Зачем смешивают пропан и бутан в автономной системе газоснабжения
Учитывая физико-химические характеристики насыщенных углеводородов, их применение во многом зависит от климатических условий. Сжиженный бутан в чистом виде не будет работать при отрицательных температурах. Тогда как применение чистого пропана противопоказано в условиях жаркого климата, поскольку высокая температура вызывает чрезмерное повышение давления в газовом резервуаре.
Так как для каждого региона нецелесообразно производить отдельную марку газа, с целью унификации ГОСТом предусмотрена смесь с определенным содержанием двух компонентов в рамках установленных норм. Согласно ГОСТ 20448-90 максимальное содержание бутана в данной смеси не должно превышать 60%, при этом для северных регионов и в зимнее время года доля пропана должно быть не меньше 75%.
Процентное соотношение газов в разное время года
Кстати, больше статей нашего блога о газификации — в этом разделе.
Особенности производства СПГ
Сжижение природного газа с целью его транспортировки морским путем производится с использованием технологии последовательных независимых замкнутых контуров, по которым циркулирует специальная рабочая смесь (обычно от одного до трех независимых охлаждающих контуров). Впервые такие установки были созданы в 50-е годы, а сейчас уже успешно функционирует целая индустрия производства СПГ. Современные технологические линии по производству СПГ позволяют сжижать до 95% входного газа при низких удельных энергозатратах.
Развитие технологии сжижения природного газа приводит к тому, что производительность сжижающих установок постоянно повышается, а удельная стоимость в расчете на годовую производительность снижается. Наименьшим энергопотреблением и максимальными капитальными затратами отличаются так называемые трехконтурные схемы ожижителей (Cascade). Однако наибольшее распространение получили все же различные варианты двухконтурных схем, сочетающие в себе приемлемые капитальные расходы с допустимым с экономической точки зрения энергопотреблением.
Танкеры для транспортировки газа являются ключевым звеном во всей производственно-сбытовой системе. Строительство судов позволяет четко определять географию развития рынка СПГ. Совершенствование технологии перевозок СПГ приводит с одной стороны, к снижению транспортных тарифов, а с другой – к тому, что в разработку будут вовлекаться новые месторождения, расположенные например в Арктике (суда-газовозы ледового класса), и, как следствие, многие из ранее недоступных потребителям запасов газа становятся доступными.
Сжижение и перевозка газа требуют больших начальных капитальных затрат, но все же они значительно меньше, чем затраты на строительство магистральных газопроводов, и при транспортировке на расстояния более 3000-3500 км являются более экономически целесообразными. По существу, тарифы на транспортировку и сжижение фактически определяются не операционными, а капитальными затратами, поэтому началу производства СПГ, как правило, предшествует предварительная договоренность потенциального потребителя и производителя о гарантированном спросе и тарифах на продолжительный срок (15-20 лет). В тоже время технология СПГ позволяет транспортировать газ практически к любым регазификационным терминалам, что дает дополнительные возможности в регулировании спроса путем переброски СПГ в регионы, где спрос (и цены) высоки.
Еще одним решающим фактором, делающим открытыми для технологии СПГ многие месторождения, расположенные в прибрежной и шельфовой зоне, а также в местах, где нет естественных гаваней, способных принимать газовозы, являются достижения в области проектирования и строительства отгрузочных продуктопроводов СПГ и отгрузочных сооружений, способных обеспечить отгрузку СПГ в открытом море при высоте волн до 3,5 м и на расстоянии до 5-8 км от берега. Однако стоимость отгрузочных СПГ-продуктопроводов до настоящего времени все еще достаточно велика.
Примечания
- ↑ Монография В. С. Вовк, А. И. Новиков, А. И. Глаголев, Ю. Н. Орлов, В. К. Бычков, Д. А. Удалов «Мировая индустрия и рынки сжиженного природного газа: прогнозное моделирование»
- ↑Сжиженный природный газ
- ↑Сахалинский завод СПГ
- ↑ 12BP Statistical Review of World Energy 2010
- ↑Проект «Сахалин-2» — последние достижения
- ↑ Gazprom changed site for planned Shtokman LNG plant, BarentsObserver.com, 14 августа 2007
- ↑«„Балтийский СПГ“ отправили на доработку» «Деловой Петербург» (Online) 20 сентября 2007 года
- ↑«Прогноз погоды от “Газпрома”» Финмаркет, 08 октября 2009 года
- ↑«La Russie souhaite coopérer avec GDF Suez dans le domaine du GNL» Romandie News (Online) 28 июля 2009 года
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое “Сжиженный природный газ” в других словарях:
Сжиженный природный газ — Природный газ является одним из важнейших энергоносителей, занимая в структуре потребления третье место после нефти и угля. Основными областями применения природного газа являются промышленность и производство электроэнергии (44% и 31%… … Энциклопедия ньюсмейкеров
сжиженный природный газ — СПГ Природный газ, сжиженный после переработки с целью хранения или транспортирования. сжиженный природный газ СПГ Горючая прозрачная жидкость, без цвета и запаха, с температурой кипения 110 115 К при атмосферном давлении… … Справочник технического переводчика
сжиженный природный газ — suskystintos gamtinės dujos statusas T sritis chemija apibrėžtis Suslėgtos ir atšaldytos (сжиженный природный газ –140 °C) gamtinės dujos. atitikmenys: angl. liquefied natural gas rus. сжиженный природный газ … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Сжиженный природный газ — (СПГ) природный газ, переведенный в жидкое состояние при температурах меньше критической. СПГ криогенная жидкость, получаемая из природного газа охлаждением до температуры конденсации −161,5 °С. Температура кристаллизации −182,5 °С, плотность… … Нефтегазовая микроэнциклопедия
Сжиженный природный газ (СПГ) — горючая прозрачная жидкость, без цвета и запаха, с температурой кипения 110 115 К при атмосферном давлении 101,33 кПа. По химическому составу СПГ представляет собой многокомпонентную смесь углеводородов с преобладающим содержанием метана.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Природный газ сжиженный (СПГ) — сжиженный природный газ (СПГ) природное топливо, добываемое из недр земли. Предназначен для использования в двигателях автомобилей, тепловозов и речных судов в соответствии с ТУ 51 03 85. Изготовляется из природного или глубоко отбензиненного… … Официальная терминология
Природный газ — (Natural gas) Природный газ это один из самых распространенных энергоносителей Определение и применение газа, физические и химические свойства природного газа Содержание >>>>>>>>>>>>>>> … Энциклопедия инвестора
ПРИРОДНЫЙ ГАЗ — ПРИРОДНЫЙ ГАЗ, встречающаяся в природе легковоспламеняющаяся газообразная смесь УГЛЕВОДОРОДОВ, образовавшаяся в процессе геологических преобразований в «ловушке» между осадочными породами. Используется как топливо, а также в производстве… … Научно-технический энциклопедический словарь
Природный газ — Природный газ смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ. Природный газ относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в… … Википедия
Связанные с добычей, транспортировкой и переработкой природного газа технологии развиваются стремительными темпами. И у многих сегодня на слуху аббревиатуры СПГ (LPG) и СУГ (LNG). Практически через день в новостях в том или ином контексте упоминается природное газовое топливо.
Но, согласитесь, чтобы иметь четкое понимание о происходящем, важно изначально разобраться, как сжижается газ, зачем это делается и какую выгоду дает либо не дает. А нюансов в данном вопросе существует масса
Чтобы произвести сжижение газообразных углеводородов, строятся крупные высокотехнологичные заводы. Далее мы внимательно разберемся: для чего все это нужно и как происходит.
Использование сжиженного газа
Большинство различных газов в сжиженном состоянии находят практическое применение:
- Жидкий хлор используют для дезинфекции и отбеливания тканей, применяется как химическое оружие.
- Кислород – в лечебных учреждениях для пациентов с проблемами дыхания.
- Азот – в криохирургии, для замораживания органических тканей.
- Водород – как реактивное топливо. В последнее время появились автомобили на водородных двигателях.
- Аргон – в промышленности для резки металлов и плазменной сварки.
Также можно сжижать газы углеводородного класса, наиболее востребованные из которых – пропан и бутан (н-бутан, изобутан):
- Пропан (C3H8) является веществом органического происхождения класса алканов. Получают из природного газа и при крекинге нефтепродуктов. Бесцветный газ без запаха, малорастворим в воде. Применяют как топливо, для синтеза полипропилена, производства растворителей, в пищевой промышленности (добавка E944).
- Бутан (C4H10), класс алканов. Бесцветный горючий газ без запаха, легко сжижаемый. Получают из газового конденсата, нефтяного газа (до 12%), при крекинге нефтепродуктов. Используют как топливо, в химической промышленности, в холодильниках как хладоген, в пищевой промышленности (добавка E943).
Процесс производства
Исходным сырьем для производства служит природный газ и хладагент.
Существует две технологии производства СПГ:
- открытого цикла;
- цикл расширения азота.
Технология открытого цикла предполагает использование давления газа для выработки энергии, необходимой при охлаждении. Метан, пропускаемый по турбинам, охлаждается и расширяется, на выходе получается жидкость. Это простой способ, но он имеет один существенный недостаток – сжижается только 15% метана, а остальная его часть, не набирая достаточного давления, покидает систему.
Технологии производства СПГ
Если поблизости завода есть непосредственные потребители газа, то можно смело использовать данную технологию, поскольку она менее затратная – расходуется минимальное количество электроэнергии на производственный процесс. Как следствие – более низкая себестоимость конечного продукта. Но если потребителей нет, то применять данный метод экономически нецелесообразно – большие потери исходного сырья. lustgate.co.nz.
Технология производства с использованием азота:
- в замкнутом контуре, содержащем турбины и компрессоры, постоянно циркулирует азот;
- после охлаждения азота, он направляется в теплообменное устройство, куда параллельно доставляется и метан;
- газ охлаждается и сжижается;
- азот направляется в компрессор и турбину для охлаждения и прохождения следующего цикла.
Технология мембранного разделения газов
Преимущества этой технологии:
- 100% использование исходного сырья;
- компактность оборудования и простота его эксплуатации;
- высокая надежность и безопасность.
Недостаток только один – высокое потребление электроэнергии (на каждый 1 нм3/ч готовой продукции расходуется до 0,5 кВт/ч), что значительно повышает себестоимость.
Схема компоновки станции по производству азота
Главные производители СПГ в мире
По данным ОПЕК, лидерами по запасу газа в мире являются Россия, Иран, Катар, США. Также запасы были обнаружены в Туркмении, ОАЭ, Нигерии, Венесуэле и других странах. Объем доказанных запасов в мире превышает отметку в 200 000 млрд кубометров. Специалисты корпорации ВР составили свой рейтинг, по которому у человечества имеется ресурсов на 198 500 млрд кубометров. По их данным основные запасы сосредоточены в России, Иране, Катаре, Туркмении, США.
В России можно выделить две основные компании: Газпром и Новатэк. Аналитики полагают, что уже к концу 2022 года США будут обладать самыми крупными в мире СПГ мощностями. Их возможности многократно превзойдут крупнейших экспортеров. Это станет возможным благодаря внедрению дополнительных терминалов.
Специалисты подсчитали, что к концу 2022 года номинальная мощность США вырастет до 322,8 млн кубическим метров в день и пиковой мощностью до 393,6 млн кубических метров в сутки.
Причем, сотрудники EIA считают, развитие СПГ мощностей на этом не становится. В новостях было объявлено, что в 2024 году начнет работать восьмой объект GP LNG. Сразу после этого, пиковая мощность возрастет до 461,6 кубометров в сутки.
Зачем сжижают природный газ?
Из недр земли голубое топливо добывается в виде смеси из метана, этана, пропана, бутана, гелия, азота, сероводорода и других газов, а также различных их производных.
Часть из них применяется в химической промышленности, а часть сжигается в котлах или турбинах для генерации тепловой и электрической энергии. Плюс некоторый объем добытого используется в качестве газомоторного горючего.
Основная причина сжижения природного газа – упрощение его перевозки на дальние расстояния. Если потребитель и скважина добычи газового топлива находятся на суше недалеко друг от друга, то проще и выгодней проложить между ними трубу. Но в ряде случаев магистраль строить выходит слишком дорого и проблематично из-за географических нюансов. Поэтому и прибегают к различным технологиям получения СПГ либо СУГ в жидком виде.
Экономика и безопасность перевозок
После того как газ сжижен, он уже в виде жидкости закачивается в специальные емкости для перевозки морским, речным, автомобильным и/или железнодорожным транспортом. При этом технологически сжижение является достаточно затратным с энергетической точки зрения процессом.
На разных заводах на это уходит до 25% от исходного объема топлива. То есть для выработки нужной по технологии энергии приходиться сжигать до 1 тонны СПГ на каждые его три тонны в готовом виде. Но природный газ сейчас сильно востребован, все окупается.
Пока природный газ находится в состоянии жидкости, он не горюч и взрывобезопасен. Только после испарения в ходе регазификации, полученная газовая смесь оказывается пригодна для сжигания в котлах и варочных плитах. Поэтому, если СПГ или СУГ используются как углеводородное топливо, то их обязательно приходится регазифицировать.
Использование в различных сферах
Чаще всего термины «сжиженный газ» и «сжижение газа» упоминаются в контексте перевозки углеводородного энергоносителя. То есть сначала происходит добыча голубого топлива, а потом его преобразование в СУГ или СПГ. Дальше полученную жидкость перевозят и после вновь возвращают в газообразное состояние для того или иного применения.
СУГ из пропан-бутана в основном используют в качестве:
- газомоторного топлива;
- горючего для закачки в газгольдеры автономных систем отопления;
- жидкостей для заправки зажигалок и газовых баллонов емкостью от 200 мл до 50 л.
СПГ обычно производят исключительно для перевозки на дальние расстояния. Если для хранения СУГ достаточно емкости, способной выдержать давление в несколько атмосфер, то для сжиженного метана требуются специальные криогенные резервуары.
Оборудование для хранения СПГ отличается высокой технологичностью и занимает много места. Использовать такое топливо в легковых автомобилях не выгодно из-за дороговизны баллонов. Грузовики на СПГ в виде единичных экспериментальных моделей уже по дорогам ездят, но в сегменте легковушек это «жидкое» горючее вряд ли в ближайшем будущем найдет себе широкое применение.
Сжиженный метан как топливо сейчас все чаще используется при эксплуатации:
- железнодорожных тепловозов;
- морских судов;
- речного транспорта.
Помимо использования в качестве энергоносителя LPG и LNG также применяются непосредственно в жидком виде на газо-нефтехимических заводах. Из них делают различные пластмассы и иные материалы на углеводородной основе.
Старение сжиженного природного газа
СПГ, будучи смесью простых веществ, образует пары состава, отличающегося от состава жидкости, в парах представлены больше всего легколетучие углеводороды. Таким образом, состав остаточного сжиженного природного газа изменяется в сторону обогащения высококипящими компонентами, и это явление называется старением СПГ: теплотворная способность и число Воббе увеличиваются.
Примеры:
- Для сжиженного газа, содержащего азот, компонент более летучий, чем углеводороды, испарения будут состоять, главным образом, из метана и азота; СПГ с содержанием 1% азота равновесен с паровой фазой с содержанием 20% азота.
- Старение первоначального объема 50000 м3 хранимого сжиженного газа состава: 1% азота, 89% метана и 10% тяжелых углеводородов приводит к увеличению высшей теплотворной способности на 3 ватт-час в сутки и числа Воббе для среднего объема испарений 2000 нм3/час.
Особые случаи:
Старение и усадка сжиженного газа в хранилищах.
Старение в пониженных точках сети СПГ (продувочные резервуары и т.д.) в зависимости от времени пребывания СПГ в этих местах. В результате может произойти полное испарение метана, разогрев жидкости выше –80°С, опасность замерзания оставшихся тяжелых углеводородов во время прохождения порции свежего СПГ и, как следствие, забивка твердой фазой фильтров СПГ
Следовательно, важно следить за периодическим обновлением СПГ в пониженных точках системы.
Использование жидкого метана в различных сферах
Именно в жидком виде метан, как и любой другой природный газ, не используется. Все устройства для хранения и его транспортировки снабжаются специальными дозирующими форсунками, которые и подают порционно газ. А при нагревании до комнатной температуры он все равно трансформируется в своё привычное газообразное состояние.
Где используется природный газ? Основные сферы:
- производство электрической энергии;
- тяжелое производство (плавка металлов, изготовление строительных материалов);
- пищевая промышленность;
- обогрев многоквартирных и частных домов;
- автомобили (снабженные специальной газобаллонной установкой).
А вот бытовые газовые баллоны, как правило, используют не метан, а пропан-бутан. В техническом плане это схожие ресурсы, но их характеристики все же отличаются.
Как же рассчитать
Если вы хотите сами рассчитать, то это в принципе сделать несложно. Вы можете по формулам, которые мы показали, сами просчитать стоимость сжиженного газа и природного газа, и для себя понять разницу. Но если вам не хочется этого делать, можете воспользоваться нашими данными. Мы уже неоднократно это делали, неоднократно просчитали. У нас на канале есть даже видео, и есть отдельная статья, где мы сравниваем разные виды топлива: и дрова, и дизель, и сжиженный газ, и природный газ. Там всё очень подробно рассказано. Заходите, смотрите, изучайте.
Для тех, кто не хочет не считать, не смотреть видео, то просто воспользуйтесь моим советом. Мы уже неоднократно считали сами. Стоимость природного газа где-то примерно в два раза дешевле, чем стоимость отопления на сжиженном газе. Поэтому, если у вас есть возможность подключить природный газ недорого, обязательно его подключайте. Это будет для вас самое выгодное, что может быть на сегодняшний день.
Приведу пример, для отопления дома площадью в 100-150 квадратов природным газом вам потребуется финансов, примерно, 1500-2000 рублей в месяц, это в отопительный сезон зимой. Соответственно, сжиженного газа вам понадобится где-то на 3000-4000 рублей. Поэтому, если у вас есть возможность подключить природный газ, подключайте природный. Но если такой возможности нет, подключайте сжиженный. Ничего страшного в этом нет.
Применение
Рассмотрим, где СУГ топливо используется:
- В качестве альтернативного автомобильного топлива. Является более эффективным сырьем для ДВС, чем, даже, высококачественный бензин или любая марка дизельного топлива;
- Для автономной газификации жилых массивов и промышленных объектов, в том числе, отдаленных территориально;
- Для производства электроэнергии с помощью газогенераторов;
- В химической промышленности в различных производствах (ПАВы, полиэтилены, пластмассы, пленки, волокна, смолы, растворители и т.д.).
Транспортировка СУГ реализуется в специальных сосудах под правильным давлением или в изотермических цистернах, а также по трубопроводам. Перевозка возможна железнодорожным транспортом в особых вагонах-цистернах, морским путем в танкерах-газовозах, сухопутным в автоцистернах.
Свои среди своих
Первое российское оборудование по сжижению природного газа было изготовлено в прошлом году на предприятии «Росатома». Теплообменный аппарат для проекта «Ямал СПГ» сделали на заводе «ЗиО-Подольск» по заказу оператора проекта — совместного предприятия НОВАТЭКа, французской Total, китайских CNPC и Фонда Шелкового пути. Испаритель этана стал частью комплекса сжижения природного газа производительностью до 1 млн т СПГ в год в порту Сабетта на Ямале. Технология производства среднетоннажного СПГ здесь применяется также отечественная, разработанная в НОВАТЭКе, — «Арктический каскад». НОВАТЭК в рамках своего проекта «Обский СПГ» намерен заказать на этом же заводе производство криогенных теплообменников, а контракт на поставку компрессорного оборудования уже получил завод «Казанькомпрессормаш». Аналитик по газу Центра энергетики Московской школы управления «Сколково» Сергей Капитонов говорит, что это пока единственный успешный пример разработки и внедрения отечественной среднетоннажной технологии сжижения СПГ.
В отличие от крупнотоннажного СПГ в малотоннажных проектах успешных наработок больше, они внедряются в автономной газификации, говорит Александр Фролов. Одним из заметных игроков в этой области можно назвать предприятие «Гелиймаш». Темой интересуется и НОВАТЭК, реализующий проект строительства мини-завода «Криогаз-Высоцк», который должен производить малотоннажный СПГ для внутреннего рынка. Кроме того, газовая отрасль полностью обеспечена отечественными газоперекачивающими агрегатами. К ним относится и сверхмощная «Ладога-32», однако нужно учесть, что это лицензированный продукт, производство которого локализовано в России. Но всего этого недостаточно для стратегического рывка в развитии сегмента СПГ.
Помимо собственной технологии сжижения и ключевого компонента производства — криогенного теплообменника российским газовикам и энергетикам необходимо много сопутствующего оборудования. Это газовые турбины, компрессоры, насосы, перечисляет Сергей Капитонов. Разработка такого оборудования с технологической точки зрения не представляет большой сложности, но откладывать решение проблемы нельзя, запаса времени нет, говорит эксперт. «Без собственного оборудования сохранится высокий уровень затрат, а также останутся открытыми вопросы безопасности», — отмечает Сергей Капитонов. По его словам, использование отечественной технологии, своего современного оборудования развяжет руки российским компаниям в реализации будущих проектов СПГ без оглядки на поиски лицензиара, покупку технологии, процесс ее внедрения.
В Минпромторге потребности компаний в ключевом СПГ-оборудовании до 2035 года оценивают в 1,56 трлн руб. Это ведомство совместно с Минэнерго, а также НОВАТЭКом, «Газпромом» и «Роснефтью» работает над созданием технологий и оборудования для средне— и крупнотоннажного производства СПГ
Утверждена «дорожная карта» первоочередных мер по локализации критически важного оборудования и строительства судов-газовозов, занимающихся транспортировкой СПГ. И с 2020 года Минпромторг готов финансировать субсидии на НИОКР
В рамках программы импортозамещения разработан механизм по субсидированию затрат на проведение работ по созданию оборудования для производства СПГ. Намечена разработка опытных образцов компрессоров, насосов, криогенной арматуры и других видов продукции. Замглавы Минпромторга Василий Осьмаков пояснял, что финансирование проектов «дорожной карты» из средств федерального бюджета составит 3 млрд руб.
Проблемные турбины
Проблемной сферой отечественного энергомашиностроения в целом для газовой отрасли остается недостаток турбин средней и большой мощности — основного оборудования для ТЭС с парогазовым циклом, которое приходится импортировать. Все работающие газовые турбины большой мощности были поставлены в РФ Siemens, Ansaldo, MHPS, Alstom или General Electric, отмечает старший аналитик Центра энергетики Московской школы управления «Сколково» Юрий Мельников. Электростанции для «Ямал СПГ», завода СПГ на Сахалине и других предприятий также укомплектованы импортными газотурбинными установками малой или средней мощности.
Газовую турбину мощностью 170 МВт разрабатывает российская компания «Силовые машины»; консорциум в составе «Интер РАО», «Роснано» и Объединенной двигателестроительной корпорации занимается разработкой газотурбинного двигателя ГТД-110М. «РЭП-Холдинг», принадлежащий «Газпром энергохолдингу», идет по пути локализации производства импортного оборудования.
Очищенный от песка газ отправляется на берег к Объединенному береговому технологическому комплексу (ОБТК). Это специальное предприятие, предназначенное для подготовки углеводородов к отправке на юг Сахалина по Транссахалинской трубопроводной системе.
Рисунок 5. Проект «Сахалин-2»
Транспортировка в южную часть Сахалина необходима для обеспечения круглогодичного производства. В северной части острова, где ведется добыча, слишком суровые климатические условия, препятствующие доступу обычных видов транспорта. Поэтому была сооружена Транссахалинская трубопроводная система — мощная сеть трубопроводов, включающая в себя подводную и наземную части, по которой сырье через весь остров перекачивается на берег залива Анива на юге острова, практически незамерзающего зимой, которая обеспечивает возможность круглогодичного поступления сырья.
Один из главных элементов трубопроводной системы — Объединенный береговой технологический комплекс (ОБТК). ОБТК — это специализированное перерабатывающее предприятие, имеющее несколько назначений. Общая протяженность подводных трубопроводов составляет 300 км. Они проложены в местах со сложной ледовой обстановкой. Прежде всего оно предназначено для первичной очистки углеводородов, их разделению по видам (сепарации), последующего компримирования (сжатия) и отправки под давлением в пункт назначения. Кроме того, ОБТК производит из части поступившего газа электроэнергию для себя и для платформы ЛУН-А. Для этого в состав комплекса входит энергоустановка мощностью 100 МВт.
На юге Сахалина находится центральная часть всей системы — завод по производству СПГ, терминал отгрузки нефти (ТОН). Пройдя под давлением 800-километровую дистанцию от ОБТК до этого комплекса, природный газ поступает на завод по производству СПГ. Сжижение газа проводится на двух технологических линиях. На заводе СПГ проекта «Сахалин-2» используется специально разработанная компанией «Шелл» технология сжижения газа с применением двойного смешанного хладагента (Double Mixed Refrigerant — DMR), повышающая энергоэффективность производства за счет использования преимуществ холодного сахалинского климата.
Рисунок 6.Месторождения природного газа на Ямале
Ключевым элементом системы безопасности завода является факельная установка. Сжигание на факеле представляет собой процесс, с помощью которого избыточный газ быстро и безопасно подается от завода через вертикальную трубу высотой 125 м (факельный ствол) для незамедлительного воспламенения с помощью «пилотной горелки» — постоянного источника открытого огня, который свидетельствует о нормальной работе.
Основная причина сжигания газа состоит в том, что при этом процессе на окружающую среду оказывается меньшее воздействие, по сравнению с выбросами невоспламененного углеводородного газа.
Резервуар СПГ состоит из нескольких элементов. Внешний резервуар — бетонный, толщина его стен — около 1 м у основания и до 0,5 м вверху. Второй резервуар играет роль пароизоляционного барьера. Он сделан из углеродистой стали и примыкает к внешнему резервуару. Внутренняя емкость построена из специальной 9-процентной никелевой стали, рассчитанной на криогенные температуры. Основное назначение пароизоляционного барьера — препятствовать попаданию кислорода или влаги в резервуар СПГ, а также не допустить попадание испаряющегося газа из резервуара СПГ в атмосферу.
Специальное оборудование
Для того чтобы сжижать газы, используются специальные установки. Они значительно уменьшают объём голубого топлива и повышают плотность энергии. С их помощью можно осуществлять различные способы переработки углеводородов в зависимости от последующего применения, свойств исходного сырья и условий окружающей среды.
Установки по сжижению и сжатию предназначены для обработки газа и имеют блочное (модульное) исполнение либо полностью контейнеризированы. Благодаря регазификационным станциям становится возможным обеспечение дешёвым природным топливом даже самых отдалённых регионов. Система регазификации также позволяет хранить природный газ и подавать его необходимое количество в зависимости от потребности (например, в периоды пикового потребления).
Основные зоны завода по производству СПГ:
1. Модули переработки СПГ: природный газ поступает из трубопровода первой линии, в технологические цепочки из PAU где будут удален азот, диоксид углерода, вода, сероводород, ртуть и любых другие примеси. Газ затем охлаждают до -161 градусов по Цельсию.
2. Емкости для хранения: получившийся конденсат — СПГ, закачивается в резервуары для хранения. В процессе хранения СПГ испаряется. Требуется постоянная работа компрессоров чтобы сохранять СПГ в жидком виде. СПГ должен постоянно циркулировать, чтобы не произошло расслоения жидкости по температурным слоям. У таких слоев кроме температуры у будет разная плотность, что приведет к смещению центра тяжести всей конструкции.
3. Загрузочные линии: СПГ транспортируется по трубам из складских резервуаров на причал и оттуда поступает в танкер СПГ. Эти линии должны быть изолированы, чтобы сохранить агрегатное состояние СПГ. СПГ находится в этих линиях постоянно, и так же непрерывно циркулирует.
4. Морской терминал: причал должен быть способен принимать СПГ танкеры. Буксиры будут маневрировать рядом с газовозом и позиционировать его пока носитель СПГ не будет зафиксирован у причала.
5. Двор: Объект должен быть подключено наземной транспортной инфрастуктуре — жд и/или автомобильным дорогам. Они используются для отгрузки побочных нефтехимических продуктов накапливающихся в отдельных резервуарах в процессе очистки природного газа от примесей (сера, ртуть, инертные газы, углекислота и т.д.). Они хранятся в отдельных резервурах на производственной площадке, а затем транспортируются к потребителям с помощью жд или грузового транспорта.
6. Водопоготовка: Объект нуждается в воде для использования в холодильных контурах и для иных целей. Вода должна обрабатываться и очищаться при необходимости перед использованием. Чтобы уменьшить потребности объекта в воде — применяются замкнутые циклы. Частично вода выпаривается в процессах охлаждения. Вода, которая не испаряется, наряду с любыми другими стоками отправляется на станции очистки.
7. Факелы: Два факела выступают в качестве предохранительных устройств — это общая черта всех СПГ объектов. В случае выхода из строя холодильного оборудования газ будет постепенно регазифицироваться, следовательно давление в резервуарах и трубах начнет расти. Чтобы не произошло инцидента необходимо снизить давление. Выкинуть метан в атмосферу недопустимо, поскольку это парниковый газ. Но его можно сжечь, получив на выходе воду и углекислоту. Факелы всегда находятся в верхних точках газопроводных систем.
8. Линии пожаротушения: в виду удалённости объектов по производству СПГ от крупных населенных пунктов и от цивилизации вообще, в случае инцидента осуществлять оперативные мероприятия придется персоналу станции. В связи с этим системы пожаротушению монтируются заранее, на некотором удалении от основных производственных объектов. Необходимы запасы воды в отдельных резервуарах, запасы пенообразователей, автономные источники энергии, помпы и насосы.
