Исследование технологического процесса сжижения природного газа

В статье автор исследует технологический процесс сжижения природного газа.

Ключевые слова: природный газ, сжижение природного газа (СПГ)

Природный газ (ПГ) и сжиженный ПГ (СПГ), который является одним из видов ПГ, привлекли большое внимание, поскольку их использование может уменьшить растущую обеспокоенность по поводу загрязнения окружающей среды, вызванного другими видами ископаемого топлива, такими как уголь и нефть.

На рисунке ниже представлены типичные компоненты ПГ, что также дает представление об их относительном количестве:

Рис. 1. Состав природного газа [1]

Существует два основных различия между конечными продуктами, полученными при переработке газа: Чистые жидкие природные газы, что означает, что по крайней мере 90 % жидкости содержит один тип первичной молекулы, например:

— Этан

— Пропан

— Изобутан

Смешанные жидкие природные газы, что означает, что жидкость содержит по крайней мере два различных типа первичных молекул, являются:

— смесь этана/пропана (ЭП)

— природный бензин

Запасы ПГ могут находиться во вложенных подземных областях, и значительная часть запасов часто находится на шельфе.

КСПГ — это комплекс инженерно-технических сооружений, предназначенных для приема сырьевого газа, подготовки газа к сжижению, сжижения природного газа, хранения СПГ и отгрузки СПГ на суда-газовозы с дальнейшей транспортировкой на приемный терминал СПГ.

СПГ — экологически чистый, относительно легкодоступный, обладающий достаточно высокой удельной теплотой сгорания, уже занимает значительную долю в мировом энергобалансе.

Технологический процесс

Сырьевой газ поступает на вход отделения очистки газа из газопровода-отвода и направляется во входной сепаратор сырьевого газа. Входной сепаратор сырьевого газа служит для защиты оборудования от возможных жидкостных пробок.

Отсепарированный газ направляется во входной фильтр-сепаратор сырьевого газа для очистки газа от механических примесей и возможной жидкой фазы.

Рис. 2. Технологический процесс сжижения СПГ [2]

Отделение удаления ртути

Поступающий в отделение удаления ртути сырьевой газ подается в рекуперативный теплообменник «сырьевой газ — газ, очищенный от ртути и кислых газов».

Подогретый в теплообменнике сырьевой газ направляется в адсорбер ртути, где ртуть адсорбируется на сульфинированном активированном угле.

Очищенный от ртути сырьевой газ после адсорбера ртути направляется в фильтр адсорбера ртути, где очищается от унесенных частиц адсорбента.

Очищенный газ после фильтра направляется в отделение удаления кислых газов и метанола.

Отделение удаления кислых газов и метанола

Поступающий на вход отделения сырьевой газ направляется в колонну водной промывки от метанола, где очищается от метанола присутствующего в составе сырьевого газа.

В трубопровод газа, очищенного от ртути и кислых газов, перед теплообменником врезается трубопровод отпарного газа. Очищенный газ после теплообменника смешивается с отпарным газом и направляется в трубное пространство теплообменника, где отдает свое тепло сырьевому газу, и поступает в сепаратор очищенного газа.

Очищенный от ртути и кислых компонентов газ поступает в сепаратор очищенного сырьевого газа для отделения жидкой фазы. Выпадающая в нижней части и в верхней части сепаратора жидкость отводится в сепаратор.

Осушенный газ после адсорберов поступает на фильтр осушенного газа для очистки от цеолитной пыли.

Очищенный от цеолитной пыли сухой газ направляется в отделение удаления тяжелых углеводородов.

Отделение удаления тяжелых углеводородов

Осушенный сырьевой газ из отделения осушки поступает в отделение удаления тяжелых углеводородов в предохладитель осушенного сырьевого газа.

Отделившийся углеводородный конденсат из сепаратора поступает в колонну удаления тяжелых углеводородов.

В колонне удаления тяжелых углеводородов происходит удаление фракции С5+ из сырьевого газа методом низкотемпературной ректификации, для предотвращения кристаллизации тяжелых углеводородов при последующей переработке подготовленного газа в отделении сжижения.

Сжатый в компрессорной части подготовленный сырьевой газ поступает в компрессор сырьевого газа, где происходит его дожатие.

Сжатый в компрессореподготовленный сырьевой газ поступает в воздушный холодильник компрессора сырьевого газа.

Охлажденный в холодильнике подготовленный сырьевой газ направляется в отделение сжижения природного газа.

Сжиженный природный газ поступает в резервуар хранения СПГ.

Рис. 3. Резервуар хранения СПГ [3]

СПГ из наземного резервуара хранения, подается по двум технологическим криогенным трубопроводам на технологическую площадку причала и загружается в танкер-газовоз. Танкер-газовоз, также является плавучим резервуаром для хранения СПГ.

Рис. 4. Резервуар хранения СПГ [4]

Литература:

1. Федорова Е. Б., Волокитин Л. Б., Радаев И. А. Производство сжиженного природного газа. Расчет и оптимизация холодильных циклов// Учебное пособие Москва, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина, 2024 С. 5–15.
2. https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-tehnologii-proizvodstva-szhizhennogo-prirodnogo-gaza/viewer