1.2. Рабочие вещества агрегатов сжижения газов на судах-газовозах

В большинстве своем рабочими веществами холодильных агрегатов сжижения газов (АСГ) на судах-газовозах являются перевозимые вещества. Исключение составляют установки непрямой конденсации и верхние контуры каскадных установок.

Отличительной особенностью современных газовозов является возможность перевозки различных видов газов, существенно отли­чающихся по свойствам. Расширение номенклатуры перевозимых веществ накладывает дополнительные условия на выбор АСГ, обеспечивающих оптимальный режим транспортировки сжиженных газов, их погрузку и выгрузку.

АСГ должны быть достаточно гибкими с точки зрения поддержания различных температурных режимов в грузовых цистернах, допускать широкое регулирование производительностей компрессоров и насосов, обладать достаточными поверхностями теплообменных аппаратов, достаточными проходными сечениями газовых и жидкостных систем. При выборе способа перевозки газов следует уделять большое внимание вопросам техники безопасности.

Значительное место среди перевозимых сжиженных газов занимают предельные углеводороды, или алканы (метан, этан, пропан, н-бутан), непредельные углеводороды, или олефины (этилен, пропилен, бутилен), и продукты переработки последних. Перевозят окись этилена, бутадиен, пропадиен, винилхлорид, хлор-фтор, производные углеводородов и др. СССР экспортирует в больших количествах аммиак и сжиженные нефтяные газы (СНГ).

Перевозка обычно осуществляется при нормальной температуре кипения, определяемой свойствами вещества, и давлении, незначительно превышающем атмосферное.

Метан, например, является основным компонентом природного газа; содержание его в зависимости от месторождения составляет 80—98% но объему. Транспортировка метана при давлении в цис­тернах в 0,1 МПа требует поддержания температуры 111,4 К (табл. 1.6). Транспортировка сжиженного природного газа (СПГ), содержащего 90% метана, 5% этана, 3% пропана и 2% бутана при том же давлении в 0,1 МПа потребует поддержания температуры на 10 К выше. Влияние тяжелых фракций существенно сказывается на температурных режимах и должно учитываться при проектировании. Вследствие невысокой стоимости СПГ расходы на эксплуатацию АСГ соизмеримы со стоимостью СПГ, испаряющегося при изотермическом способе перевозки. По этой причине при перевозке СПГ на короткие расстояния не применяют АСГ, и испаряющийся природный газ используется как топливо главных двигателей. Что касается тяжелых углеводородных жид­костей, СНГ, олефинов, продуктов их переработки, то вследствие их высокой стоимости установки сжижения газов полностью оправдываются. При проектировании АСГ для природных газов, помимо большого объема инженерных проработок, необходимо выполнить экономическое обоснование целесообразности применения АСГ.

В табл. 1.6 приводятся физико-химические свойства предельных углеводородов от метана до н-пентана. В табл. 1.7 приводятся физико-химические свойства олефинов, азота и двуокиси углерода. В гл. 2 Методических рекомендаций приводятся данные о свойствах этилена, пропилена, 1-бутена, пропана, н-бутана и др.

Данные о свойствах большинства веществ имеются лишь в специальной литературе о теплофизических свойствах газов и жидкостей. В частности, подробные данные о свойствах метана, этана, этилена, двуокиси углерода, фреона-22, воздуха и его компонентов приводятся в серии монографий, изданных Госстандартом СССР.

В тех случаях, когда в справочной литературе отсутствуют необходимые сведения о свойствах газов, для которых проектиру­ются АСГ, рекомендуется пользоваться прибли­женными зависи­мостями.

Таблица 1.1