Kaip ir kodėl suskystintos dujos: gamybos technologija ir suskystintųjų dujų panaudojimo apimtis

Įvadas

Šiuo metu katilinėse, kurios yra geležinkelių transporto įmonių infrastruktūros dalis, anglys ir mazutas dažniausiai yra energijos šaltinis, o dyzelinis kuras – atsarginis. Taigi, pavyzdžiui, Rusijos geležinkelių filialo „Oktyabrskaya Railway“ šilumos tiekimo įrenginių analizė parodė, kad katilinės daugiausia dirba mazutu, o tik dalis jų – gamtinėmis dujomis.

Mazuto katilų pranašumai yra visiškas jų autonomiškumas (galimybė juos naudoti įrenginiuose, nutolusiuose nuo dujotiekio) ir maža kuro komponento kaina (palyginti su anglimis, dyzeliniais ir elektriniais katilais), trūkumai yra būtinybė organizuoti. saugyklą, užtikrinti mazuto tiekimą, kontroliuoti kuro kokybę, aplinkos taršos problemas. Pristatant kurą dideliais kiekiais, būtina organizuoti iškrovimo sistemą (šildymas ir mazuto nuleidimas) ir privažiavimus, poreikis šildyti saugyklas ir mazuto vamzdynus kuro transportavimui į katilus, papildomas išlaidas šildymo šilumokaičių valymui. ir mazuto filtrai.

Atsižvelgiant į numatomą staigų mokesčių už kenksmingų teršalų išmetimą į atmosferą padidėjimą, Rusijos geležinkelių centrinė šilumos ir vandens tiekimo direkcija nusprendė sumažinti mazuto naudojimą geležinkelio katiluose. Murmansko srityje, kur eina dalis Oktyabrskaya geležinkelio, pristatomas projektas, kuriuo siekiama sumažinti miestų ir rajonų katilinių priklausomybę nuo mazuto, įskaitant galimybę jas pakeisti suskystintomis gamtinėmis dujomis (SGD). Karelijoje planuojama statyti SGD gamyklą, o Šiaurės vakarų federalinėje apygardoje – dujų infrastruktūrą.

Atsitraukus nuo mazuto, Murmansko srities katilinių efektyvumas padidės 40 proc.

SGD yra XXI amžiaus kuras

Netolimoje ateityje Rusija gali tapti viena iš pirmaujančių suskystintų gamtinių dujų – palyginti naujos mūsų šaliai alternatyvaus kuro rūšies – gamintojų ir tiekėjų pasaulinėje rinkoje.Daugiau nei 26% visų pasaulyje pagaminamų gamtinių dujų yra suskystintos ir gabenamos skystu pavidalu specialiuose tanklaiviuose iš gamybos šalių į dujų vartotojų šalis.

Suskystintos gamtinės dujos turi didelių pranašumų prieš kitus energijos nešiklius. Jie per trumpą laiką gali užtikrinti nedujintas gyvenvietes. Be to, suskystintos gamtinės dujos yra ekologiškiausias ir saugiausias iš masinio kuro rūšių, o tai atveria plačias perspektyvas jas panaudoti pramonėje ir transporte. Šiandien svarstomi keli gamtinių dujų suskystinimo gamyklų statybos Rusijoje ir jų gabenimo eksportui terminalų statybos variantai, vienas iš jų turėtų būti įgyvendintas Leningrado srities Primorsko uoste.

Suskystintos gamtinės dujos kaip alternatyvus kuras turi nemažai privalumų. Pirma, suskystinant gamtines dujas jų tankis padidėja 600 kartų, o tai padidina saugojimo ir transportavimo efektyvumą ir patogumą. Antra, SGD yra netoksiškos ir nerūdijančios metalų, tai kriogeninis skystis, kuris laikomas esant nedideliam viršslėgiui apie 112 K (-161 °C) temperatūroje termoizoliaciniame inde. Trečia, jis yra lengvesnis už orą, o atsitiktinai išsiliejus greitai išgaruoja, kitaip nei sunkusis propanas, kuris kaupiasi natūraliose ir dirbtinėse įdubose ir sukelia sprogimo pavojų. Ketvirta, tai leidžia dujofikuoti objektus, esančius dideliais atstumais nuo magistralinių vamzdynų. SGD šiandien yra pigesnės už bet kokį naftos kurą, įskaitant dyzeliną, tačiau kalorijų kiekiu lenkia juos.Katilai, dirbantys su suskystintomis gamtinėmis dujomis, pasižymi didesniu naudingumo koeficientu – iki 94%, nereikalauja kuro sąnaudų šildymui žiemą (kaip mazutas ir propanas-butanas). Žema virimo temperatūra garantuoja visišką SGD išgaravimą žemiausioje aplinkos temperatūroje.

Suskystinto vandenilio perspektyvos

Be tiesioginio suskystinimo ir naudojimo tokia forma, iš gamtinių dujų galima gauti ir kitą energijos nešiklį – vandenilį. Metanas yra CH4, propanas yra C3H8, o butanas yra C4H10.

Vandenilio komponentas yra visuose šiuose iškastiniuose kuruose, jums tereikia jį izoliuoti.

Pagrindiniai vandenilio privalumai yra ekologiškumas ir platus paplitimas gamtoje, tačiau didelė jo suskystinimo kaina ir nuostoliai dėl nuolatinio garavimo šiuos pranašumus paneigia.

Norint perkelti vandenilį iš dujinės būsenos į skystį, jis turi būti atvėsintas iki -253 ° C. Tam naudojamos kelių pakopų aušinimo sistemos ir „suspaudimo / išplėtimo“ įrenginiai. Kol kas tokios technologijos yra per brangios, tačiau vyksta darbai, siekiant sumažinti jų kainą.

Taip pat rekomenduojame perskaityti kitą mūsų straipsnį, kuriame išsamiai aprašėme, kaip tai padaryti vandenilio generatorius, skirtas namo savo rankomis. Daugiau informacijos - eik.

Be to, skirtingai nei SND ir SGD, suskystintas vandenilis yra daug sprogstamesnis. Mažiausias jo nuotėkis kartu su deguonimi sukuria dujų ir oro mišinį, kuris užsidega nuo menkiausios kibirkšties. O skystą vandenilį laikyti galima tik specialiuose kriogeniniuose induose. Vis dar yra per daug vandenilinio kuro trūkumų.

Gaisro / sprogimo rizika ir jos mažinimas

Sferinis dujų bakas, dažniausiai naudojamas naftos perdirbimo gamyklose.

Naftos perdirbimo gamykloje arba dujų gamykloje SND turi būti laikomos suslėgtose talpyklose. Šios talpyklos yra cilindrinės, horizontalios arba sferinės. Paprastai šie indai yra projektuojami ir gaminami pagal tam tikras taisykles. Jungtinėse Valstijose šį kodeksą valdo Amerikos mechanikos inžinierių draugija (ASME).

SND talpyklose yra apsauginiai vožtuvai, todėl, veikiami išorinių šilumos šaltinių, SND išleidžiama į atmosferą arba liepsnos kaminą.

Jei bakas yra veikiamas pakankamos trukmės ir intensyvumo ugnies, joje gali įvykti verdančio skysčio besiplečiančių garų sprogimas (BLEVE). Paprastai tai kelia susirūpinimą didelėms naftos perdirbimo gamykloms ir naftos chemijos gamykloms, kurios tvarko labai didelius konteinerius. Paprastai rezervuarai suprojektuoti taip, kad gaminys ištekėtų greičiau, nei slėgis gali pasiekti pavojingą lygį.

Viena iš pramoninėje aplinkoje naudojamų apsaugos priemonių yra įrengti tokius konteinerius priemonėmis, užtikrinančiomis atsparumą ugniai. Didelės sferinės SND talpyklos gali turėti iki 15 cm storio plienines sieneles, jose sumontuotas sertifikuotas slėgio mažinimo vožtuvas. Didelis gaisras šalia laivo padidins jo temperatūrą ir slėgį. Viršutinis apsauginis vožtuvas skirtas sumažinti perteklinį slėgį ir užkirsti kelią pačios talpyklos sunaikinimui.Esant pakankamai ilgai ir intensyviai ugniai, verdančių ir besiplečiančių dujų sukuriamas slėgis gali viršyti vožtuvo gebėjimą pašalinti perteklių. Jei taip atsitiks, per daug eksponuota talpykla gali smarkiai plyšti ir dideliu greičiu išstumti dalis, o išleisti produktai taip pat gali užsidegti, o tai gali katastrofiškai sugadinti bet ką netoliese, įskaitant kitus konteinerius.

Žmonės gali būti veikiami SND darbo vietoje įkvėpę, susilietus su oda ir akimis. Darbuotojų saugos ir sveikatos administracija (OSHA) nustatė SND poveikio darbo vietoje įstatyminę ribą (leistiną poveikio ribą) – 1 000 ppm (1 800 mg/m 3 ) per 8 valandų darbo dieną. Nacionalinis darbuotojų saugos ir sveikatos institutas (NIOSH) nustatė rekomenduojamą poveikio ribą (REL) – 1 000 dalių milijonui (1 800 mg/m 3 ) per 8 valandų darbo dieną. Esant 2000 ppm lygiams, 10 proc. apatinė sprogumo riba, suskystintos naftos dujos laikomos tiesiogiai pavojingomis gyvybei ir sveikatai (tik dėl saugumo priežasčių, susijusių su sprogimo pavojumi).

Kam suskystinti gamtines dujas?

Mėlynasis kuras išgaunamas iš žemės gelmių metano, etano, propano, butano, helio, azoto, vandenilio sulfido ir kitų dujų bei įvairių jų darinių pavidalu.

Kai kurie iš jų naudojami chemijos pramonėje, o kai kurie deginami katiluose ar turbinose, gaminant šilumą ir elektrą. Be to, tam tikras kiekis išgaunamo sunaudojamas kaip dujinių variklių kuras.

Dujų darbuotojų skaičiavimai rodo, kad jei mėlynąjį kurą reikia pristatyti 2500 km ar didesniu atstumu, dažnai tai yra pelningiau tai daryti suskystintą, o ne vamzdynu.

Pagrindinė gamtinių dujų suskystinimo priežastis – supaprastinti jų transportavimą dideliais atstumais. Jei vartotojas ir dujinio kuro gamybos gręžinys yra arti vienas kito sausumoje, tuomet lengviau ir pelningiau nutiesti tarp jų vamzdį. Tačiau kai kuriais atvejais greitkelio tiesimas pasirodo per brangus ir problemiškas dėl geografinių niuansų. Todėl jie griebiasi įvairių technologijų, skirtų SGD arba SND gamybai skystoje formoje.

Transporto ekonomika ir sauga

Po to, kai dujos suskystintos, jos jau yra skysčio pavidalu, pumpuojamos į specialius konteinerius, skirtus transportuoti jūra, upe, keliais ir (arba) geležinkeliu. Tuo pačiu metu technologiniu požiūriu skystinimas yra gana brangus procesas energetiniu požiūriu.

Skirtingose ​​gamyklose tai užima iki 25 % pradinio kuro tūrio. Tai reiškia, kad norint pagaminti technologijai reikalingą energiją, reikia sudeginti iki 1 tonos SGD kiekvienai trims tonoms gatavų. Tačiau gamtinės dujos dabar labai paklausios, viskas atsiperka.

Suskystintas metanas (propanas-butanas) užima 500-600 kartų mažiau tūrio nei dujinis.

Kol gamtinės dujos yra skystos, jos yra nedegios ir nesprogios. Tik išgaravus pakartotinio dujinimo metu, susidaręs dujų mišinys tinkamas deginti katiluose ir viryklėse. Todėl, jei SGD arba SND naudojamos kaip angliavandenilių kuras, jos turi būti dujinamos iš naujo.

Naudoti įvairiose srityse

Dažniausiai angliavandenilio energijos nešiklio transportavimo kontekste minimi terminai „suskystintos dujos“ ir „dujų suskystinimas“. Tai yra, pirmiausia išgaunamas mėlynasis kuras, o tada paverčiamas SND arba SGD. Be to, gautas skystis transportuojamas ir vėl grąžinamas į dujinę būseną tam tikram pritaikymui.

LPG (suskystintos naftos dujos) sudaro 95% ar daugiau propano ir butano mišinio, o SGD (suskystintos gamtinės dujos) sudaro 85–95% metano. Tai panašios ir tuo pačiu radikaliai skirtingos kuro rūšys.

LPG iš propano-butano dažniausiai naudojamos kaip:

• Dujinių variklių degalai;
• kuras, skirtas įpurškimui į autonominių šildymo sistemų dujų bakus;
• skysčiai, skirti užpildyti žiebtuvėlius ir dujų balionus, kurių talpa nuo 200 ml iki 50 litrų.

SGD dažniausiai gaminamos tik tolimiems atstumams gabenti. Jei SND saugojimui yra pakankamai talpos, galinčios atlaikyti kelių atmosferų slėgį, tada suskystintam metanui reikalingos specialios kriogeninės talpyklos.

SGD saugyklų įranga yra labai technologiška ir užima daug vietos. Lengvuosiuose automobiliuose tokį kurą naudoti neapsimoka dėl brangių balionų. Jau dabar keliais važinėja pavienių eksperimentinių modelių SGD sunkvežimiai, tačiau vargu ar artimiausiu metu šis „skystasis“ kuras ras plataus pritaikymo lengvųjų automobilių segmente.

Dabar kaip kuras vis dažniau naudojamas suskystintas metanas:

• Geležinkelio dyzeliniai lokomotyvai;
• jūrų laivai;
• upių transportas.

SND ir SGD ne tik naudojami kaip energijos nešiklis, bet ir tiesiogiai skystos formos dujų ir naftos chemijos gamyklose. Iš jų gaminami įvairūs plastikai ir kitos angliavandenilių pagrindu pagamintos medžiagos.

Suskystinto propano, butano ir metano savybės ir savybės

Pagrindinis skirtumas tarp SND ir kitų kuro rūšių yra galimybė greitai pakeisti savo būseną iš skysto į dujinę ir atvirkščiai, esant tam tikroms išorinėms sąlygoms. Šios sąlygos apima aplinkos temperatūrą, vidinį slėgį bake ir medžiagos tūrį. Pavyzdžiui, butanas suskystėja esant 1,6 MPa slėgiui, jei oro temperatūra yra 20 ºС. Tuo pačiu metu jo virimo temperatūra yra tik -1 ºС, todėl esant dideliam šalčiui jis išliks skystas, net jei atidaromas cilindro vožtuvas.

Propanas turi didesnį energijos tankį nei butanas. Jo virimo temperatūra yra -42 ºС, todėl net ir atšiauriomis klimato sąlygomis jis išlaiko gebėjimą greitai susidaryti dujoms.

Metano virimo temperatūra dar žemesnė. Jis pereina į skystą būseną esant -160 ºС. SGD praktiškai nenaudojamos buitinėms sąlygoms, tačiau importuojant ar gabenant dideliais atstumais, didelę reikšmę turi gamtinių dujų gebėjimas suskystėti tam tikroje temperatūroje ir slėgyje.

gabenimas tanklaiviu

Bet kokios suskystintos angliavandenilio dujos turi didelį plėtimosi koeficientą. Taigi, užpildytame 50 litrų cilindre yra 21 kg skysto propano-butano. Kai visas „skystis“ išgaruoja, susidaro 11 kubinių metrų dujinės medžiagos, kuri atitinka 240 Mcal. Todėl šis kuras yra laikomas vienu efektyviausių ir ekonomiškiausių autonominių šildymo sistemų. Daugiau apie tai galite paskaityti čia.

Eksploatuojant angliavandenilių dujas, būtina atsižvelgti į jų lėtą sklaidą į atmosferą, taip pat į mažas degumo ir sprogumo ribas, kai jos liečiasi su oru. Todėl su tokiomis medžiagomis reikia elgtis teisingai, atsižvelgiant į jų savybes ir specialius saugos reikalavimus.

Turto lentelė

Suskystintos naftos dujos – kodėl jos geriau nei kitos kuro rūšys

SND naudojimo pramonė yra gana plati, tai lemia jos termofizinės savybės ir eksploataciniai pranašumai, palyginti su kitomis kuro rūšimis.

Transportas. Pagrindinė įprastinių dujų tiekimo į gyvenvietes problema yra būtinybė nutiesti dujotiekį, kurio ilgis gali siekti kelis tūkstančius kilometrų. Suskystinto propano-butano transportavimui nereikia tiesti sudėtingų komunikacijų. Tam naudojami įprasti balionai ar kitos cisternos, kurios gabenamos kelių, geležinkelių ar jūrų transportu bet kokiu atstumu. Atsižvelgiant į didelį šio gaminio energetinį efektyvumą (ant vieno SPB buteliuko galite gaminti maistą šeimai mėnesį), nauda akivaizdi.

pagamintus išteklius. Suskystintų angliavandenilių naudojimo tikslai yra panašūs į pagrindinių dujų naudojimo tikslus. Tai: privačių objektų ir gyvenviečių dujofikavimas, elektros gamyba per dujų generatorius, transporto priemonių variklių eksploatavimas, chemijos pramonės produktų gamyba.

Aukšta kaloringumas. Skystas propanas, butanas ir metanas labai greitai virsta dujine medžiaga, kuriai degant išsiskiria daug šilumos.Butanui - 10,8 Mcal/kg, propanui - 10,9 Mcal/kg, metanui - 11,9 Mcal/kg. Šiluminės įrangos, veikiančios suskystintomis dujomis, efektyvumas yra daug didesnis nei įrenginių, kurie kaip žaliavas naudoja kietojo kuro medžiagas, efektyvumą.

Lengvas reguliavimas. Žaliavų tiekimas vartotojui gali būti reguliuojamas tiek rankiniu, tiek automatiniu režimu. Norėdami tai padaryti, yra daugybė prietaisų, atsakingų už suskystintų dujų veikimo reguliavimą ir saugą.

Aukštas oktaninis skaičius. SPB oktaninis skaičius yra 120, todėl jis yra efektyvesnė vidaus degimo variklių žaliava nei benzinas. Naudojant propaną-butaną kaip variklio kurą, pailgėja variklio kapitalinio remonto laikotarpis ir sumažėja tepalų sąnaudos.

Sumažinti gyvenviečių dujofikavimo išlaidas. Labai dažnai SND naudojamos siekiant pašalinti didžiausią pagrindinių dujų skirstymo sistemų apkrovą. Be to, labiau apsimoka įrengti autonominę dujofikavimo sistemą atokiai gyvenvietei nei traukti vamzdynų tinklą. Lyginant su tinklų dujomis, specifinės kapitalo investicijos sumažėja 2-3 kartus. Beje, daugiau informacijos rasite čia, privačių objektų autonominio dujofikavimo skyriuje.

Dujinis aušinimas

Eksploatuojant įrenginius gali būti naudojamos skirtingų principų dujinės aušinimo sistemos. Pramonėje yra trys pagrindiniai skystinimo būdai:

• kaskados - dujos nuosekliai praeina per keletą šilumokaičių, prijungtų prie aušinimo sistemų su skirtingais šaltnešio virimo taškais. Dėl to dujos kondensuojasi ir patenka į rezervuarą.
• mišrūs šaltnešiai - dujos patenka į šilumokaitį, ten patenka skirtingų virimo taškų skystų šaltnešių mišinys, kuris virdamas nuosekliai mažina įeinančių dujų temperatūrą.
• turbo plėtimasis – skiriasi nuo aukščiau paminėtų metodų tuo, kad naudojamas adiabatinio dujų plėtimosi metodas. Tie. jei klasikiniuose įrenginiuose temperatūrą mažiname dėl šaltnešio ir šilumokaičių virimo, tai čia dujų šiluminė energija eikvojama turbinos darbui. Metanui buvo naudojami įrenginiai, kurių pagrindą sudaro turbo plėtikliai.

JAV dujos

JAV yra ne tik sumažintos dujų gamybos technologijos tėvynė, bet ir didžiausia SGD gamintoja iš savo žaliavų. Todėl Donaldo Trumpo administracijai pateikus ambicingą Energetikos plano – Amerika pirmiausia programą, kurios tikslas – paversti šalį pagrindine energetikos galia pasaulyje, visi pasaulinės dujų platformos žaidėjai turėtų į tai įsiklausyti.

Toks politinis posūkis JAV nebuvo labai netikėtas. JAV respublikonų pozicija dėl angliavandenilių yra aiški ir paprasta. Tai pigi energija.

JAV SGD eksporto prognozės įvairios. Didžiausia prekybos „dujų“ sprendimų intriga vystosi ES šalyse. Prieš mus atskleidžiamas stipriausios konkurencijos tarp Rusijos „klasikinių“ dujų per Nord Stream 2 ir Amerikos importuojamų SGD paveikslas. Daugelis Europos šalių, įskaitant Prancūziją ir Vokietiją, dabartinę situaciją vertina kaip puikią galimybę diversifikuoti dujų šaltinius Europoje.

Kalbant apie Azijos rinką, prekybos karas tarp JAV ir Kinijos lėmė visišką Kinijos energetikos inžinierių atsisakymą importuoti amerikietiškas SGD.Šis žingsnis atveria didžiules galimybes rusiškas dujas vamzdynais tiekti į Kiniją ilgam laikui ir didžiuliais kiekiais.

Suskystintų dujų privalumai

Oktaninis skaičius

Dujinio kuro oktaninis skaičius yra didesnis nei benzino, todėl suskystintų dujų atsparumas smūgiams yra didesnis nei net aukščiausios kokybės benzino. Tai leidžia pasiekti didesnę degalų ekonomiją variklyje su didesniu suspaudimo laipsniu. Vidutinis suskystintų dujų oktaninis skaičius – 105 – nepasiekiamas jokiai benzino markei. Tuo pačiu metu dujų degimo greitis yra šiek tiek mažesnis nei benzino. Tai sumažina cilindro sienelių, stūmoklių grupės ir alkūninio veleno apkrovą, o varikliui leidžia dirbti sklandžiai ir tyliai.

Difuzija

Dujos lengvai susimaišo su oru ir tolygiau užpildo cilindrus homogeniniu mišiniu, todėl variklis dirba sklandžiau ir tyliau. Dujų mišinys visiškai sudega, todėl ant stūmoklių, vožtuvų ir uždegimo žvakių nėra anglies nuosėdų. Dujinis kuras nenuplauna alyvos plėvelės nuo cilindro sienelių, taip pat nesimaišo su karteryje esančia alyva, todėl nepablogėja alyvos tepimo savybės. Dėl to mažiau susidėvi cilindrai ir stūmokliai.

Bako slėgis

SND nuo kitų automobilių degalų skiriasi tuo, kad virš skystosios fazės paviršiaus yra garų fazė. Pildant balioną, pirmosios suskystintų dujų dalys greitai išgaruoja ir užpildo visą jo tūrį. Slėgis cilindre priklauso nuo sočiųjų garų slėgio, kuris savo ruožtu priklauso nuo skystosios fazės temperatūros ir propano bei butano procento joje. Sočiųjų garų slėgis apibūdina HOS nepastovumą.Propano lakumas yra didesnis nei butano, todėl jo slėgis žemoje temperatūroje yra daug didesnis.

Išmetimas

Degimo metu išsiskiria mažiau anglies ir azoto oksidų bei nesudegusių angliavandenilių nei benzinas ar dyzelinas, neišskiriant aromatinių angliavandenilių ar sieros dioksido.

priemaišų

Kokybiškame dujiniame kure nėra tokių cheminių priemaišų kaip siera, švinas, šarmai, kurie sustiprina kuro korozines savybes ir ardo degimo kameros dalis, įpurškimo sistemą, lambda zondą (jutiklį, nustatantį deguonies kiekį kuro mišinys), išmetamųjų dujų katalizinis konverteris.

Gamybos procesas

Gamybos žaliava yra gamtinės dujos ir šaltnešis.

Yra dvi SGD gamybos technologijos:

• atviras ciklas;
• azoto plėtimosi ciklas.

Atviro ciklo technologija naudoja dujų slėgį, kad generuotų aušinimui reikalingą energiją. Metanas, einantis per turbinas, atšaldomas ir plečiamas, paliekant skystį. Tai paprastas metodas, tačiau jis turi vieną reikšmingą trūkumą - tik 15% metano yra suskystinta, o likusi dalis, negauna pakankamai spaudimo, palieka sistemą.

SGD gamybos technologijos

Jei šalia gamyklos yra tiesioginių dujų vartotojų, šią technologiją galima saugiai naudoti, nes ji yra pigesnė - gamybos procesui išleidžiamas minimalus elektros energijos kiekis. Rezultatas – mažesnė galutinio produkto kaina. Bet jei nėra vartotojų, tai ekonomiškai netikslinga naudoti šį metodą – dideli žaliavos nuostoliai.

Gamybos technologija naudojant azotą:

• uždaroje grandinėje, kurioje yra turbinos ir kompresoriai, azotas nuolat cirkuliuoja;
• atvėsus azotui, jis siunčiamas į šilumokaitį, kur lygiagrečiai tiekiamas metanas;
• dujos atšaldomos ir suskystintos;
• azotas siunčiamas į kompresorių ir turbiną aušinti ir pereiti per kitą ciklą.

Membraninio dujų atskyrimo technologija

Šios technologijos pranašumai:

• 100% žaliavų panaudojimas;
• įrangos kompaktiškumas ir jos veikimo paprastumas;
• didelis patikimumas ir saugumas.

Yra tik vienas trūkumas – didelės elektros sąnaudos (iki 0,5 kW/h suvartojama kiekvienam 1 nm3/h gatavos produkcijos), o tai ženkliai padidina savikainą.

Azoto gamyklos išdėstymo schema

Dujų valymas ir suskystinimas

Iš esmės gamtinių dujų skystinimas yra gryninimo ir aušinimo procesas. Tik reikalinga temperatūra yra minus 161 laipsnis Celsijaus.

Tokiai temperatūrų eilei pasiekti naudojamas Džaulio Tompsono efektas (dujų temperatūros pokytis adiabatinio droselio metu – lėtas dujų srautas, veikiant nuolatiniam slėgio kritimui per droselį). Su jo pagalba išgrynintų dujų temperatūra nukrenta iki vertės, kuriai esant metanas kondensuojasi. (pastaba reikalauja paaiškinimo)

Skystinimo gamykloje turi būti atskiros šaldymo agento apdorojimo ir regeneravimo linijos. Be to, atskiros iš lauko gaunamų dujų frakcijos (propanas, etanas, metanas) gali veikti kaip šaltnešis įvairiuose aušinimo etapuose.

Debutanizavimas yra žaliavų distiliavimo į frakcijas proceso dalis, kurios metu atskiriamos frakcijos, kurių kondensacijos temperatūra yra aukštesnė, o tai leidžia išvalyti galutinį produktą nuo nepageidaujamų priemaišų.Kiekvienas kondensacijos produktas išsaugomas kaip vertingas šalutinis produktas eksportui.

Kondensatas taip pat dedamas į galutinį produktą.Stabilizatoriai, kurie sumažina kondensato kuro garų slėgį, todėl jį patogiau laikyti ir transportuoti. Be to, metano perėjimo iš skystos būsenos atgal į dujinį procesą (redujinimas) galima valdyti ir galutiniam vartotojui kainuoti pigiau.

Kaip gauti

SGD gaminamos iš gamtinių dujų suspaudimo, po to aušinimo būdu. Suskystintų gamtinių dujų tūris sumažėja apie 600 kartų. Skystinimo procesas vyksta etapais, kurių kiekvienoje dujos suspaudžiamos 5–12 kartų, po to atšaldomos ir perkeliamos į kitą etapą. Tikrasis suskystėjimas įvyksta aušinant po paskutinio suspaudimo etapo. Taigi skystinimo procesas reikalauja didelių energijos sąnaudų[šaltinis nenurodytas 715 dienų] nuo 8 iki 10 % jo kiekio, esančio suskystintose dujose.

Skystinimo procese naudojami įvairių tipų įrenginiai - droselis, turbo-plėstuvas, turbinos sūkurys ir kt.

SGD gamyklos statyba

Paprastai SGD gamyklą sudaro:

• pirminio dujų apdorojimo ir skystinimo įrenginiai;
• SGD gamybos linijos;
• saugojimo rezervuarai;
• tanklaivių krovimo įranga;
• papildomos paslaugos aprūpinti gamyklą elektra ir vandeniu aušinimui.

Suskystinimo technologija

Didelių SGD gamyklų skystinimo procesai:

• AP-C3MRTM – Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• AP-X – Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• #AP-SMR (Single Mixed Refrigerant) – Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• Cascade-ConocoPhillips
• MFC (mišri skysčių kaskada) – Linde
• PRICO (SMR) – juoda ir juoda spalva
• DMR (dvigubas mišrus šaltnešis)
• Liquefin-Air skystis

SGD ir investicijos

Didelis metalo intensyvumas, technologinio proceso sudėtingumas, didelių kapitalo investicijų poreikis, taip pat visų procesų, susijusių su tokio pobūdžio infrastruktūros objektų kūrimu, trukmė: investicijų pagrindimas, konkurso procedūros, skolintų lėšų ir investuotojų pritraukimas, projektavimas ir statyba, kuri paprastai yra susijusi su rimtais logistikos sunkumais, — sudaryti kliūtis gamybos augimui šioje srityje.

Kai kuriais atvejais mobilūs skystinimo įrenginiai gali būti geras pasirinkimas. Tačiau didžiausios jų charakteristikos yra labai kuklios, o energijos suvartojimas vienam dujų vienetui yra didesnis nei stacionarių sprendimų. Be to, pati dujų cheminė sudėtis gali tapti neįveikiama kliūtimi.

Siekiant sumažinti riziką ir užtikrinti investicijų grąžą, kuriami gamyklų veiklos planai 20 metų į priekį. O sprendimas plėtoti lauką dažnai priklauso nuo to, ar teritorija yra pajėgi tiekti dujas ilgą laiką.

Įrenginiai kuriami konkrečiai vietai ir techninėms sąlygoms, kurias daugiausia lemia tiekiamos dujų žaliavos sudėtis. Pats augalas organizuojamas juodosios dėžės principu. Įvedant žaliavas, gaminant produktus, o tai reikalauja minimalaus personalo dalyvavimo procese.

Aikštelės įrangos sudėtis, kiekis, talpa, procedūrų, reikalingų ruošiant dujų mišinį suskystinti, seka sudaroma kiekvienai konkrečiai gamyklai, atsižvelgiant į Užsakovo ir produktų vartotojų reikalavimus.