Naturgasfortynding er en lavtemperaturproces. Den rensede rå naturgas kommer ind i varmeveksleren til lavtemperaturkøling, kondensering og underkøling, hvorefter den drosles og trykkes ned ved en temperatur på -160 ~ 165 ℃ og kommer ind i LNG-lagertanken.
Forholdet mellem varme og temperatur ved naturgaskøling, kondensering og underkøling er som følger:
1) Typer af kølecyklusser
For at kunne flyde naturgas skal varmen fra naturgassens afkøling, kondensering og underkøling fjernes, det vil sige, at den tilsvarende kølekapacitet skal udveksles med den.
Kølesystemet, der er udstyret med likvefaktionsprocessen, skal sørge for, at varmeveksleren opnår den minimale temperaturforskel mellem kulde- og varmestrøm for at opnå høj køleeffektivitet.
Kølesystemet til fortætning af naturgas er meget modent, og de almindeligt anvendte processer omfatter:
Trinvis kølecyklus
Blandet kølemiddelkølecyklus
Blandet kølemiddelkølingscyklus med forkøling
Ekspansionsmekanisme kold cyklus
2) Trinvis kølecyklus
Trinvis kølecyklus blev første gang anvendt på flydende naturgasprodukter i 1939. Den blev installeret i Cleveland i USA, hvor NH3 og C2H4 blev brugt som kølemidler i første og andet trin.
I første trin anvendes propan eller freon som kølemiddel. Den rensede naturgas afkøles til –35 ~ –40 ℃ i en propan- eller freonkøler. Efter at have adskilt de tunge kulbrinter over pentan, går den ind i andet trin til afkøling. Propangassen, der fordampes fra propankøleren, sættes under tryk af kompressoren, fortættes igen efter afkøling af vandkøleren og recirkuleres til propankøleren.
I andet trin anvendes ethan eller ethylen som kølemiddel, og naturgassen afkøles til –90 ~ –100 ℃ i andet trin og fortættes i tredje trin til afkøling. Efter tryksætning og vandkøling afkøles gassen, der er fordampet fra ethan- eller ethylenkøleren, og fortættes i propankøler og genanvendes til ethan- eller ethylenkøler.
I tredje fase anvendes metan som kølemiddel. Den flydende naturgas underkøles til –150 ~ –160 ℃ i metankøleren og aflastes derefter gennem drosselsventilen. Når temperaturen er faldet til –162 ℃, pumpes den til LNG-lagertanken. Gassen, der fordamper fra metankøleren, sættes under tryk og vandkøles, afkøles i propankøleren, fortættes i etan- eller ethylenkøleren og recirkuleres til metankøleren.
Den klassiske trinvise kølecyklus omfatter flere relativt uafhængige og forbundne køletrin. Da kølemidlet generelt komprimeres af en flertrinskompressor, kan kølemidlet i hvert køletrin fordampe under flere tryk og opdeles i flere temperaturniveauer for at køle naturgassen, og det kølemiddel, der fordampes under hvert tryk, går ind i det tilsvarende kompressortrin til kompression. I hvert køletrin er kun kølemidlet forskelligt, og driftsprocessen er grundlæggende ens.
Fordelene ved trinvis kølecyklus er:
① Lavt energiforbrug;
② Kølemidlet er rent og har ingen proportioneringsproblemer;
③ Moden teknologi og stabil drift
Ulemperne ved trinvis kølecyklus er:
① Der er mange enheder, og processen er kompleks;
② Der er meget hjælpeudstyr, og der bør være udstyr specialiseret i produktion og opbevaring af en række forskellige kølemidler;
③ Rørledningen og kontrolsystemet er komplekse og ubekvemme at vedligeholde
Opslagstidspunkt: 26. september 2021