanın sadece %15'i sıvılaştırılır ve geri kalanı, yeterli basınç kazanmamak, sistemden ayrılır.

LNG üretim teknolojileri

Tesisin yakınında doğrudan gaz tüketicileri varsa, bu teknoloji daha ucuz olduğu için güvenle kullanılabilir - üretim sürecinde minimum miktarda elektrik harcanır. Sonuç, nihai ürünün daha düşük bir maliyetidir. Ancak tüketici yoksa, bu yöntemi kullanmak ekonomik olarak mümkün değildir - büyük hammadde kayıpları.

Azot kullanan üretim teknolojisi:

• türbinler ve kompresörler içeren kapalı bir devrede nitrojen sürekli dolaşır;
• nitrojen soğutulduktan sonra, metanın paralel olarak verildiği bir ısı eşanjörüne gönderilir;
• gaz soğutulur ve sıvılaştırılır;
• azot soğutmak ve bir sonraki çevrimden geçmek için kompresöre ve türbine gönderilir.

Membran gaz ayırma teknolojisi

Bu teknolojinin avantajları:

• %100 hammadde kullanımı;
• ekipmanın kompaktlığı ve operasyonunun basitliği;
• yüksek güvenilirlik ve güvenlik.

Sadece bir dezavantaj var - yüksek elektrik tüketimi (her 1 nm3 / saat bitmiş ürün için 0,5 kW / saate kadar tüketilir), bu da maliyeti önemli ölçüde artırır.

Azot tesisi yerleşim şeması

Gaz arıtma ve sıvılaştırma

Özünde, doğal gazın sıvılaştırılması, saflaştırılması ve soğutulması işlemidir. Yalnızca gereken sıcaklık eksi 161 santigrat derecedir.

Bu sıcaklık sırasını elde etmek için Joule Thompson etkisi kullanılır (adyabatik kısma sırasında gaz sıcaklığındaki değişiklik - gaz kelebeği boyunca sabit bir basınç düşüşünün etkisi altında yavaş gaz akışı). Yardımı ile saflaştırılmış gazın sıcaklığı, metanın yoğunlaştığı değere düşer. (not açıklama gerektirir)

Sıvılaştırma tesisi, ayrı soğutucu arıtma ve geri kazanım hatlarına sahip olmalıdır. Ayrıca, sahadan gelen gazın ayrı ayrı fraksiyonları (propan, etan, metan), farklı soğutma aşamalarında soğutucu olarak hareket edebilir.

Debutanizasyon, ham maddelerin fraksiyonlara damıtılması işleminin bir parçasıdır, bu sırada yoğuşma sıcaklığı daha yüksek olan fraksiyonlar ayrılır, bu da nihai ürünün istenmeyen safsızlıklardan arındırılmasını mümkün kılar.Her yoğuşma ürünü, ihracat için değerli bir yan ürün olarak kaydedilir.

Nihai ürüne kondens de eklenir.Yoğuşma yakıtının buhar basıncını azaltan stabilizatörler, depolama ve nakliye için daha uygun hale getirir. Ayrıca metanın sıvı halden tekrar gaza geçiş sürecini (yeniden gazlaştırma) yönetilebilir ve son kullanıcı için daha az maliyetli hale getirmeyi mümkün kılarlar.

Nasıl elde edilir

LNG, doğal gazdan sıkıştırma ve ardından soğutma ile üretilir. Sıvılaştırıldığında, doğal gazın hacmi yaklaşık 600 kat azalır. Sıvılaştırma işlemi, her birinde gazın 5-12 kez sıkıştırıldığı, ardından soğutulduğu ve bir sonraki aşamaya aktarıldığı aşamalar halinde ilerler. Gerçek sıvılaşma, sıkıştırmanın son aşamasından sonra soğutma sırasında meydana gelir. Sıvılaştırma işlemi bu nedenle önemli bir enerji harcaması gerektirir[kaynak belirtilmedi 715 gün] sıvılaştırılmış gazda bulunan miktarının %8 ila %10'u.

Sıvılaştırma sürecinde çeşitli kurulum türleri kullanılır - gaz kelebeği, turbo genişletici, türbin girdabı vb.

LNG tesisi inşaatı

Tipik olarak, bir LNG tesisi şunlardan oluşur:

• gaz ön arıtma ve sıvılaştırma tesisleri;
• LNG üretim hatları;
• depolama tankları;
• tanker yükleme ekipmanı;
• tesise soğutma için elektrik ve su sağlamak için ek hizmetler.

Sıvılaştırma Teknolojisi

Büyük LNG tesislerinin sıvılaştırma süreçleri:

• AP-C3MRTM - Hava Ürünleri ve Kimyasalları A.Ş. (APCI)
• AP-X - Hava Ürünleri ve Kimyasalları A.Ş. (APCI)
• #AP-SMR (Tek Karışımlı Soğutucu) - Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• Cascade-ConocoPhillips
• MFC (karışık akışkan kaskad) - Linde
• PRICO (SMR) - Siyah & Fıstık
• DMR (Çift Karışık Soğutucu)
• Liquefin-Air Liquide

LNG ve yatırımlar

Yüksek metal yoğunluğu, teknolojik sürecin karmaşıklığı, ciddi sermaye yatırımlarına duyulan ihtiyaç ve bu tür altyapı tesislerinin oluşturulmasıyla ilgili tüm süreçlerin süresi: yatırımların gerekçesi, ihale prosedürleri, ödünç alınan fonların ve yatırımcıların çekilmesi, Genellikle ciddi lojistik zorluklarla ilişkilendirilen tasarım ve inşaat, bu alanda üretimin büyümesinin önünde engeller yaratır.

Bazı durumlarda mobil sıvılaştırma tesisleri iyi bir seçenek olabilir. Bununla birlikte, en yüksek performansları çok mütevazıdır ve birim gaz başına enerji tüketimi, sabit çözümlerden daha yüksektir. Ek olarak, gazın kimyasal bileşimi aşılmaz bir engel haline gelebilir.

Riskleri azaltmak ve yatırım getirisini sağlamak için tesislerin 20 yıl önceden işletilmesi için planlar geliştirilmektedir. Ve bir alan geliştirme kararı, genellikle belirli bir bölgenin uzun bir süre boyunca gaz tedarik edip edemeyeceğine bağlıdır.

Tesisler, büyük ölçüde gelen gaz besleme stoğunun bileşimi tarafından belirlenen belirli bir saha ve teknik koşullar için geliştirilmiştir. Tesisin kendisi kara kutu ilkesine göre düzenlenmiştir. Hammadde girişinde, ürün çıkışında personelin sürece minimum katılımını gerektirir.

Gaz karışımını sıvılaştırmaya hazırlamak için gerekli olan saha ekipmanının bileşimi, miktarı, kapasitesi, prosedürlerin sırası, Müşterinin ve ürün tüketicilerinin gereksinimlerine uygun olarak her bir özel tesis için geliştirilmiştir.