Як і для чого сжижать гази

Скраплення природного газу називається переведення його в рідкий стан під дією температур, які є меншими в порівнянні з критичною. Даний процес дає можливість його резервування та заощадження для подальшого використання, а також для організації перевезення будь-яким видом транспорту. Речовина найчастіше застосовується у вигляді альтернативного палива в моторах автотранспортних засобів, при обробці металів, в мобільних електростанціях і так далі. Крім усього іншого, у багатьох приватних будинках можна зустріти котел на зрідженому газі. Витрати на створення установок для його виробництва залежать від місця розташування розробок, а також типу і складу сировини, що добувається. Зараз найбільш перспективними з них вважаються плавучі, оскільки транспортування шляхом спорудження підвідних газопроводів найчастіше є нереальною.

Підготовка й початок скраплення

Технологічні схеми тих установок, які використовуються для скраплення, одна від одної відрізняються, в першу чергу, холодильним циклом. На його вибір насамперед впливає склад і тиск газу, який сюди надходить. Ці параметри, у свою чергу, знаходяться під впливом декількох факторів, серед яких: пора року, місце видобутку і навіть термін його розробки. Перед тим як почати сжижать гази і направляти в установку, необхідно очистити їх від кислих домішок і осушити. На стартовій фазі процесу з сировини масово виділяються вуглеводні, серед яких висококиплячі нафтенові, ароматичні та парафінові. В іншому випадку може статися закупорювання арматури і апаратури установок. Щоб ефективно і якісно сжижать гази, необхідно пам`ятати, що велика кількість важких вуглеводнів в їх складі веде до високої температури зрідження та низьким витратам енергії. Якщо ж у їх складі присутній азот, то це призводить до підвищення випаровуваності і енерговитрат.

Каскадний метод і холодильні цикли

В основі промислових способів скраплення лежить принцип випаровування рідини, процес адиабатного газового розширення, а також ефект Джоуля-Томсона. Зріджений природний газ утворюється за рахунок використання декількох холодильних установок (отже і середовищ). В даному випадку середу, що характеризується меншою точкою кипіння, конденсується під тиском за рахунок випаровування більш високо киплячій сусідньої. Цей спосіб є найбільш поширеним і відомий як каскадне зріджування. У більшості випадків холодильним агентом на першому етапі виступає пропан (іноді аміак), а на другому - етилен. Таким чином, зрідження природного газу здійснюється в даному випадку під впливом испаряемого етилену. Що стосується холодильних циклів, що побудовані на згаданому вище ефекті Джоуля-Томсона, то серед них розрізняють як з одноразовим, так і з подвійним дроселюванням, а також з попереднім охолодженням за рахунок спеціального потоку і стороннього агента.

Зріджування великими установками

Сжижать гази можна також шляхом використання однопотокового каскадного циклу. Тут холодильним агентом виступає багатокомпонентна суміш, до складу якої входить азот з вуглеводнями. Даний метод разом з його модифікаціями застосовують найчастіше у великих установках, продуктивність яких становить від двох до п`яти мільйонів кубічних метрів готового продукту на добу. Сжижать гази таким способом вигідно в плані відносно низьких витрат енергії. З іншого боку, однопотоковий каскадний цикл потребує великої кількості металоємність обладнання.