Харитонов Э.А._5-72_ТПОГГ (презентация)

1.

Реферат по дисциплине
«Технологические процессы ожижения горючих газов»
на тему
«Крупнотоннажные процессы ожижения зарубежных фирм»
Обучающийся: гр. 5-72
Харитонов Э.А.
Руководитель:
Коновалов А.В.
ИГЭУ 2010
Иваново
2026

2. Введение

ВВЕДЕНИЕ
2

3. Преимущества сжиженного природного газа (СПГ)

Газ в сжиженном состоянии имеет следующие преимущества по сравнению
с другими видами топлива:
• Сжижение природного газа увеличивает его плотность в 600 раз, что
упрощает транспортировку и хранение;
• Появляется возможность создания запасов и их использования по мере
необходимости;
• В своей жидкой форме сжиженный природный газ не имеет способность
взрываться или воспламеняться;
• Возможность газификации удаленных объектов
• Экономия денежных средств на покупку топлива, так как цена
эквивалентного количества сжиженного газа ниже, чем бензина или
дизельного топлива;
• Высокая энергоемкость и большое октановое число;
• Наиболее экологически чистое топливо.
3

4. Технология крупномасштабного производства сжиженного природного газа

Рис. 1. Процесс сжижения природного газа (получение СПГ)
4

5. Сжижение природного газа на основе внутреннего охлаждения

• изоэнтальпийное расширение сжатого газа (энтальпия i = const), т. е.
дросселированием
(использование
эффекта
Джоуля-Томсона);
при
дросселировании поток газа не производит какой либо работы;
• изоэнтропийное расширение сжатого газа (энтропия S-const) с отдачей
внешней работы; при этом получают дополнительное количество холода,
помимо обусловленного эффектом Джоуля-Томсона, так как работа
расширения газа совершается за счет его внутренней энергии.
5

6. Сжижение природного газа на основе внешнего охлаждения

• использование криогенераторов Стирлинга, Вюлемье-Такониса и т.д;
рабочими телами данных криогенераторов является, как правило, гелий и
водород, что позволяет при совершении замкнутого термодинамического
цикла достигать температуры на стенке теплообменника ниже температуры
кипения природного газа;
• использование криогенных жидкостей с температурой кипения ниже, чем у
природного газа, например жидкого азота, кислорода и т. д.;
• использование каскадного цикла с помощью различных холодильных агентов
(пропана, аммиака, метана и т. д.); при каскадном цикле газ легко
поддающийся сжижению путем компримирования, при испарении создает
холод, необходимый для понижения температуры другого трудносжижаемого
газа.
6

7. Крупнейшие нефтегазовые компании по производству СПГ

Крупнейшие корпорации по производству СПГ за пределами России формируют
глобальный рынок, который переживает бум, особенно с фокусом на США и Катар.
Рейтинг можно рассматривать по разным критериям: по установленной мощности,
по объёмам продаж/поставок и по портфелю проектов.
Таблица 1. Крупнейшие корпорации по производству СПГ
№
Корпорация
Страна
1
2
3
QatarEnergy
Cheniere Energy
ExxonMobil
4
Shell
5
6
7
8
TotalEnergies
Chevron
Petronas
BP
Катар
США
США
Великобритания
Нидерланды
Франция
США
Малайзия
Великобритания
Примерная производственная мощность
(млн т/год)
~77
~45
>30
>30
>20
~20
>20
>15
7

8. Наиболее распространённые технологии сжижения

Крупнотоннажные процессы различаются по числу циклов охлаждения и по
типам оборудования, в частности теплообменников, а также по видам используемых
хладагентов.
Таблица 2. Основные процессы крупнотоннажного ожижения СПГ
Процесс
Разработчик, страна
Холодильный агент
Число циклов
C3-MR
Air Products & Chemicals Inc.,
США
Пропан и смешанный
2
Cascade
Phillips,США
Метан, этилен, пропан
3
DMR
Shell, Великобритания
Смешанный (2 цикла)
2
MFC
Linde, Германия
Смешанный
3
Teal
Technip Co.,Франция
Смешанный
1
8

9. Процесс APCI С3-MR

Процесс, разработанный компанией Air Products & Chemicals Inc. (APCI),
является наиболее распространенным. Производительность отдельных
технологических линий 1,3 - 4,4 млн тонн СПГ в год.
Процесс включает два цикла охлаждения:
• Цикл предварительного охлаждения (теплообменник Т1), использует пропан
в качестве хладагента. Природный газ охлаждается до (-30)-(-39)°С
• Основной цикл сжижения (теплообменник Т2) использует смешанный
холодильный агент (СХА), который состоит из смеси азота, метана, этана и
пропана. Природный газ охлаждается до (-150)-(-162)°С
Процесс применим для природного газа с различными составами. К
преимуществам процесса относятся минимальное число единиц оборудования,
эффективность, оперативная гибкость и надежность.
9

10. Процесс APCI С3-MR

Рис. 2. Принципиальная схема процесса APCI C3-MR. Д-дроссель; Т-теплообменник
К-компрессор; Х-холодильник; С-сепаратор.
10

11. Процесс MFC Linde

Процесс MFC (Mixed Fluid Cascade) был разработан альянсом Statoil/ Linde и выбран
для норвежского завода СПГ Snohvit производительностью 4,3 млн тонн в год.
Процесс включает три отдельных цикла :
• Цикл предварительного охлаждения – теплообменник Т1. Природный газ охлаждается
до температуры (-40)-(-50) °С.
• Цикл сжижения (теплообменник Т2). Температура ПГ на выходе (-70)-(-80) °С.
• Цикл переохлаждения (теплообменник Т3). Температура ПГ на выходе (-140)-(-150) °С.
Хладагенты состоят из смесей метана, этана, пропана и азота, но их составы в
трех циклах различны. Примерный состав хладагентов:
Таблица 3. Состав газов в зависимости от процесса
Цикл
Пропан, %
Этан,%
Метан,%
Азот, %
Предварительного охлаждения
60
28
10
2
Сжижения
3
12
80
5
Переохлаждения
7
10
80
3
11

12. Процесс MFC Linde

Рис. 3. Принципиальная схема процесса Mixed Fluid Cascade.
12

13. Каскадный процесс Phillips

Модернизированный каскадный процесс Phillips (Conoco Phillips
Optimized Cascade® Process) - это улучшенный вариант классического
каскадного процесса. Производительность технологических линий от 3 до
5,2 млн тонн СПГ в год.
Процесс использует три отдельных холодильных цикла:
• Цикл предварительного охлаждения (пропановый) – теплообменник Т1.
• Цикл сжижения (этиленовый) - теплообменник Т2.
• Цикл переохлаждения (метановый) - теплообменник Т3.
Отличие от процесса MFC.
Последний
цикл
не
замкнут.
Часть
паровой
фазы
сдросселированного после теплообменника Т3 СПГ и испарившегося в
процессе хранения метана подается обратно в метановый холодильный
цикл.
13

14. Каскадный процесс Phillips

Рис. 4. Принципиальная схема процесса Phillips.
14

15. Процесс Shell DMR

Технологический процесс Double Mixed Refrigerant - DMR был
разработан компанией Shell для средне- и крупнотоннажного производства
СПГ с производительностью технологических линий от 2 до 5 млн т в год.
Процесс использует 2 отдельных холодильных цикла:
• Цикл предварительного охлаждения (теплообменники Т1 и Т2).
Хладагент (СХА-1) представляет собой смесь этана и пропана с
добавлением небольших количеств метана и бутана. ПГ охлаждается в
цикле до (-50)-(-80)°С.
• Основной цикл сжижения (теплообменник Т3). Хладагент СХА-2, состоит
преимущественно из метана и этана с добавлением небольших количеств
пропана и азота. ПГ охлаждается до -153 °С.
15

16. Процесс Shell DMR

Рис. 5. Принципиальная схема процесса Shell DMR.
16

17. Процесс Technip Teal

Технология «TEALARC» была разработана совместно компаниями Technip,
Gazde Franceu L’Air Liquide.
Технологическая схема представляет собой классический однопоточный
холодильный цикл. В процессе используется смешанный хладагент, состоящий из
смеси этана и пропана.
Цикл состоит из трех теплообменников:
• Теплообменник Т1 охлаждает ПГ до -56°С
• Теплообменник Т2 охлаждает ПГ до -125°С
• Теплообменник Т3 охлаждает ПГ до -153°С
Отличие данной технологии состоит в наличии установки
фракционирования. Туда поступает частично сконденсированный ПГ и поток газа
отделяется от пропан-бутановой фракции, которая используется для компенсации
утечек хладагента.
17

18. Процесс Technip Teal

Рис. 6. Принципиальная схема TEAL ARC с одним уровнем давления.
18

19. Заключение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
19