Kaip suskystinti dujas? Suskystintų dujų gamyba ir naudojimas. SND gamyba iš susijusių naftos dujų

Didelės apimties suskystintų gamtinių dujų gamyba

Gamtinių dujų pavertimas skysta būsena vyksta keliais etapais. Pirmiausia pašalinamos visos priemaišos – pirmiausia anglies dioksidas, o kartais net ir minimalūs sieros junginių likučiai. Tada išgaunamas vanduo, kuris kitu atveju gali virsti ledo kristalais ir užkimšti skystinimo įrenginį.

Paprastai pastaruoju metu sudėtingam dujų valymui nuo drėgmės, anglies dioksido ir sunkiųjų angliavandenilių buvo naudojamas adsorbcijos metodas, skirtas giliai valyti dujas ant molekulinių sietų.

Kitas žingsnis – pašalinti didžiąją dalį sunkiųjų angliavandenilių, paliekant daugiausia metano ir etano. Tada dujos palaipsniui aušinamos, dažniausiai taikant dviejų ciklų šaldymo procesą šilumokaičių (aušinimo garintuvų) serijoje. Valymas ir frakcionavimas, kaip ir didžioji aušinimo dalis, atliekami esant aukštam slėgiui. Šaltis gaminama vienu ar keliais šaldymo ciklais, leidžiančiais sumažinti temperatūrą iki -160 °C. Tada atmosferos slėgyje jis tampa skysčiu.

suskystintų gamtinių dujų gamyba

1 pav. Gamtinių dujų suskystinimo procesas (SGD gamyba)

Gamtinių dujų suskystinimas galimas tik tada, kai jos atšaldomos žemiau kritinės temperatūros. Priešingu atveju dujos negali virsti skysčiu net esant labai aukštam slėgiui. Norint suskystinti gamtines dujas, kurių temperatūra lygi kritinei (T = T cr), jų slėgis turi būti lygus arba didesnis už kritinį, tai yra P> Pkt. Kai gamtinės dujos yra suskystintos esant žemesniam nei kritiniam slėgiui (P< Ркт) температура газа также должна быть ниже критической.

Gamtinėms dujoms suskystinti taikomi tiek vidinio aušinimo principai, kai pačios gamtinės dujos veikia kaip darbinis skystis, tiek išorinio aušinimo principai, kai pagalbinės kriogeninės dujos su žemesne virimo temperatūra (pavyzdžiui, deguonis, azotas, helis). Pastaruoju atveju šilumos mainai tarp gamtinių dujų ir kriogeninių pagalbinių dujų vyksta per šilumos mainų paviršių.

Pramoninėje SGD gamyboje efektyviausi yra suskystinimo ciklai su išoriniu šaldymo agregatu (išorinio šaldymo principai), kuro angliavandeniliais arba azotu, o beveik visos gamtinės dujos yra suskystintos. Plačiai naudojami ciklai su šaltnešių mišiniais, kur vieno srauto kaskadinis ciklas naudojamas dažniau nei kiti, kurių savitasis energijos suvartojimas yra 0,55–0,6 kW "h / kg SGD".

Suskystintos gamtinės dujos naudojamos kaip šaltnešis mažos talpos suskystinimo agregatuose, šiuo atveju naudojami paprastesni ciklai: su droseliu, plėstuvu, sūkuriniu vamzdžiu ir kt. kompresoriumi.

Gamtinių dujų suskystinimas naudojant vidinį šaldymą gali būti atliekamas šiais būdais:

* izentalpinis suslėgtų dujų plėtimasis (entalpija i = const), t.y. droselis (naudojant Džaulio-Tomsono efektą); kai droselis, dujų srautas neatlieka jokio darbo;

* izentropinis suslėgtų dujų plėtimasis (entropija S-const) grąžinant išorinį darbą; šiuo atveju gaunamas papildomas šalčio kiekis, be to, kurį sukelia Džaulio-Tomsono efektas, nes dujų plėtimosi darbas atliekamas dėl jų vidinės energijos.

Paprastai suslėgtų dujų izentalpinis plėtimasis naudojamas tik mažo ir vidutinio našumo skystintuvuose, kuriuose galima nepaisyti tam tikro per didelio energijos suvartojimo. Suslėgtų dujų izentropinis plėtimasis naudojamas didelės talpos įrenginiuose (pramoniniu mastu).

Gamtinių dujų suskystinimas naudojant išorinį šaldymą gali būti atliekamas šiais būdais:

* naudojant Stirling, Vuelemie-Takonis ir kt. kriogeneratorius; šių kriogeneratorių darbiniai korpusai paprastai yra helis ir vandenilis, o tai leidžia, atliekant uždarą termodinaminį ciklą, pasiekti šilumokaičio sienelės temperatūrą, žemesnę už gamtinių dujų virimo temperatūrą;

* Kriogeninių skysčių, kurių virimo temperatūra žemesnė nei gamtinių dujų, tokių kaip skystas azotas, deguonis ir kt., naudojimas;

* naudojant kaskadinį ciklą naudojant įvairius šaltnešius (propaną, amoniaką, metaną ir kt.); kaskadiniame cikle dujos, kurias galima lengvai suskystinti suspaudžiant, išgaruodamos sukuria šaltį, reikalingą kitų sunkiai suskystinamų dujų temperatūrai sumažinti.

Po suskystinimo SGD dedamos į specialiai izoliuotas talpyklas, o po to kraunamos į SGD vežėjus transportuoti. Per šį transportavimo laiką nedidelė SGD dalis nuolat „išgaruoja“ ir gali būti naudojama kaip kuras tanklaivių varikliams. Pasiekus vartotojų terminalą, suskystintos dujos iškraunamos ir sudedamos į akumuliacines talpas.

Prieš pradedant naudoti SGD pakartotinio dujinimo stotyje grąžinamos į dujinę būseną. Po pakartotinio dujinimo gamtinės dujos naudojamos taip pat, kaip ir dujotiekiais transportuojamos dujos.

SGD priėmimo terminalas yra ne tokia sudėtinga struktūra nei suskystinimo gamykla ir daugiausia susideda iš priėmimo punkto, iškrovimo stovo, rezervuarų, dujų, susidarančių iš rezervuarų, apdorojimo įrenginių ir apskaitos bloko.

Dujų skystinimo, jų transportavimo ir saugojimo technologija pasaulyje jau yra visiškai įvaldyta. Todėl SGD gamyba yra gana sparčiai besivystanti pramonė pasauliniame energetikos sektoriuje.

Mažos apimties suskystintų gamtinių dujų gamyba

Šiuolaikinės technologijos leidžia išspręsti mažų pramonės, socialinių įmonių ir gyvenviečių autonominio elektros energijos tiekimo problemą, kuriant energetikos objektus, pagrįstus minienergetika naudojant SGD.

Autonominiai suskystintąsias gamtines dujas naudojantys mini energetikos objektai ne tik padės pašalinti elektros tiekimo atokiems regionams problemą, bet ir taps alternatyva siekiant panaikinti vartotojų priklausomybę nuo stambių elektros ir šilumos tiekėjų. Šiuo metu nedidelė SGD gamyba yra patraukli sritis investicijoms į energetikos objektus, kurių atsipirkimo laikotarpis yra gana trumpas.

GDS „Nikolskaya“ (Leningrado sritis) įdiegta gamtinių dujų suskystinimo technologija, naudojant dujų diferencinio slėgio energiją GDS, įdiegus ekspanderinius-kompresorius. SGD gamyklos projektinis pajėgumas – 30 tonų per dieną.

Gamtinių dujų skystinimo įrenginį sudaro šaldymo kamerų šilumokaičių blokas, suslėgtųjų dujų aušinimo sistema, skystinimo agregatas, dviejų pakopų turbo-plėstuvas-kompresorius, automatizuota įrenginio veikimo stebėjimo ir valdymo sistema (ASCU). ), vožtuvai, įskaitant valdomus, ir prietaisai.

2 pav. GD suskystinimo įrenginio schema

Įrenginio veikimo principas yra toks (2 pav.).

Gamtinės dujos, kurių debitas yra 8000 Nm3 / h ir slėgis 3,3 MPa, tiekiamos į K1 ir K2 turbokompresorius, veikiančius tame pačiame velene su turbo plėtikliais D1 ir D2.

Dėl pakankamai didelio gamtinių dujų grynumo (CO2 kiekis ne didesnis kaip 400 ppm) gamtinių dujų suskystinimo įrenginyje numatyta tik dujų dehidratacija, kuri, siekiant sumažinti įrangos savikainą, užtikrinama užšaldant drėgmę.

2 pakopų turbokompresoriuje dujų slėgis pakyla iki 4,5 MPa, tada suslėgtos dujos vėliau atšaldomos šilumokaičiuose T3-2 ir T3-1 ir patenka į šaldiklį, susidedantį iš 3 šilumokaičių T11-1, T11-2 ir T11-3 (arba T12-1, T12-2 ir T12-3), kur dėl šaltų dujų panaudojimo atvirkštinis srautas iš šilumokaičio T2-1 užšąla drėgmė. Išgrynintos dujos po filtro F1-2 padalijamos į du srautus.

Vienas srautas (didžioji jo dalis) siunčiamas į šaldiklį šalčiui regeneruoti, o šaldiklio išleidimo angoje per filtrą paeiliui tiekiamas į turbo plėtiklius D1 ir D2, o po jų nukreipiamas į atvirkštinį srautą išleidimo angoje. separatoriaus C2-1.

Antrasis srautas nukreipiamas į šilumokaitį T2-1, kur, atvėsus, per droselį ДР droseliu nuleidžiamas į separatorių С2-1, kuriame skystoji fazė atskiriama nuo jos garų. Skystoji fazė (suskystintos gamtinės dujos) siunčiama į akumuliatorių ir vartotoją, o garų fazė paeiliui tiekiama į T2-1 šilumokaitį, T11 arba T12 šaldiklį ir T3-2 šilumokaitį, o po to į žemą. slėgio linija, esanti už dujų skirstymo stoties, kurioje slėgis tampa lygus 0,28-0,6 MPa.

Po tam tikro laiko veikiantis šaldiklis T11 perkeliamas į pašildymą ir prapūtimą žemo slėgio dujomis iš pagrindinio, o šaldiklis T12 į darbo režimą. 2009 m. sausio 28 d., A.P. Inkovas, B.A. Skorodumovas ir kt., Neftegaz.RU

Mūsų šalyje yra nemažai dujų skirstymo stočių, kuriose sumažintos dujos beprasmiškai praranda slėgį, o kai kuriais atvejais žiemą reikia tiekti daugiau energijos dujoms šildyti prieš jas drosuojant.

Tuo pačiu, naudojant praktiškai nemokamą dujų slėgio kritimo energiją, galima gauti socialiai naudingą, patogų ir aplinkai nekenksmingą energijos nešiklį - suskystintąsias gamtines dujas, kuriomis galima dujofikuoti pramoninius, socialinius objektus ir gyvenvietes, kurios neveikia. turi dujotiekio tiekimą.

Ribotas vidaus vartojimas skatina gamintojus didinti SND tiekimą užsienyje. Šiandien Šiaurės Vakarų Europa laikoma viena patraukliausių eksporto krypčių jūra. Artimiausiais metais tikimasi, kad šalis pradės įgyvendinti daugybę infrastruktūros projektų, daugiausia orientuotų į perspektyvią Azijos ir Ramiojo vandenyno regiono rinką.

Netolimoje ateityje naftos chemijos produktai turėtų tapti Rusijos vidaus SND paklausos katalizatoriumi. Kalbame apie artėjantį didžiausią šalyje naftos chemijos kompleksą „Zapsibneftekhim“, kuris suskystintas dujas perdirbs į aukštos pridėtinės vertės produktus, SIBUR.

„Thomson Reuters“ duomenimis, 2016 metais Rusijoje (neįskaitant Rusijos ir Kazachstano bendros įmonės „KazRosGaz“ apimčių) buvo pagaminta 16,2 mln. tonų SND, palyginti su 13 mln. tonų 2012 m. Pastaraisiais metais šios prekės produkcija kasmet auga vidutiniškai 4,4 proc. Nedidelis ir, atrodo, laikinas, nuosmukis įvyko tik praėjusiais metais. Gamybos padidėjimas visų pirma susijęs su esamų SIBUR, Gazprom (Surgutsky ZSK) ir NOVATEK (Purovsky ZPK) pajėgumų plėtra ir naujų dujų perdirbimo, dujų kondensato stabilizavimo ir dujų frakcionavimo pajėgumų statyba.

Energetikos ministerijos duomenimis (jos statistika šiek tiek skiriasi nuo aukščiau pateiktos), didžiausias SND gamybos apimtis teikia naftos chemijos įmonės (2016 m. - 7,9 mln. t). Po jų rikiuojasi dujų perdirbimo gamyklos ir naftos kompanijų perdirbimo gamyklos - atitinkamai 4,9 mln. ir 3,8 mln. t.

Pagrindinis Rusijos suskystintų naftos dujų gamintojas yra SIBUR. Thomson Reuters duomenimis, jai tenka 41% visos produkcijos (pati bendrovė savo rinkos dalį vertina 45%). „Gazprom“ valdo 18% rinkos. „Rosneft“ dėl TNK-BP, SANORS ir „Bashneft“ turto įsigijimo užėmė trečią vietą su 12% akcijų. Apskritai devynios didžiausios įmonės užima 98% rinkos.

Kalbant apie gamybos struktūrą, iki 2015 metų buvo padidinta grynų SND frakcijų – propano, butano ir izobutano – gamyba. Per pastaruosius trejus metus techninio propano-butano mišinio (TPBT) gamyba išaugo iki maksimumo, o tai lėmė smarkiai išaugusi šio produkto paklausa Ukrainoje. „Thomson Reuters“ duomenimis, 2017 m. 33% visos SND gamybos teko SPBT, 47% – grynoms frakcijoms.

Pagrindinės SND vartojimo sritys yra komunalinių paslaugų sektorius, automobilių transportas ir naftos chemija. Pastaroji pramonė ilgainiui turėtų tapti pagrindiniu SND paklausos augimo varikliu. Taigi, remiantis Rusijos energetikos strategijos projektu (atnaujintoje versijoje), etileno gamyba iki 2020 m. turėtų padidėti 75–85%, o iki 2035 m. – 3,6–5 kartus. Jei 2016 metais tolimesniam perdirbimui buvo išsiųsta 24% SND, tai iki 2020 metų šis skaičius turėtų padidėti iki 30%, o iki 2035 metų – iki 44-55%.

Svarbus vaidmuo įgyvendinant šiuos planus priskirtas statomam naftos chemijos kompleksui SIBUR.

Dabartinis SIBUR APG apdorojimo pajėgumas yra 25,4 milijardo kubinių metrų per metus, įskaitant Yuzhno-Priobsky GPP, bendrą projektą su Gazprom Neft. Dujų frakcionavimo pajėgumai siekia 8,55 mln. tonų per metus. Didžiausias dujų frakcionavimo įrenginys yra bendrovės Tobolsko pramoninėje aikštelėje. Didelė lengvųjų angliavandenilių (NGL) frakcija, gauta perdirbant gamtines ir susijusias dujas, produktų vamzdynu patenka į Tobolską ir čia suskirstoma į atskiras frakcijas (propaną, butaną, izobutaną ir kt.).

2016 m. birželį SIBUR baigė NGL perdirbimo komplekso rekonstrukciją, dėl kurios bendras dujų frakcionavimo pajėgumas Tobolske išaugo nuo 6,6 iki 8 mln. tonų per metus. Be to, praėjusią vasarą bendrovė baigė Južno-Balykskio dujų perdirbimo gamyklos rekonstrukciją, kurios dėka gamykla padidino NGL gamybos pajėgumus daugiau nei 100 tūkst. tonų per metus.

Tai leidžia SIBUR padidinti SND gamybą, kurios siunčiamos tiek eksportui, kas bus aptarta toliau, tiek tolesniam perdirbimui į naftos chemijos produktus. „Paleidę „Zapsibneftekhim“, nustosime pardavinėti apie 3 mln. tonų suskystintųjų angliavandenilių dujų, kurios dabar įprastai kainuoja 350 USD už toną, ir papildomai pradėsime pardavinėti daugiau nei 2 mln. tonų polimerų, pagamintų iš šių dujų, kurios kainuos, pavyzdžiui, 1000 .dol. už toną... Polimerų gamyba yra pelningesnis verslas, tačiau jos sukūrimas reikalauja didelių kapitalo išlaidų“, – praėjusią vasarą interviu RBC pažymėjo SIBUR valdybos pirmininkas Dmitrijus Konovas. .

„Rosneft“ taip pat planuoja padidinti SND gamybą. 2018 m. vasario mėn. jos dujų „dukra“ Rospan ketino Vostochno-Urengoysky rajone paleisti dujų ir kondensato paruošimo ir apdorojimo kompleksą. Pasiekęs visą pajėgumą, jis kasmet pagamins 16,7 milijardo kubinių metrų sausų dujų, iki 5 milijonų tonų stabilaus dujų kondensato ir daugiau nei 1,2 milijono tonų propano-butano frakcijos. Suskystintoms dujoms gabenti „Rospan“ šalia Korotčaevo geležinkelio stoties stato krovos terminalą, kurio perkrovimo pajėgumas – 1,6 mln. tonų per metus.

Spėjama, kad pradėjus eksploatuoti kompleksą „Rosneft“ padidins SND gamybą iki 2,8 mln. tonų per metus (atsižvelgiant į „Bašneft“ gamyklas) ir taps antra pagal dydį šio produkto gamintoja šalyje. Suskystintas dujas taip pat planuojama perdirbti į didesnės pridėtinės vertės produktus. „Rosneft“ vadovas Igoris Sechinas visų pirma paminėjo poliolefinų gamybos projektus Volgos regione, Rytų Sibire ir Rytų naftos chemijos įmonės (VNHK) pagrindu Primorėje.

Artimiausiu metu SND rinkoje gali atsirasti naujas dalyvis – Irkutsko naftos kompanija. Jo dujų projektas apima keturių gamtinių ir susijusių naftos dujų apdorojimo įrenginių statybą Jaraktinskoye ir Markovskoje telkiniuose, kurių bendras pajėgumas viršija 20 mln. kubinių metrų per dieną. Gamyklose gaminamas NGL bus tiekiamas gaminių vamzdynu į naują SND priėmimo, laikymo ir gabenimo kompleksą Ust-Kute, o vėliau į būsimą Ust-Kucko GPP, kurio pajėgumas sieks 1,8 mln. tonų per metus. Gamykloje bus vykdomas NGL frakcionavimas, siekiant gauti techninį propaną, techninį butaną ir stabilų dujų kondensatą. Suskystintųjų dujų per metus planuojama tiekti vidaus rinkai ir eksportui po 550 tūkst. Trečiajame etape INK planuoja statyti Ust-Kucko polimerų gamyklą, kurioje bus gaminami aukštos pridėtinės vertės produktai – iki 600 tūkst. tonų aukšto ir žemo slėgio polietileno per metus.

EKTOS (buvęs Volzhsky Rubber) gali tapti dar vienu reikšmingu SND rinkos žaidėju. 2017 m. pavasarį SIBUR užbaigė 100% UAB „Uralorgsintez“ akcijų pardavimo sandorį. Pagrindinė „Uralorgsintez“ veikla – SND ir didelio oktaninio kuro komponento – metilo tret-butilo eterio (MTBE) gamyba. Angliavandenilių žaliavų frakcionavimo gamyklos pajėgumas yra 0,91 mln. t per metus, MTBE gamybai - 220 tūkst. tonų, benzeno - 95 tūkst. tonų per metus.

Visą tekstą skaitykite „Rusijos nafta“ Nr. 1-2

Daugiau nei 30 metų SSRS, vėliau Rusijoje, suskystintos ir suslėgtos dujos buvo naudojamos šalies ūkyje. Per šį laiką buvo nueitas gana nelengvas kelias organizuojant suskystintųjų dujų apskaitą, kuriant jų siurbimo, matavimo, laikymo, transportavimo technologijas.

Nuo susideginimo iki išpažinties

Istoriškai dujų, kaip energijos šaltinio, potencialas mūsų šalyje buvo neįvertintas. Nematydami ekonomiškai pagrįstų panaudojimo sferų, naftos pramonininkai bandė atsikratyti lengvųjų angliavandenilių frakcijų, jas degino be naudos. 1946 m. ​​dujų pramonės atskyrimas į nepriklausomą pramonę pakeitė situaciją. Šio tipo angliavandenilių gamybos apimtys smarkiai išaugo, kaip ir santykis Rusijos degalų balanse.

Kai mokslininkai ir inžinieriai išmoko suskystinti dujas, atsirado galimybė statyti dujų skystinimo įmones ir pristatyti mėlynąjį kurą į atokias vietoves be dujotiekio ir naudoti kiekvienuose namuose kaip automobilių kurą, gamyboje, taip pat eksportuoti už kietą valiutą. .

Kas yra suskystintos naftos dujos

Jie skirstomi į dvi grupes:

1. Suskystintos angliavandenilio dujos (LPG) yra cheminių junginių mišinys, daugiausia sudarytas iš vandenilio ir anglies, turinčios skirtingas molekulines struktūras, tai yra skirtingos molekulinės masės ir skirtingos struktūros angliavandenilių mišinys.
2. Plačiosios lengvųjų angliavandenilių frakcijos (NGL) – dažniausiai apima heksano (C6) ir etano (C2) frakcijų lengvųjų angliavandenilių mišinius. Tipinė jų sudėtis: etanas 2-5%, suskystintos dujos C4-C5 frakcijų 40-85%, heksano frakcija C6 15-30%, pentano frakcija sudaro likusią dalį.

Suskystintos dujos: propanas, butanas

Dujų pramonėje būtent SND naudojamos pramoniniu mastu. Pagrindiniai jų komponentai yra propanas ir butanas. Juose taip pat yra lengvesnių angliavandenilių (metano ir etano) ir sunkesnių (pentano) kaip priemaišų. Visi išvardyti komponentai yra sotieji angliavandeniliai. SND sudėtyje taip pat gali būti nesočiųjų angliavandenilių: etileno, propileno, butileno. Butanbutilenai gali būti izomeriniai junginiai (izobutanas ir izobutilenas).

Skystinimo technologijos

Dujas suskystinti jie išmoko XX amžiaus pradžioje: 1913 metais olandas K.O.Heike buvo apdovanotas Nobelio premija už helio skystinimą. Kai kurios dujos į skystą būseną paverčiamos paprastu aušinimu be papildomų sąlygų. Tačiau didžioji dalis angliavandenilių „pramoninių“ dujų (anglies dioksidas, etanas, amoniakas, butanas, propanas) suskystėja veikiant slėgiui.

Suskystintos dujos gaminamos dujų suskystinimo gamyklose, esančiose arba šalia angliavandenilių telkinių, arba magistralinių dujotiekių kelyje prie didelių transporto mazgų. Suskystintos (arba suslėgtos) gamtinės dujos gali būti lengvai transportuojamos kelių, geležinkelių ar vandens transportu iki galutinio vartotojo, kur jas galima saugoti, vėliau paverčiant atgal į dujinę būseną ir tiekiamos į dujų tiekimo tinklą.

Speciali įranga

Dujoms suskystinti naudojami specialūs įrenginiai. Jie žymiai sumažina mėlynojo kuro tūrį ir padidina energijos tankį. Jų pagalba galima atlikti įvairius angliavandenilių perdirbimo būdus, priklausomai nuo tolesnio panaudojimo, žaliavos savybių ir aplinkos sąlygų.

Skystinimo ir suspaudimo įrenginiai yra skirti dujų valymui ir yra modulinės konstrukcijos arba yra visiškai talpinami. Dėl pakartotinio dujinimo stočių galima aprūpinti pigiu natūraliu kuru net atokiausius regionus. Išdujinimo sistema taip pat leidžia saugoti ir tiekti gamtines dujas pagal poreikį, atsižvelgiant į poreikį (pavyzdžiui, didžiausio poreikio laikotarpiais).

Dauguma įvairių suskystintų dujų turi praktinį pritaikymą:

• Skystas chloras naudojamas audiniams dezinfekuoti ir balinti, naudojamas kaip cheminis ginklas.
• Deguonis – ligoninėse pacientams, turintiems kvėpavimo sutrikimų.
• Azotas – kriochirurgijoje, organiniams audiniams užšaldyti.
• Vandenilis yra kaip reaktyvinis kuras. Pastaruoju metu pasirodė vandeniliu varomi automobiliai.
• Argonas - pramonėje metalo pjovimui ir plazminiam suvirinimui.

Taip pat galite suskystinti angliavandenilių klasės dujas, iš kurių populiariausi yra propanas ir butanas (n-butanas, izobutanas):

• Propanas (C3H8) yra alkanų klasės organinė medžiaga. Gaunamas iš gamtinių dujų ir krekingo naftos produktus. Bespalvės, bekvapės dujos, mažai tirpios vandenyje. Naudojamas kaip kuras, polipropileno sintezei, tirpiklių gamybai, maisto pramonėje (priedas E944).
• Butanas (C4H10), alkanų klasė. Bespalvės, bekvapės degios dujos, lengvai suskystintos. Gaunama iš dujų kondensato, naftos dujų (iki 12%), krekinguojant naftos produktus. Jis naudojamas kaip kuras, chemijos pramonėje, šaldytuvuose kaip šaltnešis, maisto pramonėje (priedas E943).

LPG charakteristikos

Pagrindinis SND pranašumas yra jų egzistavimo galimybė esant aplinkos temperatūrai ir vidutiniam slėgiui tiek skystoje, tiek dujinėje būsenoje. Skystoje būsenoje jie yra lengvai apdorojami, laikomi ir transportuojami, dujinėje jie turi geriausias degimo charakteristikas.

Angliavandenilių sistemų būklę lemia įvairių veiksnių įtakų derinys, todėl norint visapusiškai apibūdinti, būtina žinoti visus parametrus. Pagrindiniai, kuriuos galima tiesiogiai matuoti ir daryti įtaką srauto režimams, yra: slėgis, temperatūra, tankis, klampumas, komponentų koncentracija, fazių santykis.

Sistema yra pusiausvyroje, jei visi parametrai išlieka nepakitę. Šioje būsenoje sistemoje nevyksta jokia matoma kokybinė ir kiekybinė metamorfozė. Bent vieno parametro pasikeitimas pažeidžia sistemos pusiausvyros būseną, sukeldamas tą ar kitą procesą.

Savybės

Suskystintųjų dujų laikymo ir transportavimo metu keičiasi jų agregacijos būsena: dalis medžiagos išgaruoja, virsdama dujine, dalis kondensuojasi – virsta skysčiu. Ši suskystintų dujų savybė yra viena iš svarbiausių projektuojant laikymo ir paskirstymo sistemas. Kai verdantis skystis paimamas iš rezervuarų ir transportuojamas vamzdynu, dalis skysčio dėl slėgio nuostolių išgaruoja, susidaro dvifazis srautas, kurio garų slėgis priklauso nuo srauto temperatūros, kuri yra žemesnė už temperatūrą bakas. Jei dvifazio skysčio judėjimas vamzdynu sustoja, slėgis visuose taškuose išlyginamas ir tampa lygus garų slėgiui.

Naftos ir dujų gavybos bei transportavimo technologijos nuolat tobulinamos. Ir vienas ryškiausių to pavyzdžių – suskystintos gamtinės dujos (SGD), būtent didelio masto dujų suskystinimo ir SGD transportavimo jūra dideliais atstumais technologija. SGD – tikra revoliucija dujų rinkoje, keičianti šiuolaikinės energetikos įvaizdį, įrodymas, kad žaliavų pramonė yra pajėgi generuoti modernius aukštųjų technologijų sprendimus. SGD atveria naujas mėlynojo kuro rinkas, įtraukiantis į dujų verslą vis daugiau šalių, padedančių išspręsti pasaulinio energetinio saugumo galvosūkį. Sąvoka „dujų pauzė“, reiškianti aktyvų dujų suvartojimą ir galimą jų pavertimą degalais numeris vienas, nėra tuščia frazė.

Suskystintų gamtinių dujų pramoninės gamybos technologijos neturi daug laiko. pradėta eksploatuoti pirmoji eksporto suskystintųjų dujų gamykla1964 m. Tačiau nuo to laiko procesas buvo nuolat tobulinamas, o šiandien, pavyzdžiui, jau rengiami projektai dėl pirmųjų pasaulyje mobilių plūduriuojančių dujų skystinimo gamyklų, esančių didelio tonažo laivuose.

Suskystintos gamtinės dujos išilgai grandinės traukia kelis pramonės sektorius. Tai laivų statyba, transporto inžinerija ir chemija. Suskystintos gamtinės dujos netgi formuoja modernios labai industrializuotos visuomenės estetiką. Tuo gali įsitikinti kiekvienas, matęs dujų skystinimo gamyklą.

Didžiausias pasaulyje dujų atsargas turinti Rusija jau seniai buvo pasitraukusi iš suskystintųjų dujų verslo ir prekybos SGD. Tačiau ši nemaloni spraga buvo užpildyta. 2009 metais Sachaline buvo pradėta eksploatuoti pirmoji dujų suskystinimo gamykla – projektas Sachalinas-2. Labai svarbu, kad būtent Rusijoje diegiamos pažangios technologijos dujų skystinimo srityje. Pavyzdžiui, Sachalino gamykla yra pagrįsta naujausia dviejų mišrių reagentų skystinimo technologija, sukurta specialiai šiam projektui. Kadangi SGD gaminamos itin žemoje temperatūroje, galima išnaudoti klimato sąlygas, todėl SGD gamyba tampa pigesnė ir padidinamas gamybos proceso efektyvumas.

Kita vertus, Rusija neturi kito pasirinkimo, kaip tik SGD. Pasaulyje vystosi integracijos procesai, konkurentų SGD jau žengia į tradicines rusiškų dujų eksporto rinkas, tai yra į Europą, išstumdamos „Gazprom“, o Kataras ir Australija didina savo pozicijas Azijos ir Ramiojo vandenyno regione, keldami pavojų Rusijos eksporto planams. į šias rinkas.

Senuose milžiniškuose laukuose gamyba mažėja, iš naujojo fondo yra „žvaigždės“ Bovanenkovskoye ir Kharasaveyskoye laukų pavidalu. Be to, šalis turi eiti į lentyną ir įsisavinti naujas technologijas. Ir taip jau atsitiko, kad SGD gamyklos laikomos pagrindu pelnyti būtent tokių telkinių dujų atsargas – arti kranto, bet toli nuo vartotojo.

Rusiška frazė „suskystintos gamtinės dujos“ atitinka anglišką suskystintos gamtinės dujos (SGD). Svarbu atskirti SGD nuo suskystintų naftos dujų (SND) grupės, kuriai priklauso suskystintos propano-butano (SPB) arba suskystintos naftos dujos (SND). Tačiau atskirti jas vieną nuo kitos ir suprasti suskystintų angliavandenilių dujų „šeimą“ lengva. Tiesą sakant, pagrindinis skirtumas yra tame, kokios dujos yra suskystintos. Jei kalbame apie gamtinių dujų, kurias daugiausia sudaro metanas, suskystinimą, tada vartojamas terminas suskystintos gamtinės dujos – arba SGD yra sutrumpintas. Metanas yra paprasčiausias angliavandenilis, jame yra vienas anglies atomas ir jo cheminė formulė yra CH4. Propano-butano mišinio atveju kalbame apie suskystintą propano-butaną. Paprastai jis išgaunamas iš susijusių naftos dujų (APG) arba iš naftos distiliavimo kaip lengviausia frakcija. SND pirmiausia naudojamos kaip žaliava naftos chemijoje plastikų gamybai, kaip energijos šaltinis dujofikuojant gyvenvietes ar transporto priemones.

SGD nėra atskiras produktas, nors yra galimybių naudoti SGD tiesiogine forma. Tai praktiškai tas pats metanas, kuris tiekiamas vamzdynais. Bet tai iš esmės kitoks gamtinių dujų tiekimo vartotojui būdas. Suskystintas metanas gali būti gabenamas dideliais atstumais jūra, o tai prisideda prie pasaulinės dujų rinkos kūrimo, leidžianti dujų gamintojui diversifikuoti pardavimus, o pirkėjui išplėsti dujų pirkimo geografiją. SGD gamintojas turi didelę tiekimo geografijos laisvę. Juk labiau apsimoka sukurti infrastruktūrą gabenimui jūra dideliais atstumais, nei traukti dujotiekį tūkstančius kilometrų. Neatsitiktinai SGD dar vadinamos „lanksčiu vamzdžiu“, parodant pagrindinį pranašumą prieš tradicinį dujų tiekimo būdą: įprastas dujotiekis itin standžiai sujungia telkinius su konkrečiu vartojimo regionu.

Pristatytos į paskirties vietą, SGD vėl paverčiamos į dujinę būseną – pakartotinio dujinimo bloke jų temperatūra pakeliama iki aplinkos temperatūros, po kurios dujos tampa tinkamos transportuoti įprastiniais vamzdynų tinklais.

SGD yra skaidrus, bespalvis, netoksiškas skystis, susidarantis -160C temperatūroje. Pristatytos į paskirties vietą, SGD grąžinamos į dujinę būseną: pakartotinio dujinimo bloke jų temperatūra pakeliama iki aplinkos temperatūros, po kurios dujos tampa tinkamos transportuoti įprastiniais vamzdynų tinklais.

Pagrindinis suskystintų dujų pranašumas prieš dujotiekio analogą yra tas, kad sandėliavimo ir transportavimo metu jos užima 618-620 kartų mažiau tūrio, o tai žymiai sumažina išlaidas. Juk gamtinės dujos turi mažesnį šiluminį tankį, palyginti su nafta, todėl pirmuoju atveju reikia didelių kiekių, kad būtų galima transportuoti vienodos kaloringumo (ty kuro metu išsiskiriančios šilumos) dujų ir naftos kiekius. degimas). Čia ir kilo idėja suskystinti dujas, siekiant padidinti jų tūrį.

SGD gali būti laikomos atmosferos slėgyje, virimo temperatūra –163 °C, yra netoksiškos, bekvapės ir bespalvės. Suskystintos gamtinės dujos konstrukcinių medžiagų nerūdija. Aukštos SGD aplinkos savybės paaiškinamos tuo, kad suskystintose dujose nėra sieros. Jei gamtinėse dujose yra sieros, ji pašalinama prieš skystinimo procedūrą. Įdomu tai, kad suskystintųjų dujų era Japonijoje prasidėjo būtent dėl ​​to, kad Japonijos įmonės, siekdamos sumažinti oro taršą, nusprendė naudoti SGD kaip kurą.

Šiuolaikinėse gamyklose gaminamos SGD daugiausia sudaro metanas – apie 95%, likusieji 5% sudaro etanas, propanas, butanas ir azotas. Priklausomai nuo gamybos įmonės, molinis metano kiekis gali svyruoti nuo 87 (Alžyro gamyklos) iki 99,5% (Kenai gamykla, Aliaska). Grynasis kaloringumas yra 33 494 kJ / m3 arba 50 116 kJ / kg. SGD gamybai gamtinės dujos pirmiausia išvalomos iš vandens, sieros dioksido, anglies monoksido ir kitų komponentų. Galų gale, jie užšals žemoje temperatūroje, o tai sugadins brangią įrangą.

Iš visų angliavandenilių energijos šaltinių suskystintos dujos yra švariausios – taigi, naudojant jas elektrai gaminti, CO2 emisija į atmosferą yra perpus mažesnė nei naudojant anglį. Be to, SGD degimo produktuose yra mažiau anglies monoksido ir azoto oksido nei gamtinėse dujose – taip yra dėl geresnio valymo degimo metu. Taip pat suskystintose dujose nėra sieros, kuri taip pat yra svarbus teigiamas veiksnys vertinant SGD aplinkosaugines savybes.

Visą SGD gamybos ir vartojimo grandinę sudaro šie etapai

dujų gamyba;

transportuoti į skystinimo gamyklą;

dujų suskystinimo, pavertimo iš dujinės būsenos į skystį procedūra, įpurškimas į tanklaivių talpyklas ir tolesnis transportavimas;

pakartotinis dujinimas sausumos terminaluose, ty SGD pavertimas dujine būsena;

pristatymas vartotojui ir jo naudojimas.

Kaip žinote, šiuo metu ir vidutinės trukmės laikotarpiu gamtinės dujos išlieka gyvybiškai svarbiu komponentu patenkinant pasaulinius energijos poreikius dėl savo pranašumų prieš kitas iškastinio kuro rūšis ir dėl nuolat augančios jų paklausos.

Šiuo metu didžioji dalis dujų vartotojams tiekiama magistraliniais dujotiekiais dujinės formos.

Tuo pačiu metu kai kuriais atvejais sunkiai pasiekiamuose atokiuose telkiniuose suskystintųjų gamtinių dujų (SGD) transportavimas yra geresnis nei tradiciniu vamzdynu. Skaičiavimai parodė, kad SGD transportavimas tanklaiviais, atsižvelgiant į suskystinimo ir pakartotinio dujinimo pajėgumų statybą, yra ekonomiškai pagrįstas 2500 km atstumu (nors pavyzdys su Sachalino SGD jėgaine įrodo išimčių aktualumą). Be to, SGD pramonė šiandien yra dujų pramonės globalizacijos lyderė ir išsiplėtė už atskirų regionų ribų, o to nebuvo 1990-ųjų pradžioje.

Nors SGD paklausa auga, išlaikyti konkurencingus SGD projektus šiandieninėje aplinkoje nėra lengva užduotis. Svarbi SGD jėgainių ypatybė yra ta, kad daugumą sąnaudų straipsnių lemia konkretūs parametrai: gaminamų žaliavinių dujų kokybė, gamtinės ir klimatinės sąlygos, topografija, operacijų jūroje apimtys, infrastruktūros prieinamumas, ekonominės ir politinės sąlygos.

Šiuo atžvilgiu ypač domina dujų apdorojimo ir skystinimo technologijos, kurios jau šiandien naudojamos moderniose SGD jėgainėse ir kurias galima klasifikuoti pagal įvairius kriterijus. Tačiau ypač svarbu, kad jie būtų patogiose pietinėse ar griežtesnėse šiaurinėse platumose.

Remiantis tuo, galima analizuoti šių dviejų grupių skirtumus, atsižvelgti į kiekvienos iš jų ypatumus ir trūkumus, pritaikyti statybų ir eksploatavimo patirtį įgyvendinant naujus SGD projektus Rusijoje, ypač Arkties sąlygomis. Bet net ir atsižvelgiant į turimą patirtį, perspektyvią Arkties teritorijų, kuriose yra iki 25% neatrastų angliavandenilių atsargų, plėtrą ateityje gali užtikrinti efektyvumą ir konkurencingumą didinančios inovacijos.

SGD gamybos istorija

Gamtinių dujų suskystinimo eksperimentai prasidėjo XIX amžiaus pabaigoje. Tačiau tik 1941 m. buvo pastatyta komercinė SGD gamykla Klivlende (JAV, Ohajas). Kad SGD galima gabenti dideliais atstumais laivais, įrodė pavyzdys, kai SGD buvo gabenamas tanklaiviu Methane Pioneer 1959 metais.

Pirmoji bazinės apkrovos SGD eksporto gamykla buvo Camel projektas Arzewa, Alžyre, kuris buvo pradėtas 1964 m. Pirmoji gamykla, pradėjusi gaminti SGD šiaurinėje aplinkoje 1969 m., buvo gamykla Jungtinėse Valstijose Aliaskoje. Dauguma dujų paruošimo suskystinti ir jų suskystinimo technologijų patobulinimų buvo atlikti anksčiau, o jas atlieka mokslininkų grupės, dirbančios su nuolatiniais komercinių įmonių darbuotojais. Pagrindiniai tarptautinio SGD verslo dalyviai ir jėgainių paleidimo datos pagal metus pateikiamos lentelėje. 1.

2014 m. pradžioje veikė 32 SGD jėgainės 19 pasaulio šalių; Penkiose pasaulio šalyse statoma 11 SGD jėgainių; dar 16 SGD gamyklų planuojama aštuoniose šalyse. Rusijoje, išskyrus SGD gamyklą apie. Sachalinas, Leningrado srityje yra Baltijos SGD gamyklos statybos projektas, Jamalyje planuojama SGD gamykla, dalyvaujant užsienio partneriams. Yra pasiūlymų dėl SGD objektų statybos Štokmano ir Južno-Tambeyskoje telkinių plėtrai bei Sachalin-1 ir Sachalin-3 projektų įgyvendinimui.

Su suskystintomis dujomis susijusiuose projektuose dalyvavo daugybė Rusijos organizacijų: „Gazprom VNIIGAZ LLC“, Maskvos dujų perdirbimo gamykla, Sosnogorsko ir Orenburgo GPP, „Arsenalo“ mašinų gamybos gamykla OJSC, NPO „Geliymash OJSC“, „Cryogenmash OJSC“, OJSC Uralkriomash, OJSC Uralkriaztsentr ir kt. .

Visa SGD sistema apima gamybos, perdirbimo, siurbimo, skystinimo, saugojimo, pakrovimo, transportavimo ir iškrovimo bei pakartotinio dujinimo elementus. SGD projektai reikalauja pakankamai laiko, pinigų ir pastangų projektavimo, ekonominio įvertinimo, statybos ir komercinio įgyvendinimo metu. Paprastai nuo projektavimo iki įgyvendinimo praeina daugiau nei 10 metų. Todėl visuotinai priimta praktika sudaryti sutartis 20 metų. Dujų atsargų lauke turėtų pakakti 20-25 metams, kad ją būtų galima laikyti lengvųjų angliavandenilių šaltiniu SGD. Lemiami veiksniai yra dujų pobūdis, esamas slėgis rezervuare, laisvųjų ir ištirpusių dujų santykis su žalia nafta, transportavimo veiksniai, įskaitant atstumą iki jūrų uosto.

Bėgant metams SGD pramonė padarė didelę pažangą. Jei per šį laiką visų naujovių visuma sutartinai laikoma 100%, tai 15% yra proceso tobulinimas, 15% – įrangos patobulinimas, o 70% – šilumos ir elektros energijos integravimas. Tuo pačiu metu kapitalo sąnaudos sumažėjo 30 proc., taip pat sumažėjo dujų transportavimo vamzdynais kaina. Ryški tendencija technologinių linijų apimties didėjimo link. Nuo 1964 metų vienos technologinės linijos pajėgumas išaugo 20 kartų. Tuo pačiu metu, atsižvelgiant į dabartinę ekonomikos ir technologijų būklę, sunkiai gaunamų dujų ištekliai vertinami 127,5 trln. m3. Todėl aktuali problema yra suslėgto kuro gabenimas dideliais atstumais ir dideliais vandens plotais.

1 lentelė

SGD jėgainių paleidimas visame pasaulyje

Atsižvelgiant į netolygų gamtinių dujų išteklių pasiskirstymą pasaulyje, parduoti šiuos išteklius vamzdynais gali pasirodyti neįgyvendinama arba ekonomiškai nepatraukli. Rinkoms, esančioms už daugiau nei 1500 mylių (daugiau nei 2500 km), SGD pasirinkimas pasirodė esąs gana ekonomiškas. Iš esmės dėl šios priežasties pasaulinis SGD tiekimas 2005–2018 m. padvigubės.

SGD rinkos pirmiausia išsidėsčiusios didelio pramonės augimo srityse. Kai kurios sutartys buvo sudarytos fiksuotomis kainomis; tai pasikeitė 1991 m., kai SGD kaina buvo pradėta sieti su nafta ir naftos produktais. Prekybos neatidėliotinų sandorių rinkoje dalis išaugo nuo 4 % 1990 m. iki 18 % iki 2012 m.

SGD vertės grandinėje gamtinių dujų suskystinimas yra didžiausia investicijų ir veiklos sąnaudų dalis. Daugelis skystinimo procesų skiriasi tik šaldymo ciklais. Procesai su vienu mišriu šaltnešiu tinka gamybos linijoms, kurių tūris yra 1 ... 3 mln. tonų per metus. Technologiniai procesai, kurių apimtys nuo 3 iki 10 milijonų tonų per metus, yra pagrįsti dviejų nuoseklių šaldymo ciklų naudojimu, kurie sumažina slėgio kritimą gamtinių dujų kontūre. Trečiojo šaldymo ciklo panaudojimas leido apeiti tokias technologinio proceso „kliūtis“ kaip kriogeninio šilumokaičio skersmuo ir propano ciklo šaldymo kompresoriaus tūris. Įvairių skystinimo procesų tyrimai rodo, kad kiekvienas iš jų nėra daug efektyvesnis už kitus. Atvirkščiai, kiekviena technologija tam tikromis sąlygomis turi konkurencinį pranašumą. Vargu ar galima tikėtis didelių kapitalo sąnaudų pokyčių dėl nedidelių proceso patobulinimų, nes pats procesas yra pagrįstas nekintamais termodinamikos dėsniais. Dėl to SGD pramonė išlieka labai imli kapitalui.

Gali būti, kad SGD gamyba po 30 metų skirsis nuo dabartinės. Užsienyje sukaupta nemaža patirtis projektuojant, gaminant ir eksploatuojant transporto priemones ir SGD varomus laivus. Dėl daugelio techninių problemų sprendimo, sumažėjusio investicinio aktyvumo į sausumos SGD kompleksus, dėl sunkumų ieškant turimų dujų, plūduriuojančių SGD jėgainių projektai sulaukia vis didesnio visų SGD pramonės dalyvių dėmesio. Techninės naujovės ir pastangų integravimas gali užtikrinti tolesnę tokių projektų sėkmę; tam reikia išspręsti įvairių – ekonominių, techninių ir aplinkosaugos – uždavinių kompleksą.

Tačiau šiandien, kaip ir pastaraisiais metais, SGD pramonė pelnytai užima svarbią vietą energetikos rinkoje ir, greičiausiai, išsaugos šią poziciją artimiausioje ateityje.

Dujų paruošimas skystinimui

Dujų apdorojimas labai priklauso nuo žaliavinių dujų savybių, taip pat nuo sunkiųjų angliavandenilių patekimo per žaliavas dujas. Kad būtų galima suskystinti dujas, dujos pirmiausia apdorojamos. Jam patekus į gamyklą, dažniausiai vyksta pirminis frakcijų atskyrimas ir kondensatas atskiriamas.

Kadangi dauguma priemaišų (vanduo, CO2, H2S, Hg, N2, He, karbonilo sulfidas COS, merkaptanai RSH ir kt.) SGD temperatūroje užšąla arba neigiamai veikia produkto kokybę, atitinkančią reikiamą produkto specifikaciją, šie komponentai yra taip pat išsiskyrė. Be to, sunkesni angliavandeniliai yra atskiriami, kad jie nesušaltų skystinimo proceso metu.

Lentelė 2 pateikta angliavandenilių, naudojamų visuose nagrinėjamuose įrenginiuose, santrauka.

stalo 2

Dujų kompozicijos šiaurinėse ir pietinėse gamyklose

Akivaizdu, kad SGD gamybai tinka kiekvienos iš septynių gamyklų angliavandenilių mišiniai, nes dauguma jų yra lengvieji metano ir etano junginiai. Dujų sraute, patenkančiame į kiekvieną iš nagrinėjamų SGD gamyklų, yra vandens, azoto, anglies dioksido. Tuo pačiu metu azoto kiekis svyruoja nuo 0,1 iki 4,5%, CO2 - nuo 0,07 iki 8%. Šlapių dujų kiekis svyruoja nuo 1 % JAE SGD gamykloje iki 5–11 % Irano ir Aliaskos SGD gamyklose.

Be to, daugelio gamyklų dujų sudėtyje yra gyvsidabrio, helio, merkaptanų ir kitų sieros priemaišų. Vandenilio sulfido išgavimo problema turi būti sprendžiama visose gamyklose, išskyrus SGD gamyklą Omane. Gyvsidabrio yra dujose

Sachalinas, Norvegija, Iranas, Kataras ir Omanas. Helio buvimas patvirtintas tik projekte „Katargaz2“. RSH, COS buvimas patvirtintas Irano SGD projekto dujose.

Dujų sudėtis ir tūris turi įtakos ne tik pagaminamų SGD kiekiui, bet ir šalutinių produktų kiekiui bei įvairovei, kaip parodyta lentelėje. 3. Aiškėja, kad visų pirma dujų sudėtis įtakoja dujų apdorojimo įrangos pasirinkimą ir naudojimą, taigi ir visą dujų apdorojimo procesą bei galutinio produkto išeigą.

3 lentelė

Nagrinėjamų SGD gamyklų šalutiniai dujų produktai

SGD gamyklose naudojamas Hi-Pure procesas rūgštinėms dujoms pašalinti, K2CO3 tirpiklio proceso, skirto didžiajai daliai CO2 pašalinti, ir DEA (dietanolamino) pagrindu pagaminto amino tirpiklio proceso, kad pašalintų likusį CO2 ir H2S (1 pav.). .

SGD gamyklose Irane, Norvegijoje, Katare, Omane ir Sachaline naudojama MDEA (metildietanolamino) aminorūgščių dujų valymo sistema su aktyvatoriumi („aMDEA“).

Šis procesas turi nemažai pranašumų prieš fizinius ir kitus aminų procesus: geresnė absorbcija ir selektyvumas, mažesnis garų slėgis, optimalesnė darbo temperatūra, energijos sąnaudos ir kt.

Dujų suskystinimas

Daugumos vertinimų ir pastebėjimų duomenimis, skystinimo modulis sudaro 45% visos SGD jėgainės kapitalinių sąnaudų, o tai sudaro 25–35% visų projekto išlaidų ir iki 50% vėlesnių veiklos sąnaudų. Skystinimo technologija pagrįsta šaldymo ciklu, kai šaltnešis, nuosekliai plečiantis ir susitraukdamas, perduoda šilumą iš žemos temperatūros į aukštą. Proceso linijos gamybos apimtį daugiausia lemia šaltnešio naudojamas suskystinimo procesas, didžiausi galimi šio ciklo kompresoriaus ir pavaros derinio dydžiai bei šilumokaičiai, aušinantys gamtines dujas.

Pagrindiniai šaldymo ir dujų skystinimo principai daro prielaidą, kad dujų ir šaltnešio aušinimo-šildymo kreivės būtų kuo glaudžiau suderintos.

Šio principo įgyvendinimas lemia efektyvesnį termodinaminį procesą, reikalaujantį mažesnių sąnaudų vienam pagaminamų SGD vienetui, ir tai taikoma visiems skystinimo procesams.

Pagrindinės dujų skystinimo gamyklos dalys yra kompresoriai, kurie cirkuliuoja šaltnešius, kompresorių pavaros ir šilumokaičiai, naudojami dujoms vėsinti ir suskystinti bei keisti šilumą tarp šaltnešių. Daugelis skystinimo procesų skiriasi tik šaldymo ciklais.

stalo 4

Duomenų apie SGD jėgaines suvestinė lentelė

Lentelė 4 parodytos lyginamosios visų analizuotų augalų suskystinimo procesų charakteristikos. C3 / MR suskystinimo technologijos schema (2 pav.), kuri naudojama Omano ir JAE SGD gamyklose, šiandien taip pat yra labiausiai paplitusi pasaulyje.

Įvertinus ir palyginus visas šiuo metu veikiančias šiaurines SGD jėgaines ir Artimųjų Rytų SGD jėgaines, daroma tokia išvada: skiriasi jų konstrukcija, dujų skystinimo technologijų pasirinkimas ir eksploatacija.

Tai reiškia, kad klimatas ir vieta turės įtakos esamiems ir būsimiems Arkties SGD projektams.

Gamybos apimtis ir technologijos pasirinkimą ne mažiau lemia tokie veiksniai kaip gamtinės sąlygos. Pasitelkiant Norvegijos ir Sachalino SGD gamyklų pavyzdį, parodoma, kad SGD produktyviau gaminti šiaurinėse teritorijose. Analizė neatskleidė jokių priežasčių, galinčių sutrukdyti naudoti nagrinėjamas dujų skystinimo technologijas gamyklose pietų ir šiaurės klimato sąlygomis, išskyrus naują DMR technologiją, kuri buvo sukurta specialiai Sachalino sąlygoms.

Tačiau konkrečios technologijos pasirinkimas konkrečiam regionui turi įtakos SGD gamybos efektyvumui ir energijos sąnaudoms, nes šiuos suskystinimo proceso parametrus lemia tai, ar gamykla dirba šaltomis sąlygomis. Taip pat svarbu pažymėti, kad visuose šiauriniuose projektuose kaskart buvo reikalingas naujas skystinimo proceso technologinis sprendimas, o Viduriniuose Rytuose plačiai paplitęs standartinių technologijų naudojimas.

Projekto dalyvių skaičius pietinėse gamyklose svyruoja nuo 3 iki 9 ir tai yra 1,5 karto daugiau nei šiauriniuose SGD projektuose, kur gamintojų skaičius svyruoja nuo 2 iki 6.

Galima daryti prielaidą, kad tokį skirtumą lemia ne tik valstybių ir nacionalinių įmonių politika, bet ir šiaurinių pramonės šakų išsidėstymo specifika, kur reikalingas patikimumas ir stiprių bei stambių rinkos žaidėjų pasitikėjimas. Mažai tikėtina, kad investicijų prieinamumas čia vaidins lemiamą vaidmenį, nes SGD projektuose visada yra daug potencialių rinkos žaidėjų.

Visos svarstomos SGD jėgainės buvo pastatytos palyginti dideliems telkiniams, kurių dujų atsargos siekia ne mažiau kaip 170 mlrd. m3. Šiaurinių ir pietinių projektų priklausomybės nuo dujų atsargų neatskleista, tačiau akivaizdu, kad pietiniai regionai turi puikias galimybes įgyvendinti pavienius nedidelius SGD projektus, kurių metinė gamybos apimtis – iki 3 mln. tonų per metus.

Argumentas už šį teiginį yra SGD gamykla Kenuose (JAV), kur palyginti nedidelės 1,57 mln. tonų per metus gamybos apimtys ir numatomas atsargų išeikvojimas kelia klausimą, ar įmanoma tęsti projektą po 40 sėkmingų metų. operacija.

Svarbiausios įrangos, tokios kaip šaldymo kompresoriai, dubliavimas nėra įprastas ir pasitaiko tik seniausioje SGD gamykloje Kenajuje. Perteklinės įrangos naudojimas gali būti ne tik pasenęs technologinis sprendimas, bet ir iš dalies pateisinamas (jei šiaurinėmis sąlygomis yra tik viena technologinė linija patikimumui padidinti). Vienaip ar kitaip, bet 1992 m. Phillips plėtra numato pavienių turbokompresorių montavimą. „Phillips“ dvigubo patikimumo suskystinimo technologija gali būti tinkama galimybė mažiems, izoliuotiems dujų telkiniams.

Kalbant apie tokius parametrus kaip sutarčių sąlygos, pardavimų rinkos, angliavandenilių atsargos laukuose, tanklaivių parko ir cisternų fermų dydis, mišrių šaltnešių naudojimas ir šaldymo ciklų skaičius, didelių neatitikimų tarp pietinių ir šiaurinių regionų nenustatyta. augalai. Pardavimo rinkų monotonija (Japonija, Korėja, Taivanas, Europa) – neatsižvelgiant į SGD gamyklų paleidimo laiką ir vietą – rodo SGD importo tanklaiviais per didelius vandens telkinius išsivysčiusioms šalims pelningumą, nesant arba trūkstant. energijos išteklių.

Dujų suskystinimo su mišriais šaltnešiais technologijas geriau naudoti nei technologijas su vienarūšiais skysčiais, neatsižvelgiant į gamyklos vietą, nes kondensacijos kreivė labiau atitinka gamtinių dujų aušinimo kreivę, todėl padidėja aušinimo proceso efektyvumas. , o šaltnešio sudėtis gali būti keičiama keičiantis dujų sudėčiai. Pagrindinis vienarūšių šaltnešių pranašumas yra naudojimo paprastumas, tačiau visumoje jie yra prastesni už mišrius šaltnešius.

Nėra tiesioginio ryšio tarp šaldymo ciklų skaičiaus ir gamyklų išsidėstymo pietinėse ar šiaurinėse platumose. Dauguma šiuolaikinių dujų skystinimo technologijų apima trijų ciklų naudojimą, nes gamtinių dujų kondensavimo procesas yra pažangesnis. Nepriklausomai nuo gamyklos vietos, terminai, kuriems sudaromos ilgalaikės SGD tiekimo sutartys, pailgėjo nuo 15 iki 20 ... 30 metų.

Pastaruoju metu padaugėjo ir SGD gamintojų bei pirkėjų – prekių ir gamybos santykių dalyvių.

SGD transportavimo kaštus mažina diegiant didesnius tanklaivius. Tuo pačiu metu SGD transportavimui iš šiaurinių elektrinių būtina naudoti specialius sustiprintus tanklaivius, tinkamus naudoti sunkiomis ledo sąlygomis. Tai įrodo ir toks faktas: 1993 metų liepą ir gruodį SGD projekto Kenai tanklaiviai, kurių talpa 71 500 m3, buvo pakeisti 87 500 m3 talpos tanklaiviais „Polar Eagle“ ir „Arctic Sun“ pavadinimais. Jie buvo 15 % trumpesni už originalius tanklaivius ir talpino 23 % daugiau SGD. Tai iš dalies lėmė Japonijos pusės reikalavimai naudoti didesnius ir naujesnius tanklaivius, o iš dalies – gamyklos pralaidumo padidėjimas. Kaip ir jų pirmtakai, šie tanklaiviai buvo sukurti sunkioms oro sąlygoms ir žemai temperatūrai. Ant jų buvo dedami laisvai stovintys prizminiai konteineriai; tanklaiviai turi ledu sustiprintus korpusus, sraigtus, velenus ir pavaros mechanizmus.

Taip pat verta atsižvelgti į klimato, ledo, bangų, vėjo sąlygų sudėtingumą kraunant tanklaivius šiaurinėse SGD jėgainėse. Arktinėmis sąlygomis, norint pagerinti pirminio šaldymo ciklo efektyvumą, greičiausiai reikės pakeisti propaną šaltnešiu, kurio virimo temperatūra žemesnė. Tai gali būti etanas, etilenas arba daugiakomponentis mišrus šaltnešis. SGD jėgainių galimybė gauti naudos iš teoriškai didesnio suskystinimo efektyvumo esant šaltai temperatūrai priklauso nuo Arkties elektrinių projektinės temperatūros ir jų projektinės veiklos strategijų. Jei vidutinė metinė temperatūra projektuose apskaičiuojama kaip fiksuota projektinė temperatūra, nuostoliai, atsirandantys dėl aukštesnės nei vidutinė temperatūra (1,8% / °C), gali žymiai viršyti efektyvaus kondensavimo naudą esant žemesnei nei vidutinė temperatūrai. Taip gali būti dėl to, kad SGD gamybos apimtys keisis siekiant ir įvykdyti gamybos kvotas. Ir atvirkščiai, nustačius projektą pagal apimtį ir pervertinus projektinę temperatūrą (virš vidutinės aplinkos temperatūros), kad būtų pasiekti reikiami kiekiai, gali padidėti bendras efektyvumas, bet taip pat ir kapitalo sąnaudos.

Jei bus nuspręsta elektrinę eksploatuoti skirtingais tūriais, priklausomai nuo aplinkos temperatūros, žaliavinių dujų savybes ir SGD transportavimo logistiką teks koreguoti taip, kad būtų atsižvelgta į tokius pokyčius.

Tai ne visada įmanoma. Pavyzdžiui, dėl šaltesnių aplinkos sąlygų laivai gali vėluoti tuo metu, kai gamykla gali pagaminti didžiausią produkcijos kiekį. Todėl reikės subalansuoti didelių apdirbimo linijų ekonominius pranašumus, optimalią projektinę konfigūraciją eksploatacijos požiūriu, taip pat statybos sudėtingumą ir gamyklos eksploatavimo atokiose vietose, besikeičiančiomis aplinkos sąlygomis, iššūkius.

Taigi, remiantis tuo, kas pasakyta, galima padaryti tokias išvadas.

Įrenginių komplektas, jų technologiniai parametrai ir susijusių gaminių asortimentas priklauso nuo naudojamų dujų savybių ir kiekių. Analizė neatskleidė didelės priklausomybės nuo SGD jėgainės vietos tokiems veiksniams kaip technologinių mazgų išdėstymo seka, dujų apdorojimo technologijų pasirinkimas ir jų eksploatacija.

Bet koks technologinis procesas yra tinkamas konkrečioms dujų savybėms ir konkrečioms naudojimo sąlygoms, o praktiškiausias ir efektyviausias iš nagrinėjamų procesų yra cheminis MDEA gryninimas aktyvatoriumi ir fizikinis procesas „Sulfinol-D“.

Atskleidė reikšmingus skystinimo technologijos pasirinkimo ir veikimo skirtumus tarp šiaurinių ir pietinių SGD jėgainių. Klimatas ir gamyklų vietos yra veiksniai, darantys įtaką esamiems ir būsimiems Arkties SGD projektams.

Bibliografija

1. Puzhailo A.F., Savčenkovas S.V., Repinas D.G. ir kt.. Elektrinės ir dujų transportavimo įrenginių elektros tiekimas: ciklo „Moksliniai darbai UAB „Giprogaztsentr“ 45-mečiui“ monografija/ Red. O.V. Kriukovas. T. 3. N. Novgorodas: Istok, 2013.300 p.
2. Buchnev O.A., Sarkisyan V.A. Suskystintų gamtinių dujų perspektyvos energetikos rinkose // Dujų pramonė. 2005. Nr.2.
3. Dorožkinas V.Ju., Teregulovas R.K., Mastobajevas B.N. Dujų paruošimas skystinimui priklausomai nuo jų savybių // Naftos produktų ir angliavandenilių žaliavų transportavimas ir sandėliavimas. 2013. Nr.1.
4. Izotovas N.V., Nikiforovas V.N. Gamtinių dujų skystinimo technologijų tyrimai // Dujų pramonė. 2005. Nr.1.