Технологии крупнотоннажного производства СПГ презентация

свойства компонентов природного газа
Основные принципы охлаждения
Циклы крупных установок производства СПГ
Оборудование установок СПГ

хорошая изученность, высокая эффективность

Недостатки: громоздкая схема, большая протяженность трубопроводов,
необходимость в многопоточных теплообменных аппаратах, потребность в этилене

По данному циклу спроктированы первые крупные заводы СПГ в Алжире, г. Арзев
(1964-65 г.), в США на Аляске г. Кенай (1969 г.)

метановый.

Верхний каскад- пропановый цикл, пропан сжимается до давления 1,3 МПа, охлаждается и конденсируется внешней средой (воздухом) при T= 37°С. Затем дросселируется до давления 0,75 МПа, кипит в первой секции испарителя при +16°С. Второе и третье дросселирования происходят до давлений 0,42 и 0,12 МПа, температурные уровни -3 и -37°С соответственно. Нагрузка на этот каскад наибольшая т.к. пропан охлаждает и конденсирует этилен, охлаждает метан и целевой продукт – природный газ. Применяются крупные осевые турбокомпрессоры.

Средний каскад – этиленовый цикл, после сжатия до 2,1 МПа, охлаждения воздухом до +37° и пропаном до -31°С этилен конденсируется и расширяется на 4 ступенях давлений: 1,0 МПа (-51°С); 0,5 МПа (-71°С); 0,25МПа (-86°С) и 0,11МПа (-101°С).

Нижний, третий каскад – метановый цикл, сжатие идет до давления 3,4 МПа, охлаждается воздухом, пропаном (-35°С), этиленом (-96°С) конденсируется и расширяется на трех ступенях давлений: 1,2 МПа (-120°С); 0,38 МПа(-141°С); 0,15МПа (-154°С).

Разбивка каждого цикла на несколько ступеней уменьшило разность температур между охлаждаемым природным газом и хладагентом, что повысило его термодинамическую эффективность.

при ре-
конструкции завода на Аляске в 1974 г, также применяется в строящихся заводах СПГ.

Оптимизации подвергся нижний каскад на метане, где применен принцип избыточного
обратного потока, т.е. холодные пары СПГ, образующиеся при конечном дросселировании отводятся в метановый цикл, где создают дополнительную холодопроизводительность, также к ним присоединяются пары из танков хранения и танков перевозчика.

необходимое и менее надежное оборудование.
В качестве привода компрессоров применяются газовые турбины.
Теплообменное оборудование не дублируется.
Применяются ребристо-пластинчатые теплообменники, объединенные в группами в холодные блоки (coldboxes).

Многопоточный ребристо-пластинча-
тый теплообменник (4 потока)

применения: небольшие установки для покрытия пиковых нагрузок газопотребления

СХА: смесь бутан, пропан, этан, метан, азот

на СХА-2
3 ступени сжатия с 3-мя ступенями дросселирования

Основной холодильный цикл на СХА-1 (2 ступени сжатия до 3,4 МПа)

Область применения: крупнотоннажное производство в Скикде 1972 г, в настоящее время вытеснен
другими циклами на СХА, имеющими меньшее количество и номенклатуру оборудования.

Air Products & Chemical Inc
на СХА для крупнотоннажного пр-ва СПГ в Ливии 1970г.

СХА: смесь n-бутан, пропан, этан, метан, азот

+ : малое количество оборудования; простота
-: более низкая энергетическая эффективность из-за возникающей большой разности температур между ПГ и СХА

Main cryogenic heat
exchanger (MCHE)

установок крупнотоннажного
пр-ва СПГ (с модификациями). Включает 2 цикла охлаждения:
1. Цикл предварительного охлаждения, использует пропан (С3)
для ступенчатого охлаждения основного СХА и ПГ до -38°С;
2. Основной цикл охлаждения на СХА.

Фракциони-
рование

С3, С4+

Многокорпусной турбокомпрессор

67 бар

компрессор


2. Линия ГТД – три корпуса сжатия СХА
недогруз ГТД первой линии и перегруз второй

Процесс APCI C3MR/SPLITMR
Линия ГТД - пропановый компрессор+
корпус высокого давления


2. Линия ГТД – два корпуса сжатия СХА
Равномерная загрузка ГТД