Сжижение природного газа: сжиженный метан

Природные газы в большом количестве содержат метан (до 98%), который при средних давлениях и низких температурах может быть превращен в жидкость – так называемый сжиженный метан. Метан также в значительных количествах (до 97%) содержится в попутном нефтяном газе. После выделения из последнего тяжелых углеводородов он также может быть превращен в сжиженный метан.

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. Транспорт сжиженного газа позволяет осуществить широкую международную торговлю газом путем морских поставок его в танкерах. Ниже приведены некоторые свойства чистого сжиженного метана.

Свойства сжиженного метана
Показатель	Значение
Молекулярный вес	16,04
Относительный удельный вес	0,555
Критическая температура	–82,5°С
Критическое давление	45,8 кг/см2
Точка кипения при атмосферном давлении	–161,5°С
Плотность сжиженного газа (жидкая фаза при температуре точки кипения)	415 г/л
Плотность газовой фазы:
при температуре точки кипения	1,8 г/л
при 0°C	0,045 г/л
Теплота испарения	122-138 кал/г
Теплосодержание	73,27 ккал/г

После выделения из попутного нефтяного газа высших углеводородов (пропан + высшие) он может направляться на установку снижения для получения сжиженного метана. Процессы получения сжиженного метана из природного газа и из отбензиненного попутного нефтяного газа одинаковы.

Значение теоретически минимальной работы является функцией только первоначального состояния газа и конечного состояния жидкости и не зависит от вида применяемого процесса.

Формула для определения теоретически минимальной работы имеет следующий вид:

W_r = T₀ · ΔS – ΔH, где

W_r– минимальная (или обратимая) работа;

T₀ – температура окружающей среды, в которую может быть отведено тепло;

ΔS – уменьшение энтропии при переходе газа от начального до конечного состояния;

ΔH – уменьшение энтальпии при переходе газа от начального состояния до конечного.

Вычисленная по этой формуле теоретически минимальная работа, которая требуется для превращения чистого метана, находящегося под давлением 34 кг/см² и при температуре 38°С, в жидкость при атмосферном давлении и температуре –161,5°С, составляет 117 квт·ч/100 м³ сжиженного газа.

Действительные затраты работы будут находиться в пределах 285÷632 квт·ч/100 м³ сжиженного газа и зависят главным образом от цикла, используемого для сжижения. Считают, что величина 285 квт·ч/100 м³ сжиженного газа близка к экономически минимальному значению.

Ряд патентов в США по сжижению, хранению и транспортировке газа в сжиженном состоянии известны еще с 1914 года. А первые попытки промышленного использования процессов сжижения относятся к 1941 году.

1. Классический каскадный цикл с последовательным использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана путем последовательного снижения их температуры кипения.
2. Цикл с двойным хладагентом – смесью этана и метана.
3. Расширительные циклы сжижения.
4. Новый способ «объединенный» автохолодильный каскадный цикл (ARC), в котором производится ступенчатая конденсация углеводородов с использованием их в качестве хладагентов в последующей ступени охлаждения при циркуляции неконденсирующегося азота.

Преимущество этого нового способа, испытываемого на опытной установке в Нанте (Франция) мощностью 28,3 тыс.м³/сутки, заключается в том, что отсутствует стадия получения и хранения хладагентов, и они извлекаются непосредственно в процессе сжиженияе природного газа. Процесс требует меньших капитальных затрат в сравнении с обычным каскадным циклом, так как необходима только одна машина для циркуляции хладагентов и меньшее число теплообменников.

Каскадная схема, в которой раздельно используются три хладоагента с последовательно снижающейся температурой кипения, требует больших капитальных, но меньших эксплуатационных затрат. Эта схема была последовательно усовершенствована; в настоящее время чаще применяется смесь хладоагентов; новая схема называется самоохлаждающей, так как часть хладоагента – этан и пропан – получаются из сжижаемого природного газа. Капитальные затраты при этом несколько ниже. В большинстве случаев в каскадных схемах используются поршневые компрессоры, сравнительно дорогостоящие как по капитальным, так и по эксплуатационным затратам.

Расширительные схемы представляют существенный интерес, так как в них могут использоваться центробежные, более экономичные, машины, но расширительные циклы требуют затрат энергии на 20-30% больших, чем каскадные. Охлаждение достигается изоэнтропийным расширением метана в турбодетандере. Поток газа, предварительно очищенного от воды, углекислого газа и других загрязнений, сжижается под давлением за счет теплообмена с холодным расширенным газовым потоком. Для получения одной части жидкости необходимо подвергнуть сжатию и расширению примерно 10 частей газа.

Интересная модификация расширительной схемы может быть получена при подаче потребителю газа значительно более низкого давления, чем в питающем трубопроводе. Тогда за счет расширения поступающего из трубопровода газа можно получить дополнительное количество СПГ в количестве около 10% подаваемого газа. При этом экономятся капитальные затраты на компрессоры и эксплуатационные расходы на их обслуживание.

Источник: «Производство и использование сжиженных газов за рубежом (Обзор зарубежной литературы)» (Москва, ВНИИОЭНГ, 1974)

 

 

Оборудование для сжиженного природного газа (метана)

Контактная информация:

Обособленное подразделение (Производство)

г. Омск, ул. 22 Партсъезда д. 97. к. 1
Часы работы с 8-30 до 17-10 (часовой пояс + 3 ч. к МСК),
суббота и воскресенье – выходной

По вопросам приобретения / производства:
Сергиенко Павел Александрович, Поворознюк Илья Владимирович
8 (3812 )29-55-49 (время омское, + 3 ч. к московскому)
Мачулин Вячеслав Александрович
8 (3812) 29-51-71
E-mail: [email protected]

Сжиженный природный газ, он же метан, является одним из наиболее приоритетных энергоносителей XXI века. В сравнении с другими видами топлива, сжиженный природный газ наиболее выгоден как с экономической, так и с экологической стороны, что открывает большие перспективы для увеличения производства, транспортировки и внедрения новых технологий в области использования СПГ.

Область применения СПГ

Основная область применения сжиженного природного газа –снабжение объектов и населенных пунктов, для которых затруднительно снабжение при помощи трубопровода. Зачастую прокладка трубопровода экономически невыгодна или невозможна из-за географического расположения объекта. В случае природного газа ключевую роль играют его свойства: при сжижении метана его объем уменьшается в 600 раз, что увеличивает транспортабельность больших объемов топлива.

Чтобы уменьшить метан до необходимого объема его нужно охладить до предельно низких температур, при которых он конденсируется. Полный цикл сжижения позволяет охладить его до -160 ^оС. Для этого используются сложные комплексы оборудования, построенные на различных термодинамических циклах, так называемые ожижители природного газа.

Среди потребителей СПГ коммунальные хозяйства, ТЭК  и небольшие ТЭЦ, котельные в отдельных округах и населенных пунктах, автономные электростанции, представители авиационной и железнодорожной промышленности.

Транспортировка метана

Перевозка сжиженного природного газа происходит в специальных криогенных цистернах, оснащенных высокоэффективной теплоизоляцией для существенного снижения потерь продукта от испарения. Для транспортировки цистерн используется специализированная техника, предназначенная для перевозки опасных грузов.

Поставка оборудования для сжиженного природного газа

НТК «Криогенная техника» больше 25 лет занимается производством криогенного оборудования для транспортировки СПГ. У нас вы можете приобрести транспортные полуприцепы – цистерны, криогенные газификаторы, горизонтальные и вертикальные резервуары и цистерны для транспортировки метана вместимостью от 8 кубометров. Если у вас остались какие-либо вопросы по характеристикам оборудования или вы желаете сделать заказ – свяжитесь нами любым удобным для вас способом по одному из указанных контактов. Мы работаем по всей России.

Turbo-Brayton для мелкомасштабного сжижения метана

Надежное и эффективное решение для сжижения биометана и природного газа

Наша брошюра

Эта технология позволяет производить сжиженный биометан (или био-СПГ), возобновляемое топливо служебные автомобили и морская промышленность.

Air Liquide Turbo-Brayton для малотоннажного сжижения метана представляет собой высокоэффективное решение, сочетающее производительность, надежность и компактность.

Может использоваться для разжижения

• Биометан,
• Свалочный газ,
• Природный газ,
• Факельный газ.

 

Разработка биогазового топлива для автомобилей в Швеции

Просмотр этого видео может привести к размещению файлов cookie поставщиком видеоплатформы, на которую вы будете перенаправлены. Учитывая выраженный вами отказ от хранения файлов cookie, чтобы уважать ваш выбор, мы заблокировали воспроизведение этого видео. Если вы хотите продолжить и воспроизвести видео, вы должны дать нам свое согласие, нажав на кнопку ниже.

Принимаю – Запустите видео

Ассортимент Turbo-Brayton

Основные преимущества

• Не требует обслуживания в течение 5 лет
• Низкое энергопотребление и высокий КПД во всем рабочем диапазоне от 0 до 100% Диапазон регулирования
• Безопасная технология: инертный технологический газ, пополнение технологического газа не требуется (без углеводородной смеси)
• Простота в эксплуатации – Беспилотный режим, полностью автоматический
• Низкая стоимость и время установки: подключи и работай , компактный (малая площадь и вес)
• Предотвращение вспышки или выкипания благодаря переохлаждению метана
• Без коммунальных услуг: без сжатого воздуха, без масла, без азота
• Холодная энергия доступна мгновенно (менее 5 мин) из режима ожидания

Turbo-Brayton для мелкомасштабного сжижения метана 

Каталожные номера

Производительность: 24 тонны в день – Объем: очистка и сжижение биометана под ключ

Запуск завода: 2021 – Технология: Turbo Brayton TBL-525

• Нюмёлла, Швеция:

Производительность: 20 тонн в день – Объем: модернизация под ключ, сжижение, криогенный резервуар, загрузка грузовиков

Запуск завода: 2021 – Технология: Turbo Brayton TBL-525

• ТУРКУ, Финляндия:

Производительность: 10 тонн в день – Объем работ: модернизация под ключ, сжижение, криогенный резервуар, загрузка грузовиков

Запуск завода: 2020 г. – Технология: Turbo Brayton TBL-350

Производительность: 14 тонн в день – Объем: сжижение биометана под ключ, 

Запуск завода: 2011 г. – Технология: Брайтон – азотный цикл : 10 тонн в день – Область применения: сжижение биометана,

Запуск завода: 2021 г. – Технология: Turbo Brayton TBL-350

• Air Liquide Италия:

Производительность: 8 тонн в день – Область применения: полировка и сжижение биометана

Запуск завода: 2021 – Технология: LIN

Свяжитесь с нами

Danyelle Silanus

Отдел продаж

Тел: +33 (0) 7 89 28 13 77

Для получения дополнительной информации, информация. найти на этой странице ваши ключевые контакты и нашу контактную форму.

Свяжитесь с нами

Air Liquide поддерживает своих промышленных клиентов, предлагая свой опыт и передовые технологии, чтобы они могли сохранить преимущество в своей области.

Откройте для себя наши решения

Сделать запрос

Что такое СПГ

Что такое СПГ?

СПГ — это сокращение от «сжиженный природный газ». Когда природный газ охлаждается на заводе по сжижению приблизительно до -260°F (-161,5°C) при атмосферном давлении, он конденсируется в жидкость. Один объем жидкости занимает примерно 1/600 объема природного газа. Тщательная очистка и дегидратация необходимы для удаления примесей, которые станут твердыми при температурах сжижения.

СПГ почти полностью состоит из метана. Его вес составляет около 45% веса воды, поэтому он плавает на воде. СПГ не имеет запаха, бесцветен, не вызывает коррозии и не токсичен. СПГ НЕ будет гореть в жидком виде.

Когда СПГ испаряется, он сгорает при концентрациях примерно от 5% до 15% газа в воздухе. Хотя пары СПГ изначально тяжелее воздуха, после того, как пары СПГ (метан) станут теплее -160°F (-106,7°C), они станут легче воздуха и будут подниматься и рассеиваться, а не собираться у земли.

СПГ обеспечивает эффективное хранение и транспортировку природного газа и испаряется для использования потребителями.

Резервуары для хранения СПГ

СПГ обычно хранится в надземных резервуарах большого объема с низким давлением (менее 5 фунтов на квадратный дюйм манометра). Резервуар имеет двойные стенки, наружная стенка из углеродистой стали, внутренний бак из никелевой стали. Внутренние резервуары из никелевой стали используются, потому что обычная сталь слишком хрупкая для использования в прямом контакте с криогенным СПГ. Резервуары разделены большим слоем изоляции, чтобы поддерживать криогенные температуры.

Небольшие резервуары для СПГ, как правило, менее 70 000 галлонов, хранят СПГ в резервуарах с более высоким давлением (до 250 фунтов на квадратный дюйм манометра) с двойными стенками с вакуумной рубашкой и внутренней стенкой из алюминия.

Дополнительная изоляция обеспечивается большой дамбой или добавлением третьей внешней бетонной стены резервуара.

Несмотря на эффективную изоляцию, тепло все же поступает в бак. Это вызывает «выкипание» небольшого количества верхней части СПГ. Это сохраняет СПГ холодным благодаря процессу, называемому «автоохлаждение». Небольшие количества СПГ постоянно кипятят и удаляются из резервуара. Холодный пар нагревается и направляется для обслуживания потребителей газа.

Грузовики СПГ

Прицепы СПГ, как и резервуары для хранения СПГ, представляют собой прицепы с двойными стенками с вакуумом и изоляцией между внешним (углеродистая сталь) и внутренним (алюминиевым) резервуаром для поддержания низкой температуры. Прицепы имеют длину примерно 42 или 48 футов (похожи на другие топливные прицепы) и вмещают от 11 000 до 13 000 галлонов СПГ.

Помимо использования для перевозки СПГ, трейлеры СПГ могут быть подключены к мобильным испарителям для обеспечения временной подачи, когда это необходимо для эксплуатации и обслуживания трубопроводных сооружений или других непредвиденных обстоятельств. Они неоднократно использовались по всему Коннектикуту во время плановых строительных и ремонтных работ.

Временный сервис СПГ в Уинстеде, Коннектикут

Типы объектов

Существует множество типов объектов СПГ.

1. Терминалы отгрузки СПГ (также известные как терминалы сжижения) – принимают природный газ с газовых месторождений, сжижают (охлаждают) газ в СПГ, хранят в резервуарах для хранения СПГ, загружают СПГ в танкеры СПГ.

2. Приемные или импортные терминалы СПГ (также известные как установки выпаривания регазификационных установок) – принимают СПГ из танкеров СПГ, хранят его, превращают в природный газ и отправляют по трубопроводу или вывозят в жидком виде.

3. LNG

   Peak

   Бритвенные установки – используются для «снятия пика» спроса в самый холодный день путем обеспечения дополнительной подачи газа. Получать природный газ из трубопровода, сжижать его до СПГ (или получать импортный СПГ), хранить СПГ в теплую погоду, конвертировать его в природный газ для использования клиентами в холодную погоду.

4. Объекты базовой нагрузки СПГ – используются для общего круглогодичного снабжения

5. Спутники СПГ – небольшие резервуары, которые принимают СПГ на грузовиках, хранят его в теплую погоду, превращают в природный газ во время пикового спроса

6. Временные объекты СПГ – используются для обеспечения поставок во время плановых строительных и ремонтных работ или в случае аварийных ситуаций с поставками.

Резервуары для сжиженного природного газа в Коннектикуте — все средства для снижения пиковых нагрузок

1. Connecticut Natural Gas (CNG) (слева) и Southern Connecticut Gas Company (SCG) (через ее дочернюю компанию Total Peaking Services (TPS)) (справа). Каждое растение имеет большой резервуар – внутренний резервуар состоит из 9% бак из никелевой стали – высота 96 футов 11½ дюймов, внешний бак из углеродистой стали – 101 фут 9 дюймов в высоту и 173 фута 4 дюйма в диаметре. Каждый резервуар вмещает 348 000 баррелей жидкости (14,6 миллиона галлонов), что эквивалентно 1,2 миллиарда кубических футов газа. Каждый резервуар окружен дамбой, чтобы удержать СПГ в случае аварии. Установки могут производить СПГ из природного газа, хранить СПГ и испарять его для последующего использования. В зависимости от цены импортный СПГ может быть закуплен и доставлен на объект автотранспортом.

2. Yankee Gas d/b/a Eversource Energy. Он имеет большой резервуар (слева) – внутренний резервуар из стали с содержанием 9% никеля – 146 футов в диаметре и 117 футов в высоту, внешний резервуар из футерованного бетона из углеродистой стали – 150 футов в высоту и 158 футов в диаметре. Резервуар вмещает 348 000 баррелей (14,6 миллиона галлонов) жидкости, что эквивалентно 1,2 миллиарда кубических футов газа. Из-за бетонного внешнего резервуара (окружающего резервуар с двойными стенками) нет необходимости в большой дамбе. Установка может производить СПГ из природного газа, хранить СПГ и испарять его для последующего использования. В зависимости от цены импортный СПГ может быть закуплен и доставлен на объект автотранспортом. Первоначальное заполнение в основном осуществлялось путем перевозки жидкости (справа).

3. Департамент коммунального хозяйства города Норидж имеет небольшой (55 000 галлонов) спутник СПГ с испарителями для обратного преобразования жидкости в газ.

4. Ответственность за обеспечение безопасности всех объектов СПГ внутри штата (CNG, Yankee,

   Norwich

   ) находится в ведении PURA, которым управляет Группа безопасности газопроводов.