- •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
1.2. Очистка и осушка природных газов
Из предыдущего подраздела видно, что ПГ, который может быть направлен на ожижение, в основном в своем составе содержит метан. Из углеводородов более высокого порядка лишь незначительное содержание в газе приходится на этан и пропан. Однако содержание N2 и CO2 может быть довольно значительным. Кроме того, даже при точке росы, равной минус 40 °С, в газе содержится некоторое количество водяных паров.
Физические свойства основных компонентов природного газа приведены в табл. 1.2.1.
Из данных, приведенных в табл. 1.2.1, видно, что удаление примесей этана, а также очень незначительного содержания углеводородов более высокого порядка не вызывает значительных трудностей, так как они могут быть отделены методом дробной конденсации при охлаждении ПГ, а затем образовавшийся конденсат отводится на различных температурных уровнях.
Наличие в ПГ азота не оказывает осложнений в процессе его ожижения, так как незначительная часть N2 растворится в СПГ, а остальная часть уйдет с несконденсированной газовой фазой.
При этом даже наличие некоторого количества С2Н6 и С3Н8 с тяжелыми углеводородами укладывается в показатели качества СПГ в соответствии с ТУ 51–03–03–85, которые приведены в работе [23] и даны в табл. 1.2.2.
Таблица 1.2.1
Физические свойства основных компонентов природного газа
Газ |
Хими- ческая фор- мула |
Атомная или молекулярная масса М, кг/моль |
Плотность при Т=273 К и Р=0,101 МПа, кг/м3 |
Газовая постоянная R, Дж/(кг·К) |
Критические параметры |
Температура тройной точки, К* |
Теплота испарения при нор-мальной температуре кипения r, кДж/кг |
Темпе- ратура кипения при Р=0,1013 МПа, К |
Теплота плавления, кДж/кг |
Плотность жидкости при нормальной температуре кипения, кг/м3 |
Теплоем- кость ср/сv при Р=0,1013 МПа и Т=293 К, кДж/(кг·К) | ||
Температура Ткр, К |
Давление Ркр, МПа |
Плотность Ркр кг/м3 | |||||||||||
Метан |
СН4 |
16,04 |
0,7168 |
518,27 |
190,77 |
4,626 |
163,5 |
90,68 (117,2) |
509,0
|
111,66
|
58,72
|
426
|
2,180/1,704
|
Азот |
N2 |
28,013 |
1,2507 |
296,8 |
126,20 |
3,40 |
313,1 |
63,15 (125,3) |
197,6
|
77,35
|
25,8
|
808
|
1,041/0,737
|
n-Бутан |
С4Н10 |
58,124 |
2,703 |
143,0 |
425,15 |
3,85 |
227,0 |
134,85 |
386 |
272,6 |
79,97 |
601 |
1,590/1,382 |
изо-Бутан |
С4Н10
|
58,124
|
2,668
|
143,0
|
408,14
|
3,80
|
– |
115,56
|
381
|
261,43
|
78,3
|
580
|
– |
Кислород |
О2
|
31,999 |
1,429
|
259,8 |
154,88 |
5,043 |
436 |
54,36 (1,46) |
212,3 |
90,18 |
13,94 |
1136 |
0,917/0,653 |
n-Пентан |
С5Н12 |
72,151 |
– |
115,0 |
470,35 |
3,37 |
232 |
143,45 |
357,6 |
309,25 |
116,8 |
620 |
1,453/1,294 |
Пропилен |
С3Н6
|
42,081 |
1,915 |
197,5 |
365,05 |
4,64 |
231 |
87,85 |
438 |
225,35 |
71,4 |
609 |
1,480/1,298 |
Пропан |
С3Н8 |
44,097 |
2,019 |
188,5 |
370,0 |
4,27 |
225 |
85,45 |
427 |
231,1 |
80 |
582 |
1,650/1,445 |
Этан |
С2Н6 |
30,070 |
1,357 |
276,7 |
305,5 |
4,87 |
205 |
90,348 (1,13·10–2) |
490
|
184,53 |
95,5
|
546 |
1,754/1,445 |
Диоксид углерода |
СО2
|
44,011 |
1,977 |
188,9 |
304,19 |
7,38 |
468 |
216,55 (0,517 МПа) |
571,1 |
194,7 |
199 |
1180 |
0,854/0,649 |
___________________________
* В скобках указано равновесное давление в гПа.
** Температура сублимации, теплота сублимации.
Таблица 1.2.2