Kuidas ja miks nad gaasi vedeldavad: vedelgaasi tootmise tehnoloogia ja nüansid

Maagaasi kaevandamise, transpordi ja töötlemisega seotud tehnoloogiad arenevad kiiresti. Ja paljud inimesed kuulevad täna lühendeid LNG (LPG) ja LPG (LNG). Peaaegu igal teisel päeval mainitakse uudistes maagaasikütust ühes või teises kontekstis.

Kuid peate nõustuma, et toimuvast selgelt aru saada, on oluline kõigepealt mõista, kuidas gaas veeldatakse, miks seda tehakse ja millist kasu see annab või ei anna. Ja selles küsimuses on palju nüansse.

Gaasiliste süsivesinike vedeldamiseks ehitatakse suuri kõrgtehnoloogilisi tehaseid. Järgmisena mõistame hoolikalt: milleks see kõik on ja kuidas see juhtub.

Miks nad maagaasi vedeldavad?

Sinist kütust ekstraheeritakse maa sisikonnast metaani, etaani, propaani, butaani, heeliumi, lämmastiku, vesiniksulfiidi ja muude gaaside ning nende erinevate derivaatide segu kujul.

Mõnda neist kasutatakse keemiatööstuses ja mõnda põletatakse katlates või turbiinides soojuse ja elektri tootmiseks. Lisaks kasutatakse teatud kogust kaevandatavat gaasimootori kütusena.

Maagaasi veeldamise peamine põhjus on hõlbustada selle transportimist pikkadel vahemaadel. Kui tarbija ja gaasikütuse tootmiskaev asuvad üksteise lähedal asuval maal, siis on nende vahele toru paigaldamine lihtsam ja tulusam. Kuid mõnel juhul on kiirtee ehitamine geograafiliste nüansside tõttu liiga kallis ja problemaatiline. Seetõttu kasutavad nad vedelgaasi või vedelgaasi saamiseks mitmesuguseid tehnoloogiaid.

Majandus ja transpordi ohutus

Pärast gaasi veeldamist pumbatakse see juba vedeliku kujul spetsiaalsetesse konteineritesse, mis on ette nähtud transportimiseks meritsi, jõel, maanteel ja / või raudteel. Samal ajal on vedeldamine protsessi energeetilisest seisukohast tehnoloogiliselt üsna kulukas.

Erinevates tehastes võtab see kuni 25% kütuse esialgsest mahust. See tähendab, et tehnoloogia jaoks vajaliku energia tootmiseks on vaja põletada kuni 1 tonn LNG iga kolme tonni kohta valmis kujul. Kuid maagaas on nüüd väga nõutud, kõik tasub end ära.

Kuni maagaas on vedelas olekus, on see mittesüttiv ja plahvatusohtlik. Alles pärast aurustamist taasgaasistamise käigus saadi gaasisegu osutub sobivaks põlemiseks katlad ja pliidiplaadid. Seega, kui süsivesinikukütusena kasutatakse LNG -d või LPG -d, tuleb need uuesti gaasistada.

Kasutage erinevates valdkondades

Kõige sagedamini mainitakse mõisteid "veeldatud gaas" ja "veeldatud gaas" süsivesinike energiakandja transportimise kontekstis. See tähendab, et algul eraldatakse sinist kütust ja seejärel muudetakse see LPG -ks või LNG -ks. Seejärel transporditakse saadud vedelik ja seejärel viiakse ühe või teise rakenduse jaoks gaasilisse olekusse.

Propaan-butaanist pärinevat LPG-d kasutatakse peamiselt järgmiselt:

• gaasimootori kütus;
• kütus autonoomsete küttesüsteemide pumpamiseks gaasihoidjatesse;
• vedelikud tulemasinate ja gaasiballoonide tankimiseks mahuga 200 ml kuni 50 liitrit.

LNG -d toodetakse tavaliselt eranditult kaugtranspordiks. Kui vedelgaasi ladustamiseks on piisavalt mahtu, mis talub mitme atmosfääri rõhku, siis veeldatud metaani jaoks on vaja spetsiaalseid krüogeenseid mahuteid.

Veeldatud maagaasi ladustamisseadmed on väga tehnoloogilised ja võtavad palju ruumi. Sellise kütuse kasutamine sõiduautodes ei ole kasumlik silindrite kõrge hinna tõttu. LNG veoautod üksikute katsemudelite kujul sõidavad juba teedel, kuid sõiduautode segmendis ei leia see "vedel" kütus lähitulevikus tõenäoliselt laialdast kasutamist.

Veeldatud metaani kasutatakse kütusena üha enam:

• raudteevedurid;
• merelaevad;
• jõetransport.

Lisaks energiakandjate kasutamisele kasutatakse gaasi- ja naftakeemiatehastes vedelgaasi ja vedelgaasi ka vedelal kujul. Nendest valmistatakse mitmesuguseid plastikuid ja muid süsivesinikupõhiseid materjale.

LPG ja LNG tootmistehnoloogiad

Metaani muutmiseks gaasilisest olekust vedelaks tuleb see jahutada temperatuurini -163 ° C. Ja propaan -butaan vedeleb juba -40 juures °KOOS. Seega on tehnoloogiad ja kulud mõlemal juhul väga erinevad.

Maagaasi veeldamiseks kasutatakse järgmisi erinevate ettevõtete tehnoloogiaid:

• AP-SMR (AP-X, AP-C3MR);
• Optimeeritud kaskaad;
• DMR;
• PRICO;
• MFC;
• GTL jne.

Kõik need põhinevad kokkusurumise ja / või soojusvahetuse protsessidel. Vedeldamistoiming toimub tehases mitmes etapis, mille käigus gaas järk -järgult kokku surutakse ja jahutatakse vedelasse faasi ülemineku temperatuurini.

Gaasi ettevalmistamine

Enne toore maagaasi vedeldamise alustamist tuleb sellest eemaldada vesi, heelium, vesinik, lämmastik, väävliühendid ja muud lisandid. Selleks kasutatakse tavaliselt gaasisegu sügavpuhastamise adsorptsioonitehnoloogiat, lastes seda läbi molekulaarsõelte.

Seejärel toimub tooraine ettevalmistamise teine ​​etapp, mille käigus eemaldatakse rasked süsivesinikud. Selle tulemusena jäävad gaasi ainult etaan ja metaan (või propaan ja butaan), mille lisandite maht on alla 5%, nii et seda fraktsiooni saab hakata jahutama ja veeldama.

Fraktsioneerimine võimaldab teil vabaneda kahjulikest lisanditest ja vabastada järgnevaks vedeldamiseks ainult põhigaasi. Rõhul 1 atm on metaani vedelasse olekusse ülemineku temperatuur -163 ° C, etaanil -88 ° C, propaanil -42 ° C ja butaanil -0,5 ° C.

Just need temperatuurierinevused selgitavad põhjust, miks nad eralduvad fraktsioonideks ja alles seejärel veeldavad tehasesse tarnitava gaasi. Igat tüüpi gaasiliste süsivesinike ühendite jaoks puudub ühtne vedeldamistehnoloogia. Igaüks neist peab ehitama ja kasutama oma tehnoloogilist joont.

Põhiline vedeldamisprotsess

Gaasi vedelasse olekusse muundamise aluseks on jahutustsükkel, mille jooksul ühe või teise külmutusagensi abil viiakse soojus madala temperatuuriga keskkonnast kõrgema temperatuuriga keskkonda. See protsess on mitmeastmeline ja nõuab soojuskandja ja soojusvahetite laiendamiseks / kokkutõmbumiseks võimsaid kompressoreid.

Külmutusagensina kasutatakse erinevatel veeldamise etappidel järgmist:

• propaan;
• metaan;
• etaan;
• lämmastik;
• vesi (meri ja puhastatud);
• õhku.

Näiteks maagaasi esmaseks jahutamiseks Novateki Yamali LNG -s, jahe arktiline õhk, mis võimaldab teil viivitamata alandada tooraine temperatuuri minimaalsete kuludega kuni +10 ° С. Ja kuumadel suvekuudel on selle asemel ette nähtud kasutada Põhja-Jäämerest pärinevat merevett, mille sügavus on sõltumata aastaajast püsivalt 3-4 ° С.

Samal ajal kasutatakse Yamali lõpliku külmutusagensina otse õhust saadud lämmastikku. Selle tulemusel pakub Arktika LNG tootmiseks kõike vajalikku - alates maagaasi allikast kuni veeldamisprotsessis kasutatavate tööagentideni.

Propaan veeldatakse vastavalt metaanile sarnasele skeemile. Ainult jahutustemperatuur on palju madalam - miinus 42 ° C versus miinus 163 ° C. Seetõttu veeldamine gaas gaasimahutitele maksab mitu korda odavamalt, kuid toodetud propaan-butaangaas ise on turul vähem nõutud.

Transport ja ladustamine

Peaaegu kogu veeldatud maagaasi maht transporditakse suurte merelaevandusettevõtjatega ühelt rannalt teisele. Maatransporti piirab vajadus säilitada "vedela sinise kütuse" temperatuuri väärtustel umbes -160 ° С, vastasel juhul hakkab metaan muutuma gaasiliseks olekuks ja muutub plahvatusohtlik.

Rõhk veeldatud maagaasi mahutis on atmosfäärilähedane. Kui aga vedela metaani temperatuur tõuseb üle -160 ° C, hakkab see muutuma vedelikust gaasiks. Selle tagajärjel hakkab rõhk mahutis tõusma, mis on tõsine oht. Seetõttu on veeldatud maagaasi kandjad varustatud seadmetega madalate temperatuuride hoidmiseks ja paksu soojusisolatsioonikihiga.

Veeldatud naftagaas muudetakse gaasiks otse gaasipidajas. LNG taasgaasistamine toimub spetsiaalsetes tööstusettevõtetes, kus puudub juurdepääs hapnikule. Füüsiliselt muutub vedel metaan positiivsetel temperatuuridel järk -järgult gaasiks. Kui aga see juhtub otse õhus väljaspool eritingimusi, põhjustab selline protsess plahvatuse.

Pärast seda, kui veeldatud maagaas veeldatakse tehases, transporditakse see ja seejärel tehases (ainult taasgaasistamine) muudetakse edasiseks kasutamiseks gaasilisse olekusse.

Veeldatud vesiniku väljavaated

Lisaks otsesele vedeldamisele ja sellisel kujul kasutamisele on maagaasist võimalik saada ka teine ​​energiakandja - vesinik. Metaan on CH₄, propaan C₃H₈ja butaan C.₄H₁₀.

Vesinikukomponenti leidub kõigis neis fossiilkütustes, peate selle lihtsalt eraldama.

Vesiniku ülekandmiseks gaasilisest olekust vedelikku tuleb see jahutada temperatuurini -253 ° C. Selleks kasutatakse mitmeastmelisi jahutussüsteeme ja tihendus- / paisumisseadmeid. Seni on sellised tehnoloogiad liiga kallid, kuid nende odavamaks muutmine käib.

Samuti soovitame lugeda meie teist artiklit, kus kirjeldasime üksikasjalikult, kuidas oma kätega oma kodus vesinikugeneraatorit valmistada. Üksikasjad - mine link.

Samuti on veeldatud vesinik erinevalt LPG -st ja LNG -st palju plahvatusohtlikum. Selle väikseim leke koos hapnikuga annab gaasi-õhu segu, mis süttib vähimatki sädet. Ja vedela vesiniku ladustamine on võimalik ainult spetsiaalsetes krüogeensetes mahutites. Vesinikkütusel on endiselt liiga palju puudusi.

Järeldused ja kasulik video teemal

Kuidas veeldatud gaasi toodetakse ja miks see veeldatakse:

Kõik veeldatud gaaside kohta:

Gaaside veeldamiseks on mitmeid tehnoloogiaid. Need on metaani jaoks omad ja propaan-butaani omad. Samas on vedelgaasi hankimine odavam ning transportimine / ladustamine lihtsam ja turvalisem. LNG metaani tootmine on kulukam ja keerulisem protsess. Lisaks nõuab selle taasgaasistamine spetsiaalset varustust. Samas on metaan täna turul rohkem nõutud, seetõttu vedeldatakse seda palju suuremates kogustes.

Kas teil on gaasi veeldamise teemal täpsustavaid küsimusi või ekspertarvamusi? Võib -olla on teil ülaltoodule midagi lisada. Küsige ja / või kommenteerige artiklit allolevas plokis.