- •Г.В. Тараканов, а.К. Мановян основы технологии переработки природного газа и конденсата
- •Введение
- •Сырье и продукция газоперерабатывающих заводов
- •1.1. Основные физико-химические характеристики сырья
- •1.1.1. Природные газы
- •1.1.2. Газовые конденсаты
- •1.2. Классификация продукции газоперерабатывающих заводов
- •Показатели качества газовых конденсатов некоторых месторождений России [5]
- •1.3.2. Широкая фракция легких углеводородов
- •1.3.3. Сжиженные газы
- •Газы углеводородные сжиженные топливные (по гост р 52087)
- •Газы углеводородные сжиженные, поставляемые на экспорт (по гост р 51104)
- •1.3.4. Стабильный газовый конденсат
- •Требования к показателям качества стабильного газового конденсата
- •1.3.5. Продукты переработки газового конденсата
- •Требования качества к газоконденсатному дизельному топливу широкого фракционного состава (ту 51-28-86)
- •Основные требования к качеству топочных и флотских мазутов по гост 10585
- •Технические требования к сере по гост 127
- •Гранулометрический состав комовой, гранулированной и молотой серы 1-4 классов по гост 127
- •1.3.6. Газовая сера
- •1.3.7. Одорант
- •Методы определения и расчета основных физико-химических свойств природного газа, конденсата и продуктов их переработки
- •2.1. Компонентный состав газа
- •Компонентный состав природного газа Астраханского газоконденсатного месторождения
- •2.2. Фракционный состав газового конденсата и жидких продуктов его переработки
- •Фракционный состав по итк газового конденсата Астраханского газоконденсатного месторождения
- •2.3. Плотность
- •2.4. Молекулярная масса
- •2.5. Энтальпия
- •2.6. Константа фазового равновесия
- •Технологические установки сепарации пластовой смеси
- •3.1. Классификация и принципиальные технологические схемы установок сепарации
- •3.1.1. Гравитационные сепараторы
- •3.1.2. Инерционные сепараторы
- •3.1.3. Центробежные сепараторы
- •3.1.4. Фильтрующие сепараторы
- •3.2. Принципы технологического расчёта гравитационных трехфазных сепараторов
- •Технологические установки очистки газов от сероводорода и диоксида углерода
- •4.1. Классификация установок очистки газов и применяемые поглотители
- •4.2. Технология аминовой очистки газов
- •4.2.1. Химизм процесса очистки газа алканоламинами
- •4.2.2. Технологические схемы и режимы процесса
- •4.2.3. Влияние параметров на процесс
- •4.2.4. Пенообразование в аминовых растворах и борьба с ним
- •4.2.5. Принципы технологического расчета основных аппаратов установок аминовой очистки
- •4.3. Основы технологии очистки газа физическими абсорбентами
- •4.4. Краткие сведения о технологии очистки растворами солей щелочных металлов и аминокислот
- •Технологические установки осушки газов от влаги
- •5.1. Влагосодержание природного газа и способы его осушки
- •Основные преимущества абсорбционных и адсорбционных процессов осушки газа
- •5.2. Абсорбционная осушка газов
- •5.2.1. Принципиальная схема и технологический режим процесса
- •5.2.2. Применяемые абсорбенты
- •5.2.3. Влияние различных параметров и процесс абсорбционной осушки
- •5.2.4. Принципы расчета процесса гликолевой осушки газа
- •5.3. Адсорбционная осушка газов
- •5.3.1. Принципиальная схема процесса
- •5.3.2. Адсорбенты и технологический режим стадии адсорбции
- •5.3.3. Технологический режим стадий десорбции и охлаждения
- •5.3.4. Влияние физико-химических характеристик осушаемого газа на процессы адсорбции и регенерации
- •5.3.5. Принципы технологического расчета адсорберов
- •5.4. Комбинированные способы осушки газа
- •Технологические установки отбензинивания газов
- •6.1. Классификация методов отбензинивания газов
- •6.2. Извлечение тяжелых углеводородов методом низкотемпературной сепарации
- •6.3. Извлечение тяжелых углеводородов методом низкотемпературной конденсации
- •6.4. Технология абсорбционного отбензинивания газов
- •6.4.1. Применяемые абсорбенты
- •6.4.2. Влияние основных факторов на процессы абсорбции и десорбции
- •6.4.3. Технологические схемы установок
- •6.4.4. Принципы расчета абсорберов и десорберов
- •6.5. Краткие сведения о технологии адсорбционного отбензинивания газов
- •Основы технологии производства газовой серы
- •7.1. Химизм получения элементарной серы
- •7.2. Влияние основных параметров на процесс получения серы методом Клауса
- •7.3. Катализаторы процесса Клауса
- •7.4. Технологическая схема и режим процесса
- •Характеристика катализаторов процесса Клауса французской фирмы "Рон-Пуленк"
- •Ориентировочные границы применимости той или иной модификации процесса Клауса
- •7.5. Краткие сведения о доочистке отходящего газа установок Клауса
- •Процессы доочистки, основанные на реакции Клауса
- •Основные параметры технологического режима и показатели работы установки Клауса (рис. 7.2)
- •7.5.2. Процессы, основанные на превращении сернистых соединений в один компонент
- •Переработка широкой фракции легких углеводородов
- •8.1. Варианты переработки
- •8.2. Краткие основы технологии очистки широкой фракции легких углеводородов от сернистых соединений
- •8.3. Ректификационное разделение широкой фракции легких углеводородов
- •8.3.1. Классификация и принципы построения технологических схем газофракционирующих установок
- •Затраты на выделение различных компонентов на гфу (% от общей суммы затрат на установке)
- •8.3.2. Влияние основных параметров на процесс ректификации
- •8.3.3. Принципы технологического расчета ректификационных колонн гфу
- •Стабилизация газовых конденсатов
- •9.1. Технология стабилизации газового конденсата
- •9.1.1. Многоступенчатая дегазация
- •9.1.2. Стабилизация в ректификационных колоннах
- •9.2. Особенности процесса и борьба с коррозией на установках стабилизации сернистых газовых конденсатов
- •Производство технического углерода из природного газа и газового конденсата
- •10.1. Назначение и основные физико-химические свойства технического углерода
- •10.2. Сырье для производства технического углерода
- •10.3. Химизм и механизм получения технического углерода
- •10.4. Способы получения технического углерода
- •10.4.1. Печной способ
- •10.4.2. Канальный (диффузионный) способ
- •Выделение гелия из природного газа
- •11.1. Области применения и основные физико-химические свойства гелия
- •11.2. Основы технологии производства гелия
- •11.2. 1. Получение гелия абсорбцией фторсодержащими соединениями
- •11.2.2. Получение гелия гидратообразованием
- •11.2.3. Получение гелия мембранной технологией
- •11.2.4. Криогенный способ получения гелия
- •Основные принципы технологии сжижения природного газа
- •12.1. Области применения сжиженного газа
- •12.2. Основы технологии сжижения газа
- •12.2.1. Установка сжижения природного газа с каскадным циклом на трех хладоагентах
- •12.2.2. Установка сжижения природного газа с однопоточным циклом на многокомпонентной смеси
- •12.2.3. Установка сжижения природного газа с каскадным однопоточным циклом и предварительным пропановым охлаждением
- •12.3. Хранение сжиженного газа
- •Краткие сведения по технологиям производства синтетичеких жидких топлив и водорода
- •13.1. Технология производства сжт из природного газа
- •Составы продуктов синтеза Фишера-Тропша в реакторах различных типов
- •13.2. Технология производства водорода из природного газа
- •Условные сокращения и обозначения
- •Литература
- •Критические температура, давление и фактор ацентричности некоторых газов
- •Фактор сжимаемости простых веществ z(0)
- •Поправочная функция z(1) для фактора сжимаемости чистых веществ
- •Значения коэффициентов d1, d2, d3, d4
- •414025, Г. Астрахань, ул. Татищева, 16
Основные принципы технологии сжижения природного газа
12.1. Области применения сжиженного газа
Природные газы являются топливом с очень широким диапазоном применения – отопление бытовых и производственных помещений, сушка, резка и сварка металлов, топливо для двигателей внутреннего сгорания и так далее. Они также могут служить сырьем для производства различных химических продуктов и синтетических материалов. В жидком состоянии газ занимает примерно 1/250 своего первоначального объема.
Сжиженный природный газ (Liquefied Natural Gas) (сокращенное название – СПГ или в английской транскрипции – LNG) используют для:
- покрытия пиковых нагрузок газа;
- компенсации недостаточной подачи газа при авариях на газопроводах в местах его потребления;
- для транспортировки (железнодорожными цистернами, танкерами и др.) их мест его добычи и переработки в районы с ограниченными или слишком дорогими местными источниками топлива (в условиях отсутствия магистрального газопровода).
В настоящее время из стран Ближнего Востока и Африки в Западную Европу транспортируется 110 – 140, в США – 85 – 140, в Японию – 28 млн. м3 в сутки сжиженного природного газа. В России в настоящее время ведутся научно-исследовательские и проектные работы по созданию аналогичных заводов по сжижению природного газа и соответствующих транспортных средств (на Штокмановском месторождении и на полуострове Ямал) и строится терминал на Сахалине, где в рамках проекта «Сахалин-2» возводится один из крупнейших в мире заводов по производству сжиженного природного газа мощностью 9,6 млн. тонн в год.
12.2. Основы технологии сжижения газа
При атмосферном давлении температура кипения сжиженного природного газа, состоящего в основном из метана, равна минус 162 0С.
Завод сжижения природного газа включает в себя блок глубокой очистки и осушки газа, собственно установку сжижения, изотермические хранилища газа, насосы, установку регазификации для повышения давления газа и вспомогательные системы – контроля и автоматики, сигнализацию, средства пожаротушения и др.
Важнейшим элементом завода является установка сжижения, хотя ее стоимость составляет всего 15 - 35 % от общей стоимости завода. Стоимость хранилища сжиженного газа может доходить до 50 - 70 % от общей стоимости завода. При производстве сжиженного природного газа используются циклы глубокого охлаждения.
На выбор холодильного цикла и технологической схемы оказывают влияние состав и давление сжиженного газа, требуемая производительность установки, требования к составу, давлению и температуре сжиженного газа.
Для сжижения природного газа в настоящее время широко используются следующие холодильные циклы:
- классический каскадный цикл на трех хладоагентах;
- однопоточный цикл на многокомпонентной смеси;
- однопоточный каскадный цикл на многокомпонентной смеси;
- холодильный цикл на расширительной машине – турбодетандере.
12.2.1. Установка сжижения природного газа с каскадным циклом на трех хладоагентах
Принципиальная схема установки сжижения природного газа с каскадным циклом на трех хладоагентах приведена на рис. 12.1. В качестве хладоагентов используют пропан (теплообменники 1 и 2), этилен (теплообменники 3 и 4) и метан (теплообменники 5 и 6). Температура природного газа на выходе из теплообменников 1 – 6 составляет соответственно -32, -40, -68, -98, -126 и -147 0С. Суммарный расход электроэнергии достигает 0,5 кВт-ч/кг сжиженного газа.
Эта схема наиболее широко распространена из-за простоты и доступности оборудования.