Pencairan gas alam adalah proses suhu rendah.

Pencairan gas alam adalah proses suhu rendah. Gas alam mentah yang telah dimurnikan memasuki penukar panas untuk pendinginan suhu rendah, kondensasi, dan pendinginan berlebih, kemudian mengalami penyempitan aliran dan penurunan tekanan pada suhu –160 ~ 165 ℃, dan masuk ke tangki penyimpanan LNG.
Hubungan antara panas dan suhu pada pendinginan gas alam, kondensasi, dan pendinginan berlebih adalah sebagai berikut:
1) Jenis-jenis siklus pendinginan
Untuk mencairkan gas alam, panas dalam proses pendinginan, kondensasi, dan pendinginan berlebih gas alam harus dihilangkan, artinya, kapasitas pendinginan yang sesuai diperlukan untuk dipertukarkan dengannya.
Sistem pendinginan yang dipasang pada proses pencairan bertujuan agar penukar panas mencapai perbedaan suhu minimum antara aliran dingin dan panas, sehingga diperoleh efisiensi pendinginan yang tinggi.
Sistem pendinginan untuk pencairan gas alam sudah sangat matang, dan proses yang umum digunakan meliputi:
Siklus pendinginan bertahap
Siklus pendinginan refrigeran campuran
Siklus pendinginan refrigeran campuran dengan pra-pendinginan
Mekanisme ekspansi siklus dingin
2) Siklus pendinginan bertahap
Siklus pendinginan bertahap pertama kali diterapkan pada produk gas alam cair pada tahun 1939. Siklus ini dipasang di Cleveland, Amerika Serikat, menggunakan NH3 dan C2H4 sebagai refrigeran tahap pertama dan kedua.
Pada tahap pertama, propana atau Freon digunakan sebagai refrigeran. Gas alam yang telah dimurnikan didinginkan hingga –35 ~ –40 ℃ dalam pendingin propana atau Freon. Setelah memisahkan hidrokarbon berat di atas pentana, gas tersebut memasuki tahap kedua untuk pendinginan. Gas propana yang menguap dari pendingin propana diberi tekanan oleh kompresor, dicairkan kembali setelah didinginkan oleh pendingin air, dan didaur ulang ke pendingin propana.
Pada tahap kedua, etana atau etilena digunakan sebagai zat pendingin, dan gas alam didinginkan hingga –90 ~ –100 ℃ pada tahap kedua dan dicairkan ke tahap ketiga untuk pendinginan. Setelah diberi tekanan dan didinginkan dengan air, gas yang menguap dari pendingin etana atau etilena didinginkan dan dicairkan dalam pendingin propana dan didaur ulang ke pendingin etana atau etilena.
Pada tahap ketiga, metana digunakan sebagai refrigeran. Gas alam cair didinginkan hingga –150 ~ –160 ℃ di pendingin metana, kemudian tekanannya diturunkan melalui katup pengatur. Setelah suhunya turun hingga –162 ℃, gas dipompa ke tangki penyimpanan LNG. Gas yang menguap dari pendingin metana diberi tekanan dan didinginkan dengan air, didinginkan di pendingin propana, dicairkan di pendingin etana atau etilena, dan didaur ulang ke pendingin metana.
Siklus pendinginan bertahap klasik mencakup beberapa tahap pendinginan yang relatif independen dan saling terhubung. Karena refrigeran umumnya dikompresi oleh kompresor multi-tahap, di setiap tahap pendinginan, refrigeran dapat menguap di bawah beberapa tekanan dan dibagi menjadi beberapa tingkat suhu untuk mendinginkan gas alam, dan refrigeran yang menguap di bawah setiap tekanan memasuki tahap kompresor yang sesuai untuk dikompresi. Di setiap tahap pendinginan, hanya refrigerannya yang berbeda, dan proses operasinya pada dasarnya serupa.
Keunggulan siklus pendinginan bertahap adalah:
① Konsumsi energi rendah;
② Refrigeran tersebut murni dan tidak memiliki masalah proporsi;
③ Teknologi yang matang dan operasi yang stabil
Kekurangan dari siklus pendinginan bertahap adalah:
① Terdapat banyak unit dan prosesnya kompleks;
② Terdapat banyak peralatan bantu, dan harus ada peralatan yang khusus memproduksi dan menyimpan berbagai jenis refrigeran;
③ Sistem perpipaan dan kontrolnya kompleks dan sulit untuk dipelihara.