Hoe en waarom gas vloeibaar wordt gemaakt: productietechnologie en het toepassingsgebied van vloeibaar gas

Invoering

Momenteel dienen in ketelhuizen die deel uitmaken van de infrastructuur van spoorwegvervoersondernemingen in de meeste gevallen steenkool en stookolie als energiebron en is dieselbrandstof een back-up. Zo bleek bijvoorbeeld uit een analyse van de warmtevoorzieningsfaciliteiten van de Oktyabrskaya Railway, een tak van JSC Russian Railways, dat de ketelhuizen voornamelijk op stookolie werken en slechts enkele op aardgas.

De voordelen van stookolieketels zijn onder meer hun volledige autonomie (de mogelijkheid om ze te gebruiken voor installaties op afstand van gasleidingen) en de lage kosten van de brandstofcomponent (in vergelijking met kolen-, diesel- en elektrische ketels), de nadelen zijn de noodzaak om te organiseren een opslagfaciliteit, zorgen voor de levering van stookolie, controle van de brandstofkwaliteit, problemen met milieuvervuiling. Bij het leveren van brandstof in grote hoeveelheden is het noodzakelijk om een ​​lossysteem (verwarmen en aftappen van stookolie) en toegangswegen te organiseren, de noodzaak om opslagfaciliteiten en stookoliepijpleidingen te verwarmen voor het transport van brandstof naar ketels, en extra kosten voor het reinigen van verwarmingswarmtewisselaars en stookoliefilters.

In verband met de verwachte forse stijging van de vergoedingen voor schadelijke emissies naar de atmosfeer, heeft de Centrale Directie voor Warmte- en Watervoorziening van de Russische Spoorwegen besloten het gebruik van stookolie in spoorwegketels te verminderen. In de regio Moermansk, waar een deel van de Oktyabrskaya-spoorlijn passeert, wordt een project gepresenteerd dat gericht is op het verminderen van de afhankelijkheid van stookolie van ketelhuizen in steden en districten, inclusief de mogelijkheid om ze over te schakelen op vloeibaar aardgas (LNG). Het is de bedoeling om een ​​LNG-fabriek te bouwen in Karelië en een gasinfrastructuur in het Noordwestelijk Federaal District.

Door af te stappen van stookolie zal de efficiëntie van ketelhuizen in de regio Moermansk met 40% toenemen.

LNG is de brandstof van de 21e eeuw

In de nabije toekomst kan Rusland een van de leidende producenten en leveranciers worden op de wereldmarkt van vloeibaar aardgas, een relatief nieuw type alternatieve brandstof voor ons land.Van al het aardgas dat in de wereld wordt geproduceerd, wordt meer dan 26% vloeibaar gemaakt en in speciale tankers in vloeibare vorm van productielanden naar landen van gasverbruikers vervoerd.

Vloeibaar aardgas heeft grote voordelen ten opzichte van andere energiedragers. Ze kunnen in korte tijd worden geleverd aan niet-vergaste nederzettingen. Bovendien is vloeibaar aardgas de meest milieuvriendelijke en veilige van de massaal gebruikte brandstoffen, en dit opent brede perspectieven voor gebruik in de industrie en het transport. Tegenwoordig worden verschillende opties overwogen voor de bouw van fabrieken voor het vloeibaar maken van aardgas in Rusland en terminals voor de verzending ervan voor export, waarvan er één zou moeten worden geïmplementeerd in de haven van Primorsk, in de regio Leningrad.

Vloeibaar aardgas als alternatieve brandstof heeft een aantal voordelen. Ten eerste verhoogt het vloeibaar maken van aardgas de dichtheid met 600 keer, wat de efficiëntie en het gemak van opslag en transport verhoogt. Ten tweede is LNG niet giftig en niet corrosief voor metalen, het is een cryogene vloeistof die onder een lichte overdruk wordt bewaard bij een temperatuur van ongeveer 112 K (-161 °C) in een container met thermische isolatie. Ten derde is het lichter dan lucht en in het geval van een accidentele lekkage verdampt het snel, in tegenstelling tot zwaar propaan, dat zich ophoopt in natuurlijke en kunstmatige depressies en explosiegevaar oplevert. Ten vierde maakt het het mogelijk om objecten die zich op aanzienlijke afstanden van hoofdleidingen bevinden, te vergassen. LNG is tegenwoordig goedkoper dan welke aardolie dan ook, inclusief diesel, maar overtreft ze in termen van calorieën.Ketels die op vloeibaar aardgas werken, hebben een hoger rendement - tot 94%, hebben geen brandstofverbruik nodig om het in de winter voor te verwarmen (zoals stookolie en propaan-butaan). Het lage kookpunt garandeert volledige verdamping van het LNG bij de laagste omgevingstemperaturen.

Vooruitzichten voor vloeibare waterstof

Naast directe vloeibaarmaking en toepassing in deze vorm kan uit aardgas ook een andere energiedrager, waterstof, worden gewonnen. Methaan is CH4, propaan is C3H8 en butaan is C4H10.

De waterstofcomponent is aanwezig in al deze fossiele brandstoffen, je hoeft het alleen maar te isoleren.

De belangrijkste voordelen van waterstof zijn milieuvriendelijkheid en brede verspreiding van aard, maar de hoge prijs van het vloeibaar maken en verliezen als gevolg van constante verdamping doen deze voordelen teniet.

Om waterstof van een gastoestand naar een vloeistof over te brengen, moet het worden afgekoeld tot -253 ° C. Hiervoor worden meertraps koelsystemen en “compressie/expansie” units gebruikt. Tot nu toe zijn dergelijke technologieën te duur, maar er wordt aan gewerkt om de kosten ervan te verlagen.

We raden je ook aan om ons andere artikel te lezen, waar we in detail hebben beschreven hoe je dat moet doen waterstof generator voor met je eigen handen naar huis. Meer details - ga.

Ook is vloeibaar waterstof, in tegenstelling tot LPG en LNG, veel explosiever. De geringste lekkage in combinatie met zuurstof geeft een gas-lucht mengsel, dat bij de minste vonk ontbrandt. En opslag van vloeibare waterstof is alleen mogelijk in speciale cryogene containers. Er zijn nog te veel nadelen van waterstofbrandstof.

Brand-/explosierisico en mitigatie

Een bolvormige gascontainer die veel wordt gebruikt in raffinaderijen.

In een raffinaderij of gasfabriek moet LPG worden opgeslagen in tanks onder druk. Deze containers zijn cilindrisch, horizontaal of bolvormig. Meestal worden deze schepen ontworpen en vervaardigd in overeenstemming met enkele regels. In de Verenigde Staten wordt deze code beheerd door de American Society of Mechanical Engineers (ASME).

LPG-containers hebben veiligheidskleppen, zodat ze bij blootstelling aan externe warmtebronnen LPG afgeven aan de atmosfeer of de fakkel.

Als een tank wordt blootgesteld aan een brand van voldoende duur en intensiteit, kan deze worden blootgesteld aan een kokende vloeistof uitzettende dampexplosie (BLEVE). Dit is meestal een zorg voor grote raffinaderijen en petrochemische fabrieken die zeer grote containers verwerken. In de regel zijn tanks zo ontworpen dat het product er sneller uit zal komen dan dat de druk een gevaarlijk niveau kan bereiken.

Een van de beschermingsmiddelen die in industriële omgevingen worden gebruikt, is om dergelijke containers uit te rusten met een maatregel die een mate van brandwerendheid biedt. Grote bolvormige LPG-containers kunnen stalen wanden tot 15 cm dik hebben en zijn voorzien van een gecertificeerd overdrukventiel. Een grote brand in de buurt van het schip zal de temperatuur en druk verhogen. De bovenste veiligheidsklep is ontworpen om overdruk te ontlasten en de vernietiging van de container zelf te voorkomen.Bij voldoende duur en intensiteit van de brand kan de druk die wordt gecreëerd door het kokende en expanderende gas het vermogen van de klep om de overmaat te verwijderen overschrijden. Als dit gebeurt, kan de overbelichte container met geweld scheuren, waardoor onderdelen met hoge snelheid worden uitgeworpen, terwijl de vrijgekomen producten ook kunnen ontbranden, wat catastrofale schade kan veroorzaken aan alles in de buurt, inclusief andere containers.

Mensen kunnen op de werkplek worden blootgesteld aan LPG door inademing, huidcontact en oogcontact. De Occupational Safety and Health Administration (OSHA) heeft de wettelijke limiet (Toegestane blootstellingslimiet) voor blootstelling aan LPG op de werkplek vastgesteld op 1.000 ppm (1800 mg/m 3 ) over een 8-urige werkdag. Het National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) heeft een aanbevolen blootstellingslimiet (REL) vastgesteld van 1.000 delen per miljoen (1800 mg/m 3 ) over een 8-urige werkdag. Bij 2000 ppm-niveaus, 10% onderste explosiegrens, wordt vloeibaar petroleumgas als direct gevaarlijk voor het leven en de gezondheid beschouwd (alleen om veiligheidsredenen die verband houden met het explosiegevaar).

Waarom aardgas vloeibaar maken?

Blauwe brandstof wordt gewonnen uit de ingewanden van de aarde in de vorm van een mengsel van methaan, ethaan, propaan, butaan, helium, stikstof, waterstofsulfide en andere gassen, evenals hun verschillende derivaten.

Sommige worden gebruikt in de chemische industrie, andere worden verbrand in ketels of turbines om warmte en elektriciteit op te wekken. Bovendien wordt een bepaald volume van de gewonnen hoeveelheid gebruikt als brandstof voor gasmotoren.

Berekeningen van gasarbeiders laten zien dat als blauwe brandstof over een afstand van 2500 km of meer moet worden geleverd, het vaak winstgevender is om dit in vloeibare vorm te doen dan via pijpleidingen

De belangrijkste reden voor het vloeibaar maken van aardgas is om het transport over lange afstanden te vereenvoudigen. Als de verbruiker en de gasproductieput op land niet ver van elkaar verwijderd zijn, dan is het makkelijker en voordeliger om er een leiding tussen te leggen. Maar in sommige gevallen blijkt het aanleggen van een snelweg te duur en problematisch vanwege geografische nuances. Daarom nemen ze hun toevlucht tot verschillende technologieën om LNG of LPG in vloeibare vorm te produceren.

Economie en veiligheid van transport

Nadat het gas vloeibaar is gemaakt, wordt het al in de vorm van een vloeistof in speciale containers gepompt voor transport over zee, rivier, weg en/of spoor. Tegelijkertijd is vloeibaar maken technologisch gezien een vrij kostbaar proces vanuit energieoogpunt.

Bij verschillende fabrieken neemt dit tot 25% van het oorspronkelijke brandstofvolume in beslag. Dat wil zeggen, om de door de technologie vereiste energie op te wekken, moet men tot 1 ton LNG verbranden voor elke drie ton ervan in afgewerkte vorm. Maar er is nu veel vraag naar aardgas, alles loont.

In vloeibare vorm neemt methaan (propaan-butaan) 500-600 keer minder volume in dan in gasvormige toestand

Zolang aardgas in vloeibare toestand is, is het onbrandbaar en niet-explosief. Pas na verdamping tijdens hervergassing is het resulterende gasmengsel geschikt voor verbranding in boilers en fornuizen. Als LNG of LPG als brandstof op koolwaterstoffen wordt gebruikt, moeten ze daarom opnieuw worden vergast.

Gebruik in verschillende velden

Meestal worden de termen "vloeibaar gas" en "gasvloeibaarmaking" genoemd in de context van het transport van een koolwaterstofenergiedrager. Dat wil zeggen dat er eerst blauwe brandstof wordt gewonnen en vervolgens wordt omgezet in LPG of LNG. Verder wordt de resulterende vloeistof getransporteerd en dan weer teruggebracht in de gasvormige toestand voor een bepaalde toepassing.

LPG (vloeibaar petroleumgas) is voor 95% of meer een propaan-butaanmengsel en LNG (vloeibaar aardgas) is 85-95% methaan. Dit zijn vergelijkbare en tegelijkertijd radicaal verschillende soorten brandstof.

LPG uit propaan-butaan wordt voornamelijk gebruikt als:

• brandstof voor gasmotoren;
• brandstof voor injectie in gastanks van autonome verwarmingssystemen;
• vloeistoffen voor het vullen van aanstekers en gasflessen met een inhoud van 200 ml tot 50 liter.

LNG wordt meestal uitsluitend geproduceerd voor vervoer over lange afstanden. Als er voor de opslag van LPG voldoende capaciteit is die bestand is tegen een druk van meerdere atmosfeer, dan zijn voor vloeibaar methaan speciale cryogene tanks vereist.

LNG-opslagapparatuur is hoogtechnologisch en neemt veel ruimte in beslag. Het is niet rendabel om dergelijke brandstof in personenauto's te gebruiken vanwege de hoge kosten van cilinders. LNG-trucks in de vorm van enkele experimentele modellen rijden al op de weg, maar het is onwaarschijnlijk dat deze "vloeibare" brandstof in de nabije toekomst een brede toepassing zal vinden in het personenautosegment.

Vloeibaar methaan als brandstof wordt nu in toenemende mate gebruikt in bedrijf:

• spoorweg diesel locomotieven;
• zeeschepen;
• vervoer over de rivier.

LPG en LNG worden niet alleen als energiedrager gebruikt, maar ook direct in vloeibare vorm in gas- en petrochemische installaties. Ze worden gebruikt om verschillende kunststoffen en andere op koolwaterstof gebaseerde materialen te maken.

Eigenschappen en mogelijkheden van vloeibaar gemaakt propaan, butaan en methaan

Het belangrijkste verschil tussen LPG en andere soorten brandstof is het vermogen om onder bepaalde externe omstandigheden snel de toestand van vloeibaar naar gasvormig te veranderen en vice versa. Deze voorwaarden omvatten de omgevingstemperatuur, de interne druk in de tank en het volume van de stof. Butaan wordt bijvoorbeeld vloeibaar bij een druk van 1,6 MPa als de luchttemperatuur 20 is. Tegelijkertijd is het kookpunt slechts -1 ºС, dus bij strenge vorst blijft het vloeibaar, zelfs als de cilinderklep wordt geopend.

Propaan heeft een hogere energiedichtheid dan butaan. Het kookpunt is -42 ºС, daarom behoudt het, zelfs in barre klimatologische omstandigheden, het vermogen om snel gas te vormen.

Het kookpunt van methaan is nog lager. Het gaat over in een vloeibare toestand bij -160 ºС. LNG wordt praktisch niet gebruikt voor huishoudelijke omstandigheden, maar voor import of transport over lange afstanden is het vloeibaar worden van aardgas bij een bepaalde temperatuur en druk van groot belang.

vervoer per tankwagen

Elk vloeibaar gemaakt koolwaterstofgas heeft een hoge uitzettingscoëfficiënt. In een gevulde cilinder van 50 liter zit dus 21 kg vloeibaar propaan-butaan. Wanneer alle "vloeistof" verdampt, wordt 11 kubieke meter gasvormige stof gevormd, wat overeenkomt met 240 Mcal. Daarom wordt dit type brandstof beschouwd als een van de meest efficiënte en kosteneffectieve voor autonome verwarmingssystemen. Je kunt er hier meer over lezen.

Bij het gebruik van koolwaterstofgassen moet rekening worden gehouden met hun langzame diffusie in de atmosfeer, evenals hun lage ontvlambaarheids- en explosiegrenzen bij blootstelling aan lucht. Daarom moeten dergelijke stoffen op de juiste manier worden behandeld, rekening houdend met hun eigenschappen en speciale veiligheidseisen.

Eigenschappentabel

Vloeibaar petroleumgas - hoe het beter is dan andere brandstoffen

De industrie voor het gebruik van LPG is vrij breed, wat te wijten is aan de thermische en fysieke kenmerken en operationele voordelen in vergelijking met andere soorten brandstof.

Vervoer. Het grootste probleem bij het leveren van conventioneel gas aan nederzettingen is de noodzaak om een ​​gaspijpleiding aan te leggen, waarvan de lengte enkele duizenden kilometers kan bereiken. Het transport van vloeibaar gemaakt propaan-butaan vereist geen constructie van complexe communicatie. Hiervoor worden gewone cilinders of andere tanks gebruikt, die over de weg, per spoor of over zee naar elke afstand worden vervoerd. Gezien de hoge energie-efficiëntie van dit product (één SPB-cilinder kan een maand lang maaltijden voor het gezin koken), zijn de voordelen duidelijk.

geproduceerde middelen. De doeleinden van het gebruik van vloeibaar gemaakte koolwaterstoffen zijn vergelijkbaar met de doeleinden van het gebruik van hoofdgas. Deze omvatten: vergassing van particuliere voorzieningen en nederzettingen, elektriciteitsopwekking door middel van gasgeneratoren, bediening van voertuigmotoren, productie van producten uit de chemische industrie.

Hoge calorische waarde. Vloeibaar propaan, butaan en methaan worden zeer snel omgezet in een gasvormige stof, waarbij bij de verbranding veel warmte vrijkomt.Voor butaan - 10,8 Mcal/kg, voor propaan - 10,9 Mcal/kg, voor methaan - 11,9 Mcal/kg. Het rendement van thermische apparatuur die op LPG werkt, is veel hoger dan het rendement van apparaten die vaste brandstoffen als grondstof gebruiken.

Gemakkelijk aan te passen. De levering van grondstoffen aan de consument kan zowel handmatig als automatisch worden geregeld. Om dit te doen, is er een hele reeks apparaten die verantwoordelijk zijn voor de regulering en veiligheid van de werking van vloeibaar gas.

Hoog octaangehalte. SPB heeft een octaangetal van 120, waardoor het een efficiëntere grondstof is voor verbrandingsmotoren dan benzine. Bij gebruik van propaan-butaan als motorbrandstof neemt de revisieperiode van de motor toe en wordt het verbruik van smeermiddelen verminderd.

Verlaging van de kosten van vergassing van nederzettingen. Heel vaak wordt LPG gebruikt om de piekbelasting op de hoofdgasdistributiesystemen weg te werken. Bovendien is het voordeliger om een ​​autonoom vergassingssysteem te installeren voor een afgelegen nederzetting dan om een ​​netwerk van pijpleidingen aan te trekken. In vergelijking met de aanleg van netwerkgas worden specifieke kapitaalinvesteringen 2-3 keer verminderd. Meer informatie vindt u overigens hier, in het hoofdstuk over autonome vergassing van particuliere installaties.

Gaskoeling

Bij de werking van installaties kunnen gaskoelsystemen met verschillende principes worden gebruikt. Bij industriële implementatie zijn er drie hoofdmethoden voor vloeibaarmaking:

• cascade - gas gaat achtereenvolgens door een reeks warmtewisselaars die zijn aangesloten op koelsystemen met verschillende kookpunten van het koelmiddel. Als gevolg hiervan condenseert het gas en komt het in de opslagtank.
• gemengde koelmiddelen - het gas komt de warmtewisselaar binnen, een mengsel van vloeibare koelmiddelen met verschillende kookpunten komt daar binnen, die, kokend, achtereenvolgens de temperatuur van het inkomende gas verlagen.
• turbo-expansie - verschilt van de bovenstaande methoden doordat de methode van adiabatische gasexpansie wordt gebruikt. Die. als we in klassieke installaties de temperatuur verlagen door het koken van het koelmiddel en de warmtewisselaars, dan wordt hier de thermische energie van het gas besteed aan de werking van de turbine. Voor methaan zijn installaties op basis van turbo-expanders toegepast.

Amerikaans gas

De VS is niet alleen de thuisbasis van technologie voor verminderde gasproductie, maar ook de grootste producent van LNG uit zijn eigen grondstof. Daarom, toen de regering Donald Trump het ambitieuze Energy Plan - America First-programma naar voren bracht met als doel om van het land de belangrijkste energiemacht ter wereld te maken, zouden alle spelers op het wereldwijde gasplatform hiernaar moeten luisteren.

Een dergelijke politieke ommekeer in de VS was niet echt een verrassing. Het Amerikaanse Republikeinse standpunt over koolwaterstoffen is duidelijk en eenvoudig. Dit is goedkope energie.

De prognoses voor de LNG-export uit de VS lopen uiteen. De grootste intrige in handelsbeslissingen over gas ontwikkelt zich in de EU-landen. Voor ons ontvouwt zich een beeld van de sterkste concurrentie tussen Russisch "klassiek" gas via Nord Stream 2 en Amerikaans geïmporteerd LNG. Veel Europese landen, waaronder Frankrijk en Duitsland, zien de huidige situatie als een uitgelezen kans om de gasbronnen in Europa te diversifiëren.

Wat de Aziatische markt betreft, heeft de handelsoorlog tussen de VS en China geleid tot een volledige weigering van Chinese energie-ingenieurs van geïmporteerd Amerikaans LNG.Deze stap opent enorme kansen om Russisch gas voor lange tijd en in enorme volumes via pijpleidingen naar China te leveren.

Voordelen van vloeibaar gas

Octaangetal

Het octaangetal van gasbrandstof is hoger dan die van benzine, dus de klopvastheid van vloeibaar gas is groter dan zelfs de hoogste kwaliteit benzine. Dit zorgt voor een lager brandstofverbruik in een motor met een hogere compressieverhouding. Het gemiddelde octaangetal van vloeibaar gas - 105 - is voor geen enkel merk benzine onbereikbaar. Tegelijkertijd is de verbrandingssnelheid van gas iets lager dan die van benzine. Dit vermindert de belasting van de cilinderwanden, zuigergroep en krukas en zorgt ervoor dat de motor soepel en stil loopt.

Diffusie

Het gas vermengt zich gemakkelijk met lucht en vult de cilinders gelijkmatiger met een homogeen mengsel, waardoor de motor soepeler en stiller loopt. Het gasmengsel verbrandt volledig, er is dus geen koolstofafzetting op zuigers, kleppen en bougies. Gasbrandstof spoelt de oliefilm niet van de cilinderwanden af ​​en vermengt zich ook niet met de olie in het carter, waardoor de smerende eigenschappen van de olie niet worden aangetast. Hierdoor slijten cilinders en zuigers minder.

Tankdruk

LPG onderscheidt zich van andere autobrandstoffen door de aanwezigheid van een dampfase boven het oppervlak van de vloeibare fase. Tijdens het vullen van de cilinder verdampen de eerste porties vloeibaar gas snel en vullen ze het volledige volume. De druk in de cilinder hangt af van de verzadigde dampdruk, die op zijn beurt weer afhangt van de temperatuur van de vloeibare fase en het percentage propaan en butaan daarin. Verzadigde dampdruk kenmerkt de vluchtigheid van de HOS.De vluchtigheid van propaan is hoger dan die van butaan, daarom is de druk bij lage temperaturen veel hoger.

Uitlaat

Bij verbranding komen minder koolstof- en stikstofoxiden en onverbrande koolwaterstoffen vrij dan benzine of dieselbrandstof, zonder dat daarbij aromatische koolwaterstoffen of zwaveldioxide vrijkomen.

onzuiverheden

Gasbrandstof van hoge kwaliteit bevat geen chemische onzuiverheden zoals zwavel, lood, alkaliën, die de corrosieve eigenschappen van de brandstof verbeteren en de onderdelen van de verbrandingskamer, het injectiesysteem, de lambdasonde (sensor die de hoeveelheid zuurstof in de brandstofmengsel), uitlaatgaskatalysator.

Productieproces

De grondstof voor de productie is aardgas en koelmiddel.

Er zijn twee technologieën voor de productie van LNG:

• open cyclus;
• stikstof expansie cyclus.

Open-cyclustechnologie maakt gebruik van gasdruk om de energie op te wekken die nodig is voor koeling. Methaan dat door de turbines stroomt, wordt gekoeld en geëxpandeerd, waarbij een vloeistof achterblijft. Dit is een eenvoudige methode, maar heeft één belangrijk nadeel: slechts 15% van het methaan wordt vloeibaar gemaakt, en de rest, niet genoeg druk krijgen, verlaat het systeem.

LNG-productietechnologieën

Als er directe gasverbruikers in de buurt van de fabriek zijn, kan deze technologie veilig worden gebruikt, omdat deze minder duur is - de minimale hoeveelheid elektriciteit wordt aan het productieproces besteed. Het resultaat is een lagere kostprijs van het eindproduct. Maar als er geen consumenten zijn, is het economisch niet haalbaar om deze methode te gebruiken - grote verliezen aan grondstof.

Productietechnologie met stikstof:

• in een gesloten circuit met turbines en compressoren circuleert constant stikstof;
• nadat stikstof is afgekoeld, wordt het naar een warmtewisselaar gestuurd, waar parallel methaan wordt geleverd;
• het gas wordt gekoeld en vloeibaar gemaakt;
• stikstof wordt naar de compressor en turbine gestuurd voor koeling en door de volgende cyclus.

Membraangasscheidingstechnologie

De voordelen van deze technologie:

• 100% gebruik van grondstoffen;
• compactheid van de apparatuur en eenvoud van de werking ervan;
• hoge betrouwbaarheid en veiligheid.

Er is slechts één nadeel: een hoog elektriciteitsverbruik (tot 0,5 kW/h wordt verbruikt voor elke 1 nm3/h afgewerkte producten), wat de kosten aanzienlijk verhoogt.

Stikstoffabriek lay-out diagram

Gaszuivering en vloeibaarmaking

In wezen is het vloeibaar maken van aardgas het proces van zuivering en koeling. Alleen de vereiste temperatuur is min 161 graden Celsius.

Om deze temperatuurvolgorde te bereiken, wordt het Joule Thompson-effect gebruikt (verandering in gastemperatuur tijdens adiabatische smoring - langzame gasstroom onder invloed van een constante drukval door de smoorklep). Met zijn hulp daalt de temperatuur van het gezuiverde gas tot de waarde waarbij methaan condenseert. (opmerking vereist verduidelijking)

De vloeibaarmakingsinstallatie moet aparte koelmiddelbehandelings- en terugwinningsleidingen hebben. Bovendien kunnen afzonderlijke gasfracties die uit het veld komen (propaan, ethaan, methaan) in verschillende stadia van koeling als koelmiddel fungeren.

Debutanisatie is onderdeel van het proces van destillatie van grondstoffen tot fracties, waarbij fracties waarvan de condensatietemperatuur hoger is, worden gescheiden, waardoor het eindproduct kan worden gezuiverd van ongewenste onzuiverheden.Elk condensatieproduct wordt opgeslagen als waardevol bijproduct voor de export.

Aan het eindproduct wordt ook condensaat toegevoegd Stabilisatoren, die de dampdruk van condensaatbrandstof verlagen, waardoor het handiger is voor opslag en transport. Ze maken het ook mogelijk om het proces van de overgang van methaan van vloeibare toestand terug naar gas (hervergassing) beheersbaar en goedkoper te maken voor de eindgebruiker.

Hoe te verkrijgen?

LNG wordt geproduceerd uit aardgas door compressie gevolgd door koeling. Wanneer aardgas vloeibaar wordt gemaakt, wordt het ongeveer 600 keer in volume verminderd. Het vloeibaarmakingsproces verloopt in fasen, waarbij het gas 5-12 keer wordt gecomprimeerd, vervolgens wordt afgekoeld en naar de volgende fase wordt overgebracht. De eigenlijke liquefactie vindt plaats tijdens het afkoelen na de laatste compressiefase. Het vloeibaarmakingsproces vereist dus een aanzienlijk energieverbruik [bron niet gespecificeerd 715 dagen] van 8 tot 10% van de hoeveelheid in vloeibaar gas.

Bij het vloeibaar maken worden verschillende soorten installaties gebruikt - gasklep, turbo-expander, turbine-vortex, enz.

Bouw van een LNG-fabriek

Een LNG-installatie bestaat doorgaans uit:

• gasvoorbehandelings- en vloeibaarmakingsinstallaties;
• LNG-productielijnen;
• opslagtanks;
• tanker laden apparatuur;
• aanvullende diensten om de centrale te voorzien van elektriciteit en water voor koeling.

Liquefactie-technologie

Vloeibaarheidsprocessen van grote LNG-installaties:

• AP-C3MRTM - Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• AP-X - Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• #AP-SMR (Enkel gemengd koelmiddel) - Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• Cascade-ConocoPhillips
• MFC (gemengde vloeistofcascade) - Linde
• PRICO (SMR) - Zwart & Veatch
• DMR (dubbel gemengd koelmiddel)
• Liquefin-Air Liquide

LNG en investeringen

Hoge metaalintensiteit, complexiteit van het technologische proces, de noodzaak van serieuze kapitaalinvesteringen, evenals de duur van alle processen die verband houden met het creëren van dergelijke infrastructuurfaciliteiten: rechtvaardiging van investeringen, aanbestedingsprocedures, aantrekken van geleende fondsen en investeerders, ontwerp en constructie, die gewoonlijk gepaard gaan met ernstige logistieke moeilijkheden; — belemmeringen vormen voor de groei van de productie op dit gebied.

In sommige gevallen kunnen mobiele vloeibaarmakingsinstallaties een goede optie zijn. Hun piekprestaties zijn echter zeer bescheiden en het energieverbruik per eenheid gas is hoger dan dat van stationaire oplossingen. Bovendien kan de chemische samenstelling van het gas zelf een onoverkomelijk obstakel worden.

Om risico's te verminderen en rendement op de investering te garanderen, worden plannen ontwikkeld voor de exploitatie van installaties voor 20 jaar van tevoren. En de beslissing om een ​​veld te ontwikkelen hangt vaak af van de vraag of het gebied in staat is om voor een lange tijd gas te leveren.

Installaties worden ontwikkeld voor een specifieke locatie en technische omstandigheden, die grotendeels worden bepaald door de samenstelling van de inkomende gasvoeding. De plant zelf is georganiseerd volgens het principe van een zwarte doos. Bij de input van grondstoffen, bij de output van producten, wat een minimale inbreng van personeel in het proces vereist.

De samenstelling van de locatieapparatuur, de hoeveelheid, capaciteit en volgorde van procedures die nodig zijn om het gasmengsel voor vloeibaarmaking te bereiden, worden ontwikkeld voor elke specifieke installatie in overeenstemming met de vereisten van de klant en consumenten van producten.