- •Федеральное агентство по образованию
- •Предисловие
- •1. Ожижение природного газа Введение
- •1.1. Характеристика природных газов, используемых для получения сжиженного природного газа
- •Составы газовых и газоконденсатных месторождений ряда газоносных и нефтегазовых регионов России
- •Состав природных (попутных нефтяных) газов
- •Состав пг некоторых зарубежных месторождений
- •Показатели, которым должны удовлетворять газы, транспортируемые по магистральным газопроводам
- •1.2. Очистка и осушка природных газов
- •Физические свойства основных компонентов природного газа
- •Показатели качества сжиженного природного газа
- •Теплофизические характеристики адсорбентов и параметры их регенерации
- •1.3. Сжижение метана
- •Результаты расчетов теоретического цикла ожижения газа с простым дросселированием
- •Сравнение данных по хT и lT для установок ожижения метана и воздуха, работающих по теоретическому циклу с простым дросселированием и внешним источником охлаждения
- •Результаты расчета детандерного цикла ожижения метана при различных значениях Gд
- •Сводные данные расчета установки ожижения метана
- •Сводные данные расчета установки ожижения метана
- •Сводные данные расчета установки ожижения метана
- •Сравнение значений х для ряда циклов ожижения метана
- •Основные результаты расчетного анализа установок получения спг, работающих по различным циклам ожижения
- •Циклы ожижения метана
- •Значения основных параметров криопродуктов, используемых в трехкаскадной установке ожижения пг
- •Параметры узловых точек для потоков в отдельных циклах каскада
- •Сводные данные по расчету процесса прямоточной конденсации в водяном холодильнике
- •Сводные данные по определению материальных потоков, выходящих из водяного холодильника и теплообменников то1–то3
- •Параметры основных точек потоков, проходящих через аппараты ожижителя
- •Сводные данные по расчету теплообменников то2–то4 ожижителя пг
- •1.4. Ожижители природного газа и крупные заводы по производству сжиженного природного газа
- •Сравнительная характеристика ожижителей пг, работающих по дроссельному циклу с включением холодильной машины или внешнего холодильного контура на сха
- •Сравнительные технико-экономические характеристики установок производства спг на грс и агнкс, приведенные к производительности 600 кг спг/ч
- •Техническая характеристика установок ожижения пг на базе внешних холодильных циклов
- •Техническая характеристика ожижителей пг на базе детандерных циклов
- •Некоторые из ожижителей пг, созданные фирмой «Линде» и введенные в эксплуатацию в сша
- •Список литературы
- •2.Утилизация холода сжиженного природного газа при регазификации Введение
- •2.1. Основные направления утилизации холода сжиженного природного газа
- •2.2. Применение холода сжиженного природного газа для ожижения газообразных криопродуктов
- •2.3. Использование холода сжиженного природного газа для повышения эффективности работы отдельных узлов вру
- •2.4. Воздухоразделительные установки для получения жидких криопродуктов, использующие холод сжиженного природного газа
- •Основные показатели установок с азотным циркуляционным циклом, предназначенных для получения продуктов разделения воздуха в жидком виде
- •Данные, характеризующие эффективность применения процесса низкотемпературного сжатия в вру, использующих холод спг
- •Данные, характеризующие работу вру для одновременного получения жидких и газообразных криопродуктов при различных режимах работы
- •ХарактеристикаВру с использованием холода спг, эксплуатирующихся в Японии
- •2.5. Утилизация холода сжиженного природного газа в установках разделения воздуха, получающих газообразные криопродукты
- •Список литературы
- •Заключение
- •Содержание
- •196006, Санкт-Петербург, ул. Коли Томчака, дом 28
Параметры основных точек потоков, проходящих через аппараты ожижителя
Номер узловой точки |
Компо- нент |
Темпе-ратура, К |
Общее давление, МПа |
Энтальпия ПГ, кДж/кг |
Концентрация, моль/моль |
Парциальное давление Рi, МПа |
Массовое количество компонента, кг |
Энтальпия при Рi, кДж/кг | ||
Паровая фаза, уi |
Жидкая фаза, хi | |||||||||
1 |
СН4 |
300 |
4,0 |
1161,70 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
2 |
СН4 |
238 |
4,0 |
1001,65 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
3 |
СН4 |
178 |
4,0 |
555,89 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
4 |
СН4 |
120 |
4,0 |
320,54 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
5 |
СН4 |
100 |
4,0 |
253,46 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
7 |
СН4 |
|
|
– |
– |
0,09144 |
0,274 |
0,4906 |
– |
1198,8 |
|
С2Н4 |
300 |
3,0 |
– |
– |
0,07811 |
0,234 |
0,7336 |
– |
656,8 |
|
С3Н8 |
|
|
– |
– |
0,83039 |
2,492 |
12,2514 |
– |
167,44 |
9 |
СН4 |
|
|
– |
0,49547 |
– |
1,486 |
– |
5,2694 |
1186,73 |
|
С2Н4 |
300 |
3,0 |
– |
0,14112 |
– |
0,423 |
– |
2,6264 |
659,3 |
|
С3Н8 |
|
|
– |
0,33332 |
– |
1,000 |
– |
9,7486 |
502,32 |
|
N2 |
|
|
– |
0,03009 |
– |
0,091 |
– |
0,560 |
558,79 |
11 |
СН4 |
|
|
– |
– |
0,30132 |
0,904 |
1,91264 |
– |
1053,41 |
|
С2Н4 |
238 |
3,0 |
– |
– |
0,16435 |
0,493 |
1,8256 |
– |
565,1 |
|
С3Н8 |
|
|
– |
– |
0,53433 |
1,603 |
9,32712 |
– |
41,86 |
Продолжение табл. 1.3.15
Номер узловой точки |
Компо- нент |
Темпе-ратура, К |
Общее давление, МПа |
Энтальпия ПГ, кДж/кг |
Концентрация, моль/моль |
Парциальное давление Рi, МПа |
Массовое количество компонента, кг |
Энтальпия при Рi, кДж/кг | ||
Паровая фаза, уi |
Жидкая фаза, хi | |||||||||
12 |
СН4 |
|
|
– |
0,78252 |
– |
2,348 |
– |
3,3568 |
1030,38 |
|
С2Н4 |
238 |
3,0 |
– |
0,10676 |
– |
0,321 |
– |
0,80108 |
567,62 |
|
С3Н8 |
|
|
– |
0,03579 |
– |
0,107 |
– |
0,42196 |
435,34 |
|
N2 |
|
|
– |
0,07463 |
– |
0,224 |
– |
0,560 |
493,75 |
8 |
СН4 |
|
|
– |
– |
0,09144 |
0,274 |
0,4906 |
– |
1062,65 |
|
С2Н4 |
238 |
3,0 |
– |
– |
0,07811 |
0,234 |
0,7336 |
– |
573,48 |
|
С3Н8 |
|
|
– |
– |
0,83036 |
2,492 |
12,2514 |
– |
41,86 |
13(без обратного потока) |
СН4 |
|
|
– |
0,9144 |
– |
0,0091 |
– |
0,4906 |
1189,11 |
С2Н4 |
295 |
0,1 |
– |
0,07811 |
– |
0,0078 |
– |
0,7336 |
653,0 | |
С3Н8 |
|
|
– |
0,83039 |
– |
0,083 |
– |
12,2514 |
535,8 | |
16 |
СН4 |
|
|
– |
– |
0,7986 |
2,395 |
2,33856 |
– |
838,66 |
|
С2Н4 |
178 |
3,0 |
– |
– |
0,1490 |
0,447 |
0,76356 |
– |
25,12 |
|
С3Н8 |
|
|
– |
– |
0,0524 |
0,157 |
0,42156 |
– |
–27,2 |
17 |
СН4 |
|
|
– |
0,74888 |
– |
2,247 |
– |
1,01824 |
854,41 |
|
С2Н4 |
178 |
3,0 |
– |
0,01577 |
– |
0,047 |
– |
0,03752 |
496,04 |
|
С3Н8 |
|
|
– |
0 |
– |
0 |
– |
0 |
– |
|
N2 |
|
|
– |
0,23535 |
– |
0,706 |
– |
0,56 |
438,77 |
Продолжение табл. 1.3.15
Номер узловой точки |
Компо- нент |
Темпе-ратура, К |
Общее давление, МПа |
Энтальпия ПГ, кДж/кг |
Концентрация, моль/моль |
Парциальное давление Рi, МПа |
Массовое количество компонента, кг |
Энтальпия при Рi, кДж/кг | ||
Паровая фаза, уi |
Жидкая фаза, хi | |||||||||
14 |
СН4 |
|
|
– |
0,30132 |
– |
0,0332 |
– |
1,91264 |
1054,62 |
|
С2Н4 |
233 |
0,11 |
– |
0,16435 |
– |
0,0181 |
– |
1,8257 |
489,76 |
|
С3Н8 |
|
|
– |
0,53433 |
– |
0,0587 |
– |
9,32712 |
468,83 |
18 |
СН4 |
|
|
– |
– |
0,30132 |
0,904 |
1,91264 |
– |
774,77 |
|
С2Н4 |
178 |
3,0 |
– |
– |
0,16435 |
0,493 |
1,8256 |
– |
25,12 |
С3Н8 |
|
|
– |
– |
0,53433 |
1,603 |
9,32712 |
– |
–27,2 | |
6 |
СН4 |
|
|
– |
0,36 |
– |
1,08 |
– |
5,76 |
– |
|
С2Н4 |
300 |
3,0 |
– |
0,12 |
– |
0,36 |
– |
3,36 |
– |
|
С3Н8 |
|
|
– |
0,5 |
– |
1,50 |
– |
22,0 |
– |
|
N2 |
|
|
– |
0,02 |
– |
0,06 |
– |
0,56 |
– |
19 |
СН4 |
|
|
– |
0,7825 |
– |
0,0939 |
– |
3,3568 |
928,0 |
|
С2Н4 |
173 |
0,12 |
– |
0,10676 |
– |
0,0128 |
– |
0,80108 |
489,76 |
|
С3Н8 |
|
|
– |
0,03579 |
– |
0,0043 |
– |
0,42196 |
368,39 |
|
N2 |
|
|
– |
0,07463 |
– |
0,0090 |
– |
0,56 |
426,3 |
21 |
СН4 |
|
|
– |
– |
0,7986 |
2,396 |
2,33856 |
– |
318,32 |
|
С2Н4 |
120 |
3,0 |
– |
– |
0,1490 |
0,447 |
0,76356 |
– |
–128,66 |
|
С3Н8 |
|
|
– |
– |
0,0524 |
0,157 |
0,42196 |
– |
– |
Окончание табл. 1.3.15
Номер узловой точки |
Компо- нент |
Темпе-ратура, К |
Общее давление, МПа |
Энтальпия ПГ, кДж/кг |
Концентрация, моль/моль |
Парциальное давление Рi, МПа |
Массовое количество компонента, кг |
Энтальпия при Рi, кДж/кг | ||
Паровая фаза, уi |
Жидкая фаза, хi | |||||||||
22 |
СН4 |
|
|
– |
0,74888 |
– |
2,247 |
– |
1,01824 |
318,11 |
|
С2Н4 |
120 |
3,0 |
– |
0,01577 |
– |
0,047 |
– |
0,03752 |
–112,18 |
|
N2 |
|
|
– |
0,23535
|
– |
0,706 |
– |
0,56 |
362,95 |
23 |
СН4 |
|
|
– |
0,74888 |
– |
0,105 |
– |
1,01824 |
803,77 |
С2Н4 |
115 |
0,14 |
– |
0,01577 |
– |
0,002 |
– |
0,03752 |
–131,2 | |
|
N2 |
|
|
– |
0,23535
|
– |
0,033 |
– |
0,56 |
365,47 |
24 |
СН4 |
|
|
– |
0,74888 |
– |
2,247 |
1,01824 |
– |
270,63 |
|
С2Н4 |
100 |
3,0 |
– |
0,01577 |
– |
0,047 |
0,03752 |
– |
–170,2 |
|
N2 |
|
|
– |
0,23535 |
– |
0,706 |
0,56 |
– |
174,6 |
Количество теплоты, отнимаемой в теплообменнике ТО1 от жидкой смеси при охлаждении от Т7 доТ8,
3,3362·0,4906·62 + 2,6·0,7336·62 +
+ 2,2·12,2514·62 = 1890,83 кДж, (1.3.45)
где – теплоемкостьi-го компонента конденсата в точке 8; ΔТ– разность температур на входе и выходе жидкой смеси из теплообменника ТО1, К.
Количество теплоты, отнимаемой при конденсации и охлаждении газовой фазы в теплообменнике ТО1, выходящей из отделителя жидкости ОЖ1,
(5,2694·1186,73 +
+ 2,6264·659,3 + 9,7486·502,32 + 0,56·558,79) –
– (1,91264·1053,41 + 1,8256·565,1 + 9,32712·41,86 +
+ 3,3568·1030,38 + 0,80108·576,62 + 0,42196·435,34 +
+ 0,56·493,75) = 5377,02 кДж. (1.3.46)
Тепловая нагрузка при кипении смеси состава, соответствующего точке 8,
= (0,4906·1189,11 + 0,7336·653,0 +
+ 12,2514·535,8) – (0,4906·1062,65 + 0,7336·573,48 +
+ 12,2514·41,86) = 6171,83 кДж. (1.3.47)
Тепловая нагрузка по обратному потоку, проходящему через ТО1,
2,10·62·5,2694 + 1,34·62·2,6264 +
+ 1,63·62·9,7486 + 1,08·62·0,56 = 2026,97 кДж. (1.3.48)
Холодопроизводительность, которую можно использовать в теплообменнике ТО1 для охлаждения ПГ,
(6171,83 + 2026,97) –
– (1890,83 + 5377,02) = 930,95 кДж.
Количество ожижаемого ПГ, которое можно охладить в теплообменнике ТО1 с Т= 300 К доТ= 238 К приР= 4,0 МПа,
Сводные данные по расчету остальных теплообменников приведены в табл. 1.3.16.
Таблица 1.3.16