Завод СПГ - цикл зріджування природного газу
Експерти всіх мастей і глави компаній прогнозують значне зростання споживання газу в найближчі десятиліття і навіть роки. А нафтогазові держави прагнуть захопити частку в зростаючому на очах пирозі не зважаючи на витрати.
Навіщо сжижать газ?
Зріджений газ займає в 600 разів менше місця і в такому вигляді його легше і дешевше транспортувати в тих випадках коли споруда газопроводів не рентабельно, або неможлива на увазі кліматичних, географічних чи інших умов. (Під іншими умовами тактовно ховаються геополітичні чинники).
З тієї ж причини його зручно в зрідженому вигляді зберігати.
Розрізняють два типи установок зі зрідження природного газу - «базові» і «пікові». Базові - будують недалеко від місць видобутку, вони зріджують газ надходить з родовищ і відвантажують в такому вигляді споживачеві.
Пікові - підключаються до існуючої системи трубопроводів і запасають газ в сезони з низьким споживанням, а назад в мережу віддають в моменти пікових навантажень.
охолодження газу
В роботі установок можуть застосовуватися різні за своїм принципом системи охолодження газу. У промисловій реалізації розрізняють три основні методи зрідження:
- каскадний - газ послідовно проходить через ряд теплообмінників підключених до систем охолодження з різними температурами кипіння холодоагенту. В результаті газ конденсується і надходить в накопичувальний резервуар.
- змішані холодоагенти - газ надходить в теплообмінник, туди ж надходить суміш рідких холодоагентів з різними температурами кипіння, які закипаючи послідовно знижують температуру газу, що надходить.
- турбо-розширення - відрізняється від вищеописаних методів тим, що використовується метод адиабатного розширення газу. Тобто якщо в класичних установках ми знижуємо температуру за рахунок кипіння холодоагенту і теплообмінників, то тут теплова енергія газу витрачається на роботу турбіни. Для метану знайшли застосування установки на основі турбо-детандерів.
Очищення і зріджування газу
По суті скраплення природного газу це процес його очищення і охолодження. Тільки температура потрібно - мінус 161 градус Цельсія.
Щоб досягти такого порядку температур використовують ефект Джоуль Томпсона (зміна температури газу при адіабатичному дроселюванні - повільному протіканні газу під дією постійного перепаду тисків крізь дросель). З його допомогою температура очищеного газу опускається до значення при якому метан конденсується. (Прим. Вимагає уточнення)
Установка зі зрідження повинна мати окремі лінії по підготовці і відновленню холодоагенту. Причому холодоагентом на різних етапах охолодження можуть виступати окремі фракції надходить з родовища газу (пропан, етан, метан).
Дебутанізація це частина процесу дісціляціі сировини по фракціям, в процесі якого фракції, температура конденсації яких вище, відокремлюються, що дозволяє очистити кінцевий продукт від небажаних домішок. Кожен продукт конденсації зберігається у вигляді цінного побічного продукту для експорту.
Так само в кінцевий продукт додають конденсат Стабілізатори, які знижують тиск парів палива конденсатів роблячи його більш зручним для зберігання та транспортування. Так само вони дозволяють зробити процес переходу метану з рідкого стану назад в газ (регазифікація) керованим і менш витратним для кінцевого споживача.
СПГ - ланки одного ланцюга
Основні етапи СПГ ланцюга:
- газове родовища, звідки газ йде на
- завод зі зрідження,
- відвантаження і перевезення СПГ до споживача, і нарешті
- регазіціфікація (відновлення назад в газ) на кінцевих терміналах,
- звідки газ подається в систему трубопроводів.
СПГ і інвестиції
Висока металоємність, складність технологічного процесу, необхідність серйозних капітальних вкладень, а так само тривалість всіх процесів пов'язаних зі створенням інфраструктурних об'єктів такого роду: обгрунтування інвестицій, тендерні процедури, залучення позикових коштів і інвесторів, проектування і будівництво, яке зазвичай пов'язане з серйозними логістичними труднощами, - створюють перешкоди для зростання виробництва в цій сфері.
У деяких випадках мобільні установки зі зрідження можуть бути непоганим варіантом. Однак їх пікова продуктивність досить скромна, а енерговитратність на одиницю газу вище ніж у стаціонарних рішень. Крім того хімічний склад самого газу може стати непереборною перешкодою.
Щоб знизити ризики і забезпечити повернення вкладених коштів розробляють плани по експлуатації установок на 20 років вперед. А рішення про розробку родовища часто залежить від того чи здатний дану ділянку поставляти газ протягом тривалого проміжку часу.
Заводи розробляються під конкретну майданчик і технічні умови, які визначаються багато в чому складом надходить газового сировини. Сам завод організований за принципом чорного ящика. На вході сировину, на виході продукти, що вимагає мінімального участі персоналу в процесі.
Склад обладнання майданчика, його кількість, потужність, послідовність процедур які потрібні для підготовки газової суміші до зрідження розробляються для кожної конкретної заводу відповідно до вимог Заказачіка і споживачів продукції.
Основні зони заводу з виробництва СПГ:
1. Модулі переробки СПГ: природний газ надходить з трубопроводу першої лінії, в технологічні ланцюжки з PAU де будуть видалений азот, діоксид вуглецю, вода, сірководень, ртуть і будь-яких інших домішки. Газ потім охолоджують до -161 градусів за Цельсієм.
2. Ємності для зберігання: вийшов конденсат - СПГ, закачується в резервуари для зберігання. В процесі зберігання СПГ випаровується. Потрібна постійна робота компресорів щоб зберігати СПГ в рідкому вигляді. СПГ повинен постійно циркулювати, щоб не відбулося розшарування рідини за температурними верствам. У таких шарів крім температури у буде різна щільність, що призведе до зміщення центру ваги всієї конструкції.
3. Завантажувальні лінії: СПГ транспортується по трубах з складських резервуарів на причал і звідти надходить в танкер СПГ. Ці лінії повинні бути ізольовані, щоб зберегти агрегатний стан СПГ. СПГ знаходиться в цих лініях постійно, і так само безперервно циркулює.
4. Морський термінал: причал повинен бути здатний приймати СПГ танкери. Буксири будуть маневрувати поруч з газовозів і позиціонувати його поки носій СПГ НЕ буде зафіксований біля причалу.
5. Двір: Об'єкт повинен бути підключений наземної транспортної інфраструктурі - залізничний і / або автомобільним дорогам. Вони використовуються для відвантаження побічних нафтохімічних продуктів накопичуються в окремих резервуарах в процесі очищення природного газу від домішок (сірка, ртуть, інертні гази, вуглекислота і т.д.). Вони зберігаються в окремих резервурах на виробничому майданчику, а потім транспортуються до споживачів за допомогою жд або вантажного транспорту.
6. Водопоготовка: Об'єкт має потребу у воді для використання в холодильних контурах і для інших цілей. Вода повинна оброблятися і очищатися при необхідності перед використанням. Щоб зменшити потреби об'єкта в воді - застосовуються замкнуті цикли. Частково вода випаровується в процесах охолодження. Вода, яка не випаровується, поряд з будь-якими іншими стоками відправляється на станції очистки.
7. Смолоскипи: Два факела виступають в якості запобіжних пристроїв - це загальна риса всіх СПГ об'єктів. У разі виходу з ладу холодильного обладнання газ буде поступово регазіфіціроваться, отже тиск в резервуарах і трубах почне рости. Щоб не сталося інциденту необхідно знизити тиск. Викинути метан в атмосферу неприпустимо, оскільки це парниковий газ. Але його можна спалити, отримавши на виході воду і вуглекислоту. Смолоскипи завжди знаходяться у верхніх точках газопровідних систем.
8. Лінії пожежогасіння: на увазі віддаленості об'єктів з виробництва СПГ від великих населених пунктів і від цивілізації взагалі, в разі інциденту здійснювати оперативні заходи доведеться персоналу станції. У зв'язку з цим системи пожежогасіння монтуються заздалегідь, на деякій відстані від основних виробничих об'єктів. Необхідні запаси води в окремих резервуарах, запаси піноутворювачів, автономні джерела енергії, помпи та насоси.
Дотична до кола з точки C #