Wskazówka 1: Jak skroplony gaz ziemny

Nauka

Wskazówka 1: Jak skroplony gaz ziemny

Wydobyty z głębi Ziemi naturalnie gazprzed wejściem do mieszkań, do przedsiębiorstw i kotłowni robi długą drogę, czasem pokonując wiele tysięcy kilometrów. Aby ułatwić transport i późniejsze przechowywanie, naturalne gaz są poddawane sztucznemu skraplaniu poprzez schłodzenie do temperatury -160 ° C.

Instrukcje

Na miłym upłynnieniu naturalnym gaz (LNG) to bezbarwna ciecz bez koloru izapach, 75-90% składający się z metanu i posiadający bardzo ważne właściwości: w stanie ciekłym nie jest łatwopalny, nie trujący ani agresywny, co jest niezwykle ważne w transporcie. Proces skraplania LNG jest stopniowany, gdzie każdy nowy etap oznacza 5-12-krotną kompresję, a następnie chłodzenie i przejście do następnego etapu. LNG staje się ciekły po zakończeniu ostatniego etapu sprężania.

Upłynnienie gaza - proces bardzo energochłonny, który pochłania nawet jedną czwartą całej energii zawartej w danej objętości gaza. Do skraplania gazale stosuje się kilka rodzajów instalacji -turbinowy wir, przepustnica, turbo-ekspander i inne. Czasami skraplanie odbywa się na połączonych schematach, które obejmują elementy powyższych cykli. Jak pokazuje praktyka, prostota i niezawodność różnią się ustawieniami przepustnicy.

Rozwój nowoczesnych technologii przyczynia się do tego, że skraplanie naturalne gazale stało się to możliwe w warunkach specjalistycznych mini fabryk. Jest to tym bardziej istotne dla Rosji - kraju o rozwiniętej sieci głównych gazco ułatwia obecność wielu dużych i małych gazstacje dystrybucji i drogi gazdodatkowe stacje. Na ich podstawie bardzo korzystne jest budowanie mini-roślin do produkcji LNG.

Instalacja do produkcji skroplonej gazale składa się z jednostki oczyszczania pary wodnej idwutlenek węgla, urządzenie do skraplania, system kontroli i automatyzacji, kriogeniczny sprzęt do przechowywania i gromadzenia LNG i sprzętu do sprężarek. Wybierając lokalizację mini-fabryki, charakterystykę sprzętu, dostępność komunikacji - prąd, woda, telefon i gazgłówna linia, dostępność bezpiecznych odległości od obiektu, drogi i drogi dojazdowe.

Wskazówka 2: Jak i dla jakich gazów są upłynnione

Jakikolwiek gaz można przekształcić w ciecz, jeśli jestkompresuj i mocno ochładzaj. Po raz pierwszy takie eksperymenty laboratoryjne przeprowadzono z amoniakiem w 1779 roku. Słynny naukowiec Michael Faraday, odkrywca indukcji elektromagnetycznej, przeprowadził także szereg udanych eksperymentów dotyczących upłynniania gazów w XIX wieku. Na początku XX wieku wraz z rozwojem technologii niskotemperaturowych stało się możliwe przeniesienie absolutnie wszystkich gazów znanych nauce do stanu ciekłego.

Skroplone gazy są szeroko stosowane w większościróżne dziedziny nauki i technologii. Na przykład ciekły amoniak jest stosowany jako chłodziwo podczas przechowywania łatwo psujących się produktów. Ciekły wodór jest wykorzystywany jako składnik paliwa rakietowego. Jako paliwo samochodowe stosuje się upłynnioną mieszaninę propanu i butanu. Przykłady można kontynuować w nieskończoność. Ponadto skraplanie gazów jest ekonomicznie korzystne podczas transportu na duże odległości. W ten sposób transportowany jest najcenniejszy minerał - gaz ziemny. Do tej pory najczęstszym sposobem przeniesienia go z producenta na konsumenta są rurociągi. Gaz jest pompowany przez rury o dużej średnicy pod wysokim ciśnieniem (około 75 atmosfer). W tym samym czasie gaz stopniowo traci energię kinetyczną i nagrzewa się, dlatego konieczne jest chłodzenie go od czasu do czasu, przy jednoczesnym zwiększaniu ciśnienia. Odbywa się to na stanowiskach kompresorowych. Łatwo zrozumieć, że budowa i utrzymanie gazociągu są drogie. Jednak przy transporcie gazu na stosunkowo krótkie odległości jest to najtańsza metoda. Jeśli gaz musi być transportowany na bardzo duże odległości, znacznie korzystniejsze jest korzystanie ze specjalnych statków - tankowców - gazowców. Od miejsca wydobycia gazu do najbliższego odpowiedniego miejsca na wybrzeżu, ciągnie się rurociąg, a na brzegu budowany jest terminal gazowy. Tam, gaz jest silnie sprężany i chłodzony, przenoszony do stanu ciekłego i pompowany do izotermicznych zbiorników zbiornikowców (w temperaturze rzędu -150 ° C). Ta metoda transportu ma kilka zalet w stosunku do rurociągów. Po pierwsze, jeden taki zbiornikowiec może przenosić ogromną ilość gazu na lot, ponieważ gęstość substancji w stanie ciekłym jest znacznie wyższa. Po drugie, główne wydatki nie dotyczą transportu, lecz załadunku i rozładunku produktu. Po trzecie, przechowywanie i transport skroplonego gazu jest znacznie bezpieczniejszy niż sprężony. Nie ulega wątpliwości, że udział gazu ziemnego transportowanego w postaci płynnej będzie stale wzrastał w porównaniu do dostaw gazu.

Wskazówka 3: Jak uzyskać skroplony gaz

Skroplony naturalny gaz jest poszukiwany w różnych dziedzinach ludzkiej działalności - w przemyśle, transporcie drogowym, medycynie, rolnictwie, nauce itp. gazWygrałeś ze względu na wygodę ich użytkowania i transportu, a także ekologiczną czystość i niskie koszty.

Instrukcje

Przed upłynnieniem węglowodoru gaznależy go najpierw wyczyścić i usunąć parę wodną. Węglan gaz są usuwane za pomocą trójstopniowego systemu filtrów molekularnych. Oczyszczone w ten sposób naturalne gaz w małych ilościach służy jako regeneracja. Odzyskalne gaz lub spalone lub użyte do generowania elektryczności w generatorach energii.

Suszenie odbywa się za pomocą 3 filtrów molekularnych. Jeden filtr absorbuje parę wodną. Kolejny wysycha gaz, który jest dalej ogrzewany i przechodzi przez trzeci filtr. Aby obniżyć temperaturę gaz przechodzi przez chłodnicę wody.

Po oczyszczeniu i wysuszeniu naturalnego gazrozpoczyna się proces jego upłynniania, który jest konsekwentnie przeprowadzany etapami. Naturalny gaz na każdym etapie skraplania skrapla się od 5 do 12 razy, a następnie schładza i przechodzi do kolejnego etapu. Pod koniec ostatniego etapu kompresji z chłodzeniem, skraplanie naturalne gaza. Jego objętość zmniejsza się około 600 razy.

Uzyskaj płynność gaz może być na kilka sposobów: turboexpanded, azot, mixed, itp. W metodzie turboexpander, GDS otrzymuje upłynniony naturalny gaz, wykorzystując energię różnicy ciśnień. Zaletami tej metody są niewielkie nakłady energetyczne i inwestycje kapitałowe. A do minusów - niska efektywność skraplania, zależność od stabilnego ciśnienia, nieelastyczna produkcja.

Metoda azotowa polega na produkcji skroplonego węglowodoru gazale z dowolnego gazźródła marketingowe. Zaletami tej metody są prostota technologii, wysoki poziom bezpieczeństwa, elastyczność produkcji, łatwość i niskie koszty eksploatacji. Ograniczenia tej metody - potrzeba źródła energii elektrycznej i wysokich kosztów kapitałowych.

Z mieszaną metodą upłynniania gaza jako czynnik chłodniczy stosuje się mieszaninę azotu i metanu. Zdobądź gaz również z dowolnych źródeł. Ta metoda różni się elastycznością cyklu produkcyjnego i niewielkimi kosztami zmiennymi dla produkcji. Jeśli porównać z metodą skraplania azotu, tutaj koszty kapitału są większe. Potrzebne jest również źródło energii elektrycznej.

Wskazówka 4: Z czego składa się gaz ziemny?

Gaz ziemny wydobywany jest z wnętrza ziemi. Ten minerał składa się z mieszaniny gazowych węglowodorów, która powstaje w wyniku rozkładu substancji organicznych w osadowych skałach skorupy ziemskiej.

Jakie substancje są częścią gazu ziemnego

W 80-98% gazu ziemnego składa się z metanu (CH4). To właściwości fizykochemiczne metanu określają właściwości gazu ziemnego. Poza metanem w naturalny skład gazu zawiera związki tego samego rodzaju strukturalnego - etan (C2H6) propan (C3H8) i butanu (C4H10). W pewnych przypadkach, małe ilości 0,5 do 1%, gazu ziemnego, znaleziono: pentan (S5N12), heksanu (S6N14), heptan (S7N16) oktan (S8N18) i nonan (S9N20) .also gaz zawiera sam siarczek związek (H2S), dwutlenek węgla (CO2), azot (N2), hel (He), para wodna. Skład gazu ziemnego zależy od charakterystyki złóż, w których jest wydobywany. Gaz ziemny wytwarzany na czysto gazowych złożach składa się głównie z metanu.

Charakterystyka składników gazu ziemnego

Wszystkie związki chemiczne zawarte wgazu ziemnego, mają wiele właściwości, które są przydatne w różnych gałęziach przemysłu i na co dzień.Metan jest gazem palnym bez koloru i zapachu, jest lżejszy od powietrza. Używany w przemyśle i życiu codziennym jako paliwo. Etan jest łatwopalnym gazem bez koloru i zapachu, jest nieco cięższy od powietrza. Etan produkowany jest głównie z etanu. Propan - trujący gaz bez koloru i zapachu. Jego właściwości są podobne do butanu. Propan stosuje się na przykład w operacjach spawania, w przetwarzaniu złomu. Skroplony propan i butan są zasilane przez zapalniczki i butle gazowe. Butan jest stosowany w instalacjach chłodniczych. Pentan, heksan, heptan, oktan i nonan są bezbarwnymi cieczami. Pentan i heksan są zawarte w paliwach silnikowych w niewielkich ilościach. Heksan jest również stosowany do ekstrakcji olejów roślinnych. Heptan, heksan, oktan i nonan są dobrymi rozpuszczalnikami organicznymi. Siarkowodór jest toksycznym, bezbarwnym ciężkim gazem, ma zapach zgniłych jaj. Gaz ten, nawet w małym stężeniu, powoduje paraliż nerwu węchowego. Ale ze względu na to, że siarkowodór ma dobre właściwości antyseptyczne, jest stosowany w małych dawkach w medycynie do kąpieli siarkowodoru Dwutlenek węgla jest niepalnym, bezbarwnym gazem bez zapachu o kwaśnym smaku. Dwutlenek węgla jest wykorzystywany w przemyśle spożywczym: w produkcji napojów gazowanych w celu nasycenia ich dwutlenkiem węgla, w celu zamrożenia produktów, chłodzenia ładunku podczas transportu itp. Azot jest nieszkodliwym, bezbarwnym gazem, pozbawionym smaku i zapachu. Stosuje się go w produkcji nawozów mineralnych, stosowanych w medycynie itp. Hel jest jednym z najlżejszych gazów. Nie ma koloru i zapachu, nie pali się, nie jest toksyczny. Hel stosuje się w różnych dziedzinach przemysłu - w spawaniu, do chłodzenia reaktorów jądrowych, wypełniania cząstek stratosferycznych.