Иркутск 2011 г. Энергосберегающие технологии в области малотоннажного сжижения и транспортировки природного газа

Целесообразность использования СПГ в зависимости от объема и расстояния до потребителя

Пути повышения энергоэффективности в области малотоннажного производства СПГ Накопление и хранение больших объемов СПГ приводит к потерям или требует значительных затрат энергии. Отсюда следует, что: первое направление повышения эффективности – выбор оптимальной производительности комплекса исходя из конкретных требований заказчика; первое направление повышения эффективности – выбор оптимальной производительности комплекса исходя из конкретных требований заказчика; второе направление – это выбор рациональной энергосберегающей технологии ожижения ПГ исходя из объемов производства и наличия ГРС с достаточным расходом. второе направление – это выбор рациональной энергосберегающей технологии ожижения ПГ исходя из объемов производства и наличия ГРС с достаточным расходом.

Существующие технологии сжижения природного газа Дроссельный цикл0-1 т/ч Турбодетандерный цикл1-3 т/ч Азотный цикл3-10 т/ч Цикл со смешанным хладагентом 5-15 т/ч MRC-процесс>15 т/ч

Дроссельный цикл Производство СПГ на ГРС с использованием энергии перепада давления. Рекомендуется для установок производительностью 0-1 т/ч ПреимуществаОграничения Низкие энергозатраты при наличии газопровода высокого давления; Минимальные капиталовложения. Отсутствие гибкости производства; Необходимость в наличии конечного стабильного потребителя газа; Необходимость в стабильном давлении в питающем МГ; Низкий КПД сжижения.

Турбодетандерный цикл Производство СПГ на ГРС с использованием энергии перепада давления. Рекомендуется для установок производительностью 1-3 т/ч ПреимуществаОграничения Низкие энергозатраты при наличии газопровода высокого давления; Низкие капиталовложения. Отсутствие гибкости производства; Необходимость в наличии конечного стабильного потребителя газа; Необходимость в стабильном давлении в питающем МГ; Низкий КПД сжижения.

Азотный цикл Производство СПГ из любых источников природного газа. Рекомендуется для установок производительностью 3-10 т/ч ПреимуществаОграничения Гибкость производственного цикла порядка %; Простота технологии, легкость эксплуатации; Использование проверенных технологических решений; Высокий уровень безопасности; Низкие эксплуатационные затраты Потребность в мощном источнике электроэнергии; Более высокие капитальные затраты по сравнению с комплексом, работающим по турбодетандерному циклу.

Цикл со смешанным хладагентом Производство СПГ из любых источников природного газа с использованием в качестве хладагента смеси азота и метана. Рекомендуется для установок производительностью 5-15 т/ч ПреимуществаОграничения Гибкость производственного цикла порядка %; Снижение переменных затрат на производство. Потребность в мощном источнике электроэнергии; Более высокие капитальные затраты в сравнении с Азотным циклом.

MRC-процесс Производство СПГ из любых источников природного газа с использованием в качестве хладагента смеси углеводородных газов и азота. Рекомендуется для установок производительностью 15 т/ч и более ПреимуществаОграничения Гибкость производственного цикла порядка %; Самые низкие среди рассмотренных процессов переменные затраты на производство. Потребность в мощном источнике электроэнергии; Высокие капитальные затраты.

Удельные энергозатраты для некоторых процессов сжижения ПГ Процесс Давлен ие на входе, МПа Характеристики процесса Удельные энергозатраты, кВтч/кг СПГ Дроссельный20 без предварительного охлаждения ~2,1 Турбодетандерный5– //–0,6…0,7 Турбодетандерный15 с предохлаждением и возможностью конденсации в холдильной машине 0,45…0,55 MRC4 КПД компрессора 0,5 произв т/ч 0,4…0,5

Существующая схема поставки СПГ

Пути снижения потерь при транспортировке СПГ Снижение энергозатрат и потерь при транспортировке может быть обеспечено за счет использования танк-контейнеров, обеспечи- вающих функции хранения, транспортировки и учета СПГ при выдачи потребителю. Лучшие образцы обладают максимальным соотношением вес перевозимого СПГ/вес контейнера, и имеют высокоэффективную экранно-вакуумную термо- изоляцию.

Сравнительная характеристика криогенных контейнеров-цистерн мировых производителей Производи - тель Масса перевозимого СПГ, кг Масса контейнера, кг Соотношен ие m СПГ /m конт. Тип изоляции Aritas ,80 Перлитно- вакуумная Ancora (проект) ,00 Перлитно- вакуумная Chart Ferox ,30 Экранно- вакуумная M1 Engineering ,36Вакуумная Целесообразно предусматривать в конструкции контейнера отвод испарившегося природного газа для питания двигателя внутреннего сгорания перевозящего его транспортного средства.

Контейнер – цистерна для приема, хранения, выдачи и транспортировки СПГ.

Для перевозки контейнер - цистерн могут использоваться специальные автомобильные шасси и прицепы с возможностью самостоятельной погрузки. Контейнер – цистерна для приема, хранения, выдачи и транспортировки СПГ.

Первый в Калининградской области комплекс по производству сжиженного природного газа совместно с автогазонаполнительной компрессорной станцией, мощностью 3 т/ч.

производительностью 3 т/ч Принципиальная схема комплекса сжижения природного газа производительностью 3 т/чНаименованиепараметра Коэффициент сжижения ПроизводительностьУдельные затраты электроэнергии Удельный расход топливного газа Единица измерения %кг/час кВт·час/кг СПГ нм 3 /кг Значение параметра 38…441500…29000,16…0,180,155…0,18

производительностью 7 т/ч Принципиальная схема комплекса сжижения природного газа производительностью 7 т/ч Наименованиепараметра Коэффициент сжижения ПроизводительностьУдельные затраты электроэнергии Удельный расход топливного газа Единица измерения %кг/час кВт·час/кг СПГ нм 3 /кг Значение параметра 100 ~ ,045 0,19

Спасибо за внимание! Спасибо за внимание! При подготовке доклада использована следующая литература: 1)Энциклопедия газовой промышленности. 4-е изд. Под ред. К.С.Басниева. М.: АО «Твант»,1994; 2)Сжиженный природный газ. Физико-химические, энергетические и эксплуатационные свойства. Справочник. Под ред. И.Л. Ходоркова. СПб.: Химиздат, 2003; 3)И.В. Бармин, И.Д. Кунис. Сжиженный природный газ. Вчера, сегодня, завтра. М.: изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009.