प्राकृतिक गैस द्रवीकरण एक कम तापमान वाली प्रक्रिया है।

प्राकृतिक गैस द्रवीकरण एक कम तापमान वाली प्रक्रिया है। शुद्ध की गई कच्ची प्राकृतिक गैस कम तापमान पर शीतलन, संघनन और अध: शीतलन के लिए हीट एक्सचेंजर में प्रवेश करती है, -160 से 165 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर दबाव कम करती है और एलएनजी भंडारण टैंक में प्रवेश करती है।
प्राकृतिक गैस के शीतलन, संघनन और अधोशीपन में ऊष्मा और तापमान के बीच संबंध इस प्रकार है:
1) प्रशीतन चक्र के प्रकार
प्राकृतिक गैस को द्रवीकृत करने के लिए, प्राकृतिक गैस के शीतलन, संघनन और अतिशीतलन की प्रक्रिया में उत्पन्न ऊष्मा को दूर करना आवश्यक है, अर्थात्, इसके साथ ऊष्मा का आदान-प्रदान करने के लिए उपयुक्त शीतलन क्षमता की आवश्यकता होती है।
द्रवीकरण प्रक्रिया में सुसज्जित प्रशीतन प्रणाली का उद्देश्य ऊष्मा विनिमयकर्ता को ठंडे और गर्म प्रवाह के बीच न्यूनतम तापमान अंतर प्राप्त करने में सक्षम बनाना है, ताकि उच्च प्रशीतन दक्षता प्राप्त की जा सके।
प्राकृतिक गैस द्रवीकरण के लिए प्रशीतन प्रणाली बहुत विकसित है, और आमतौर पर उपयोग की जाने वाली प्रक्रियाओं में निम्नलिखित शामिल हैं:
चरणबद्ध प्रशीतन चक्र
मिश्रित रेफ्रिजरेंट प्रशीतन चक्र
प्रीकूलिंग के साथ मिश्रित रेफ्रिजरेंट प्रशीतन चक्र
विस्तार तंत्र शीत चक्र
2) चरणबद्ध प्रशीतन चक्र
चरणबद्ध प्रशीतन चक्र को सर्वप्रथम 1939 में द्रवीकृत प्राकृतिक गैस उत्पादों पर लागू किया गया था। इसे संयुक्त राज्य अमेरिका के क्लीवलैंड में स्थापित किया गया था, जिसमें पहले और दूसरे चरण के प्रशीतन के रूप में NH3 और C2H4 का उपयोग किया गया था।
पहले चरण में, प्रोपेन या फ्रियोन का उपयोग रेफ्रिजरेंट के रूप में किया जाता है। शुद्ध प्राकृतिक गैस को प्रोपेन या फ्रियोन कूलर में -35 से -40 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है। पेंटेन से ऊपर के भारी हाइड्रोकार्बन को अलग करने के बाद, यह शीतलन के लिए दूसरे चरण में प्रवेश करती है। प्रोपेन कूलर से वाष्पीकृत प्रोपेन गैस को कंप्रेसर द्वारा दबावित किया जाता है, वाटर कूलर द्वारा ठंडा करने के बाद पुनः द्रवीकृत किया जाता है, और प्रोपेन कूलर में पुनर्चक्रित किया जाता है।
दूसरे चरण में, ईथेन या एथिलीन का उपयोग रेफ्रिजरेंट के रूप में किया जाता है, और प्राकृतिक गैस को -90 से -100 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है और तीसरे चरण में शीतलन के लिए द्रवीकृत किया जाता है। दबाव और जल शीतलन के बाद, ईथेन या एथिलीन कूलर से वाष्पीकृत गैस को प्रोपेन कूलर में ठंडा और द्रवीकृत किया जाता है और पुनः ईथेन या एथिलीन कूलर में पुनर्चक्रित किया जाता है।
तीसरे चरण में, मीथेन का उपयोग रेफ्रिजरेंट के रूप में किया जाता है। द्रवीकृत प्राकृतिक गैस को मीथेन कूलर में -150 से -160 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है, और फिर थ्रॉटल वाल्व के माध्यम से इसका दबाव कम किया जाता है। तापमान -162 डिग्री सेल्सियस तक गिरने के बाद, इसे एलएनजी भंडारण टैंक में पंप किया जाता है। मीथेन कूलर से वाष्पीकृत गैस को दबावयुक्त किया जाता है और जल-शीतलित किया जाता है, प्रोपेन कूलर में ठंडा किया जाता है, इथेन या एथिलीन कूलर में द्रवीकृत किया जाता है, और मीथेन कूलर में पुनर्चक्रित किया जाता है।
पारंपरिक चरणबद्ध प्रशीतन चक्र में कई अपेक्षाकृत स्वतंत्र और आपस में जुड़े शीतलन चरण शामिल होते हैं। चूंकि प्रशीतक को आमतौर पर बहु-चरणीय कंप्रेसर द्वारा संपीड़ित किया जाता है, इसलिए प्रत्येक शीतलन चरण में, प्रशीतक विभिन्न दबावों के तहत वाष्पीकृत हो सकता है और प्राकृतिक गैस को ठंडा करने के लिए विभिन्न तापमान स्तरों में विभाजित हो सकता है, और प्रत्येक दबाव के तहत वाष्पीकृत प्रशीतक संपीड़न के लिए संबंधित कंप्रेसर चरण में प्रवेश करता है। प्रत्येक शीतलन चरण में, केवल प्रशीतक भिन्न होता है, और संचालन प्रक्रिया मूल रूप से समान होती है।
चरणबद्ध प्रशीतन चक्र के लाभ इस प्रकार हैं:
① कम ऊर्जा खपत;
2. रेफ्रिजरेंट शुद्ध है और इसमें अनुपात संबंधी कोई समस्या नहीं है;
③ परिपक्व तकनीक और स्थिर संचालन
चरणबद्ध प्रशीतन चक्र के नुकसान इस प्रकार हैं:
① इसमें कई इकाइयाँ हैं और प्रक्रिया जटिल है;
2. कई सहायक उपकरण हैं, और विभिन्न प्रकार के रेफ्रिजरेंट के उत्पादन और भंडारण में विशेषज्ञता वाले उपकरण होने चाहिए;
③ पाइपलाइन और नियंत्रण प्रणाली जटिल हैं और इनका रखरखाव असुविधाजनक है।