Kuidas gaase veeldada? Veeldatud gaasi tootmine ja kasutamine. LPG tootmine seotud naftagaasist

Veeldatud maagaasi suuremahuline tootmine

Maagaasi vedelasse olekusse viimine toimub mitmes etapis. Esiteks eemaldatakse kõik lisandid - esiteks süsinikdioksiid ja mõnikord isegi minimaalsed väävliühendite jäägid. Seejärel kogutakse vett, mis muidu võib muutuda jääkristallideks ja ummistada vedeldamistehase.

Reeglina on viimasel ajal kasutatud gaasi kompleksseks puhastamiseks niiskusest, süsinikdioksiidist ja rasketest süsivesinikest gaasi sügavpuhastuse adsorptsioonimeetodit molekulaarsõelatel.

Järgmine samm on eemaldada suurem osa rasketest süsivesinikest, jättes alles peamiselt metaan ja etaan. Seejärel jahutatakse gaas järk-järgult, kasutades tavaliselt kahetsüklilist jahutusprotsessi soojusvahetite seerias (jahuti aurustid). Puhastamine ja fraktsioneerimine viiakse läbi, nagu ka suurem osa jahutamisest, kõrge rõhu all. Külma tekitatakse ühe või mitme jahutustsükliga, mis võimaldab temperatuuri alandada -160 °C-ni. Seejärel muutub see atmosfäärirõhul vedelikuks.

veeldatud maagaasi tootmine

Joonis 1: Maagaasi veeldamise protsess (LNG tootmine)

Maagaasi veeldamine on võimalik ainult siis, kui see jahutatakse alla kriitilise temperatuuri. Vastasel juhul ei saa gaas muutuda vedelikuks isegi väga kõrge rõhu korral. Maagaasi veeldamiseks temperatuuril, mis on võrdne kriitilisega (T = T cr), peab selle rõhk olema kriitilisega võrdne või sellest suurem, see tähendab P> Pkt. Kui maagaas on veeldatud rõhu all alla kriitilise (P< Ркт) температура газа также должна быть ниже критической.

Maagaasi veeldamiseks järgitakse nii sisejahutuse põhimõtteid, kui maagaas ise toimib töövedelikuna, kui ka välisjahutuse põhimõtteid, kui kasutatakse madalama keemistemperatuuriga krüogeenseid gaase (näiteks hapnik, lämmastik, heelium). Viimasel juhul toimub soojusvahetus maagaasi ja krüogeense abigaasi vahel läbi soojusvahetuspinna.

Tööstuslikus LNG tootmises on kõige tõhusamad veeldamistsüklid välise jahutusseadmega (välisjahutuspõhimõtted), mida toidavad süsivesinikud või lämmastik, kusjuures peaaegu kogu maagaas on veeldatud. Laialdaselt kasutatakse külmutusagensi segude tsükleid, kus ühe vooluga kaskaadtsüklit kasutatakse sagedamini kui teisi, erienergiakuluga 0,55–0,6 kW "h / kg LNG".

Veeldatud maagaasi kasutatakse külmutusagensina väikese võimsusega veeldamisseadmetes, sel juhul kasutatakse lihtsamaid tsükleid: drossel-, paisu-, keeristoru vms kompressoriga.

Maagaasi veeldamist sisemisel jahutusel saab saavutada järgmistel viisidel:

* surugaasi isentalpiline paisumine (entalpia i = const), st drossel (kasutades Joule-Thomsoni efekti); drosseliga ei tee gaasivool mingit tööd;

* surugaasi isentroopiline paisumine (entroopia S-const) koos välistöö tagastamisega; sel juhul saadakse lisaks Joule-Thomsoni efekti poolt tekitatavale täiendav kogus külma, kuna gaasi paisumise töö toimub tänu selle sisemisele energiale.

Reeglina kasutatakse surugaasi isentalpilist paisutamist ainult väikese ja keskmise tootlikkusega veeldajates, mille puhul võib tähelepanuta jätta teatud liigse energiakulu. Surugaasi isentroopset paisumist kasutatakse suure võimsusega seadmetes (tööstuslikus mastaabis).

Maagaasi veeldamist välisjahutuse baasil saab saavutada järgmistel viisidel:

* Stirlingi, Vuelemie-Takonise jt krüogeneraatorite kasutamine; nende krüogeneraatorite töökehad on reeglina heelium ja vesinik, mis võimaldab suletud termodünaamilise tsükli sooritamisel saavutada soojusvaheti seinal maagaasi keemispunktist madalama temperatuuri;

* maagaasist madalama keemistemperatuuriga krüogeensete vedelike, näiteks vedela lämmastiku, hapniku jne kasutamine;

* kaskaadtsükli kasutamine, kasutades erinevaid külmutusaineid (propaan, ammoniaak, metaan jne); kaskaadtsüklis tekitab kokkusurumisel kergesti veeldatav gaas aurustumisel külma, mis on vajalik teise raskesti veeldatava gaasi temperatuuri alandamiseks.

Pärast veeldamist paigutatakse LNG spetsiaalselt isoleeritud mahutitesse ja laaditakse seejärel transportimiseks LNG kanduritesse. Selle transpordiaja jooksul "aurustub" alati väike osa LNG-st ja seda saab kasutada tankerite mootorite kütusena. Tarbijaterminali jõudes laaditakse vedelgaas maha ja asetatakse mahutitesse.

Enne LNG kasutuselevõttu viiakse see taasgaasistamisjaamas tagasi gaasilisse olekusse. Pärast taasgaasistamist kasutatakse maagaasi samamoodi nagu gaasitoru kaudu transporditavat gaasi.

Veeldatud maagaasi vastuvõtuterminal on vähem keerukas struktuur kui veeldamistehas ja koosneb peamiselt vastuvõtupunktist, tühjendusrestist, mahutitest, mahutitest aurustuvate gaaside töötlemise seadmetest ja mõõteseadmest.

Gaasi veeldamise, selle transportimise ja ladustamise tehnoloogia on maailmas juba täielikult omandatud. Seetõttu on LNG tootmine globaalses energiasektoris üsna kiiresti arenev tööstusharu.

Veeldatud maagaasi väiketootmine

Kaasaegsed tehnoloogiad võimaldavad lahendada väikeste tööstus-, sotsiaalettevõtete ja asulate autonoomse toiteallika probleemi, luues LNG-l põhineva minienergia baasil energiarajatisi.

Veeldatud maagaasi kasutavad autonoomsed minienergiarajatised ei aita mitte ainult kõrvaldada kaugemate piirkondade elektrivarustuse probleemi, vaid on ka alternatiiviks tarbijate sõltuvuse lõpetamiseks suurtest elektri- ja soojustarnijatest. Hetkel on veeldatud maagaasi väiketootmine atraktiivne valdkond energiaobjektidesse investeerimisel suhteliselt lühikese tasuvusajaga.

GDS-is Nikolskajas (Leningradi oblastis) on olemas tehnoloogia maagaasi veeldamiseks, kasutades gaasi diferentsiaalrõhu energiat GDS-is koos ekspander-kompressorseadmete kasutuselevõtuga. Tehase projekteeritud võimsus LNG jaoks on 30 tonni ööpäevas.

Maagaasi veeldamise agregaat koosneb sügavkülmikute soojusvahetite plokist, surugaasi jahutussüsteemist, veeldamisseadmest, kaheastmelisest turbopaisutaja-kompressorplokist, paigaldise töö automatiseeritud jälgimis- ja juhtimissüsteemist (ASCU). ), ventiilid, sealhulgas juhitavad, ja mõõteriistad.

Joonis 2. Maagaasi veeldamistehase skeem

Paigalduse tööpõhimõte on järgmine (joonis 2).

Maagaas voolukiirusega 8000 nm3 / h ja rõhuga 3,3 MPa tarnitakse turboülelaaduritele K1 ja K2, mis töötavad samal võllil turbopaisutajatega D1 ja D2.

Maagaasi piisavalt kõrge puhtuse tõttu (CO2 sisaldus mitte üle 400 ppm) on maagaasi veeldamise paigaldises ette nähtud ainult gaasi dehüdratsioon, mis seadmete maksumuse vähendamiseks on ette nähtud külmumisniiskuse abil.

2-astmelises turboülelaaduris tõuseb gaasi rõhk 4,5 MPa-ni, seejärel jahutatakse surugaas soojusvahetites T3-2 ja T3-1 ning siseneb sügavkülmikusse, mis koosneb 3 soojusvahetist T11-1, T11-2 ja T11-3 (või T12-1, T12-2 ja T12-3), kus külma gaasi kasutamise tõttu soojusvahetist T2-1 niiskus külmub. Puhastatud gaas pärast filtrit F1-2 jagatakse kaheks vooluks.

Üks voog (enamik sellest) saadetakse külma taastamiseks sügavkülmikusse ja sügavkülmiku väljalaskeava juures läbi filtri juhitakse see järjestikku turbopaisutitesse D1 ja D2 ning seejärel suunatakse need väljalaskeava juures pöördvoolule. eraldaja C2-1.

Teine vool suunatakse soojusvahetisse T2-1, kus see pärast jahutamist surutakse läbi drosselklapi ДР separaatorisse С2-1, milles vedelfaas eraldatakse selle aurudest. Vedelfaas (vedelgaas) suunatakse akumulaatorisse ja tarbijasse ning aurufaas juhitakse järjestikku soojusvahetisse T2-1, sügavkülmikusse T11 või T12 ja soojusvahetisse T3-2 ning seejärel madalasse. survejuhe, mis asub pärast gaasijaotusjaama, kus rõhk muutub võrdseks 0,28-0,6 MPa.

Teatud aja möödudes lülitatakse töötav sügavkülmik T11 üle soojendusele ja madala rõhuga gaasiga puhastamisele ning T12 sügavkülmik viiakse töörežiimi. 28. jaanuar 2009, A.P. Inkov, B.A. Skorodumov jt Neftegaz.RU

Meie riigis on märkimisväärne hulk gaasijaotusjaamu, kus redutseeritud gaas kaotab kasutult oma rõhu ning mõnel juhul on talvel vaja gaasi enne drosseldamist rohkem energiat soojendada.

Samas on praktiliselt vaba gaasi rõhulanguse energiat kasutades võimalik saada sotsiaalselt kasulikku, mugavat ja keskkonnasõbralikku energiakandjat - veeldatud maagaasi, millega on võimalik gaasistada tööstus-, sotsiaalrajatisi ja asulaid, mis ei ole omama torust gaasivarustust.

Piiratud sisetarbimine julgustab tootjaid suurendama vedelgaasi tarneid välismaal. Tänapäeval peetakse Loode-Euroopat üheks atraktiivsemaks meretranspordi sihtkohaks. Lähiaastatel on oodata riigist mitmeid taristuprojekte, mis keskenduvad eelkõige Aasia ja Vaikse ookeani piirkonna perspektiivikale turule.

Lähitulevikus peaks naftakeemia saama Venemaa sisenõudluse katalüsaatoriks veeldatud naftagaasi järele. Räägime riigi suurima naftakeemiakompleksi Zapsibneftekhimi peatsest turuletoomisest SIBURi poolt, mis hakkab veeldatud gaase töötlema kõrge lisandväärtusega toodeteks.

Thomson Reutersi andmetel toodeti Venemaal 2016. aastal (arvestamata Vene-Kasahstani ühisettevõtte KazRosGaz mahtusid) 16,2 miljonit tonni LPG-d 2012. aasta 13 miljoni tonni vastu. Viimastel aastatel on selle toote toodang kasvanud keskmiselt 4,4% aastas. Kerge ja näiliselt ajutine langus toimus alles eelmisel aastal. Tootmise kasv tuleneb eelkõige SIBURi, Gazpromi (Surgutsky ZSK) ja NOVATEKi (Purovsky ZPK) olemasolevate võimsuste laiendamisest ja uute ehitamisest gaasi töötlemiseks, gaasikondensaadi stabiliseerimiseks ja gaasi fraktsioneerimiseks.

Energeetikaministeeriumi andmetel (selle statistika erineb veidi eeltoodust) toodavad LPG toodangust suurimad mahud naftakeemiaettevõtted (2016. aastal - 7,9 miljonit tonni). Neile järgnevad gaasitöötlemistehased ja naftafirmade rafineerimistehased - vastavalt 4,9 miljonit ja 3,8 miljonit tonni.

Venemaa juhtiv vedelgaaside tootja on SIBUR. Thomson Reutersi andmetel moodustab see 41% kogutoodangust (ettevõte ise hindab oma turuosaks 45%). Gazprom kontrollib 18% turust. Rosneft saavutas TNK-BP, SANORSi ja Bashnefti varade ostmise tõttu 12% osalusega kolmanda koha. Üldiselt katavad üheksa suurimat ettevõtet 98% turust.

Mis puudutab tootmise struktuuri, siis kuni 2015. aastani toimus puhaste LPG fraktsioonide – propaani, butaani ja isobutaani – tootmine. Viimase kolme aasta jooksul on tehnilise propaani-butaani segu (TPBT) tootmine kasvanud maksimumini, mille põhjustas nõudluse järsk kasv selle toote järele Ukrainas. Thomson Reutersi andmetel langes 2017. aastal 33% LPG kogutoodangust SPBT-le, 47% - puhastele fraktsioonidele.

Peamised vedelgaasi tarbimise valdkonnad on kommunaalteenuste sektor, autotransport ja naftakeemia. Viimasest tööstusharust peaks pikemas perspektiivis saama LPG nõudluse kasvu peamine tõukejõud. Seega peaks vastavalt Venemaa energiastrateegia eelnõule (uuendatud versioonis) etüleeni tootmine aastaks 2020 suurenema 75–85% ja 2035. aastaks 3,6–5 korda. Kui 2016. aastal saadeti edasiseks töötlemiseks 24% LPG-st, siis 2020. aastaks peaks see näitaja tõusma 30%ni ja 2035. aastaks 44-55%ni.

Nende plaanide elluviimisel on oluline roll rajatavale SIBURi naftakeemiakompleksile.

SIBURi praegune APG töötlemisvõimsus on 25,4 miljardit kuupmeetrit aastas, sealhulgas Gazprom Neftiga ühisprojekt Yuzhno-Priobsky GPP. Gaasi fraktsioneerimise võimsus ulatub 8,55 miljoni tonnini aastas. Suurim gaasi fraktsioneerimisüksus asub ettevõtte Tobolski tööstusobjektis. Loodusliku ja sellega seotud gaasi töötlemisel saadud kergete süsivesinike (NGL) lai fraktsioon siseneb tootetoru kaudu Tobolskisse ja jagatakse siin eraldi fraktsioonideks (propaan, butaan, isobutaan jt).

2016. aasta juunis lõpetas SIBUR maagaasi töötlemiskompleksi rekonstrueerimistööd, mille tulemusena kasvas Tobolskis kokku gaasi fraktsioneerimise võimsus 6,6 miljonilt tonnilt 8 miljonile tonnile aastas. Lisaks lõpetas ettevõte eelmisel suvel Južno-Balykski gaasitöötlemistehase rekonstrueerimise, tänu millele suurendas tehas oma maagaasi gaasi tootmisvõimsust enam kui 100 tuhande tonni võrra aastas.

See võimaldab SIBURil suurendada vedelgaasi tootmist, mis saadetakse nii ekspordiks, millest tuleb juttu allpool, kui ka edasiseks töötlemiseks naftakeemiatoodeteks. "Pärast Zapsibneftekhimi turuletoomist lõpetame umbes 3 miljoni tonni veeldatud süsivesinikgaaside müügi, mis tavapäraselt maksavad nüüd 350 dollarit tonn, ja hakkame lisaks müüma rohkem kui 2 miljonit tonni sellest gaasist toodetud polümeere, mis maksab näiteks 1000 . dollarit tonn ... Polümeeride tootmine on tulusam äri, kuid selle loomine eeldab märkimisväärseid kapitalikulutusi,“ märkis SIBURi juhatuse esimees Dmitri Konov eelmisel suvel RBC-le antud intervjuus. .

Rosneft plaanib suurendada ka vedelgaasi tootmist. 2018. aasta veebruaris kavatses tema gaasi "tütar" Rospan Vostochno-Urengoysky piirkonnas käivitada kompleksi gaasi ja kondensaadi ettevalmistamiseks ja töötlemiseks. Kui see saavutab täisvõimsuse, toodab see aastas 16,7 miljardit kuupmeetrit kuiva gaasi, kuni 5 miljonit tonni stabiilset gaasikondensaati ja üle 1,2 miljoni tonni propaani-butaani fraktsiooni. Veeldatud gaaside transportimiseks ehitab Rospan Korotchaevo raudteejaama lähedusse laadimisterminali, mille ümberlaadimisvõimsus on 1,6 miljonit tonni aastas.

Eeldatakse, et pärast kompleksi käivitamist suurendab Rosneft LPG tootmist 2,8 miljoni tonnini aastas (arvestades Bašnefti tehaseid) ja saab selle toote suuruselt teiseks tootjaks riigis. Veeldatud gaasid on kavas töödelda ka kõrgema lisandväärtusega toodeteks. Rosnefti juht Igor Setšin mainis eelkõige polüolefiinide tootmise projekte Volga piirkonnas, Ida-Siberis ja Ida-Petrokeemiaettevõtte (VNHK) baasil Primorjes.

Lähitulevikus võib LPG turule ilmuda uus osaleja - Irkutski naftakompanii. Tema gaasiprojekt hõlmab nelja loodusliku ja sellega seotud naftagaasi puhastusploki ehitamist Jaraktinskoje ja Markovskoje maardlates koguvõimsusega üle 20 miljoni kuupmeetri päevas. Tehastes toodetud maagaasi tarnitakse tootetoru kaudu uude LPG vastuvõtmise, ladustamise ja saatmise kompleksi Ust-Kutis ning seejärel tulevasse Ust-Kutski GPP-sse, mille võimsus on 1,8 miljonit tonni aastas. Tehas tegeleb maagaasi gaaside fraktsioneerimisega tehnilise propaani, tehnilise butaani ja stabiilse gaasikondensaadi saamiseks. Siseturule ja ekspordiks on kavas tarnida veeldatud gaase 550 tuhat tonni aastas. Kolmandas etapis plaanib INK ehitada Ust-Kutski polümeeritehase, mis hakkab tootma kõrge lisandväärtusega tooteid - kuni 600 tuhat tonni kõrg- ja madalrõhu polüetüleeni aastas.

EKTOS (endine Volzhsky Rubber) võib saada veel üheks oluliseks tegijaks LPG turul. 2017. aasta kevadel lõpetas SIBUR tehingu, millega müüs talle 100% Uralorgsintez JSC-st. Uralorgsintezi põhitegevuseks on LPG ja kõrge oktaanarvuga kütusekomponendi - metüül-tert-butüüleetri (MTBE) tootmine. Tehase võimsus süsivesinike tooraine fraktsioneerimiseks on 0,91 miljonit tonni aastas, MTBE tootmiseks - 220 tuhat tonni, benseeni tootmiseks - 95 tuhat tonni aastas.

Loe täisteksti nr 1-2 "Venemaa nafta"

Enam kui 30 aastat NSV Liidus, seejärel Venemaal on rahvamajanduses kasutatud veeldatud ja surugaase. Selle aja jooksul on läbitud üsna keeruline tee vedelgaaside arvestuse korraldamisel, nende pumpamise, mõõtmise, ladustamise ja transportimise tehnoloogiate väljatöötamisel.

Põletamisest ülestunnistuseni

Ajalooliselt on gaasi kui energiaallika potentsiaali meie riigis alahinnatud. Nähes majanduslikult põhjendatud kasutusvaldkondi, püüdsid naftatöösturid vabaneda süsivesinike kergetest fraktsioonidest, põletades neid tulutult. 1946. aastal muutis olukorra murranguliseks gaasitööstuse eraldamine iseseisvaks tööstusharuks. Seda tüüpi süsivesinike tootmismaht on hüppeliselt kasvanud, nagu ka suhe Venemaa kütusebilansis.

Kui teadlased ja insenerid õppisid gaase veeldama, sai võimalikuks ehitada gaasi veeldamise ettevõtteid ja tarnida sinist kütust kaugematesse piirkondadesse ilma gaasijuhtmeta ning kasutada seda igas kodus autokütusena, tootmises ja ka eksportida kõva valuuta eest. .

Mis on vedelgaasid

Need on jagatud kahte rühma:

1. Veeldatud süsivesinikgaasid (LPG) on keemiliste ühendite segu, mis koosneb peamiselt erineva molekulaarstruktuuriga vesinikust ja süsinikust, st erineva molekulmassiga ja erineva struktuuriga süsivesinike segu.
2. Kergete süsivesinike laiad fraktsioonid (NGL) – hõlmavad enamasti heksaani (C6) ja etaani (C2) fraktsioonide kergete süsivesinike segusid. Nende tüüpiline koostis: etaan 2-5%, veeldatud gaas C4-C5 fraktsioonidest 40-85%, heksaani fraktsioon C6 15-30%, ülejäänu moodustab pentaani fraktsioon.

Veeldatud gaas: propaan, butaan

Gaasitööstuses kasutatakse tööstuslikus mastaabis just LPG-d. Nende põhikomponendid on propaan ja butaan. Need sisaldavad lisanditena ka kergemaid süsivesinikke (metaan ja etaan) ning raskemaid (pentaan). Kõik loetletud komponendid on küllastunud süsivesinikud. Veeldatud naftagaasi koostis võib sisaldada ka küllastumata süsivesinikke: etüleen, propüleen, butüleen. Butaanbutüleenid võivad esineda isomeersete ühenditena (isobutaan ja isobutüleen).

Veeldamise tehnoloogiad

Nad õppisid gaase veeldama 20. sajandi alguses: 1913. aastal pälvis hollandlane K.O.Heike Nobeli heeliumi veeldamise preemia. Mõned gaasid viiakse vedelasse olekusse lihtsa jahutamise teel ilma lisatingimusteta. Suurem osa süsivesinike "tööstuslikest" gaasidest (süsinikdioksiid, etaan, ammoniaak, butaan, propaan) aga vedeldub rõhu all.

Veeldatud gaasi tootmine toimub gaasi veeldamistehastes, mis asuvad kas süsivesinikuväljade läheduses või magistraalgaasitorustiku teel suurte transpordisõlmede läheduses. Veeldatud (või kokkusurutud) maagaasi saab hõlpsasti transportida maantee-, raudtee- või veetranspordiga lõpptarbijani, kus seda saab säilitada, seejärel muuta tagasi gaasiliseks ja suunata gaasivarustusvõrku.

Spetsiaalne varustus

Gaaside veeldamiseks kasutatakse spetsiaalseid seadmeid. Need vähendavad oluliselt sinise kütuse mahtu ja suurendavad energiatihedust. Nende abiga on võimalik läbi viia erinevaid süsivesinike töötlemise meetodeid, olenevalt hilisemast kasutusest, lähteaine omadustest ja keskkonnatingimustest.

Veeldamis- ja kompressioonitehased on mõeldud gaasi töötlemiseks ja neil on modulaarne konstruktsioon või need on täielikult konteineris. Tänu taasgaasistamisjaamadele on võimalik pakkuda odavat looduslikku kütust ka kõige kaugematele piirkondadele. Tagagaasistamissüsteem võimaldab ka maagaasi ladustada ja vajaduse korral tarnida vastavalt nõudlusele (näiteks nõudluse tippperioodidel).

Enamikul erinevatest veeldatud gaasidest on praktilised rakendused:

• Vedelat kloori kasutatakse kangaste desinfitseerimiseks ja pleegitamiseks ning seda kasutatakse keemiarelvana.
• Hapnik - haiglates hingamisprobleemidega patsientidele.
• Lämmastik – krüokirurgia puhul, orgaaniliste kudede külmutamiseks.
• Vesinik on nagu lennukikütus. Viimasel ajal on ilmunud vesinikkütusega autod.
• Argoon - tööstuses metallide lõikamiseks ja plasmakeevitamiseks.

Samuti saate veeldada süsivesinike klassi gaase, millest populaarseimad on propaan ja butaan (n-butaan, isobutaan):

• Propaan (C3H8) on alkaanide klassi orgaaniline aine. Saadakse maagaasist ja naftatoodete krakkimise teel. Värvitu lõhnatu gaas, vees vähe lahustuv. Seda kasutatakse kütusena, polüpropüleeni sünteesiks, lahustite tootmiseks, toiduainetööstuses (lisand E944).
• Butaan (C4H10), alkaaniklass. Värvitu, lõhnatu kergestisüttiv gaas, kergesti veeldav. Saadud gaasikondensaadist, naftagaasist (kuni 12%), naftasaaduste krakkimisel. Kasutatakse kütusena, keemiatööstuses, külmikutes külmutusagensina, toiduainetööstuses (lisand E943).

LPG omadused

LPG peamine eelis on nende olemasolu välistemperatuuril ja mõõdukal rõhul nii vedelas kui gaasilises olekus. Vedelas olekus on neid lihtne töödelda, ladustada ja transportida, gaasilises olekus on neil parimad põlemisomadused.

Süsivesiniksüsteemide oleku määrab erinevate tegurite mõju, seetõttu on täielikuks iseloomustamiseks vaja teada kõiki parameetreid. Peamised, mida saab otse mõõta ja voolurežiime mõjutada, on järgmised: rõhk, temperatuur, tihedus, viskoossus, komponentide kontsentratsioon, faaside suhe.

Süsteem on tasakaalus, kui kõik parameetrid jäävad muutumatuks. Selles olekus ei toimu süsteemis nähtavat kvalitatiivset ja kvantitatiivset metamorfoosi. Vähemalt ühe parameetri muutus rikub süsteemi tasakaaluolekut, põhjustades selle või teise protsessi.

Omadused

Veeldatud gaaside ladustamisel ja transportimisel muutub nende agregatsiooni olek: osa ainest aurustub, muutudes gaasiliseks, osa kondenseerub - muutub vedelikuks. See vedelgaaside omadus on ladustamis- ja jaotussüsteemide projekteerimisel üks määravatest omadustest. Paakidest keeva vedeliku võtmisel torujuhtme kaudu transpordil osa vedelikust aurustub rõhukadude tõttu, tekib kahefaasiline vool, mille aururõhk sõltub pealevoolu temperatuurist, mis on madalam kui temperatuur paak. Kui kahefaasilise vedeliku liikumine läbi torujuhtme peatub, võrdsustub rõhk kõigis punktides ja muutub võrdseks aururõhuga.

Nafta ja gaasi tootmise ja transpordi tehnoloogiaid täiustatakse pidevalt. Ja üks selle ilmekamaid näiteid on veeldatud maagaas (LNG), nimelt laiaulatusliku gaasi veeldamise ja veeldatud maagaasi pikkade vahemaade taha transportimise tehnoloogia. LNG on tõeline revolutsioon gaasiturul, muutes kuvandit kaasaegsest energeetikast, tõestuseks, et toorainetööstus on võimeline tootma kaasaegseid kõrgtehnoloogilisi lahendusi. LNG avab sinisele kütusele uusi turge, kaasates üha rohkem riike gaasiärisse, aidates lahendada ülemaailmse energiajulgeoleku mõistatust. Mõiste "gaasipaus", mis tähendab gaasi aktiivset tarbimist ja selle võimalikku muundamist kütuseks number üks, ei ole tühi fraas.

Veeldatud maagaasi tööstusliku tootmise tehnoloogiatel pole palju aega. aastal pandi tööle esimene vedelgaasi eksporditehas1964 Aga sellest ajast peale on protsessi pidevalt täiustatud ja näiteks täna koostatakse juba projekte maailma esimestele suurtel laevadel paiknevatele mobiilsetele ujuvgaasi veeldamistehastele.

Veeldatud maagaas tõmbab ahelasse mitu tööstussektorit. Need on laevaehitus, transporditehnika ja keemia. Veeldatud maagaas kujundab isegi kaasaegse kõrgelt industrialiseeritud ühiskonna esteetikat. Selles võib veenduda igaüks, kes on näinud gaasi veeldamise tehast.

Maailma suurimate gaasivarudega Venemaa on vedelgaasiärist ja veeldatud maagaasi kaubandusest ammu väljas. Kuid see ebameeldiv tühimik on täidetud. 2009. aastal pandi tööle esimene Sahhalini gaasi veeldamistehas – projekt Sahhalin-2. On väga oluline, et just Venemaal rakendatakse gaasi veeldamise valdkonnas arenenud tehnoloogiaid. Näiteks Sahhalini tehas põhineb nüüdisaegsel kahe segareagendi veeldamise tehnoloogial, mis on spetsiaalselt selle projekti jaoks välja töötatud. Kuna LNG-d toodetakse ülimadalatel temperatuuridel, saab kliimatingimusi ära kasutada, muutes LNG tootmise odavamaks ja suurendades tootmisprotsessi efektiivsust.

Teisest küljest pole Venemaal muud valikut kui LNG. Maailmas arenevad integratsiooniprotsessid, konkurentide LNG siseneb juba traditsioonilistele Vene gaasi eksporditurgudele ehk Euroopasse, tõrjudes välja Gazpromi, Katar ja Austraalia aga suurendavad oma positsioone Aasia-Vaikse ookeani piirkonnas, seades ohtu Venemaa ekspordiplaanid. nendele turgudele.

Vanad hiigelpõllud on tootmise langusfaasis, uuest fondist on “tähed” Bovanenkovskoje ja Kharasaveyskoje väljade näol. Lisaks peab riik minema riiulile ja omandama uusi tehnoloogiaid. Ja just nii juhtus, et LNG tehaseid peetakse just selliste maardlate gaasivarude rahaks realiseerimise aluseks - ranniku lähedal, kuid tarbijast kaugel.

Venekeelne väljend "vedeldatud maagaas" vastab inglise keelele Liquified Natural Gas (LNG). LNG-d on oluline eristada veeldatud naftagaasi (LPG) rühmast, kuhu kuuluvad veeldatud propaan-butaan (SPB) või veeldatud naftagaas (LPG). Kuid neid üksteisest eristada ja veeldatud süsivesinikgaaside "perekonda" mõista on lihtne. Tegelikult seisneb peamine erinevus selles, millist gaasi veeldatakse. Kui räägime eelkõige metaanist koosneva maagaasi veeldamisest, siis kasutatakse terminit veeldatud maagaas - ehk lühendatakse LNG. Metaan on lihtsaim süsivesinik, see sisaldab ühte süsinikuaatomit ja selle keemiline valem on CH4. Propaani-butaani segu puhul räägime veeldatud propaan-butaanist. Reeglina ekstraheeritakse see kõige kergema fraktsioonina seotud naftagaasist (APG) või õli destilleerimisest. LPG-d kasutatakse ennekõike naftakeemias toorainena plasti tootmisel, energiaressursina asulate gaasistamisel või sõidukitel.

LNG ei ole iseseisev toode, kuigi on olemas võimalused LNG kasutamiseks otsesel kujul. See on praktiliselt sama metaan, mida tarnitakse torujuhtmete kaudu. Kuid see on põhimõtteliselt erinev viis maagaasi tarbijani tarnimiseks. Veeldatud metaani saab meritsi transportida pikkade vahemaade taha, mis aitab kaasa globaalse gaasituru tekkele, võimaldades gaasitootjal mitmekesistada oma müüki ning ostjal laiendada gaasiostu geograafiat. LNG tootjal on tarnegeograafia osas suur vabadus. Lõppude lõpuks on kasulikum luua infrastruktuur meretranspordiks pikkade vahemaade jaoks, kui tõmmata gaasitoru tuhandeid kilomeetreid. Pole juhus, et LNG-d nimetatakse ka "paindlikuks toruks", mis näitab selle peamist eelist traditsioonilise gaasi tarnimise meetodi ees: tavapärane torujuhe ühendab maardlad väga jäigalt konkreetse tarbimispiirkonnaga.

Pärast sihtkohta toimetamist muudetakse LNG tagasi gaasiliseks - taasgaasistamisseadmes viiakse selle temperatuur ümbritseva keskkonna temperatuurini, misjärel muutub gaas sobivaks transportimiseks tavaliste torujuhtmevõrkude kaudu.

LNG on selge, värvitu, mittetoksiline vedelik, mis tekib temperatuuril -160C. Pärast sihtkohta tarnimist muudetakse LNG tagasi gaasiliseks: taasgaasistamisseadmes viiakse selle temperatuur ümbritseva keskkonna temperatuurini, misjärel muutub gaas sobivaks transportimiseks tavaliste torujuhtmevõrkude kaudu.

Veeldatud gaasi peamine eelis torujuhtme analoogi ees on see, et ladustamise ja transportimise ajal võtab see 618–620 korda vähem mahtu, mis vähendab oluliselt kulusid. Lõppude lõpuks on maagaasil naftaga võrreldes väiksem soojustihedus ja seetõttu on sama kütteväärtusega (st kütuse põletamisel eralduva soojushulga) gaasi ja õli transportimiseks esimesel juhul suur. mahud on vajalikud. Siin tekkis idee gaasi veeldamiseks, et anda sellele mahukasv.

LNG-d saab säilitada atmosfäärirõhul, selle keemistemperatuur on -163 ° C, see on mittetoksiline, lõhnatu ja värvitu. Veeldatud maagaas ei korrodeeri konstruktsioonimaterjale. LNG kõrged keskkonnaomadused on seletatavad väävli puudumisega veeldatud gaasis. Kui maagaas sisaldab väävlit, eemaldatakse see enne veeldamisprotseduuri. Huvitaval kombel on vedelgaasi ajastu algus Jaapanis tingitud just sellest, et Jaapani ettevõtted otsustasid õhusaaste vähendamise eesmärgil kütusena kasutada LNG-d.

Kaasaegsetes tehastes toodetud LNG koosneb peamiselt metaanist – umbes 95%, ülejäänud 5% moodustavad etaan, propaan, butaan ja lämmastik. Sõltuvalt tootmisettevõttest võib metaani molaarsisaldus varieeruda vahemikus 87 (Alžeeria tehased) kuni 99,5% (Kenai tehas, Alaska). Netokütteväärtus on 33 494 kJ / m3 või 50 116 kJ / kg. LNG tootmiseks puhastatakse maagaas esmalt veest, vääveldioksiidist, süsinikmonooksiidist ja muudest komponentidest. Lõppude lõpuks külmuvad need madalal temperatuuril, mis põhjustab kallite seadmete kahjustamist.

Kõigist süsivesinike energiaallikatest on vedelgaas kõige puhtam - näiteks kui seda kasutatakse elektri tootmiseks, siis CO2 eraldumine atmosfääri on poole väiksem kui kivisütt kasutades. Lisaks sisaldavad LNG põlemisproduktid vähem vingugaasi ja lämmastikoksiidi kui maagaas – see on tingitud paremast puhastamisest põlemisel. Samuti ei ole veeldatud gaasis väävlit, mis on samuti oluline positiivne tegur LNG keskkonnaomaduste hindamisel.

Täielik LNG tootmise ja tarbimise ahel sisaldab järgmisi etappe

gaasi tootmine;

selle transportimine veeldamistehasesse;

gaasi veeldamise, gaasilisest olekust vedelikuks muutmise protseduur, tankerite mahutitesse süstimine ja edasine transport;

taasgaasistamine maismaal asuvates terminalides, st veeldatud maagaasi muutmine gaasiliseks;

tarbijale tarnimine ja selle kasutamine.

Nagu teate, jääb maagaas praegu ja keskpikas perspektiivis ülemaailmse energiavajaduse rahuldamise oluliseks komponendiks, kuna sellel on eelised teiste fossiilkütuste ees ja nõudlus selle järele pidevalt kasvab.

Praegu tarnitakse suurem osa gaasist tarbijateni gaasilisel kujul magistraaltorustike kaudu.

Samas on raskesti ligipääsetavate kaugemate maardlate puhul mõnel juhul eelistatud vedelgaasi (LNG) transporti traditsioonilisele torujuhtmele. Arvutused on näidanud, et veeldatud maagaasi transport tankeritega, võttes arvesse veeldamis- ja taasgaasistamisvõimsuste väljaehitamist, osutub majanduslikult otstarbekaks kaugustel alates 2500 km (kuigi näide Sahhalini LNG tehasega tõestab erandite asjakohasust). Lisaks on veeldatud maagaasi tööstus täna gaasitööstuse globaliseerumise liider ja laienenud üksikutest piirkondadest kaugemale, mida 1990. aastate alguses ei olnud.

Kuigi nõudlus LNG järele kasvab, ei ole konkurentsivõimeliste LNG projektide säilitamine tänapäeva keskkonnas lihtne ülesanne. LNG-jaamade oluliseks tunnuseks on see, et enamiku kuluartikleid dikteerivad kindlad parameetrid: toodetava toorgaasi kvaliteet, loodus- ja kliimatingimused, topograafia, avamereoperatsioonide maht, infrastruktuuri olemasolu, majanduslikud ja poliitilised tingimused.

Sellega seoses pakuvad erilist huvi gaasipuhastus- ja veeldamistehnoloogiad, mida tänapäevastes veeldatud maagaasijaamades juba kasutatakse ja mida saab liigitada erinevate kriteeriumide alusel. Kuid eriti oluline on, et need asuksid mugavatel lõunapoolsetel või karmimatel põhjalaiuskraadidel.

Sellest lähtuvalt on võimalik analüüsida nende kahe grupi erinevusi, arvestada kummagi iseärasusi ja puudusi, rakendada ehitus- ja ekspluatatsioonikogemust uute LNG projektide elluviimisel Venemaal, eelkõige arktilistes tingimustes. Kuid isegi olemasolevat kogemust arvesse võttes saab arktiliste alade perspektiivse arengu, kus asub kuni 25% avastamata süsivesinike varudest, tulevikus tagada efektiivsust ja konkurentsivõimet tõstvate uuendustega.

LNG tootmise ajalugu

Maagaasi veeldamise katsed algasid 19. sajandi lõpus. Kuid alles 1941. aastal ehitati Clevelandis (USA, Ohio osariigis) kaubanduslik LNG tehas. Seda, et LNG-d saab laevadega transportida pikkade vahemaade taha, näitas 1959. aastal tankeri Methane Pioneer transportimise näide.

Esimene baaskoormusega veeldatud maagaasi eksporditehas oli Alžeerias Arzewas asuv Cameli projekt, mis käivitati 1964. aastal. Esimene tehas, mis 1969. aastal põhjapoolses keskkonnas LNG tootmist alustas, oli tehas Ameerika Ühendriikides Alaskal. Suurem osa gaasi veeldamiseks ettevalmistamise ja selle veeldamise tehnoloogiate arendustest viidi läbi varem ja neid teevad teadlaste rühmad, kes töötavad kaubandusettevõtete tavaliste töötajatega. Tabelis on ära toodud peamised rahvusvahelises LNG äris osalejad ja jaamade käivitamise kuupäevad aastate lõikes. 1.

2014. aasta alguses töötas 32 LNG tehast 19 riigis maailmas; Ehitamisel on 11 LNG tehast viies maailma riigis; Kaheksasse riiki on kavandatud veel 16 veeldatud maagaasijaama. Venemaal, välja arvatud LNG tehas umbes. Sahhalin, Leningradi oblastisse on Balti LNG tehase rajamise projekt, Jamalisse plaanitakse välispartnerite kaasamisel LNG tehast. On tehtud ettepanekuid veeldatud maagaasi rajatiste ehitamiseks Štokmani ja Južno-Tambeyskoje väljade arendamiseks ning projektide Sahhalin-1 ja Sahhalin-3 elluviimiseks.

Vedelgaasiga seotud projektides osales suur hulk Venemaa organisatsioone: Gazprom VNIIGAZ LLC, Moskva gaasitöötlemistehas, Sosnogorski ja Orenburgi gaasitöötlemistehas, Arsenali masinaehitustehas OJSC, NPO Geliymash OJSC, Cryogenmash OJSC, OJSC OJtsentrSC, Giazzprogaz teised.

Kogu LNG süsteem sisaldab tootmise, töötlemise, pumpamise, veeldamise, ladustamise, laadimise, transpordi ja mahalaadimise ning taasgaasistamise elemente. Veeldatud maagaasi projektid nõuavad üsna palju aega, raha ja vaeva projekteerimisetapis, majanduslikul hindamisel, ehitamisel ja ärilisel rakendamisel. Projekteerimisest teostuseni kulub tavaliselt üle 10 aasta. Seetõttu on üldtunnustatud praktika sõlmida 20-aastased lepingud. Põllu gaasivarudest peaks piisama 20-25 aastaks, et seda saaks pidada veeldatud maagaasi kergete süsivesinike allikaks. Määravad tegurid on gaasi iseloom, reservuaaris olev rõhk, nii vaba kui ka lahustunud gaasi suhe toornaftaga, transporditegurid, sh kaugus meresadamani.

LNG-tööstus on aastate jooksul teinud suuri edusamme. Kui selle aja jooksul tehtud uuenduste kogusumma on tinglikult 100%, siis 15% on protsessi täiustamine, 15% seadmete täiustamine ja 70% soojuse ja elektri integreerimine. Kapitalikulud vähenesid samal ajal 30%, samuti vähenes gaasi transportimise hind läbi torustike. Selge trend on tehnoloogiliste liinide mahu kasvu suunas. Alates 1964. aastast on ühe tehnoloogilise liini võimsus kasvanud 20 korda. Samas hinnatakse praeguse majanduse ja tehnoloogia seisu järgi raskesti saadavateks peetavate gaasiressursside suuruseks 127,5 triljonit. m3. Seetõttu on tegelik probleem surukütuse transportimine pikkade vahemaade taha ja läbi oluliste veealade.

Tabel 1

LNG tehaste ülemaailmne kasutuselevõtt

Arvestades maagaasiressursside ebaühtlast jaotumist maailmas, võib nende ressursside torujuhtmete kaudu müümine osutuda teostamatuks või majanduslikult ebaatraktiivseks. Rohkem kui 1500 miili (üle 2500 km) kaugusel asuvate turgude jaoks on LNG variant osutunud üsna ökonoomseks. Peamiselt sel põhjusel kahekordistuvad ülemaailmsed LNG tarned aastatel 2005–2018.

LNG turud on paiknenud eelkõige suure tööstuse kasvuga piirkondades. Mõned lepingud olid fikseeritud hindadega; see muutus 1991. aastal, kui LNG hinda hakati siduma nafta ja naftatoodetega. Kohtturul kauplemise osakaal kasvas 1990. aasta 4%-lt 2012. aastaks 18%-le.

LNG väärtusahelas on maagaasi veeldamine kõige suuremate investeerimis- ja tegevuskuludega osa. Paljud veeldamisprotsessid erinevad ainult külmutustsüklite poolest. Ühe segakülmaainega protsessid sobivad tootmisliinidele mahuga 1 ... 3 miljonit tonni aastas. Tehnoloogilised protsessid mahuga 3 kuni 10 miljonit tonni aastas põhinevad kahe järjestikuse jahutustsükli kasutamisel, mis minimeerib rõhulangust maagaasiringis. Kolmanda jahutustsükli kasutamine võimaldas mööda minna sellistest tehnoloogilise protsessi "pudelikaeltest" nagu krüogeense soojusvaheti läbimõõt ja jahutuskompressori maht propaanitsükli jaoks. Erinevate veeldamisprotsesside uuringud näitavad, et igaüks neist ei ole teistest palju tõhusam. Pigem on igal tehnoloogial teatud tingimustel konkurentsieelis. Protsessi väikeste täiustuste tõttu ei ole tõenäoliselt oodata suuri muutusi kapitalikuludes, kuna protsess ise põhineb termodünaamika muutumatutel seadustel. Selle tulemusena on veeldatud maagaasi tööstus endiselt väga kapitalimahukas.

Võimalik, et 30 aasta pärast on LNG tootmine teistsugune kui praegu. Välismaal on kogunenud märkimisväärne kogemus sõidukite ja LNG-kütusel töötavate laevade projekteerimisel, valmistamisel ja käitamisel. Seoses mitmete tehniliste probleemide lahendamisega, maismaa LNG komplekside investeerimisaktiivsuse vähenemisega, raskusi saadava gaasi leidmisega tõmbavad ujuvveejaamade projektid üha enam kõigi LNG-tööstuses osalejate tähelepanu. Tehniline uuendus ja jõupingutuste integreerimine võivad tagada selliste projektide jätkuva edu; selleks on vaja lahendada mitmekesiste – majanduslike, tehniliste ja keskkonnaalaste – ülesannete kompleks.

Kuid täna, nagu ka viimastel aastatel, on LNG-tööstus energiaturul teenitult oma tähtsal kohal ja suure tõenäosusega säilitab selle positsiooni ka lähitulevikus.

Gaasi ettevalmistamine veeldamiseks

Gaasi töötlemine sõltub suuresti nii toorgaasi omadustest kui ka raskete süsivesinike sisenemisest läbi toorgaasi. Gaasi veeldamise võimaldamiseks töödeldakse esmalt gaasi. Kui see siseneb tehasesse, toimub tavaliselt fraktsioonide esialgne eraldamine ja kondensaat eraldatakse.

Kuna suurem osa lisanditest (vesi, CO2, H2S, Hg, N2, He, karbonüülsulfiid COS, merkaptaanid RSH jne) külmub LNG temperatuuridel või mõjutavad negatiivselt toote nõutavale spetsifikatsioonile vastava toote kvaliteeti, on need komponendid ka eraldatud. Lisaks eraldatakse raskemad süsivesinikud, et vältida nende külmumist veeldamisprotsessi ajal.

Tabel 2 on kokkuvõte kõigis vaadeldavates tehastes kasutatud süsivesinike söödast.

laud 2

Gaasi koostised põhja- ja lõunapoolsetes jaamades

On ilmne, et kõigi seitsme tehase süsivesinike segud sobivad LNG tootmiseks, kuna enamik neist on kerged metaan- ja etaaniühendid. Igasse vaadeldavasse veeldatud maagaasi tehasesse sisenev gaasivoog sisaldab vett, lämmastikku ja süsinikdioksiidi. Samal ajal varieerub lämmastikusisaldus vahemikus 0,1–4,5%, CO2 - 0,07–8%. Märggaasi sisaldus ulatub 1%-st AÜE LNG tehases 5-11%-ni Iraani ja Alaska LNG tehastes.

Lisaks sisaldab paljude tehaste gaasi koostis elavhõbedat, heeliumi, merkaptaane ja muid väävlilisi lisandeid. Vesiniksulfiidi taaskasutamise probleemiga tuleb tegeleda kõigis tehastes, välja arvatud Omaani veeldatud maagaasi tehas. Elavhõbe esineb gaasis

Sahhalin, Norra, Iraan, Katar ja Omaan. Heeliumi olemasolu kinnitatakse ainult projektis Katargaz2. Iraani veeldatud maagaasi projekti gaasis on kinnitust leidnud RSH ja COS olemasolu.

Gaasi koostis ja maht ei mõjuta mitte ainult toodetava LNG kogust, vaid ka kõrvalsaaduste mahtu ja mitmekesisust, nagu on näidatud tabelis. 3. Selgub, et eelkõige mõjutab gaasi koostis gaasi töötlemiseks kasutatavate seadmete valikut ja kasutamist ning sellest tulenevalt kogu gaasitöötlusprotsessi ja lõpptoote saagist.

Tabel 3

vaadeldavate veeldatud maagaasi tehaste gaasi kõrvalsaadused

Veeldatud maagaasi tehased kasutavad happeliste gaaside eemaldamiseks Hi-Pure protsessi, K2CO3 lahustiprotsessi kombinatsiooni suurema osa CO2 eemaldamiseks ja DEA-l (dietanoolamiinil) põhinevat amiinilahusti protsessi ülejäänud CO2 ja H2S eemaldamiseks (joonis 1). .

LNG tehased Iraanis, Norras, Kataris, Omaanis ja Sahhalinis kasutavad MDEA (metüüldietanoolamiin) amiinhappegaasi puhastussüsteemi koos aktivaatoriga (aMDEA).

Sellel protsessil on füüsikaliste protsesside ja muude amiiniprotsesside ees mitmeid eeliseid: parem neelduvus ja selektiivsus, madalam aururõhk, optimaalsem töötemperatuur, energiakulu jne.

Gaasi veeldamine

Enamiku hinnangute ja vaatluste kohaselt moodustab vedeldamismoodul 45% kogu LNG jaama kapitalikuludest, mis moodustab 25–35% projekti kogukuludest ja kuni 50% järgnevatest tegevuskuludest. Veeldamise tehnoloogia põhineb jahutustsüklil, kui külmutusagens kannab soojuse järjestikuse paisumise ja kokkutõmbumise kaudu madalalt temperatuurilt kõrgele. Protsessiliini tootmismahu määrab peamiselt külmutusagensi kasutatav vedeldamisprotsess, suurimad saadaolevad suurused kompressori ja draiveri kombinatsiooni jaoks selles tsüklis ning soojusvahetid, mis jahutavad maagaasi.

Külmutamise ja gaasi veeldamise põhiprintsiibid eeldavad, et gaasi ja külmutusagensi jahutus-soojenduskõverad on võimalikult täpselt sobitatud.

Selle põhimõtte rakendamise tulemuseks on tõhusam termodünaamiline protsess, mis nõuab madalamaid kulusid toodetud maagaasi ühiku kohta ja see kehtib kõigi veeldusprotsesside kohta.

Gaasi veeldamistehase põhiosad on kompressorid, mis tsirkuleerivad külmutusagensit, kompressoriajamid ja soojusvahetid, mida kasutatakse gaasi jahutamiseks ja veeldamiseks ning soojuse vahetamiseks külmutusagensi vahel. Paljud veeldamisprotsessid erinevad ainult külmutustsüklite poolest.

laud 4

LNG-jaamade andmete koondtabel

Tabel 4 on näidatud kõigi analüüsitud taimede vedeldamisprotsesside võrdlevad omadused. Veeldustehnoloogia C3 / MR skeem (joonis 2), mida kasutatakse Omaani ja AÜE veeldatud maagaasi tehastes, on ka tänapäeval maailmas kõige levinum.

Kõigi praegu töötavate põhjapoolsete LNG tehaste ja Lähis-Ida LNG tehaste läbimõtlemine ja võrdlemine viib järgmise järelduseni: nende vahel on erinevusi nii disainis, gaasi veeldamise tehnoloogiate valikus kui ka toimimises.

See tähendab, et kliima ja asukoht mõjutavad olemasolevaid ja tulevasi Arktika LNG projekte.

Tootmismahtusid ja tehnoloogia valikut määravad mitte vähem tähtsad tegurid nagu looduslikud tingimused. Norra ja Sahhalini LNG tehaste näitel on näidatud, et LNG-d on produktiivsem toota põhjapoolsetel aladel. Analüüsi käigus ei ilmnenud ühtegi põhjust, mis võiks takistada kõnealuste gaaside veeldamistehnoloogiate kasutamist tehastes lõuna- ja põhjaosa kliimatingimustes, välja arvatud uus DMR-tehnoloogia, mis töötati välja spetsiaalselt Sahhalini tingimuste jaoks.

Konkreetse tehnoloogia valik konkreetse piirkonna jaoks mõjutab aga veeldatud maagaasi tootmise efektiivsust ja energiatarbimist, kuna need vedeldamisprotsessi parameetrid määratakse selle järgi, kas tehas töötab külmades tingimustes. Samuti on oluline märkida, et kõik põhjapoolsed projektid eeldasid iga kord uut tehnoloogilist lahendust vedeldamisprotsessiks, samas kui standardtehnoloogiate kasutamine on Lähis-Idas laialt levinud.

Projektis osalejate arv lõunapoolsetes tehastes jääb vahemikku 3–9, mis on 1,5 korda rohkem kui põhjapoolsetes LNG projektides, kus tootjate arv jääb vahemikku 2–6.

Võib eeldada, et sellise erinevuse ei määra mitte ainult riikide ja riiklike ettevõtete poliitika, vaid ka põhjapoolsete tööstuste paiknemise spetsiifika, kus on vaja tugevate ja suurte turuosaliste usaldusväärsust ja kindlustunnet. Vaevalt et investeeringute kättesaadavus siin määravat rolli mängib, kuna LNG projektides on alati palju potentsiaalseid turuosalisi.

Kõik vaadeldavad veeldatud maagaasijaamad ehitati suhteliselt suurtele väljadele, mille gaasivarud on vähemalt 170 miljardit m3. Põhja- ja lõunapoolsete projektide osas ei ole ilmnenud sõltuvusi gaasivarudest, kuid on ilmne, et lõunapoolsetel piirkondadel on suurepärased võimalused üksikute väikeste LNG projektide elluviimiseks, mille aastane tootmismaht on kuni 3 miljonit tonni aastas.

Argumendiks selle väite kasuks on Kenais (USA) asuv LNG tehas, kus suhteliselt väikesed tootmismahud 1,57 miljonit tonni/aastas ja varude eeldatav ammendumine tekitavad küsimuse projekti jätkamise otstarbekuse kohta pärast 40 aastat edukat tööd. operatsiooni.

Kriitiliste seadmete, nagu jahutuskompressorite, dubleerimine ei ole tavaline ja seda esineb ainult Kenai vanimas LNG tehases. Üleliigsete seadmete kasutamine võib olla mitte ainult aegunud tehnoloogiline lahendus, vaid ka osaliselt õigustatud (kui põhjapoolsetes tingimustes on töökindluse suurendamiseks ainult üks tehnoloogiline liin). Nii või teisiti, kuid Phillipsi 1992. aasta arendused näevad ette üksikute turboülelaadurite paigaldamise. Phillipsi kahe töökindlusega veeldamistehnoloogia võib olla sobiv valik väikeste isoleeritud gaasiväljade jaoks.

Selliste parameetrite osas nagu lepingutingimused, müügiturud, süsivesinike varud põldudel, tankeripargi ja tankifarmide suurus, külmutusagensi segakasutus ja jahutustsüklite arv, ei leitud suuri erinevusi lõuna- ja põhjapoolsete vahel. taimed. Müügiturgude (Jaapan, Korea, Taiwan, Euroopa) monotoonsus – sõltumata veeldatud maagaasi tehaste käivitusajast ja asukohast – näitab veeldatud maagaasi importimise tasuvust tankerite abil läbi suurte veekogude arenenud riikide jaoks ilma või puudumise korral. energiaressursse.

Gaasi veeldamise tehnoloogiate kasutamine segakülmaainega on eelistatavam kui homogeensete vedelikega tehnoloogiate kasutamine, olenemata tehase asukohast, kuna kondensatsioonikõver ühtib rohkem maagaasi jahutuskõveraga, suurendades jahutusprotsessi efektiivsust. ja külmutusagensi koostist saab gaasi koostise muutudes muuta. Homogeensete külmutusagensite peamiseks eeliseks on kasutusmugavus, kuid eeliste kokkuvõttes on need segakülmaagensitest madalamad.

Otsest seost külmutustsüklite arvu ja tehaste asukoha vahel lõuna- või põhjalaiustel ei ole. Enamik kaasaegseid gaasi veeldamise tehnoloogiaid hõlmavad kolme tsükli kasutamist, kuna maagaasi kondenseerimise protsess on arenenum. Sõltumata tehase asukohast tõusid tähtajad, milleks sõlmitakse pikaajalised LNG tarnelepingud, 15 aastalt 20 ... 30 aastani.

Viimasel ajal on suurenenud ka LNG tootjate ja ostjate – kauba-tootmissuhetes osalejate – arv.

LNG transpordikulusid vähendab suuremate tankerite kasutuselevõtt. Samas on põhjapoolsetest tehastest LNG transportimisel vaja kasutada spetsiaalseid tugevdatud tankereid, mis sobivad kasutamiseks rasketes jääoludes. Selle tõestuseks on järgmine fakt: 1993. aasta juulis ja detsembris asendati LNG projekti Kenai tankerid mahuga 71 500 m3 87 500 m3 mahuga tankerite vastu nimede "Polar Eagle" ja "Arctic Sun" all. Need olid 15% lühemad kui algsed tankerid ja mahutasid 23% rohkem LNG-d. Osalt oli selle põhjuseks Jaapani poole nõudmised kasutada suuremaid ja uuemaid tankereid, osalt aga tehase läbilaskevõime suurenemine. Nagu nende eelkäijad, olid need tankerid mõeldud raskete ilmastikutingimuste ja madalate temperatuuride jaoks. Nende peale asetati eraldiseisvad prismaanumad; tankeritel on jäätugevdatud kered, propellerid, võllid ja ajamimehhanismid.

Põhjapoolsetes LNG jaamades tankerite laadimisel tasub arvestada ka kliima-, jää-, laine-, tuuleolude keerukust. Arktilistes tingimustes nõuab esmase jahutustsükli efektiivsuse parandamine tõenäoliselt propaani asendamist madalama keemistemperatuuriga külmutusagensiga. See võib olla etaan, etüleen või mitmekomponentne külmutusagens. Veeldatud maagaasi tehaste võime saada kasu teoreetiliselt kõrgemast veeldamise efektiivsusest külmadel temperatuuridel sõltub Arktika tehaste projekteerimistemperatuuridest ja nende kavandatud tööstrateegiatest. Kui projektides arvestatakse aasta keskmist temperatuuri fikseeritud arvestustemperatuurina, võivad keskmisest temperatuurist kõrgematest temperatuuridest (teguriga 1,8% / °C) tulenevad kaod oluliselt üles kaaluda tõhusa kondenseerumise eelised keskmisest madalamal temperatuuril. Põhjuseks võib olla asjaolu, et LNG tootmismahud muutuvad tootmiskvootide saavutamiseks ja täitmiseks. Vastupidi, projekti fikseerimine mahtude osas ja projekteeritud temperatuuride (üle keskmise välistemperatuuri) ülehindamine vajalike mahtude saavutamiseks võib kaasa tuua suurema üldise efektiivsuse, aga ka suuremad kapitalikulud.

Kui tehas otsustatakse käitada sõltuvalt ümbritseva õhu temperatuurist erinevate mahtudega, tuleb toorgaasi omadusi ja LNG transpordilogistikat kohandada nii, et need kõikumised oleksid arvestatud.

See ei ole alati võimalik. Näiteks võivad külmemad keskkonnatingimused põhjustada viivitusi laevadel ajal, mil tehas suudab toota maksimaalset toodangut. Seetõttu on vaja tasakaalustada suurte töötlemisliinide majanduslikke eeliseid, optimaalset konstruktsiooni konfiguratsiooni töö seisukohalt, samuti ehituse keerukust ja tehase töötamise väljakutseid kõrvalistes kohtades muutuvates keskkonnatingimustes.

Seega saab öeldu põhjal teha järgmised järeldused.

Paigalduste komplekt, nende tehnoloogilised parameetrid ja seonduvate toodete valik sõltuvad kasutatava gaasi omadustest ja kogustest. Analüüsis ei ilmnenud olulist sõltuvust LNG jaama asukohast selliste tegurite osas nagu tehnoloogiliste sõlmede paiknemise järjestus, gaasitöötlustehnoloogiate valik ja nende toimimine.

Konkreetsete gaasiomaduste ja konkreetsete kasutustingimuste jaoks sobib iga tehnoloogiline protsess ning vaadeldavatest protsessidest on kõige praktilisemad ja efektiivsemad MDEA keemilise puhastamise protsess aktivaatoriga ja füüsikaline protsess "Sulfinol-D".

Selgus olulised erinevused veeldustehnoloogia valikus ja toimimises põhja- ja lõunaosa LNG tehaste vahel. Kliima ja tehaste asukohad on tegurid, mis mõjutavad olemasolevaid ja tulevasi Arktika LNG projekte.

Bibliograafia

1. Puzhailo A.F., Savtšenkov S.V., Repin D.G. ja teised Gaasitranspordirajatiste elektrijaamad ja elektrivarustus: Monograafia sarjast "Teaduslikud tööd JSC" Giprogaztsentr 45. aastapäevaks"/ Toim. O.V. Krjukov. T. 3. N. Novgorod: Istok, 2013.300 lk.
2. Buchnev O.A., Sarkisjan V.A. Veeldatud maagaasi väljavaated energiaturgudel // Gaasitööstus. 2005. nr 2.
3. Dorožkin V. Yu., Teregulov R. K., Mastobaev B. N. Gaasi ettevalmistamine vedeldamiseks sõltuvalt selle omadustest // Naftasaaduste ja süsivesinike tooraine transport ja ladustamine. 2013. nr 1.
4. Izotov N.V., Nikiforov V.N. Maagaasi veeldamise tehnoloogiate uurimine // Gaasitööstus. 2005. nr 1.