Как и зачем сжижают газ: технология производства и сфера использования сжиженного газа

Оборудование для сжиженного природного газа

Чтобы обеспечить высокий уровень доступности газовых месторождений (касательно шельфовой добычи), используются особые морские суда и плавательные платформы (фирмы Shell), имеющие холодильное оборудование – фактически, газ сжижается по механизму in siutu.На заводе по производству СПГ в России присутствует следующее оборудование:

  • аппараты, которые отвечают за исходные вещества, к примеру, система очистки газа
  • машины для основного цикла процесса
  • системы оборотной воды, конденсата, технологического пара
  • герметичные емкости, в которых хранятся жидкости, к примеру, сосуд Дуара
  • аппараты для загрузки и перевозки сжиженного газа без потерь на испарение
  • танкеры и прочие средства транспортировки
  • механизмы бесперебойной подачи электроэнергии и холодной воды, которая выступает хладагентом.

В последние годы все больше внимания уделяется особой технологии, которая позволяет экономить примерно половину затрат энергии на получение конечного продукта. В основе такой технологии лежит использование собственной энергии (потенциальной) сжиженного газа и естественного охлаждения потока в условиях уменьшении давления в магистральном трубопроводе до отметки потребительского давления (примерно с 6 МПа до 1,2 МПа).

Состав газа

Все просто. С точки зрения физики нет ПНГ, нет природного газа, нет газов нефтепереработки и пр. Есть углеводородный газ с определенным давлением, содержанием целевых компонент и примесей. Обычно параметры сырьевых газов такие:

Бывает и экзотика 89% азота в ПНГ Башкирии и Приуралья, низкие давления природного газа на истощенных месторождениях, аномально «тощий» газ сеномана, высокосернистые газы Баяндинского и Астраханского месторождения. С такими необычными газами жизнь инженера веселей, а инвестиции не всегда привлекательны… Но, в «среднем по больнице» газы такие, как они указаны в таблице.

Процесс производства

Исходным сырьем для производства служит природный газ и хладагент.

Существует две технологии производства СПГ:

  • открытого цикла;
  • цикл расширения азота.

Технология открытого цикла предполагает использование давления газа для выработки энергии, необходимой при охлаждении. Метан, пропускаемый по турбинам, охлаждается и расширяется, на выходе получается жидкость. Это простой способ, но он имеет один существенный недостаток – сжижается только 15% метана, а остальная его часть, не набирая достаточного давления, покидает систему.

Технологии производства СПГ

Если поблизости завода есть непосредственные потребители газа, то можно смело использовать данную технологию, поскольку она менее затратная – расходуется минимальное количество электроэнергии на производственный процесс. Как следствие – более низкая себестоимость конечного продукта. Но если потребителей нет, то применять данный метод экономически нецелесообразно – большие потери исходного сырья. lustgate.co.nz.

Технология производства с использованием азота:

  • в замкнутом контуре, содержащем турбины и компрессоры, постоянно циркулирует азот;
  • после охлаждения азота, он направляется в теплообменное устройство, куда параллельно доставляется и метан;
  • газ охлаждается и сжижается;
  • азот направляется в компрессор и турбину для охлаждения и прохождения следующего цикла.

Технология мембранного разделения газов

Преимущества этой технологии:

  • 100% использование исходного сырья;
  • компактность оборудования и простота его эксплуатации;
  • высокая надежность и безопасность.

Недостаток только один – высокое потребление электроэнергии (на каждый 1 нм3/ч готовой продукции расходуется до 0,5 кВт/ч), что значительно повышает себестоимость.

Схема компоновки станции по производству азота

Использование сжиженного газа

Большинство различных газов в сжиженном состоянии находят практическое применение:

  • Жидкий хлор используют для дезинфекции и отбеливания тканей, применяется как химическое оружие.
  • Кислород – в лечебных учреждениях для пациентов с проблемами дыхания.
  • Азот – в криохирургии, для замораживания органических тканей.
  • Водород – как реактивное топливо. В последнее время появились автомобили на водородных двигателях.
  • Аргон – в промышленности для резки металлов и плазменной сварки.

Также можно сжижать газы углеводородного класса, наиболее востребованные из которых – пропан и бутан (н-бутан, изобутан):

  • Пропан (C3H8) является веществом органического происхождения класса алканов. Получают из природного газа и при крекинге нефтепродуктов. Бесцветный газ без запаха, малорастворим в воде. Применяют как топливо, для синтеза полипропилена, производства растворителей, в пищевой промышленности (добавка E944).
  • Бутан (C4H10), класс алканов. Бесцветный горючий газ без запаха, легко сжижаемый. Получают из газового конденсата, нефтяного газа (до 12%), при крекинге нефтепродуктов. Используют как топливо, в химической промышленности, в холодильниках как хладоген, в пищевой промышленности (добавка E943).

Как получают СУГ: технологии и способы

Вещество, которое находится в газообразном состоянии, можно легко перевести в жидкость с помощью разных технологий. Их основу составляет один из двух способов – сжатие под воздействием высокого давления и понижение градусов по Цельсию.

При условии понижения температуры кипения, происходит процесс конденсации, и газы естественным путем трансформируются в жидкость. Но по причине того, что это очень низкие границы, требуется много усилий для того, чтобы их создавать и поддерживать. Наиболее часто применяется метод воздействия высоким давлением, когда искусственно сжатый газ способен к принятию жидкой формы. Такая схема трансформации агрегатных состояний касается далеко не всех веществ.

Как сжижают природный газ – особенности процесса

Главными целями в производстве сжиженного продукта являются:

  • получение конечного продукта как товарной единицы;
  • выделение бутановой, пропановой, этановой газовой фракции;
  • выделение гелия.

Фракционирование происходит в условиях пониженных температур (до -168°C). Данные условия приводят к уменьшении плотности сжиженного природного газа по сравнению с обычным в 600 раз. Ориентировочно, согласно данным электронного журнала Neftegaz.ru №12 от 2018 года, путем охлаждения можно сжать 1380 м3 природного газа до 1000 кг СПГ. Таковы примерные соотношения сжиженного газа к природному.

На производстве сжижение газа осуществляется по многоступенчатой технологии. Переход с одной ступени на другую характеризуется сжатием потока в 12 раз, до тех пор, пока не поменяется агрегатное состояние потока. Недостатком данного способа считаются энергетические потери, достигающие на выходе 25%.

На сегодняшний день разработаны две технологии получения СПГ:

  • компримирование;
  • технология, основанная на теплообменных процессах.

В первом случае протекает процесс конденсации с неизменным давлением, что негативно сказывается на энергоемкости в целом. Во втором варианте поток охлаждается с последующим резким дросселированием до нужных температурных параметров, однако после первого этапа степень сжижения газа составляет всего 4%. Выходом из ситуации является использование каскадных технологий, увеличивающих эффективность охлаждения до 100%.

Особое внимание в производстве СПГ необходимо уделять качественному теплообменному и изоляционную оборудованию, поскольку оно определяет возможность возникновения дополнительных расходов мощности. Так, при перепаде температуры внутри реактора или теплообменника на 1°C при проходе через него 100 000 м3 газовой смеси, затраты на сжатие по мощности увеличиваются на 5 кВт. Существует семь действующих вариантов технологий сжижения газовой смеси:

Существует семь действующих вариантов технологий сжижения газовой смеси:

  • для крупнотоннажного производства СПГ в 82% выбирают техпроцессы компании Air Products: AP-SMR, AP-C3MR, AP-X.
  • на втором месте стоит технология под названием Optimized Cascade, все права на которую принадлежат компании ConocoPhillips;
  • третье место занимают малогабаритные GTL-установки, предназначенные для использования в закрытых промышленных помещениях;
  • отдельные установочные единицы в производстве СПГ в мире находят широкое применение в циклах синтеза газомоторного топлива.

Для обеспечения доступности газовых месторождений (касается шельфовой добычи), в эксплуатацию были введены специальные морские суда,а также плавательные платформы (разработка компании Shell) укомплектованные холодильным оборудованием – по сути, сжижение происходит по механизму in siutu.

Сделать однозначный вывод об эффективности работы каждой не представляется возможным, поскольку зависит и определяется только обстоятельствами. Однако, если брать в расчет единичный завод по производству СПГ в России, то комплектация его такова:

  • оборудование для подготовки исходных веществ, в частности, система очистки газа;
  • оборудование для основного цикла процесса;
  • линии оборотной воды, конденсата, технологического пара;
  • герметичные резервуары, предназначенные для хранения жидкости, криоцистерного типа (сосуд Дуара);
  • оборудование для загрузки транспортировки СПГ без потерь на испарение;
  • транспортировочные танкеры и иные средства перевозки;
  • установки бесперебойной подачи электроэнергии и холодной воды в качестве хладагента.

Согласно источнику газеты Neftegaz.ru №12, в последнее время наибольшее внимание стало уделяться технологии, экономящей до 50% затрат энергии на получение целевого продукта. Она основана на использовании собственной энергии (потенциальной) сжиженного газа и естественном охлаждении потока при уменьшении давления в магистральном трубопроводе до отметки потребительского давления (ориентировочно с 6 МПа до 1,2 МПа)

Применение СПГ

Сжиженный природный газ используются аналогично природному газу. Главными областями применения является:

  • производство тепла и электричества
  • топливо для машин и оборудования
  • бытовые нужды.

Применение СПГ как энергоносителя решает такие задачи:

  • обеспечение газом удаленных объектов
  • уменьшение издержек, которые связанны с газификацией, в результате отказа от разработки, постройки и обслуживания некоторой части объектов газоснабжения
  • уменьшение объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, к примеру, вследствие замены каменного угля или мазута природным газом
  • уменьшение расходов на энергоносители
  • комплексная система получения тепловой и электроэнергии.

Обладая высокими энергетическими характеристиками и высоким октановым числом, сжиженный газ применяют не только для газификации населенных пунктов и объектов промышленности, но и в качестве моторного топлива на различных видах транспорта. Отличительные особенности работы на природном газе:

  • экологическая безопасность
  • топливная экономичность моторов
  • снижение износа деталей газового мотора
  • снижение затрат масла.

Технологии получения СУГ и СПГ

Чтобы перевести метан из газового состояния в жидкое, его необходимо охладить до -163 °С. А пропан-бутан сжижается уже при -40 ° С. Соответственно технологии и затраты в обоих случаях сильно различаются.

Для сжижения природного газа используются следующие технологии от разных фирм:

В основе всех них лежат процессы компримирования и/или теплового обмена. Операция по сжижению происходит на заводе в несколько этапов, в ходе которых газ постепенно сжимается и охлаждается до температуры перехода в жидкую фазу.

Подготовка газовой смеси

Перед тем как начать сжижать сырой природный газ, из него требуется удалить воду, гелий, водород, азот, соединения серы и другие примеси. Для этого обычно применяют адсорбционную технологию глубокой очистки газовой смеси путем пропускания ее через молекулярные сита.

Затем происходит второй этап подготовки исходного сырья, в ходе которого удаляются тяжелые углеводороды. В итоге в газе остаются лишь этан и метан (либо пропан и бутан) с объемом примесей менее 5%, чтобы уже эту фракцию начать охлаждать и сжижать.

Фракционирование позволяет избавиться от вредных примесей и выделить только основной газ для последующего сжижения. При давлении 1 атм температура перехода в жидкое состояние у метана -163 °С, у этана -88 °С, у пропана -42 °С, а у бутана -0,5 °С.

Как раз эти температурные различия и объясняют причину, зачем разделяют на фракции и только потом сжижают газ, поступающий на завод. Единой технологии сжижения для всех типов газообразных углеводородных соединений не существует. Для каждого из них приходится строить и применять свою технологическую линию.

Основной процесс сжижения

Основой для перевода газ в жидкое состояние служит холодильный цикл, в ходе которого тем или иным хладагентом теплота переносится от среды с низкой температурой к среде с более высокой. Процесс этот многоступенчатый и требует наличия мощных компрессоров для расширения/сжатия теплоносителя и теплообменников.

В качестве хладагента на разных стадиях сжижения применяются:

Например, для первичного охлаждения природного газа на «Ямал-СПГ» Новатэка используется прохладный арктический воздух, который позволяет понизить температуру исходного сырья с минимальными затратами сразу до +10 °С. А в жаркие летние месяцы вместо него предусмотрено использование морской воды из Северного Ледовитого океана, имеющей независимо от времени года на глубине постоянные 3–4 °С.

При этом в качестве конечного хладагента на Ямале применяют азот, получаемый прямо на месте из воздуха. В результате Арктика дает все необходимое для получения СПГ – от исходного природного газа до используемых в процессе сжижения рабочих агентов.

Пропан сжижается по аналогичной с метаном схеме. Только температуры охлаждения ему требуются гораздо менее низкие – минус 42 °С против минус 163 °С. Поэтому сжижение газа для газгольдеров стоит в разы дешевле, однако сам получаемый пропан-бутановый СУГ востребован на рынке меньше.

Транспортировка и хранение

Практически весь объем СПГ перевозится крупногабаритными морскими танкерами-газовозами от одного берега к другому. Транспортировка по суше ограничена необходимостью поддерживать температуру «жидкого голубого топлива» на значениях около -160 °С, иначе метан начинает переходить в газовое состояние и становится взрывоопасным.

Давление в емкости с СПГ близко к атмосферному. Однако, если температура жидкого метана поднимется выше -160 °С, то он начнет превращаться из жидкости в газ. В результате давление в емкости начнет повышаться, что представляет серьезную опасность. Поэтому танкеры для перевозки СПГ оборудуются установками поддержания низких температур и мощным слоем теплоизолятора.

СУГ регазифицируется в газ прямо в газгольдере. А регазификация СПГ производится на специальных промышленных установках без доступа кислорода. По физике жидкий метан при положительной температуре постепенно превращается в газ. Однако если это будет происходить прямо на воздухе вне специальных условий, то такой процесс приведет к взрыву.

После того, как природный газ в виде СПГ сжижают на заводе, его перевозят, а потом опять на заводе (только регазификационном) превращают обратно в газообразное состояние для дальнейшего применения.

СПГ и инвестиции

Высокая металлоемкость, сложность технологического процесса, необходимость  серьезных капитальных вложений, а так же длительность всех процессов связанных с созданием инфраструктурных объектов такого рода: обоснование инвестиций, тендерные процедуры, привлечение заемных средств и инвесторов, проектирование и строительство, которое обычно сопряжено с серьёзными логистическими трудностями, — создают препятствия для роста производства в этой сфере.

В некоторых случаях мобильные установки по сжижению могут быть неплохим вариантом. Однако их пиковая производительность весьма скромна, а энергозатратность на единицу газа выше чем у стационарных решений. Кроме того химический состав самого газа может стать непреодолимым препятствием.

Чтобы снизить риски и обеспечить возврат вложенных средств разрабатывают планы по эксплуатации установок на 20 лет вперед. А решение о разработке месторождения часто зависит от того способен ли данный участок поставлять газ в течении длительного промежутка времени.

Заводы разрабатываются под конкретную площадку и технические условия, определяемые во многом составом поступающего газового сырья. Сам завод организован по принципу черного ящика. На входе сырье, на выходе продукты, что требует минимального участия персонала в процессе.

Состав оборудования площадки, его колличество, мощность, последовательность процедур которые требуются для подготовки газовой смеси к сжижению разрабатываются для каждой конкретного завода в соответствии с требованиями Заказачика и потребителей продукции.

Что такое СПГ?

СПГ – это сжиженный природный газ. Он является продуктом вторичного воздействия на добываемый метановый, этановый газ, который получают для облегчения его перевозки и хранения. В процессе сжатия в его состав добавляют азот.Главным составляющим компонентом такого газа является метан. Его количество не должно быть меньше 75% от общей массы. Чем отличается природный газ от сжиженного газа? Сжиженный газ отличается следующими качествами:

  • бесцветный и не имеет запаха, тогда как у природного газа присутствует запах тухлых яиц, вследствие наличия в составе сернистых соединений – меркаптанов. В добытый газ обязательно добавляют одоранты, которые позволяют своевременно заметить утечку
  • плотность СПГ достигает практически 50% от плотности воды – 0,425-0,46кг/л
  • процесс кипения начинается при температуре -159°C
  • сжиженный газ не горюч
  • не обладает токсическим действием
  • не агрессивен
  • процесс горения паров проходит с выделением двуокиси углерода и водяного пара
  • на открытом воздухе при температуре 25°C и давлении 760 мм сжатый газ возвращается в свое первоначальное газообразное состояние и растворяется в воздухе
  • во время испарения газ способен воспламениться при условии контакта с очагом пламени.

Заправка сжиженным газом: нормы безопасности

  • В процессе заполнения резервуара используется продувка.
  • Безопасное наполнение газгольдера должно происходить при соблюдении требований безопасности. Это обязательно, так как несоблюдение любого из пунктов этого списка может привести к тяжелым последствиям, в том числе сбою работы газопровода, возгоранию и взрыву.
  • Запрещается допускать любой источник искр, в том числе под запрет ставят курение, сварку, резку металла и даже использование мобильных гаджетов.
  • Перед началом работы автоцистерну закрепляют деревянными подпорками, чтобы закрепить установку, исключить скатывание газовоза и возникновение форсмажорной ситуации.
  • Категорически запрещено оставлять оборудование без присмотра ни на минуту.
  • Шланг крепят с помощью хомутов.
  • В заправочном процессе принимают как минимум два человека.
  • Одежда заправщиков должна быть сделана из специальной ткани и защищать руки и ноги. Это необходимо, потому что при попадании жидких газов на открытый участок тела может появиться ожог.
  • Емкость должна быть заполнена не более чем на 85 процентов, так как иначе давление внутри газохранилища может повыситься до недопустимых показателей.
  • Когда давление превышает допустимую границу, срочно отключают компрессор, или испаритель.
  • Заправлять емкость можно только в светлое время суток – утром, или днем. Запрещаются все операции, связанные с заправкой газгольдеров при грозе.

Характеристики СУГ

Основное преимущество СУГ – возможность их существования при температуре окружающей среды и умеренных давлениях как в жидком, так и в газообразном состоянии. В жидком состоянии они легко перерабатываются, хранятся и транспортируются, в газообразном имеют лучшую характеристику сгорания.

Состояние углеводородных систем определяется совокупностью влияний различных факторов, поэтому для полной характеристики необходимо знать все параметры. К основным из них, поддающимся непосредственному измерению и влияющим на режимы течения, относятся: давление, температура, плотность, вязкость, концентрация компонентов, соотношение фаз.

Система находится в равновесном состоянии, если все параметры остаются неизменными. При таком состоянии в системе не происходит видимых качественных и количественных метаморфоз. Изменение хотя бы одного параметра нарушает равновесное состояние системы, вызывая тот или иной процесс.

От сжигания до признания

Исторически сложилось, что потенциал газа как источника энергии был недооценен в нашей стране. Не видя экономически обоснованных сфер применения, нефтепромышленники старались избавиться от легких фракций углеводородов, сжигали их без пользы. В 1946 году выделение газовой промышленности в самостоятельную отрасль революционно изменило ситуацию. Объём добычи этого типа углеводородов резко увеличился, как и соотношение в топливном балансе России.

Когда ученые и инженеры научились сжижать газы, стало возможным строить газосжижающие предприятия и доставлять голубое топливо в отдаленные районы, не оборудованные газопроводом, и использовать в каждом доме, в качестве автомобильного топлива, на производстве, а также экспортировать его за твердую валюту.

Свойства и способности сжиженных пропана, бутана и метана

Основное отличие СУГ от других видов топлива заключается в способности быстро менять свое состояние из жидкого в газообразное и обратно при определенных внешних условиях. К этим условиям относятся температура окружающей среды, внутреннее давление в резервуаре и объем вещества. Например, бутан сжижается при давлении 1,6 МПа, если температура воздуха равна 20 ºС. В то же время, температура его кипения всего -1 ºС, поэтому при серьезном морозе он будет сохранять жидкое состояние, даже если открыть вентиль баллона.

Пропан имеет более высокую энергоемкость, чем бутан. Температура его кипения равняется -42 ºС, поэтому даже в суровых климатических условиях он сохраняет способность к быстрому газообразованию.

Еще ниже температура кипения у метана. Он переходит в жидкое состояние при -160 ºС. Для бытовых условий СПГ практически не применяется, однако для импорта или транспортировки на серьезные расстояния способность природного газа сжижаться при определенной температуре и давлении имеют весомое значение.

транспортировка танкером

Любой сжиженный углеводородный газ отличается высоким коэффициентом расширения. Так, в заполненном 50-литровом баллоне содержится 21 кг жидкого пропана-бутана. При испарении всей «жидкости» образуется 11 кубометров газообразного вещества, что эквивалентно 240 Мкал. Поэтому такой вид топлива считается одним из самых эффективных и экономически выгодных для систем автономного отопления. Больше об этом можно прочитать здесь.

При эксплуатации углеводородных газов необходимо учитывать их медленную диффузию в атмосферу, а также низкие пределы воспламеняемости и взрывчатости при контакте с воздухом. Поэтому с такими веществами нужно уметь правильно обращаться, учитывая их свойства и специальные требования безопасности.

Таблица свойств

Сжиженный углеводородный газ — чем он лучше других видов топлива

Индустрия применения СУГ достаточно широка, что обусловлено его теплофизическими характеристиками и эксплуатационными преимуществами по сравнению с другими видами топлива.

Транспортировка. Основная проблема доставки обычного газа в населенные пункты заключается в необходимости прокладки газовой магистрали, длина которой может достигать нескольких тысяч километров. Для транспортировки сжиженного пропан-бутана не требуется постройка сложных коммуникация. Для этого используются обычные баллоны или другие резервуары, которые перевозятся с помощью автомобильного, железнодорожного или морского транспорта на любые расстояния. Учитывая высокую энергоэффективность данного продукта (на одном баллоне СПБ можно месяц готовить еду для семьи), выгода очевидна.

Произведенные ресурсы. Цели применения сжиженных углеводородов аналогичны целям применения магистрального газа. К ним относятся: газификация частных объектов и населенных пунктов, производство электроэнергии посредством газогенераторов, эксплуатация двигателей транспортных средств, производство продуктов химической промышленности.

Высокая теплотворная способность. Жидкие пропан, бутан и метан очень быстро преобразуются в газообразное вещество, при сгорании которого выделяется большое количество тепла. Для бутана — 10,8 Мкал/кг, для пропана — 10,9 Мкал/кг, для метана — 11,9 Мкал/кг. Коэффициент полезного действия теплового оборудования, которое работает на СУГ, значительно выше КПД приборов, принимающих в качестве сырья твердотопливные материалы.

Простота регулировки. Подача сырья к потребителю может регулироваться как в ручном, так и в автоматическом режимах. Для этого существует целый комплекс приборов, отвечающих за регулировку и безопасность эксплуатации сжиженного газа.

Высокое октановое число. СПБ имеет октановое 120, что делает его более эффективным сырьем для двигателей внутреннего сгорания, чем бензин. При использовании пропана-бутана в качестве моторного топлива повышается межремонтный период для двигателя и сокращается расход смазочных материалов.

Сокращение расходов при газификации населенных пунктов. Очень часто СУГ применяют для устранения пиковой нагрузки на магистральные газораспределительные системы. Более того, выгоднее установить для удаленного населенного пункта автономную систему газификации, чем тянуть сеть трубопроводов. По сравнению с прокладкой сетевого газа удельные капиталовложения уменьшаются в 2-3 раза. Кстати, больше информации можно найти здесь, в разделе об автономной газификации частных объектов.

Страны-потребители

Основными импортёрами СПГ в 2017 году были (в млрд м³/год):

  • Япония — 113,9;
  • Китай — 52,6;
  • Республика Корея — 51,3;
  • Индия — 25,7;
  • Тайвань — 22,5;
  • Испания — 16,6;
  • Турция — 10,9;
  • Франция — 19,8.

На 2014 год 29 стран импортировали СПГ.

За последние десять лет мировой спрос на СПГ увеличился вдвое, составив в 2016 году 258 млн тонн.

Импорт СПГ в западную Европу

На территории Европы расположено около тридцати крупных регазификационных терминалов, суммарная мощность которых по состоянию на конец 2016 г. превышала 218 млрд м³ в эквиваленте природного газа. Однако в число крупнейших потребителей СПГ европейские страны не входят. Общий импорт СПГ в Европу в 2016 г. составил всего лишь 51 млрд м³ в эквиваленте (15,3 % мирового рынка этого продукта). При этом крупные поставки осуществлялись в Испанию (13,2 млрд м³), Великобританию (10,5 млрд м³), Францию (9,7 млрд м³).

Одна из причин низкой активности европейских стран на рынке СПГ — его высокая стоимость, другая причина — давно отлаженные трубопроводные поставки газа из России. В результате существующие регазификационные мощности не востребованы, терминалы работают с довольно низкой загрузкой. В 2016 г. загрузка мощностей терминалов колебалась от 19 % в Нидерландах и 20 % в Великобритании до 31 % в Бельгии и 37 % в Италии.

В октябре 2019 года глава немецкой энергетической компании «Uniper» Андреас Ширенбек оценил в перспективе дефицит газа на континенте, который может достичь 300 миллиардов кубометров в год. По его словам, нынешняя ситуация с СПГ на европейском рынке говорит об увеличении поставок, которые обеспечит в основном Россия. По его словам, альтернативных источников практически нет. Норвегия сделать это не в состоянии из-за истощения месторождений в Северном море, а Алжир снизил экспорт на 20 процентов и сдаёт позиции крупного европейского поставщика из-за повышения внутреннего спроса.

Строение молекулы

Каждая молекула пропана состоит из трех атомов углерода, связанных друг с другом простыми одинарными связями, и восьми атомов водорода. Он имеет молекулярную формулу С3Н8. Связи С-С в пропане являются ковалентными неполярными, а вот в паре С-Н углерод немного более электроотрицателен и слегка оттягивает на себя общую электронную пару, а значит, связь ковалентная полярная. Молекула имеет зигзагообразное строение из-за того, что атомы углерода находятся в состоянии sp3-гибридизации. Но, как правило, говорят, что молекула линейная.

В составе молекулы бутана четыре атома углерода С4Н10, и он имеет два изомера: н-бутан (имеет линейное строение) и изобутан (имеет разветвленное строение). Зачастую, они не разделяются после получения, а существуют в виде смеси.

Риск пожара / взрыва и смягчение его последствий [ править ]

Этот раздел требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. ( Сентябрь 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Сферический контейнер для газа, который обычно используется на нефтеперерабатывающих заводах.

На нефтеперерабатывающем заводе или газовом заводе СНГ должен храниться в резервуарах под давлением . Эти контейнеры бывают цилиндрическими, горизонтальными или сферическими. Обычно эти сосуды проектируются и изготавливаются в соответствии с некоторыми правилами. В Соединенных Штатах этот кодекс регулируется Американским обществом инженеров-механиков (ASME).

Контейнеры для сжиженного нефтяного газа имеют клапаны сброса давления, поэтому при воздействии внешних источников тепла они выпускают сжиженный нефтяной газ в атмосферу или в факельную трубу .

Если резервуар подвергается пожару достаточной продолжительности и интенсивности, он может подвергнуться взрыву расширяющегося пара кипящей жидкости ( BLEVE ). Обычно это вызывает беспокойство у крупных нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов, которые обслуживают очень большие контейнеры. Как правило, резервуары сконструированы таким образом, что продукт будет выходить быстрее, чем давление может достигнуть опасного уровня.

Одно из средств защиты, которое используется в промышленных условиях, – это оснащение таких контейнеров мерой, обеспечивающей степень огнестойкости . Большие сферические контейнеры для сжиженного нефтяного газа могут иметь толщину стальных стенок до 15 см. Они оснащены сертифицированным предохранительным клапаном . Большой пожар вблизи сосуда повысит его температуру и давление.. Сверху предохранительный клапан предназначен для сброса избыточного давления, чтобы предотвратить разрыв самого контейнера. При достаточной продолжительности и интенсивности пожара давление, создаваемое кипящим и расширяющимся газом, может превышать способность клапана удалять избыток. Если это произойдет, передержанный контейнер может сильно разорваться, выбросив части с большой скоростью, в то время как выпущенные продукты также могут воспламениться, что потенциально может вызвать катастрофические повреждения всего, что находится поблизости, включая другие контейнеры.

Люди могут подвергнуться воздействию сжиженного нефтяного газа на рабочем месте при вдыхании, контакте с кожей и глазами. Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA) установило допустимый предел ( допустимый предел воздействия ) для воздействия сжиженного нефтяного газа на рабочем месте на уровне 1000 ppm (1800 мг / м 3 ) в течение 8-часового рабочего дня. Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH) установила предел рекомендуемой экспозиции (REL) 1000 частей на миллион (1800 мг / м 3 ) в течение 8-часового рабочего дня. При уровнях 2000 ppm, 10% нижнего предела взрываемости, сжиженный нефтяной газ считается непосредственно опасным для жизни и здоровья (исключительно из соображений безопасности, связанных с риском взрыва).

Выводы

1. Применение сжиженного природного газа в котельных показало, что СПГ обладает наивысшей теплотой сгорания, наивысшим значением КПД котельных установок, средней стоимостью и позволяет получать тепловую энергию дешевле, чем при использовании альтернативных энергоносителей, таких как мазут.

2. Пути транспортировки газа легко привязываются к котельным, т.к. СПГ можно доставлять (поставлять к котельным) железнодорожным транспортом.

3. СПГ сжигается легче и эффективнее, чем уголь или мазут. Утилизация сбросной теплоты от отходящих газов осуществляется также проще, т.к. топочный газ не загрязнен твердыми частицами или агрессивными соединениями серы. Применение СПГ как топлива сократит вредные выбросы в атмосферу. При проливе топлива он испаряется, а не впитывается в землю.

Литература

1. Киселев И.Г. Теплотехника на подвижном составе железных дорог: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. 278 с.

2. Бармин И.В., Кунис И.Д. Сжиженный природный газ вчера, сегодня, завтра/под ред. А.М. Архарова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 256 с.

3. Тимофеев В.А. Энциклопедия газовой промышленности (4-ое издание 1990), ред. пер. К.С. Басниев. М.: Акционерное общество ТВАНТ, 1994. 884 с.

4. Бучнев О.А., Саркисян В.А. Перспективы сжиженного природного газа на энергетических рынках // Газовая промышленность. 2005. № 2.

5. Вешицкий В.А. Изотермическое хранение сжиженных газов. Л.: Недра, 1970. 190 с.

6. Ильинский А.А. Транспорт и хранение промышленных сжиженных газов. М.: Химия, 1976.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий