A földgáz cseppfolyósítása alacsony hőmérsékletű folyamat

A földgáz cseppfolyósítása alacsony hőmérsékletű folyamat. A tisztított nyers földgáz belép a hőcserélőbe alacsony hőmérsékletű hűtésre, kondenzációra és alulhűtésre, – 160 ~ 165 ℃ hőmérsékleten fojtja és nyomásmentesíti, majd belép az LNG tároló tartályba.
A földgázhűtés, a kondenzáció és az alulhűtés hője és hőmérséklete közötti összefüggés a következő:
1) A hűtési ciklus típusai
A földgáz cseppfolyósításához a földgáz hűtése, kondenzációja és túlhűtése során keletkező hőt el kell távolítani, vagyis a vele való cseréhez a megfelelő hűtőteljesítmény szükséges.
A cseppfolyósítási eljárással felszerelt hűtőrendszer célja, hogy a hőcserélő elérje a minimális hőmérséklet-különbséget a hideg és a hőáram között, így magas hűtési hatékonyság érhető el.
A földgáz cseppfolyósítására szolgáló hűtőrendszer nagyon kiforrott, és az általánosan használt eljárások a következők:
Lépés hűtési ciklus
Vegyes hűtőközeg hűtési ciklus
Vegyes hűtőközeg-hűtési ciklus előhűtéssel
Expanziós mechanizmus hideg ciklus
2) Lépésszerű hűtési ciklus
A lépcsős hűtési ciklust először cseppfolyósított földgáztermékekre alkalmazták 1939-ben. Clevelandben, az Egyesült Államokban telepítették, NH3 és C2H4 felhasználásával első és második fokozatú hűtőközegként.
Az első szakaszban propánt vagy freont használnak hűtőközegként. A tisztított földgázt – 35 ~ – 40 ℃-ra hűtik propán vagy freon hűtőben. A pentán feletti nehéz szénhidrogének leválasztása után a második szakaszba lép hűtésre. A propánhűtőből elpárologtatott propángázt a kompresszor nyomás alá helyezi, a vízhűtő lehűtése után újra cseppfolyósítja, és visszavezeti a propánhűtőbe.
A második szakaszban etánt vagy etilént használnak hűtőközegként, a földgázt pedig – 90 ~ – 100 ℃-ra hűtik a második szakaszban, és cseppfolyósítják a harmadik fokozatba hűtés céljából. Nyomás alá helyezés és vízhűtés után az etán- vagy etilénhűtőből elpárologtatott gázt lehűtik és propánhűtőben cseppfolyósítják, majd visszavezetik etános vagy etilénhűtőbe.
A harmadik szakaszban metánt használnak hűtőközegként. A cseppfolyósított földgázt a metánhűtőben lehűtik – 150 ~ – 160 ℃-ra, majd a fojtószelepen keresztül nyomásmentesítik. Miután a hőmérséklet –162 ℃-ra süllyed, az LNG-tárolóba szivattyúzzák. A metánhűtőből elpárologtatott gázt nyomás alá helyezik és vízzel hűtik, a propánhűtőben lehűtik, az etános vagy etilénhűtőben cseppfolyósítják, és visszavezetik a metánhűtőbe.
A klasszikus lépcsős hűtési ciklus több, viszonylag független és összefüggő hűtési fokozatot foglal magában. Mivel a hűtőközeget általában többfokozatú kompresszor sűríti, minden egyes hűtési fokozatban a hűtőközeg több nyomás alatt elpárologhat, és több hőmérsékleti szintre osztható a földgáz hűtése érdekében, és az egyes nyomásokon elpárolgott hűtőközeg belép a megfelelő kompresszor fokozatba. tömörítés. Minden egyes hűtési szakaszban csak a hűtőközeg különbözik, és a működési folyamat alapvetően hasonló.
A lépcsős hűtési ciklus előnyei a következők:
① Alacsony energiafogyasztás;
② A hűtőközeg tiszta, és nincs arányosítási probléma;
③ Érett technológia és stabil működés
A lépcsős hűtési ciklus hátrányai a következők:
① Sok egység van, és a folyamat összetett;
② Sok segédberendezés létezik, és különféle hűtőközegek előállítására és tárolására szakosodott berendezéseknek kell lenniük;
③ A csővezeték és a vezérlőrendszer bonyolult és karbantartása kényelmetlen