Меню Рубрики

Установки получения сжиженного природно

Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения

Это природный газ, искусственно сжиженный путем охлаждения до −160 °C

СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в 2 раза меньше плотности воды.

На 75-99% состоит из метана. Температура кипения − 158…−163°C.

В жидком состоянии не горюч, не токсичен, не агрессивен.

Для использования подвергается испарению до исходного состояния.

При сгорании паров образуется диоксид углерода и водяной пар.

В промышленности газ сжижают как для использования в качестве конечного продукта, так и с целью использования в сочетании с процессами низкотемпературного фракционирования ПНГ и природных газов, позволяющие выделять из этих газов газовый бензин, бутаны, пропан и этан, гелий.

СПГ получают из природного газа путем сжатия с последующим охлаждением.

При сжижении природный газ уменьшается в объеме примерно в 600 раз.

Процесс сжижения идет ступенями, на каждой из которых газ сжимается в 5-12 раз, затем охлаждается и передается на следующую ступень.

Собственно сжижение происходит при охлаждении после последней стадии сжатия.

Процесс сжижения таким образом требует значительного расхода энергии — до 25 % от ее количества, содержащегося в сжиженном газе.

Ныне применяются 2 техпроцесса:

  • конденсация при постоянном давлении (компримирование), что довольно неэффективно из-за энергоемкости,
  • теплообменные процессы: рефрижераторный — с использованием охладителя и турбодетандерный/дросселирование с получением необходимой температуры при резком расширении газа.

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 м 3 газа.

Недостаток технологии дросселирования — низкий коэффициент ожижения — до 4%, что предполагает многократную перегонку.

Применение компрессорно-детандерной схемы позволяет повысить эффективность охлаждения газа до 14 % за счет совершения работы на лопатках турбины.

Термодинамические схемы позволяют достичь 100% эффективности сжижения природного газа:

  • 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.

Известно 7 различных технологий и методы сжижения природного газа:

  • для производства больших объемов СПГ лидируют техпроцессы AP-SMR™, AP-C3MR™ и AP-X™ с долей рынка 82% компании Air Products,
  • технология Optimized Cascade, разработанная ConocoPhillips,
  • использование компактных GTL-установок, предназначенных для внутреннего использования на промышленных предприятиях,
  • локальные установки производства СПГ могут найти широкое применение для производства газомоторного топлива (ГМТ),
  • использование морских судов с установкой сжижения природного газа (FLNG), которые открывают доступ к газовым месторождениям, недоступным для объектов газопроводной инфраструктуры,
  • использование морских плавающих платформ СПГ, к примеру, которая строится компанией Shell в 25 км от западного берега Австралии.

  • установка предварительной очистки и сжижения газа,
  • технологические линии производства СПГ,
  • резервуары для хранения, в тч специальные криоцистерны, устроенные по принципу сосуда Дюара,
  • для загрузки на танкеры — газовозы,
  • для обеспечения завода электроэнергией и водой для охлаждения.

Существует технология, позволяющая сэкономить на сжижении до 50% энергии, с использованием энергии, теряемой на газораспределительных станциях при дросселировании природного газа от давления магистрального трубопровода (4-6 МПа) до давления потребителя (0,3-1,2 МПа).

При этом используется как собственно потенциальная энергия сжатого газа, так и естественное охлаждение газа при снижении давления.

При этом дополнительно экономится энергия, необходимая для подогрева газа перед подачей к потребителю.

Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняем и не взрывается.

На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро растворяется в воздухе.

При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени.

Для воспламенения необходимо иметь концентрацию испарений в воздухе от 5 % до 15 %.

Если концентрация до 5 %, то испарений недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в окружающей среде становится слишком мало кислорода.

Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.

СПГ является важным источником энергоресурсов для многих стран, в том числе Японии ,Франции, Бельгии, Испании, Южной Кореи.

Транспортировка СПГ — это процесс, включающий в себя несколько этапов:

  • морской переход танкера — газовоза,
  • автодоставка с использованием спецавтотранспорта,
  • ж/д доставка с использованием вагонов-цистерн,
  • регазификация СПГ до газообразного состояния.

Регазифицированный СПГ транспортируется конечным потребителям по газопроводам.

Основные производители СПГ по данным 2009 г:

Катар -49,4 млрд м³, Малайзия — 29,5 млрд м³; Индонезия-26,0 млрд м³; Австралия — 24,2 млрд м³; Алжир — 20,9 млрд м³; Тринидад и Тобаго -19,7 млрд м³.

Основные импортеры СПГ в 2009 г: Япония — 85,9 млрд м³; Республика Корея -34,3 млрд м³; Испания- 27,0 млрд м³; Франция- 13,1 млрд м³; США — 12,8 млрд м³; Индия-12,6 млрд м³.

Производство СПГ в России

На 2018 г в РФ действует 2 СПГ-завода.

СПГ-завод проекта Сахалин-2 запущен в 2009 г, контрольный пакет принадлежит Газпрому, у Shell доля участия 27,5%, японских Mitsui и Mitsubishi — 12,5% и 10% .

По итогам 2015 г производство составило 10,8 млн т/год, превысив проектную мощность на 1,2 млн т/год.

Однако из-за падения цен на мировом рынке доходы от экспорта СПГ в долларовом исчислении сократились по сравнению с 2014 г на 13,3% до 4,5 млрд долл США/год.

2 м крупным игроком на рынке российского СПГ становится компания Новатэк, которая в январе 2018 г ввела в эксплуатацию СПГ — завод на проекте Ямал-СПГ.

Читайте также:  Установка порта для химиотерапии отзывы

Новатэк-Юрхаровнефтегаз (дочернее предприятие Новатэка ) выиграл аукцион на право пользования Няхартинским участком недр в ЯНАО.

Няхартинский участок нужен компании для развития проекта Арктик СПГ. Это 2 й проект Новатэка, ориентированный на экспорт СПГ.

До 2020 г в США будут введены в эксплуатацию 5 терминалов по экспорту СПГ общей мощностью 57,8 млн т/год.

На европейском газовом рынке начнется противостояние американского СПГ и российского сетевого газа.

источник

Готовим СПГ: что нужно для сжижения природного газа

На наших глазах происходит бум проектов, основанных на добыче и использовании сжиженного природного газа (СПГ). Как производится, транспортируется и может использоваться СПГ – читайте в рассказе ТГД.

Свойства

СПГ представляет собой природный газ, доведённый до температуры минус 162 градуса. За счёт охлаждения газ сжимается в объёме до 600 раз. Именно благодаря этому свойству СПГ так удобен в транспортировке. При переводе СПГ обратно – из жидкого в газообразное состояние, из одной тонны СПГ можно получить примерно 1,38 тыс. куб. м природного газа.

От других жидких видов топлива сжиженный газ отличается высокой экологичностью. Без источника пламени чистый СПГ не воспламенится и не взорвётся. При попадании на открытое пространство СПГ возвращается в газообразное состояние и растворяется в воздухе.

Производство

Существуют несколько различных технологий и методов получения СПГ, но сходятся они в том, что газ сначала очищают, сжимают, а затем охлаждают.

Типовая установка сжижения СПГ включает в себя следующие узлы: блок подготовки сырьевого газа, блок сжижения, блок хранения компонентов хладагента, блок фракционирования, блок хранения СПГ, блок налива СПГ, факельное хозяйство, блок производства азота и воздуха КИП.

Что касается примеров действующих объектов, то с 2009 года на Сахалине работает завод по производству СПГ компании «Сахалин Энерджи». Завод включает в себя две технологические линии и объекты общего назначения. Мощность завода составляет 9,6 млн тонн СПГ в год.

По данным «Сахалин Энерджи», для выпуска СПГ применяется технология двойного смешанного хладагента, разработанная концерном «Шелл». Данная технология максимально использует региональные климатические особенности – холодные зимы.

Особенности холодного климата учтены и в крупнейшем российском проекте по добыче и сжижению газа – «Ямал СПГ». Производственный комплекс состоит из трёх технологических линий производительностью 5,5 млн тонн в год. По состоянию на октябрь 2018 года действуют две линии, третья готовится к запуску. Таким образом, полная мощность «Ямала СПГ» составит 16,5 млн тонн.

Завод «Ямал СПГ» находится в порту Сабетта, в непосредственной близости от месторождений. По газосборным сетям углеводородная смесь из скважин поступает на единый комплекс подготовки и сжижения газа.

По данным предприятия, процесс производства СПГ выглядит на «Ямале СПГ» следующим образом. На входе с помощью сепарационной установки производится очистка газа от механических примесей, воды, метанола и конденсата. Далее отсепарированный газ поступает на технологические линии сжижения и последовательно проходить очистку от кислых газов и следов метанола, осушку и удаление ртути, извлечение фракций этана, пропана и более тяжёлых углеводородов. Наконец, очищенный газ подаётся на предварительное охлаждение и сжижение.

Транспортировка

Как правило, готовый СПГ поступает для хранения в гигантские резервуары, расположенные на берегу. Там газ находится до погрузки на танкер-газовоз через специальный причал.

После погрузки танкер-газовоз доставляет СПГ в терминал, где происходит перевалка сжиженного газа либо для хранения, либо для отправки на регазификационную установку, после которой газ попадает уже к потребителю. Регазификационные установки, как и перевалочные терминалы, могут быть плавучими, что делает рынок СПГ ещё более мобильным.

Следует отметить, что в последние годы поставщики сжиженного природного газа активно взялись за автомобильный транспорт и борются за свою долю на рынке топлива.

В целом, по сравнению с трубопроводным газом, манёвренность СПГ гораздо выше. Собственник сжиженного природного газа не привязан к конкретному покупателю трубопроводом и может отправить танкер-газовоз в любую точку мира. Главное, чтобы там были мощности для обработки такого груза.

Интересно, что технология сжижения газа была открыта более 100 лет назад. Первый СПГ был получен в США ещё в 1917 году. Однако развитие трубопроводного транспорта затормозило скачок СПГ. Похоже, теперь сжиженный газ решил взять реванш.

Яркий пример разворачивается буквально на наших глазах – битва за газовый рынок Европы. Сумеет ли СПГ значительно потеснить на европейском рынке трубный газ, увидим в ближайшие несколько лет. Впрочем, следует учитывать, что в этой борьбе политика играет не меньшую роль, чем технологии.

источник

Установка по сжижению природного газа “ДЕТА СПГ”

Установка по сжижению природного газа с минимизацией затрат энергии и упрощением эксплуатации.

Модульная установка по сжижению природного газа «ДЕТА СПГ» с базовой производительностью 500-4000 кг/час позволяет осуществлять малотоннажное производство сжиженного природного газа, и может с успехом применяться как для разработки небольших труднодоступных ресурсов газа, так и производства СПГ из трубопроводного газа с целью его реализации потребителям.

Описание:

Модульная установка по сжижению природного газа «ДЕТА СПГ» с базовой производительностью 500-4000 кг/час позволяет осуществлять малотоннажное производство сжиженного природного газа , и может с успехом применяться как для разработки небольших труднодоступных ресурсов газа, так и производства СПГ из трубопроводного газа с целью его реализации потребителям.

Установка может применяться как на месте добычи природного газа (малодебитные газовые скважины), так и на нефтепромыслах, где есть выход попутного газа с небольшим содержанием тяжелых фракций.

Читайте также:  Установка грм фольксваген гольф 2 метки

Установка по сжижению природного газа «ДЕТА СПГ» может работать в непосредственной близости от газопровода высокого и среднего давления, вырабатывая СПГ, который может быть доставлен транспортными средствами (автомобильными или железнодорожными цистернами) к месту его потребления.

Возможна работа данной установки на свалочном газе и шахтном метане, а также и для ожижения природного газа среднего давления в условиях городов и поселков с целью его доставки на автозаправочные станции .

Особенность в сравнении с используемыми технологиями:

Как правило технологии малотоннажного производства СПГ базируются на эффекте снижения температуры при расширении потока газа на дроссельном клапане — эффект Джоуля-Томсона, или с использованием расширительной машины — детандера.

Используемая в «ДЕТА СПГ» технология ожижения газа предполагает охлаждение и конденсацию газа с помощью внешнего азотного холодильного цикла без включения эффекта Джоуля-Томсона для охлаждения потока метана, что минимизирует затраты энергии и упрощает эксплуатацию установки в полевых условиях.

Преимущества установки:

– безопасность. Рабочим телом в данной установке является азот, который по своей природе является инертным газом. В процессе сжижения природный газ остается при постоянном давлении. Не используются смазочные масла и фреоновые компрессоры;

– энергоэффективность. Энергозатраты на ожижение природного газа составляет 0,6 – 0,65 кВтч/кг ожиженного природного газа (при существующих в отрасли показателях от 1 до 1,5 кВтч/кгСПГ);

– мобильность. В связи с компактностью оборудования и простотой установки, ее выполнение возможно в виде передвижного модуля для быстрого и упрощенного монтажа на любой площадке без дополнительных дорогих строительно-монтажных работ;

– надежность. Установка по сжижению природного газа «ДЕТА СПГ» способна работать на любом давлении исходного сырья (природного газа). Наличие отработанной и проверенной технологии позволяет минимизировать технические риски и оптимизировать бесперебойность системы .

Принцип работы установки:

Природный газ после отделения тяжелых фракций с помощью низкотемпературной сепарации (на схеме ниже данная технологическая ступень не показана) поступает под давлением 3–5 бар в низкотемпературный теплообменник-конденсатор (НТ), где он последовательно охлаждается до температуры -160°С и ожижается с минимальными потерями давления. Далее СПГ под собственным давлением направляется в емкость для хранения. Для обеспечения охлаждения и ожижения метана используется азотный детандерно-компрессорный агрегат.

Схема процесса ожижения метана:

Д — детандерная ступень детандер-компрессора, К — компрессорная ступень детандер-компрессора, ВК — основной компрессор, ДВ — двигатель основного компрессора, КХ-1 — концевой холодильник основного компрессора, КХ-2 — концевой холодильник компрессора детандер-компрессора, РТ – рекуперативный (детандерный) теплообменник, НТ — низкотемпературный теплообменник.

Примечание: описание технологии на примере установки по сжижению природного газа “ДЕТА СПГ”.

установка для сжижения природного газа цена
малотоннажные установки сжижения природного газа
использования природного газа в качестве
сжижение природного газа технология, способы
чем природный газ отличается от попутного нефтяного
комплекс, оборудование для сжижения природного газа
природный газ жидкий, в качестве топлива
расход природного газа отопление
автомобиль на природном газе
подготовка природного газа
установка по сжижению природного газа “ДЕТА СПГ” домашняя в домашних условиях метана цена купить мобильная температуры завод технология процесс строительство завода условия оборудование давление в России ямал спг компрессор методы в выборге схема цикл комплекс

источник

Технология производства сжиженного природного газа

Крупномасштабное производство сжиженного природного газа

Преобразование природного газа в жидкое состояние осуществляется в несколько этапов. Сначала удаляются все примеси — прежде всего, двуокись углерода, а иногда и минимальные остатки соединений серы. Затем извлекается вода, которая в противном случае может превратиться в ледяные кристаллы и закупорить установку сжижения.

Как правило, в последнее время для комплексной очистки газа от влаги, углекислого газа и тяжелых углеводородов используют адсорбционный способ глубокой очистки газа на молекулярных ситах.

Следующий этап — удаление большинства тяжелых углеводородов, после чего остаются главным образом метан и этан. Затем газ постепенно охлаждается, обычно с помощью двухцикличного процесса охлаждения в серии теплообменников (испарителей холодильных машин). Очистка и фракционирование реализуются, как и основная доля охлаждения, под высоким давлением. Холод производится одним или несколькими холодильными циклами, позволяющими снизить температуру до -160°С. Тогда он и становится жидкостью при атмосферном давлении.

сжиженный природный газ производство

Рисунок 1.Процесс сжижения природного газа (получение СПГ)

Сжижение природного газа возможно лишь при охлаждении его ниже критической температуры. Иначе газ не сможет быть превращен в жидкость даже при очень высоком давлении. Для сжижения природного газа при температуре, равной критической (Т = Т кр), давление его должно быть равным или больше критического, т. е. Р > Ркт. При сжижении природного газа под давлением ниже критического (Р

При промышленном производстве СПГ наиболее эффективными являются циклы сжижения с использованием внешней холодильной установки (принципы внешнего охлаждения), работающей на углеводородах или азоте, при этом сжижается почти весь природный газ. Широкое распространение получили циклы на смесях хладагентов, где чаще других используется однопоточный каскадный цикл, у которого удельный расход энергии составляет 0,55-0,6 кВт’ ч/кг СПГ.

В установках сжижения небольшой производительности в качестве холодильного агента используется сжижаемый природный газ, в этом случае применяют более простые циклы: с дросселированием, детандером, вихревой трубой и др. В таких установках коэффициент сжижения составляет 5-20 %, а природный газ необходимо предварительно сжимать в компрессоре.

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

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

Читайте также:  Установка mediawiki на поддомен

* 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.

После сжижения СПГ помещается в специально изолированные резервуары хранения, а затем загружается в танкеры-газовозы для транспортировки. За это время транспортировки небольшая часть СПГ неизменно «выпаривается» и может использоваться в качестве топлива для двигателей танкера. По достижении терминала потребителя сжиженный газ разгружается и помещается в резервуары хранения.

Прежде чем пустить СПГ в употребление, его вновь приводят в газообразное состояние на станции регазификации. После регазификации природный газ используется так же, как и газ, транспортируемый по газопроводам.

Приемный терминал СПГ — менее сложное сооружение, чем завод сжижения, и состоит главным образом из пункта приема, сливной эстакады, резервуаров хранения, установок обработки газов испарения из резервуаров и узла учета.

Технология сжижения газа, его транспортировки и хранения уже вполне освоена в мире. Поэтому производство СПГ — довольно стремительно развивающаяся отрасль в мировой энергетике.

Маломасштабное производство сжиженного природного газа

Современные технологии позволяют решить проблему автономного энергоснабжения небольших промышленных, социальных предприятий и населенных пунктов путем создания энергетических объектов на базе мини-энергетики с использованием СПГ.

Автономные объекты мини-энергетики с применением сжиженного природного газа не только помогут ликвидировать проблему энергообеспечения отдаленных регионов, но и являются альтернативой для прекращения зависимости потребителей от крупных поставщиков электрической и тепловой энергии. На данный момент маломасштабное производство СПГ является привлекательной сферой для инвестиций в объекты энергетики со сравнительно коротким сроком окупаемости капитальных вложений.

Существует технология сжижения природного газа с использованием энергии перепада давления газа на ГРС с внедрением детандер-компрессорных агрегатов, реализованная на ГРС «Никольская» (Ленинградская область). Расчетная производительность установки по СПГ равна 30 тоннам в сутки.

Установка сжижения природного газа состоит из блока теплообменников вымораживателей, системы охлаждения компримированного газа, блока сжижения, двухступенчатого турбодетандер-компрессорного агрегата, автоматизированной системы контроля и управления работой установки (АСКУ), арматуры, в том числе управляемой, и КИП.

Рисунок 2. Схема установки сжижения ПГ

Принцип работы установки заключается в следующем (рис.2).

Природный газ с расходом 8000 нм3/ч и давлением 3,3 МПа поступает на турбокомпрессоры К1 и К2, работающие на одном валу с турбодетандерами Д1 и Д2.

В установке по сжижению природного газа в связи с достаточно высокой чистотой природного газа (содержание СО2 не более 400 ррm) предусматривается только осушка газа, которую с целью снижения стоимости оборудования предусмотрено проводить способом вымораживания влаги.

В 2-х ступенчатом турбокомпрессоре давление газа повышается до 4,5 МПа, затем сжатый газ последовательно охлаждается в теплообменниках Т3-2 и Т3-1 и поступает в вымораживатель, состоящий из 3-х теплообменников Т11-1, Т11-2 и Т11-3 (или Т12-1, Т12-2 и Т12-3), где за счет использования холода обратного потока газа из теплообменника Т2-1 происходит вымораживание влаги. Очищенный газ после фильтра Ф1-2 разбивается на два потока.

Один поток (большую часть) направляют в вымораживатель для рекуперации холода, а на выходе из вымораживателя через фильтр подают последовательно на турбодетандеры Д1 и Д2, а после них направляют в обратный поток на выходе из сепаратора С2-1.

Второй поток направляют в теплообменник Т2-1, где после охлаждения дросселируют через дроссель ДР в сепаратор С2-1, в котором производят отделение жидкой фазы от его паров. Жидкую фазу (сжиженный природный газ) направляют в накопитель и потребителю, а паровую фазу подают последовательно в теплообменник Т2-1, вымораживатель Т11 или Т12 и теплообменник Т3-2, а после него в магистраль низкого давления, расположенную после газораспределительной станции, где давление становится равным 0,28-0,6 МПа.

Через определенное время работающий вымораживатель Т11 переводят на отогрев и продувку газом низкого давления из магистрали, а на рабочий режим переводят вымораживатель Т12. 28 января 2009 г.,А.П. Иньков, Б.А. Скородумов и др. Neftegaz.RU

В нашей стране имеется значительное количество ГРС, где редуцируемый газ бесполезно теряет свое давление, а в отдельных случаях в зимний период приходится подводить еще энергию для подогрева газа перед его дросселированием.

В то же время, используя практически бесплатную энергию перепада давления газа, можно получить общественно полезный, удобный и экологически безопасный энергоноситель — сжиженный природный газ, с помощью которого можно газифицировать промышленные, социальные объекты и населенные пункты, не имеющие трубопроводного газоснабжения.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector