Движение вперед: перспективы и потенциал применения сжиженных газов

Процесс конвертирования природного газа в жидкое состояние – это важный этап в улучшении эффективности производства и транспортировки природного газа. Для этого применяются различные технологии и методы, но недавно разработанный метод обещает быть более эффективным и экологически чистым.

Сжиженный природный газ (СПГ) представляет собой природный газ, который был преобразован в жидкую форму путем охлаждения до температуры ниже минус 163 градусов Цельсия. Этот процесс позволяет уменьшить его объем в 600 раз, что обеспечивает удобство хранения и транспортировки в специальных изолированных контейнерах на метановозах, железнодорожных платформах или автоцистернах в любую точку мира. Такая транспортировка имеет высокую стоимость, связанную в основном с высокими энергозатратами на производство СПГ по традиционным методам, использующим многокомпонентные газовые смеси.

Однако, недавно был предложен новый, экономичный метод сжижения природного газа, который использует жидкий воздух в качестве хладагента. Этот метод предполагает использование противоточного пластинчатого теплообменника, в котором природный газ встречается с жидким воздухом, охлаждаемым до минус 196 градусов Цельсия. Это противопоставление температур позволяет эффективно сжижать газ и возвращать в атмосферу обычный воздух, полученный в процессе.

Такой способ сжижения особенно подходит для использования в ограниченных условиях, таких как подводные пространства, где традиционные методы неэффективны из-за их больших размеров и высоких энергозатрат. Ввод в эксплуатацию такой системы потребует первоначальной очистки природного газа от примесей, его охлаждения морской водой до температуры примерно плюс 5-10 градусов Цельсия, после чего он подается в теплообменник.

В добавление к сжижению природного газа, данный метод позволяет получать жидкий воздух на приемных терминалах благодаря использованию холода, выделяемого при регазификации СПГ. Это снижает температуру атмосферного воздуха до минус 140-150 градусов Цельсия, что позволяет далее применять его для производства жидкого кислорода и аргона, широко используемых в промышленности.

Кроме того, процесс производства жидкого воздуха также включает получение жидкого азота, необходимого для промывки танков СПГ, что предотвращает риск взрыва из-за образования взрывоопасной смеси паров. Это создает замкнутый цикл, в котором жидкий воздух транспортируется на месторождение, используется для сжижения газа, а затем возвращается обратно на терминал в виде СПГ.

Разработанный метод показывает, что можно значительно снизить энергозатраты на производство СПГ. Использование жидкого воздуха в качестве хладагента позволяет уменьшить потребление энергии по сравнению с традиционными методами, такими как C3MR, DMR и MFC, которые требуют около 350 кВтч на тонну СПГ. При новом методе, благодаря использованию холода от регазификации, затраты энергии сокращаются до 1543 кВтч/т СПГ, что на 9% эффективнее обычных практик.

В дополнение к этому, новая технология предлагает улучшенное использование пространства и ресурсов. Традиционные методы требуют большую занимаемую площадь и не подходят для подводных или ограниченных условий. Новый подход, напротив, позволяет размещение оборудования на значительно меньшей территории и эффективно работает даже в условиях морской воды, которая может охладить газ до начальной температуры охлаждения.

Процесс сжижения в противотоке жидкого воздуха и природного газа в ребристо-пластинчатых теплообменниках обеспечивает оптимальный теплообмен и минимизацию энергозатрат. При этом, в каждой стадии процесса, начиная от охлаждения газа до минус 20 градусов Цельсия и заканчивая его конечной температурой минус 161 градус, используется постепенное уменьшение давления, что способствует более эффективному разделению СПГ и отпарного газа.

Этот инновационный подход не только снижает эксплуатационные затраты, но и улучшает экологическую безопасность процесса. Применение жидкого воздуха позволяет избежать использования сложных многокомпонентных хладагентов, которые могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду. Более того, при использовании данной технологии, излишки жидкого воздуха, необходимого для охлаждения, могут быть использованы для получения дополнительных продуктов, таких как жидкий кислород и аргон, что дополнительно повышает эффективность всего производственного цикла.

В результате, предложенный метод не только обеспечивает более экономичное и эффективное производство СПГ, но и предлагает возможности для развития новых технологий и улучшения условий эксплуатации, делая процесс более устойчивым и безопасным для окружающей среды.