- •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
Сравнительная характеристика ожижителей пг, работающих по дроссельному циклу с включением холодильной машины или внешнего холодильного контура на сха
№ пп |
Показатель |
Единица измерения |
Ожижитель СН4 с холодильной машиной |
Ожижитель СН4 с холодильным контуром на СХА |
1 |
Объем перерабатываемого ПГ* |
м3/ч |
3600 |
1800 |
2 |
Объем СХА |
м3/ч |
– |
1800 |
3 |
Температура предварительного охлаждения ожижаемого газа |
°C |
–40 |
–105 |
4 |
Производительность СПГ |
кг/ч |
1000 |
950 |
5 |
Давление: |
МПа (изб.) |
|
|
|
на всасывании компрессоров; |
|
0,6 |
0,6 |
|
на нагнетании |
|
20,0 |
20,0 |
6 |
Давление СПГ |
МПа (изб.) |
0,65 |
0,65 |
7 |
Мощность компрессоров АГНКС |
кВт |
320·2 = 640 |
320·2 = 640 |
8 |
Мощность компрессора холодильной машины |
кВт |
176 |
– |
9 |
Суммарная мощность |
кВт |
816 |
640 |
10 |
Удельные энергозатраты |
кВт·ч/кг СПГ |
0,816 |
0,674 |
*Объем перерабатываемого газа в пп. 1 и 2 приведен к условиям температуры 20 °C и давления 760 мм рт. ст.
Результаты проведенного сравнения двух вариантов ожижения метана на базе АГНКС показывают, что применение СХА позволяет почти на 50 % снизить капитальные затраты по сравнению с вариантом использования хладоновой холодильной машины и снизить более чем на 15 % удельные затраты электроэнергии, что позволяет существенно уменьшить себестоимость получаемого СПГ.
Другим источником получения относительно дешевого СПГ могут стать ожижительные установки небольшой производительности, устанавливаемые вблизи ГРС. Сжиженный природный газ, получаемый на этих установках, в отличие от установок, размещенных на АГНКС, имеет меньшуюсебестоимость, так как в этом случае отпадает необходимость компримирования ПГ, поступающего на ожижение в установку.
В работе [42] проведен подробный технико-экономический анализ себестоимости СПГ, получаемого на различных мини-заводах, которые могут работать на базе АГНКС и ГРС.
В работе [53] показано, что при определенных условиях ожижители ПГ, выполненные применительно к АГНКС и ГРС, могут оказаться вполне рентабельными и приносить реальную прибыль их владельцам в районах, не обеспеченных системой трубопроводной газификации.
Уже первая установка СПГ, установленная на ГРС «Никольское» в Ленинградской области, схема которой приведена в работе [55] и дана на рис. 1.4.4, показала достаточно высокую эффективность.
В этой установке ПГ из магистрального газопровода МГ при Т ≈ 273 К поступал в криогенный блок и направлялся в один из двух попеременно работающих теплообменников вымораживателей В1 и В2, где происходило вымораживание влаги с одновременной конденсацией части высококипящих примесей, содержащихся в ПГ. Вихревая труба ВТ, включенная в схему установки, использовалась в качестве источника теплоты для отогрева одного из вымораживателей после его забивки льдом и снегом. Одновременно холодный поток газа, выходящий из вихревой трубы, смешивался с обратным потоком ПГ, выходящим из теплообменника ТО с температурой 260–270 К, и поступал на охлаждение вымораживателя, работающего в режиме осушки. Окончательное охлаждение ПГ происходило в теплообменнике ТО и затем поток ПГ дросселировался с помощью дроссельного вентиля ДВ в сборник ожиженного газа. Из теплообменника ТО, как и из вымораживателей В1 и В2, происходит слив конденсата. Сжиженный природный газ из отделителя жидкости сливается потребителю, а не ожиженная часть ПГ по выходе из ОЖ направляется в качестве обратного потока в теплообменник ТО, на входе в который к этому потоку присоединяется холодный поток газа, выходящий из вихревой трубы ВТ. В дальнейшем этот поток охлаждает прямой поток ПГ, проходящий через один из вымораживателей, и смешивается с потоком ПГ, направляемым после ГРС потребителю. Номинальная производительность такой установки при ГРС «Никольское» составляла около 200 кг СПГ/ч при Рвх = 3,5–4,5 МПа.
Рис. 1.4.4. Принципиальная схема ожижителя ПГ с вихревой трубой, установленного на ГРС: МГ – магистральный газопровод; ГРС – газораспределительная станция; В1, В2 – теплообменники-вымораживатели; ТО – теплообменник; ВТ – вихревая труба; ДВ – дроссельный вентиль; ОЖ – отделитель жидкости
Данные по оценке технико-экономической эффективности мини-заводов СПГ на базе ГРС, приведенные в работах [52, 56], показывают, что даже при значительном снижении давления ПГ в МГ и уменьшении в связи с этим коэффициента ожижения по сравнению с установкой ожижения ПГ, работающей в составе АГНКС, для установок одной и той же производительности, эксплуатирующихся при ГРС, имеет место существенное снижение себестоимости получаемого СПГ. Результаты этого сравнения по данным работы [52] приведены в табл. 1.4.2.
Таблица 1.4.2