Химическое производство сжиженных газов

Тема работы актуальна на сегодняшний день, так как сжиженные газы востребованы во многих областях промышленности, медицины, науки и техники. Сжиженный природный газ (СПГ) – природный газ, переведенный в жидкое состояние при температуре -161,5°С, который после регазификации имеет те же свойства, что и обычный природный газ. При сжижении объем газа уменьшается в 600 раз, что позволяет организовать его транспортировку, не прибегая к помощи газопроводов.
Использование СПГ позволяет решать проблему обеспечения различных объектов, в том числе промышленных предприятий, не имеющих централизованного газоснабжения, бытовым газом, теплом и электричеством посредством установки автономных теплоэлектростанций.
Технологическая цепочка СПГ состоит из трех основных этапов: первый - добыча природного газа и его сжижение; второй - транспортировка СПГ в специальных танкерах-метановозах и третий - хранение СПГ в специальных криогенных терминалах, с последующей регазификацией, т.е. перевод СПГ в газообразное состояние для транспортирования по газопроводам до конечных потребителей.
Целью данной работы является рассмотрение химического производства и свойств сжиженных газов, а также изучение способов получения, использования таких газов и экологической безопасности при их использовании и добычи.
Объект работы: способы химического производства СПГ
Предмет работы: СПГ
По структуре работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.



1. Сжиженный природный газ (СПГ) Общие сведения

1.1 Свойства СПГ

Сжиженный природный газ (СПГ) это уникальный по своим энергетическим и экологическим свойствам продукт, который может стать основой гибкой коммерческой системы доставки природного газа на любые объекты его использования, расположенные на значительном расстоянии от магистральных газопроводов куда невозможно или экономически невыгодно тянуть газопровод.
Он представляет собой криогенную жидкость, являющуюся смесью углеводородов ряда С 1 …С 10 и азота с преобладающей долей метана (0,85…0,99), которая также содержит этан, пропан, азот и другие компоненты, обычно присутствующие в природном газе.
Несмотря на то, что основным компонентом СПГ является метан, для вычисления характеристик СПГ не следует использовать параметры чистого метана. При отборе проб СПГ необходимо принимать специальные меры для получения представительных проб в целях исключения недостоверных результатов анализа из-за испарения летучих компонентов.[6 c-201]
Широко применяется метод отбора проб малого потока СПГ с непрерывным испарением при помощи специального устройства (испарителя), которое предназначено для обеспечения представительности пробы регазифицированного СПГ без фракционирования.
Плотность СПГ зависит от его компонентного состава и обычно колеблется в диапазоне от 430 до 470 кг/м, но в отдельных случаях может достигать 520 кг/м. Плотность СПГ зависит от температуры жидкости с градиентом температуры примерно 1,4 кг/(м·К).
Плотность может быть измерена непосредственно, но, как правило, ее вычисляют по составу газа, определенному методом газовой хроматографии. Для определения плотности СПГ рекомендуется использовать метод по стандарту. В зависимости от компонентного состава СПГ имеет температуру кипения в диапазоне от минус 166°C до минус 157°C при атмосферном давлении. Изменение температуры кипения СПГ в зависимости от давления составляет примерно 1,25·10°C/Па. Температуру СПГ обычно измеряют с помощью медь/медь-никелевых термопар или платиновых термометров сопротивления, например, приведенных в стандарте.
Вязкость СПГ зависит от состава и обычно находится в диапазоне от 1,0·10-4 до 2,0·10-4 П при температуре минус 160°C, что составляет от 1/10 до 1/5 вязкости воды. Вязкость СПГ также зависит от температуры жидкости.[1 c-132]

1.2 Общие сведения о процессах сжижения газа

Сжижение газа производится в серии теплообменников (испарителей холодильных машин), которые обеспечивают последовательное охлаждение, полное сжижение и некоторое переохлаждение. Очистка и фракционирование реализуются, как и основная доля охлаждения, под высоким давлением.
Холод производится одним или несколькими холодильными циклами, позволяющими снизить температуру до -160°С. Количество необходимого холода рассчитывается по энтальпийным диаграммам для природного газа.
Сжижение завершается однократной сепарацией (изоэнтальпийное расширение после регулируемого штуцера) для снижения давления сжиженного газа до атмосферного. Выбор холодильных циклов связан с термодинамическими и экономическими соображениями, а также с развитием техники (конструкция и максимальные размеры оборудования, расчет процесса на ЭВМ).
Установки сжижения являются большими потребителями энергии. Эта энергия обычно производится за счет потребления части сжижаемого газа (в тепловом эквиваленте около 12%). На практике в режиме нормальной работы