Промышленная установка для сжижения газов

КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЗАВОДА СПГ

Природный газ, охлажденный после очистки от примесей до температуры конденсации (-161,5 °С), превращается в жидкость, называемую сжиженным природным газом (далее — СПГ). Объем газа при сжижении уменьшается в 600 раз, что является одним из основных преимуществ этой технологии.

СПГ производится на так называемых ожижительных установках (заводах), после чего может быть перевезен в специальных криогенных емкостях — морских танкерах или цистернах для сухопутного транспорта. Это позволяет доставлять газ в те районы, которые находятся далеко от магистральных газопроводов, традиционно используемых для транспортировки обычного природного газа.

Оборудование для сжижения природного газа можно разделить на следующие блоки:

  • блок подготовки;
  • компрессорный блок;
  • блок охлаждения;
  • блок сжижения;
  • система хранения СПГ;
  • система транспортирования;
  • система газификации.

Блок подготовки

Блок подготовки включает в себя оборудование, необходимое для очистки и осушки газа. Поскольку заводы по производству СПГ способны работать как с уже подготовленным магистральным газом, так и на малодебитных месторождениях, газ которых может содержать определенную долю сероводорода (H2 S), меркаптана, углекислоты (CO2), влаги и т. п., блок подготовки может значительно отличаться по составу оборудования и конструируется всегда под конкретного заказчика.

Компрессорный блок

Компрессорный блок поддерживает необходимое давление газа на всех этапах технологической цепи.

Блок охлаждения и блок сжижения газа

Хладагент азот охлаждается и подается в теплообменный аппарат, в который параллельно также подается метан, происходит процесс теплообмена, метан охлаждается и, как следствие, сжижается. Далее азот опять подогревается, подается в компрессор, на турбину, снова охлаждается и т.д.

При использовании турбодетандерной технологии (технологии сжижения «открытого цикла») используется иная схема охлаждения и сжижения. Данная технология предполагает использование давления подаваемого газа в качестве источника энергии для его охлаждения. Газ, находящийся под высоким давлением, пропускается через турбины, расширяется, охлаждается, и, как следствие, на выходе из системы образуется жидкость.

Система хранения СПГ

СПГ хранится в резервуарах, спроектированных для хранения криогенных жидкостей и обеспечивающих высокую степень теплоизоляции. При получении даже небольшого количество теплоты от окружающей среды, жидкость (СПГ) частично переходит в газообразную форму, что приводит к утечкам газа.

Резервуары для хранения СПГ производятся по принципу «емкость в емкости». Внутренняя емкость сделана из нержавеющей стали и способна выдерживать температуры до –196 °С, а более простая по исполнению внешняя емкость сделана из углеродистой стали. Пространство между емкостями заполняется специальным теплоизоляционным материалом – перлитом и вакуумом. Вакуум выступает главным теплоизолятором.

Система транспортирования

Системы транспортирования СПГ включают в себя:

  • для крупнотоннажного производства: трубопровод;
  • для малотоннажного производства: транспортные цистерны (автомобильные или железнодорожные), предназначенные для перевозки СПГ, а также оборудование сливно-наливных устройств станции наполнения (слива) транспортных цистерн СПГ, предназначенное непосредственно для наполнения (слива) транспортных цистерн и не связанное с его получением;
  • аппаратуры автоматического контроля и защиты.

Доставка СПГ от грузоотправителя до грузополучателя производится в специальных резервуарах (цистернах), смонтированных на полуприцепах (прицепах) или в цистернах-контейнерах, установленных на специализированное транспортное средство или в специальных железнодорожных цистернах.

Система газификации

В состав системы входят основные элементы:

  • резервуар (или несколько), предназначенный для приема, хранения и выдачи жидкости на испаритель;
  • испаритель, предназначенный для превращения СПГ в газ и выдачи его с заданным расходом и температурой;
  • станция наполнения жидкости от стационарного или транспортного источника;
  • соединительные трубопроводы с арматурой.

Для газификации СПГ применяются атмосферные испарители, представляющие собой комплект воздушных теплообменных панелей специальной конструкции с параллельно-последовательным коллектированием, либо другие испарители (с огневым подогревом, с промежуточным теплоносителем, с погружными газовыми горелками и т.д.).

Источник



Ожижители природного газа

ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ», накопив значительный опыт в создании ожижителей технических газов и создав различные установки сжижения азота, кислорода, водорода, гелия, в начале 2000-х годов приступило к разработке оборудования для производства сжиженного природного газа (СПГ).

Читайте также:  Виндовс 10 выбор диска для установки программ

Первая установка сжижения природного газа в ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» была разработана и изготовлена по заказу Правительства г. Москвы и предназначалась для полного сжижения поступающего газа низкого давления. Установка представляла собой транспортабельное оборудование, расположенное в стандартных контейнерах. Установка реализует цикл сжижения высокого давления.

Более десяти лет назад ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» определило создание оборудования для получения и использования сжиженного природного газа (СПГ) одним из приоритетных направлений, начав разработки в этой области инициативном порядке.

В настоящее время ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» предлагает ожижители природного газа (установки сжижения природного газа) с производительностью от 1 до 10 тонн СПГ в час. В некоторых случаях единичная производительность может достигать 20 и даже 30 т/ч по товарному СПГ.

ожижитель природного газа

Для производства СПГ в качестве сырья может выступать как природный газ, так и попутный. В зависимости от сырьевого газа потребуются разные системы его подготовки перед сжижением.

Если ожижитель располагается не в месте добычи, то сырьевым газом выступает газ с гостированными характеристиками. Природный газ, подаваемый в коммунальные системы должен соответствовать ГОСТ 5542-2014 “Газы горючие природные промышленного и коммунально-бытового назначения”. Свойства и состав природного газ, транспортируемого по газотранспортной системе ПАО «ГАЗПРОМ», регламентируются внутренним стандартом СТО-089-2010.

Полученный в установке сжижения СПГ в зависимости от его дальнейшего применения и соответствующих требований к нему может соответствовать одной из марок А, Б или В по ГОСТ Р 56021-2014.

Для подачи газа в криогенный блок, где происходит его сжижение, газ требует подготовки, состав и аппаратурное оформление которой зависит от состава сырьевого газа.

Природный газ, соответствующий ГОСТ 5542-2014, как правило, требует его осушки (удаления паров воды) и очистки (удаления остатков углекислого газа). При необходимости, блок подготовки может быть дополнен дополнительным оборудованием.

В случае, если в качестве сырья для производства СПГ используется попутный нефтяной газ (ПНГ) или жирный природный газ, могут потребоваться ступени отделения тяжелых углеводородов (С5+), а также колонны депропанизации и деэтанизации, извлекающие из него соответственно пропановые и этановые фракции.

В зависимости от целей и задач, входного сырья, параметров получаемого продукта, а также единичной производительности установки для сжижения природного газа могут базироваться на разных принципиальных схемах и термодинамических циклах.

Все многообразие технологических схем можно разделить на схемы, в которых происходит частичное или полное сжижение подготовленного потока газа.

При этом ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» готово предложить установки (ожижители) как первого, так и второго типов.

В обоих вариантах построения технологии могут использоваться сочетания процессов сжатия газа, его предварительного охлаждения (потоками газа или хладагента), теплопередачи, расширения в детандерных машинах или дросселирование.

ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» разрабатывает технологии, а также изготавливает оборудование для ведения процессов адсорбционной осушки и очистки, охлаждения, детандирования и сжижения природного газа.

Установки сжижения природного газа преимущественно строятся по блочно-модульному принципу и в обязательном порядке включают в свой состав следующие блоки:

  • блок осушки (удаление влаги);
  • блок очистки (удаление углекислоты);
  • блок аппаратов (предварительное охлаждение и отвод высококипящих тяжелых компонентов);
  • блок криогенный (доведение до криогенных температур и сжижение).

Также установки могут включать в свой состав:

  • турбодетандерный агрегат;
  • установки предварительного охлаждения (пропанового или другого);
  • компрессорные установки;
  • блок возврата паров (например, включающие эжектор).

Большое влияние на оборудование ожижителя природного газа оказывает инфраструктура его хранения и перевозки.

Так, создание крупных заводских хранилищ СПГ, вместимость которых, как правило, достигает тысяч кубических метров, подразумевает применение хранилищ атмосферного типа. Это влечет за собой необходимость производства более «холодного» СПГ (т.е. с более низкой температурой), что приводит к росту энергетических затрат на производство 1 кг СПГ.

Применение хранилищ, в которых СПГ находится под избыточным давлением, позволяет на выходе из установки сжижения природного газа иметь более высокие температуры СПГ. Такой СПГ менее энергоемок, однако могут возникать дополнительные потери паров такого СПГ при хранении, перевалке и транспортировке.

Читайте также:  Буровая установка 320 для

Каждый раз, принимая решение об использовании того или иного технологического цикла и оборудования, наши специалисты исходят из задачи многопараметрической оптимизации с учетом приоритетов конкретного заказчика. При этом принимаются во внимание, как исходные характеристики сырьевого газа, так и требований к товарным продуктам, в т.ч. к самому СПГ, особенности имеющейся на объекте и в регионе инфраструктуры, особенности эксплуатации и уровень подготовки персонала в месте расположения объекта.

Номенклатура ожижителей природного газа (ОПГ) ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» включает следующие модели ожижителей:

Источник

Установка по сжижению природного газа “ДЕТА СПГ”

Установка по сжижению природного газа с минимизацией затрат энергии и упрощением эксплуатации.

Модульная установка по сжижению природного газа «ДЕТА СПГ» с базовой производительностью 500-4000 кг/час позволяет осуществлять малотоннажное производство сжиженного природного газа, и может с успехом применяться как для разработки небольших труднодоступных ресурсов газа, так и производства СПГ из трубопроводного газа с целью его реализации потребителям.

Описание:

Модульная установка по сжижению природного газа «ДЕТА СПГ» с базовой производительностью 500-4000 кг/час позволяет осуществлять малотоннажное производство сжиженного природного газа, и может с успехом применяться как для разработки небольших труднодоступных ресурсов газа, так и производства СПГ из трубопроводного газа с целью его реализации потребителям.

Установка может применяться как на месте добычи природного газа (малодебитные газовые скважины), так и на нефтепромыслах, где есть выход попутного газа с небольшим содержанием тяжелых фракций.

Установка по сжижению природного газа «ДЕТА СПГ» может работать в непосредственной близости от газопровода высокого и среднего давления, вырабатывая СПГ, который может быть доставлен транспортными средствами (автомобильными или железнодорожными цистернами) к месту его потребления.

Возможна работа данной установки на свалочном газе и шахтном метане, а также и для ожижения природного газа среднего давления в условиях городов и поселков с целью его доставки на автозаправочные станции.

Особенность в сравнении с используемыми технологиями:

Как правило технологии малотоннажного производства СПГ базируются на эффекте снижения температуры при расширении потока газа на дроссельном клапане — эффект Джоуля-Томсона, или с использованием расширительной машины — детандера.

Используемая в «ДЕТА СПГ» технология ожижения газа предполагает охлаждение и конденсацию газа с помощью внешнего азотного холодильного цикла без включения эффекта Джоуля-Томсона для охлаждения потока метана, что минимизирует затраты энергии и упрощает эксплуатацию установки в полевых условиях.

Преимущества установки:

– безопасность. Рабочим телом в данной установке является азот, который по своей природе является инертным газом. В процессе сжижения природный газ остается при постоянном давлении. Не используются смазочные масла и фреоновые компрессоры;

– энергоэффективность. Энергозатраты на ожижение природного газа составляет 0,6 – 0,65 кВтч/кг ожиженного природного газа (при существующих в отрасли показателях от 1 до 1,5 кВтч/кгСПГ);

– мобильность. В связи с компактностью оборудования и простотой установки, ее выполнение возможно в виде передвижного модуля для быстрого и упрощенного монтажа на любой площадке без дополнительных дорогих строительно-монтажных работ;

– надежность. Установка по сжижению природного газа «ДЕТА СПГ» способна работать на любом давлении исходного сырья (природного газа). Наличие отработанной и проверенной технологии позволяет минимизировать технические риски и оптимизировать бесперебойность системы.

Принцип работы установки:

Природный газ после отделения тяжелых фракций с помощью низкотемпературной сепарации (на схеме ниже данная технологическая ступень не показана) поступает под давлением 3–5 бар в низкотемпературный теплообменник-конденсатор (НТ), где он последовательно охлаждается до температуры -160°С и ожижается с минимальными потерями давления. Далее СПГ под собственным давлением направляется в емкость для хранения. Для обеспечения охлаждения и ожижения метана используется азотный детандерно-компрессорный агрегат.

Схема процесса ожижения метана:

Д — детандерная ступень детандер-компрессора, К — компрессорная ступень детандер-компрессора, ВК — основной компрессор, ДВ — двигатель основного компрессора, КХ-1 — концевой холодильник основного компрессора, КХ-2 — концевой холодильник компрессора детандер-компрессора, РТ – рекуперативный (детандерный) теплообменник, НТ — низкотемпературный теплообменник.

Читайте также:  Герметик для монтажной пены при установке окон

Примечание: описание технологии на примере установки по сжижению природного газа “ДЕТА СПГ”.

Источник

КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЗАВОДА СПГ

Природный газ, охлажденный после очистки от примесей до температуры конденсации (-161,5 °С), превращается в жидкость, называемую сжиженным природным газом (далее — СПГ). Объем газа при сжижении уменьшается в 600 раз, что является одним из основных преимуществ этой технологии.

СПГ производится на так называемых ожижительных установках (заводах), после чего может быть перевезен в специальных криогенных емкостях — морских танкерах или цистернах для сухопутного транспорта. Это позволяет доставлять газ в те районы, которые находятся далеко от магистральных газопроводов, традиционно используемых для транспортировки обычного природного газа.

Оборудование для сжижения природного газа можно разделить на следующие блоки:

  • блок подготовки;
  • компрессорный блок;
  • блок охлаждения;
  • блок сжижения;
  • система хранения СПГ;
  • система транспортирования;
  • система газификации.

Блок подготовки

Блок подготовки включает в себя оборудование, необходимое для очистки и осушки газа. Поскольку заводы по производству СПГ способны работать как с уже подготовленным магистральным газом, так и на малодебитных месторождениях, газ которых может содержать определенную долю сероводорода (H2 S), меркаптана, углекислоты (CO2), влаги и т. п., блок подготовки может значительно отличаться по составу оборудования и конструируется всегда под конкретного заказчика.

Компрессорный блок

Компрессорный блок поддерживает необходимое давление газа на всех этапах технологической цепи.

Блок охлаждения и блок сжижения газа

Хладагент азот охлаждается и подается в теплообменный аппарат, в который параллельно также подается метан, происходит процесс теплообмена, метан охлаждается и, как следствие, сжижается. Далее азот опять подогревается, подается в компрессор, на турбину, снова охлаждается и т.д.

При использовании турбодетандерной технологии (технологии сжижения «открытого цикла») используется иная схема охлаждения и сжижения. Данная технология предполагает использование давления подаваемого газа в качестве источника энергии для его охлаждения. Газ, находящийся под высоким давлением, пропускается через турбины, расширяется, охлаждается, и, как следствие, на выходе из системы образуется жидкость.

Система хранения СПГ

СПГ хранится в резервуарах, спроектированных для хранения криогенных жидкостей и обеспечивающих высокую степень теплоизоляции. При получении даже небольшого количество теплоты от окружающей среды, жидкость (СПГ) частично переходит в газообразную форму, что приводит к утечкам газа.

Резервуары для хранения СПГ производятся по принципу «емкость в емкости». Внутренняя емкость сделана из нержавеющей стали и способна выдерживать температуры до –196 °С, а более простая по исполнению внешняя емкость сделана из углеродистой стали. Пространство между емкостями заполняется специальным теплоизоляционным материалом – перлитом и вакуумом. Вакуум выступает главным теплоизолятором.

Система транспортирования

Системы транспортирования СПГ включают в себя:

  • для крупнотоннажного производства: трубопровод;
  • для малотоннажного производства: транспортные цистерны (автомобильные или железнодорожные), предназначенные для перевозки СПГ, а также оборудование сливно-наливных устройств станции наполнения (слива) транспортных цистерн СПГ, предназначенное непосредственно для наполнения (слива) транспортных цистерн и не связанное с его получением;
  • аппаратуры автоматического контроля и защиты.

Доставка СПГ от грузоотправителя до грузополучателя производится в специальных резервуарах (цистернах), смонтированных на полуприцепах (прицепах) или в цистернах-контейнерах, установленных на специализированное транспортное средство или в специальных железнодорожных цистернах.

Система газификации

В состав системы входят основные элементы:

  • резервуар (или несколько), предназначенный для приема, хранения и выдачи жидкости на испаритель;
  • испаритель, предназначенный для превращения СПГ в газ и выдачи его с заданным расходом и температурой;
  • станция наполнения жидкости от стационарного или транспортного источника;
  • соединительные трубопроводы с арматурой.

Для газификации СПГ применяются атмосферные испарители, представляющие собой комплект воздушных теплообменных панелей специальной конструкции с параллельно-последовательным коллектированием, либо другие испарители (с огневым подогревом, с промежуточным теплоносителем, с погружными газовыми горелками и т.д.).

Источник

Adblock
detector