Како и зашто течни гас: технологија производње и опсег употребе течног гаса

Технологије које се односе на вађење, транспорт и прераду природног гаса брзо се развијају. И многи су данас чули скраћенице ЛНГ (ЛПГ) и ЛПГ (ЛНГ). Скоро сваког другог дана у вестима се помиње гориво од природног гаса у овом или оном контексту.

Али, морате признати, да бисте имали јасно разумевање шта се догађа, важно је у почетку разумети како се гас укапљује, зашто се то ради и које користи од тога даје или не даје. И постоје многе нијансе у овом питању.

За укапљивање гасовитих угљоводоника граде се велика постројења високе технологије. Затим ћемо пажљиво схватити: зашто је све то потребно и како се дешава.

Зашто течни природни гас?

Плаво гориво се извлачи из црева земље као мешавина метана, етана, пропана, бутана, хелијума, азота, водоник-сулфида и других гасова, као и њихових различитих деривата.

Неки се користе у хемијској индустрији, а неки се сагоревају у бојлерима или турбинама за производњу топлоте и електричне енергије. Поред тога, неки од екстрахованих горива се користе као гориво за гас.

Прорачуни гасне индустрије показују да ако плаво гориво треба испоручивати на удаљености од 2500 км или више, тада је у течном облику то често исплативије него плиноводом

Главни разлог за укапљивање природног гаса је поједностављење његовог транспорта на велике удаљености. Ако се потрошач и бунар са горивом налазе на копну близу, лакше је и исплативије положити цев између њих. Али у неким случајевима, изградња аутопута је прескупа и проблематична због географских нијанси. Стога прибегавају разним технологијама за производњу ЛНГ-а или ТНГ-а у течном облику.

Економија и сигурност транспорта

Након што се течни гас укапа, он се већ у облику течности упумпава у посебне контејнере за превоз морем, реком, друмом и / или железницом.У овом случају, технолошко постепљивање је са скупа енергетски гледано прилично скуп процес.

У различитим постројењима ово износи до 25% почетне запремине горива. Односно, да бисте створили енергију потребну технологији, морате сагорјети до 1 тону ЛНГ-а за сваке три тоне њеног производа у готовом облику. Али природни гас је сада у великој потражњи, све се исплати.

У течном облику, метан (пропан-бутан) заузима 500-600 пута мању запремину него у гасовитом стању

Иако је природни гас у течном стању, он је незапаљив и неексплозиван. Тек након испаравања током регасификације, добијено гасна смеша Испада да је погодно за сагоревање котловии плоче за кување. Стога, ако се ЛНГ или УНП користе као угљоводоници, они се морају регасификовати.

Користите у разним областима

Најчешће се термини „течни гас“ и „течни гас“ помињу у контексту транспорта угљоводоничне енергије. Односно, прво се појављује производња плавог горива, а затим претварање у УНП или ТНГ. Затим се добијена течност транспортује и поново враћа у гасовито стање за једну или другу употребу.

ЛХГ (течни нафтни гас) за 95% и више састоји се од смеше пропана-бутана, а ЛНГ (укапљени природни гас) за 85–95% метана. То су сличне и радикално различите врсте горива.

ЛПГ из пропан-бутана углавном се користи као:

• гориво на плин;
• гориво за убризгавање у резервоаре за гас аутономних система грејања;
• течности за допуњавање упаљача и боце са бензином капацитета 200 мл до 50 литара.

ЛНГ се обично производи искључиво за превоз на дуже релације. Ако постоји довољно капацитета за складиштење ТНГ-а који може издржати притисак од неколико атмосфера, тада су за течни метан потребни посебни криогени резервоари.

Опрема за складиштење ЛНГ-а је високо технолошка и заузима пуно простора. Употреба таквог горива у аутомобилима није профитабилна због високих трошкова цилиндара. ЛНГ камиони у облику појединачних експерименталних модела већ се возе путевима, али у сегменту путничких аутомобила ово „течно“ гориво вероватно неће наћи широку примену у блиској будућности.

Течни метан као гориво сада се све више користи у раду:

• железничке локомотиве;
• морска пловила;
• речни превоз.

Поред тога што се користе као енергетски носач, ТНГ и ЛНГ се такође користе директно у течном облику у гасним и петрохемијским постројењима. Израђују разне пластике и друге материјале на бази угљоводоника.

Технологије за производњу ТНГ и УНП

Да би се метан претворио из гаса у течност, мора се охладити на -163 ° Ц. Али, пропан-бутан се укапава већ на -40 °Ц. Према томе, технологија и трошкови су у оба случаја веома различити.

Једна литра ЛНГ-а износи око 1,38 кубних метара. м извора природног гаса (та бројка зависи од температуре и притиска), смањење запремине око 620 пута

За укапљивање природног гаса користе се следеће технологије из различитих компанија:

• АП-СМР (АП-Кс, АП-Ц3МР);
• Оптимизирана каскада
• ДМР;
• ПРИЦО;
• МФЦ
• ГТЛ и др.

Сви се базирају на процесима компресије и / или размене топлоте. Операција укапљивања се одвија у постројењу у неколико фаза, током којих се гас постепено компримира и хлади до температуре преласка у течну фазу.

Припрема гасне мешавине

Пре него што почнете да тече сиров природни гас, потребно је да из њега уклоните воду, хелијум, водоник, азот, сумпорна једињења и друге нечистоће. За то се употребљава адсорпциона технологија дубоког пречишћавања гасне смеше тако што се пролази кроз молекуларна сита.

Тада долази до друге фазе припреме сировине током које се уклањају тешки угљоводоници. Као резултат, у етану остаје само етан и метан (или пропан и бутан) са нечистоћама мањим од 5%, тако да се ова фракција може почети хладити и укапљивати.

Почетна припрема са уклањањем свих непотребних из природног гаса врши се ради заштите расхладне опреме од агресивних утицаја воде, угљен-диоксида, сумпорних једињења итд.

Фракционирање вам омогућава да се ослободите штетних нечистоћа и да доделите само главни гас за касније укапљивање. При притиску од 1 атм, температура преласка у течно стање за метан је -163 ° Ц, за етан -88 ° Ц, за пропан -42 ° Ц, а за бутан -0,5 ° Ц.

Управо ове температурне разлике објашњавају разлог зашто се деле на фракције и тек тада укапавају гас који улази у постројење. Не постоји јединствена технологија укапљивања за све врсте гасовитих угљоводоничних једињења. За свако од њих потребно је изградити и применити сопствену производну линију.

Главни процес укапљивања

Основа за претварање гаса у течно стање је циклус хлађења, током кога топлота преноси једно или друго расхладно средство из медијума са ниском температуром у средину са вишом. Овај поступак је вишестепени и захтева доступност снажних компресора за ширење / контракцију носача топлоте и измењивача топлоте.

Компресионе технологије су високотехнолошке, енергетски интензивне и скупе, али у једном циклусу омогућавају да се гас компримова одмах 5-12 пута

Као расхладно средство у различитим фазама укапљивања користе се следећи:

• пропан;
• метан;
• етан;
• азот
• вода (морска и пречишћена);
• ваздух.

На пример, за примарно хлађење природног гаса у Иамал-ЛНГ Новатек користи се хладан арктички ваздух, који омогућава спуштање температуре сировине уз минималне трошкове одмах на +10 ° С. А у врелим летњим месецима уместо њега планира се употреба морске воде из Арктичког океана, која се без обзира на доба године налази на дубини од 3-4 ° Ц.

Истовремено, азот добијен директно на лицу места из ваздуха користи се као завршно расхладно средство на полуострву Иамал. Као резултат тога, Арктик обезбеђује све што је потребно за производњу УНП-а - од извора природног гаса до радних агенса који се користе у процесу течења.

Пропан се укапљује на сличан начин као и метан. Само су температуре хлађења потребне да буду знатно ниже - минус 42 ° Ц у односу на минус 163 ° Ц. Стога укапљивање гас за резервоаре за гас кошта неколико пута мање, али сам резултирајући пропан-бутан ТНГ је мање потражен на тржишту.

Транспорт и складиштење

Скоро целу запремину ЛНГ-а превозе велики морски танкери са једне обале на другу. Превоз копном је ограничен потребом да се температура „течног плавог горива“ одржава на вредностима од око -160 ° Ц, у противном метан почиње да се претвара у гасно стање и постаје експлозиван.

Цилиндри од 5–50 литара са унутрашњим притиском до 1,5–2 МПа и већим запреминама резервоара дизајнираним за 5–17 МПа користе се за транспорт ТНГ

Притисак у резервоару за УПП је близу атмосферског. Међутим, ако температура течног метана порасте изнад -160 ° Ц, тада ће почети да се претвара из течног у гас. Као резултат тога, притисак у резервоару ће почети да расте, што представља озбиљну опасност. Због тога су цистерне за превоз ЛНГ-а опремљене инсталацијама за одржавање ниских температура и снажним слојем топлотног изолатора.

УНП се регасификује у гас директно у резервоару за гас. Регасификација ЛНГ-а врши се у специјалним индустријским постројењима без приступа кисеонику. У физици, течни метан се постепено претвара у гас при позитивној температури. Међутим, ако се то деси директно у ваздуху изван посебних услова, такав поступак ће довести до експлозије.

Након што се природни гас у облику ЛНГ-а укапљује у постројење, он се транспортује, а затим се поново у постројењу (само регасификација) претвара у гасовито стање за даљу употребу.

Изгледи за течни водоник

Поред директног укапљивања и употребе у овом облику, из природног гаса се може добити још један носач енергије, водоник. Метан је ЦХ₄пропан Ц₃Н₈али бутан Ц₄Н₁₀.

Компонента водоника је присутна у свим тим фосилним горивима, само је морате истакнути.

Главне предности водоника су погодност за животну средину и раширена појава у природи, међутим, висока цена његовог укапљивања и губици услед сталног испаравања, ове предности практично поништавају.

Да би водоник прешао из гасног стања у течно, потребно га је охладити на -253 ° Ц. За то се користе вишестепени системи за хлађење и компресионе / експанзијске јединице. Иако су такве технологије прескупе, али раде се на смањењу њихових трошкова.

Такође препоручујемо да прочитате наш други чланак, у коме смо детаљно описали како да направите водоник генератор за ваш дом својим рукама. Више детаља - идите по вези.

Такође, за разлику од ТНГ-а и ЛНГ-а, течни водоник је много експлозивнији. Најмања цурења у вези са кисеоником дају смешу гас-ваздух, која се запали од најмањег искре. А складиштење течног водоника је могуће само у посебним криогеним посудама. Још увек има превише недостатака водоничног горива.

Закључци и корисни видео о овој теми

Како се производи течни гас и зашто се течни:

Све о укапљеним гасовима:

Постоји неколико технологија за укапљивање гаса. Имају сопствено за метан, а сопствено за пропан-бутан. У исто време, јефтиније је набавити ТНГ, а лакши је и сигурнији за транспорт / складиштење. Добијање метанског ЛНГ-а скупљи је и сложенији процес. Поред тога, за њено регасификацију је потребна специјализована опрема. У исто време, метан је на тржишту све више тражен, па се у великим количинама укапљује.

Имате ли разјашњавајућа питања или своје стручно мишљење на тему укапљивања гаса? Можда нешто требате додати горе наведеном. Слободно питајте и / или коментирајте чланак у доњем пољу.