Hvordan og hvorfor de flydende gas: teknologi og nuancer af fremstilling af flydende gas

Teknologier i forbindelse med udvinding, transport og forarbejdning af naturgas udvikler sig hurtigt. Og mange mennesker i dag hører forkortelserne LNG (LPG) og LPG (LNG). Næsten hver anden dag er naturgasbrændstof omtalt i nyhederne i en eller anden sammenhæng.

Men du skal være enig, for at få en klar forståelse af, hvad der sker, er det vigtigt først at forstå, hvordan gassen bliver flydende, hvorfor den gøres, og hvilke fordele den giver eller ikke giver. Og der er mange nuancer i denne sag.

Store højteknologiske fabrikker bliver bygget til at flydende gasformige kulbrinter. Dernæst vil vi nøje forstå: hvad er alt dette til, og hvordan det sker.

Hvorfor flydende de naturgas?

Blåt brændstof ekstraheres fra jordens tarme i form af en blanding af metan, etan, propan, butan, helium, nitrogen, hydrogensulfid og andre gasser samt deres forskellige derivater.

Nogle af dem bruges i den kemiske industri, og nogle brændes i kedler eller møller for at generere varme og elektricitet. Plus, en vis mængde af den udvundne bruges som gasmotorbrændstof.

Hovedårsagen til kondensering af naturgas er at lette transporten over lange afstande. Hvis forbrugeren og brændselsproduktionsbrønden er placeret på land tæt på hinanden, så er det lettere og mere rentabelt at lægge et rør mellem dem. Men i nogle tilfælde er anlæg af en motorvej for dyrt og problematisk på grund af geografiske nuancer. Derfor anvender de forskellige teknologier til opnåelse af LNG eller LPG i flydende form.

Økonomi og transportsikkerhed

Efter at gassen er blevet flydende, pumpes den allerede i form af en væske i særlige beholdere til transport ad søvejen, floden, vejen og / eller jernbanen. Samtidig er kondensering teknologisk ret dyrt ud fra et energimæssigt synspunkt af processen.

På forskellige fabrikker tager dette op til 25% af det oprindelige brændstofmængde. Det vil sige, at for at generere den energi, der kræves af teknologien, er det nødvendigt at brænde op til 1 ton LNG for hvert tredje ton af det i færdig form. Men naturgas er nu meget efterspurgt, alt betaler sig.

Så længe naturgas er i flydende tilstand, er den ikke brandfarlig og ikke-eksplosiv. Først efter fordampning i løbet af regasificering opnåedes den opnåede gasblanding viser sig at være egnet til forbrænding i kedler og kogeplader. Derfor, hvis LNG eller LPG bruges som kulbrintebrændstof, skal de regasificeres igen.

Brug inden for forskellige felter

Oftest nævnes udtrykkene "flydende gas" og "flydende gas" i forbindelse med transporten af ​​en kulbrinte -energibærer. Det vil sige, at der i første omgang ekstraheres blåt brændstof, og derefter omdannes det til LPG eller LNG. Derefter transporteres den resulterende væske og returneres derefter til en gasformig tilstand til en eller anden anvendelse.

LPG fra propan-butan bruges hovedsageligt som:

• gasmotorbrændstof;
• brændstof til pumpning af autonome varmesystemer i gasholdere;
• væsker til tankning af lightere og gasflasker med en kapacitet på 200 ml til 50 liter.

LNG produceres normalt udelukkende til langdistancetransport. Hvis der til opbevaring af LPG er tilstrækkelig kapacitet, der kan modstå et tryk på flere atmosfærer, kræves specielle kryogene tanke til flydende metan.

LNG -opbevaringsudstyr er yderst teknologisk og fylder meget. Det er ikke rentabelt at bruge sådant brændstof i personbiler på grund af de høje omkostninger ved cylindre. LNG -lastbiler i form af enkelteksperimentelle modeller kører allerede på vejene, men i personbilsegmentet vil dette "flydende" brændstof sandsynligvis ikke finde udbredt brug i den nærmeste fremtid.

Flydende metan som brændstof bruges nu i stigende grad i drift:

• jernbanelokomotiver;
• søfartøjer;
• flodtransport.

Udover at blive brugt som energibærer, bruges LPG og LNG også direkte i flydende form i gas- og petrokemiske anlæg. Forskellige plastmaterialer og andre kulbrintebaserede materialer er fremstillet af dem.

LPG og LNG produktionsteknologier

For at omdanne metan fra en gasformig tilstand til en væske skal den afkøles til -163 ° C. Og propan -butan flydende allerede ved -40 °MED. Derfor er teknologi og omkostninger meget forskellige i begge tilfælde.

Følgende teknologier fra forskellige virksomheder bruges til at flydende naturgas:

• AP-SMR (AP-X, AP-C3MR);
• Optimeret kaskade;
• DMR;
• PRICO;
• MFC;
• GTL osv.

Alle er baseret på processerne til komprimering og / eller varmeudveksling. Flydningsoperationen finder sted i anlægget i flere trin, hvor gassen gradvist komprimeres og afkøles til temperaturen ved overgang til væskefasen.

Gasforberedelse

Før man begynder at kondensere rå naturgas, skal vand, helium, hydrogen, nitrogen, svovlforbindelser og andre urenheder fjernes fra det. Til dette bruges adsorptionsteknologien til dybderensning af gasblandingen ved at føre den gennem molekylsigter.

Derefter finder det andet trin i fremstilling af råmaterialet sted, hvor tunge carbonhydrider fjernes. Som følge heraf er der kun ethan og metan (eller propan og butan) med et urenhedsvolumen på mindre end 5% tilbage i gassen, så denne fraktion kan begynde at blive afkølet og flydende.

Fraktionering giver dig mulighed for at slippe af med skadelige urenheder og kun frigive hovedgassen til efterfølgende flydning. Ved et tryk på 1 atm er overgangstemperaturen til den flydende tilstand for methan -163 ° C, for ethan -88 ° C, for propan -42 ° C og for butan -0,5 ° C.

Det er disse temperaturforskelle, der forklarer årsagen til, at de adskilles i fraktioner og først derefter flydende gas tilført anlægget. Der er ingen enkelt flydende teknologi til alle typer gasformige carbonhydridforbindelser. Hver af dem skal bygge og bruge sin egen teknologiske linje.

Grundlæggende flydende proces

Grundlaget for omdannelse af en gas til en flydende tilstand er en kølecyklus, hvor varme overføres af et eller andet kølemiddel fra et miljø med lav temperatur til et højere. Denne proces er flertrins og kræver kraftige kompressorer til ekspansion / kontraktion af varmebæreren og varmevekslere.

Følgende bruges som kølemiddel i forskellige faser af kondensering:

• propan;
• metan;
• etan;
• nitrogen;
• vand (hav og renset);
• luft.

For eksempel til den primære afkøling af naturgas ved Novateks Yamal LNG, en cool arktisk luft, som giver dig mulighed for at sænke råmaterialets temperatur med minimale omkostninger med det samme op til +10 ° С. Og i de varme sommermåneder, i stedet for det, påtænkes det at bruge havvand fra Ishavet, som uanset årstid på en dybde på konstant 3-4 ° С.

Samtidig bruges nitrogen, der er hentet direkte fra luften, som det sidste kølemiddel i Yamal. Som et resultat heraf leverer Arktis alt, hvad der er nødvendigt for LNG -produktion - fra naturgaskilden til de arbejdsmidler, der anvendes i likvideringsprocessen.

Propan flydende efter en ordning, der ligner metan. Kun køletemperaturerne er meget lavere - minus 42 ° С mod minus 163 ° С. Derfor kondensering gas til gastanke koster flere gange billigere, men selve den producerede propan-butan LPG er mindre efterspurgt på markedet.

Transport og opbevaring

Næsten hele mængden af ​​LNG transporteres af store havgående LNG-transportører fra den ene kyst til den anden. Transport ad land er begrænset af behovet for at opretholde temperaturen på det "flydende blå brændstof" ved værdier på cirka -160 ° С, ellers begynder metan at blive til en gastilstand og bliver eksplosiv.

Trykket i LNG -beholderen er tæt på atmosfærisk. Men hvis temperaturen af ​​flydende metan stiger over -160 ° C, begynder den at vende sig fra væske til gas. Som et resultat vil trykket i beholderen begynde at stige, hvilket er en alvorlig fare. Derfor er LNG -tankskibe udstyret med installationer til opretholdelse af lave temperaturer og et tykt lag varmeisolator.

LPG regasificeres til gas direkte i gasholderen. Regasificering af LNG udføres i særlige industrianlæg uden iltadgang. Fysisk bliver flydende metan ved positive temperaturer gradvist til gas. Men hvis dette sker direkte i luft uden for særlige forhold, vil en sådan proces føre til en eksplosion.

Efter at naturgas i form af LNG er flydende på anlægget, transporteres det, og derefter igen på anlægget (kun regasificering) omdannes tilbage til en gasformig tilstand til videre brug.

Flydende brintudsigter

Ud over direkte flydning og anvendelse i denne form er det også muligt at få en anden energibærer fra naturgas - brint. Metan er CH₄, propan C₃H₈og butan C₄H₁₀.

Brintkomponenten er til stede i alle disse fossile brændstoffer, du skal bare isolere den.

For at overføre brint fra en gastilstand til en væske skal det afkøles til -253 ° C. Til dette bruges flertrins køleanlæg og kompressions- / ekspansionsenheder. Indtil videre er sådanne teknologier for dyre, men der arbejdes på at gøre dem billigere.

Vi anbefaler også at læse vores anden artikel, hvor vi detaljeret beskrev, hvordan du laver en brintgenerator til dit hjem med dine egne hænder. Flere detaljer - go link.

I modsætning til LPG og LNG er flydende brint også meget mere eksplosivt. Den mindste lækage af det i kombination med ilt giver en gas-luft-blanding, som antændes af den mindste gnist. Og opbevaring af flydende brint er kun mulig i specielle kryogene beholdere. Der er stadig for mange ulemper ved brintbrændstof.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Sådan fremstilles flydende gas, og hvorfor den flydende:

Alt om flydende gasser:

Der er flere teknologier til flydende gasser. De er deres egne for metan og deres egne for propan-butan. Samtidig er det billigere at få LPG, og det er lettere og mere sikkert at transportere / opbevare. Produktionen af ​​metan LNG er en mere bekostelig og kompleks proces. Desuden kræver dens regasificering specialiseret udstyr. Samtidig er metan mere efterspurgt på markedet i dag, derfor bliver den flydende i meget større mængder.

Har du nogle afklarende spørgsmål eller din ekspertudtalelse om emnet gasformiggørelse? Måske har du noget at tilføje til ovenstående. Spørg og / eller kommenter gerne artiklen i nedenstående blok.