הנזלת גז טבעי היא תהליך בטמפרטורה נמוכה

הנזלת גז טבעי היא תהליך בטמפרטורה נמוכה. הגז הטבעי הגולמי המטוהר נכנס למחליף חום לקירור בטמפרטורה נמוכה, עיבוי וקירור תת-קרקעי, חונק ומוריד לחץ בטמפרטורה של -160 ~ 165 ℃, ונכנס למיכל אחסון גז טבעי נוזלי (LNG).
הקשר בין החום לטמפרטורה של קירור, עיבוי ותת-קירור של גז טבעי הוא כדלקמן:
1) סוגי מחזור קירור
על מנת להנזל גז טבעי, יש להסיר את החום בתהליך קירור, עיבוי וקירור-על של גז טבעי, כלומר, נדרשת קיבולת הקירור המתאימה כדי להחליף עמו.
מערכת הקירור המצוידת בתהליך ההנזלה נועדה לגרום למחליף החום להשיג הפרש טמפרטורות מינימלי בין זרימת הקור לזרימת החום, על מנת להשיג יעילות קירור גבוהה.
מערכת הקירור להנזלת גז טבעי היא טכנולוגיה מתקדמת מאוד, והתהליכים הנפוצים כוללים:
מחזור קירור בשלבים
מחזור קירור של חומרי קירור מעורבים
מחזור קירור עם חומר קירור מעורב עם קירור מקדים
מנגנון התפשטות מחזור קר
2) מחזור קירור בשלבים
מחזור הקירור המדורג יושם לראשונה על מוצרי גז טבעי נוזלי בשנת 1939. הוא הותקן בקליבלנד, ארצות הברית, תוך שימוש ב-NH3 ו-C2H4 כנוזלי קירור בשלב הראשון והשני.
בשלב הראשון, פרופאן או פריאון משמשים כנוזל קירור. הגז הטבעי המטוהר מקורר ל-35 ~ -40 ℃ במקרר פרופאן או פריאון. לאחר הפרדת הפחמימנים הכבדים מעל הפנטאן, הוא עובר לשלב השני לקירור. גז הפרופאן המתאדה ממקרר הפרופאן עובר לחץ על ידי המדחס, הופך נוזלי לאחר קירור על ידי מקרר המים, וממוחזר למקרר הפרופאן.
בשלב השני, משתמשים באתאן או אתילן כנוזל קירור, והגז הטבעי מקורר ל-90 ~ -100 ℃ בשלב השני ומוזלל לשלב השלישי לצורך קירור. לאחר הפעלת לחץ וקירור במים, הגז המתאדה ממצנן האתאן או האתילן מקורר ומוזלל במצנן פרופאן וממוחזר למצנן אתאן או אתילן.
בשלב השלישי, מתאן משמש כנוזל קירור. הגז הטבעי הנוזלי עובר קירור תת-קרקעי ל-150 ~ -160 מעלות צלזיוס במקרר המתאן, ולאחר מכן מוריד את הלחץ דרך שסתום המצערת. לאחר שהטמפרטורה יורדת ל-162 מעלות צלזיוס, הוא נשאב למיכל אחסון ה-LNG. הגז המתאדה ממקרר המתאן עובר לחץ ומקורר במים, מקורר במקרר הפרופאן, הופך נוזלי במקרר האתאן או האתילן, וממוחזר למקרר המתאן.
מחזור קירור קלאסי שלבים כולל מספר שלבי קירור עצמאיים יחסית ומחוברים. מכיוון שנוזל הקירור נדחס בדרך כלל על ידי מדחס רב-שלבי, בכל שלב קירור, נוזל הקירור יכול להתאדות תחת מספר לחצים ולהיות מחולק למספר רמות טמפרטורה כדי לקרר את הגז הטבעי, ונוזל הקירור המתאדה תחת כל לחץ נכנס לשלב המדחס המתאים לצורך דחיסה. בכל שלב קירור, רק נוזל הקירור שונה, ותהליך הפעולה דומה באופן מהותי.
היתרונות של מחזור קירור מדורג הם:
① צריכת אנרגיה נמוכה;
② נוזל הקירור טהור ואין בו בעיית פרופורציה;
③ טכנולוגיה בוגרת ותפעול יציב
החסרונות של מחזור קירור מדורג הם:
① ישנן יחידות רבות והתהליך מורכב;
② יש ציוד עזר רב, וצריך להיות ציוד המתמחה בייצור ואחסון של מגוון נוזלי קירור;
③ הצינור ומערכת הבקרה מורכבים ולא נוחים לתחזוקה