ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРЕПАДОВ ДАВЛЕНИЯ НА ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЯХ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА
DOI:
https://doi.org/10.18198/j.ind.gases.2014.0755Ключевые слова:
Сжиженный природный газ (СПГ), Газораспределительная станция (ГРС), Работа сжижения, Детандерный цикл, Рециркуляция потока, Очистка от диоксида углеродаАннотация
Ежегодно возрастает доля сжиженного природного газа (CПГ) в структуре мирового потребления природного газа. Минимальные затраты энергии на получение СПГ составляют 0,26…0,29 кВтч/кг. Для производства СПГ целесообразно использовать потенциальную энергию, которая теряется при редуцировании газа на газораспределительных станциях (ГРС)от давления магистрального трубопровода до давления в распределительной сети. Газотранспортная система Украины имеет значительные запасы энергии в виде избыточного давления газа, который поставляется потребителям при низких давлениях: 0,3; 0,6 и 1,2 МПа. На многих из более 1500 ГРС возможно сооружение малотоннажных установок сжижения природного газа, которые работают на перепаде давления. Предложена технологическая схема производства СПГ на ГРС по детандерному циклу с рециркуляцией продукционного потока. В традиционных детандерных схемах коэффициент сжижения не превышает 14 %, а стоимость системы очистки газа от диоксида углерода может составлять 40-60 % от стоимости установки. С учётом, что продукционный поток в представленной схеме является замкнутым, затраты на очистку газа от СО2 могут быть снижены в 7-10 раз. Определены оптимальные соотношения расходов продукционного и технологического потоков, которые находятся в пределах 0,16…0,25 и зависят от давлений в магистральном (от 3,5 до 5,5 МПа) и распределительном (от 0,3 до 0,6 МПа) трубопроводах. При таких соотношениях сжижение газа осуществляется практически без дополнительных затрат электроэнергии. Для того, чтобы исключить возможность кристаллизации диоксида углерода после расширения газа в детандере, проведены расчёты с привлечением программы HYSYS температуры кристаллизации СО2 в природном газе с его содержанием до 2 %. Показано, что при использовании магистрального газа с температурой 15 °С и давлением от 3,5 до 5,5 МПа температура газа после детандирования до давления в распределительной сети 0,3 и 0,6 МПа превышает расчётную температуру кристаллизации СО2. Таким образом, очистка от диоксида углерода технологического потока не требуется. Достоверность расчетов с помощью программы HYSYS подтверждена хорошей их сходимостью с экспериментальными данными для углеводородных систем, содержащих диоксид углерода.
Библиографические ссылки
Kleemenko А.Р. (1959).One flow cascade cycle (in schemes of natural gas liquefaction and separation)// Proc. of 10th Int. Congress of Refrigeration. — Denmark: Copenhagen. —P. 1a- 6a.
http://www.geliymash.ru/technologies/480: Techno-logies. Liquefied natural gas production (LNG). (Rus.)
Gorbachev S.P., Ljugaj S.V., Samsonov R.O. (2011). LNG production technology at gas-distribution stations in condition of high content of carbon dioxide in gas pipelines// Tekhnicheskie gazy. [Industrial Gases]. — № 3. — P. 48-52. (Rus.).
Kolobrodov V.G., Shejnina A.A., Karnacevich L.V. et al. (2007). New data about the phase diagram of methane-carbon dioxide system (biogas)// Problems of Atomic Science and Technology. — № 4. — P. 44-48. (Rus.).
Donnelly H.G., Katz D.L. (1954). Phase Equilibria in the Carbon Dioxide-Methane System// Industrial and Engineering Chemistry. —V. 46. —P. 511-519.
Davis J., Rodewald N., Kurata F. (1962). Solid-Liquid-Vapor Phase Behavior of the Methane-Carbon Dioxide System// AIChE Journal. — V. 8. — P. 537-539.
Kurata F. (1974). Solubility of Solid Carbon Dioxide in Pure Light Hydrocarbons and Mixtures of Light Hydrocarbons// GPA Research Report RR-10, Gas Processors Association.
Dovbysh A.L., Peredel'skij V.A., Bezrukov K.V. et. al. (2012). Experience of creation block-liquefaction of LNG units small productivity// Tekhnicheskie gazy. [Industrial Gases]. — № 2. — P. 42-45. (Rus.).
Gorbachev S.P., Medvedkov I.S. (2012). Improved technology in the liquefaction of natural gas at gas distribution stations to give the product of high purity// Tekhnicheskie gazy. [Industrial Gases]. — № 4. — P. 31-36. (Rus.).
Загрузки
Выпуск
Раздел
Лицензия
ЛИЦЕНЗИОННЫЙ ДОГОВОР
После приёма статьи к публикации редакция согласно требованиям наукометрических баз каждому из авторов направляет лицензионный договор об уступке и передаче в управление авторских прав. Подписи автора (авторов) желательно скрепить печатью отдела кадров учреждения, в котором работает автор (авторы), или печатью факультета.
Редакция отсылает авторам одну верстку для корректуры. Допустимы лишь те исправления, которые приводят верстку в соответствие с исходным текстом статьи. Внесение существенных изменений не допускается. Верстку следует выслать в редакцию в течение суток с момента получения.
