Подготовка сжатых газов | Techno cool

Сжиженный природный газ получают из природного газа путём сжатия с последующим охлаждением.

При сжижении природный газ уменьшается в объёме примерно в 600 раз. Процесс сжижения идет ступенями (не менее 3 ступеней), 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.

Главное преимущество сжиженного метана состоит в том, что каждый кубометр его при атмосферном давлении и температуре –161,45°С занимает в 600 раз меньший объем, чем в газообразном виде. Кроме того, запасы сжиженного газа можно создать в любом пункте независимо от геологических условий.

Охлаждение природного газа осуществляется с помощью криогенной техники (криомашина, это машина, рабочее тело которой хотя бы на одной из стадий рабочего цикла (процесса) имеет криогенную температуру. В 1971 году Международная академия холода приняла рекомендацию, согласно которой криогенными температурами следует называть температуры ниже 120 Кельвинов (температура конденсации природного газа) до температуры 0,7 K (температура получения жидкого гелия под вакуумом). Все температуры ниже 0,3 K — это область сверхнизких температур, для получения которых используются специальные методы охлаждения) криогенными газовыми холодильными машинами с гелием, работающим по обратному циклу Стирлинга, и хранению сжиженных газов.

За счет внешних теплопритоков в верхней части емкости образуется выпар сжиженных газов. При достижении определенного давления срабатывает предохранительный клапан, что служит сигналом для включения холодильной машины. В результате этого газообразный выпар через предохранительный клапан, промежуточный теплообменник, турбину, расширительную емкость, дроссельный клапан поступает в конденсатор холодильной машины Стирлинга, где происходит его переконденсация. Переход выпара в жидкую фазу в конденсаторе холодильной машины создает необходимый перепад давлений. Затем сжиженный выпар сливается в сосуд Дьюара и насосом повышенного давления через обратный клапан подается в теплоизолированную емкость в виде сжиженного газа. Снижение температуры охлаждающей среды в системе охлаждения машины за счет теплообмена в промежуточном теплообменнике повышает холодильный коэффициент машины.

Известно, что для сжижения газов используются различные циклы, например, с дросселированием или детандерные, однако в области криогенных температур (60-160K) наиболее высокоэффективным циклом является цикл с холодильной машиной, работающей по циклу Стирлинга. Эффективность криогенных машин Стирлинга практически в 2 раза выше по сравнению с другими установками, применяемыми для сжижения газов

Устройство для хранения сжиженных газов, содержащее замкнутый контур выпара сжиженного газа, соединяет емкость для хранения сжиженного газа с конденсатором холодильной машины и состоящий из линии газообразного выпара с промежуточным теплообменником и линии сжиженного выпара с сосудом Дьюара. Однако в качестве холодильной машины целесообразно использовать высокоэффективную криогенную машину Стирлинга.

Существует несколько способов достижения холода такой глубины.

В настоящее время для получения сжиженного природного газа применяются два процесса: конденсация при постоянном давлении (компремирование) и теплообменные: рефрижераторный с использованием охладителя и турбодетандерный/дросселирование с получением необходимой температуры при резком расширении газа. Процесс сжижения природного газа высоко энергоемкий. По этой причине в современной Мировой практике получения СПГ отказались от первоначального способа сжижения компремированием и отдали предпочтение теплообменным способам сжижения.

В процессах сжижения природного газа особое значение приобретает 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 от 2 до 5 кВт на сжатие каждых 100 тыс. м3 газа.

Дросселирование позволяет получать сжиженный природный газ при малых энергетических затратах. Недостатком является низкий коэффициент ожижения — до 4% и требует многократной перегонки. Поэтому перешли к работе по компрессорно-детандерной схеме. В этой схеме охлаждение газа происходит за счет совершения работы на лопатках турбины. Использование энергии вращающейся турбины позволяет сделать процесс сжатия газа энергетически более эффективным.

Коэффициент сжижения компрессорно-детандерных установок все еще остается низок — до 14%. Это значит, что для реализации такой схемы, также, как и для дроссельной, необходимо наличие магистрали низкого давления для сброса в нее не сжиженной части природного газа. Другими словами, такая схема опять-таки наиболее эффективна на ГРС.

 

Опытная команда

Современные технологии

Надёжность и качество

Техническая поддержка