Liquefactio gasis naturalis est processus temperaturae humilis. Gas naturale crudum purificatum permutatorem caloris intrat ad refrigerationem temperaturae humilis, condensationem et subrefrigerationem, deinde ad temperaturam –160 ~ 165 ℃ suffocatur et deprimitur, et in cisternam repositionis LNG intrat.
Relatio inter calorem et temperaturam refrigerationis, condensationis et subrefrigerationis gasis naturalis haec est:
1) Genera cycli refrigerationis
Ad liquefaciendum gas naturale, calor in processu refrigerationis, condensationis et superrefrigerationis gasis naturalis removendus est, id est, capacitas refrigerandi correspondens requiritur ad cum eo permutandum.
Systema refrigerationis in processu liquefactionis instructum est ut permutator caloris minimam differentiam temperaturae inter fluxum frigidi et caloris assequatur, ut alta efficacia refrigerationis obtineatur.
Systema refrigerationis ad liquefactionem gasis naturalis valde maturum est, et processus vulgo adhibiti includunt:
Cyclus refrigerationis gradualis
Cyclus refrigerationis refrigerantis mixti
Cyclus refrigerationis refrigerantis mixti cum praerefrigeratione
Mechanismus expansionis cyclus frigidus
2) Cyclus refrigerationis gradualis
Cyclus refrigerationis gradatim primum ad producta gasis naturalis liquefacti anno 1939 adhibitus est. Clevelandiae in Civitatibus Foederatis Americae institutus est, NH3 et C2H4 ut refrigerantia primi et secundi gradus adhibens.
In primo gradu, propanum vel Freon ut refrigerans adhibetur. Gas naturale purificatum ad –35 ~ –40 ℃ in refrigeratore propani vel Freonis refrigeratur. Post separationem hydrocarbonum gravium supra pentanum, ad secundum gradum refrigerationis transit. Gas propanum e refrigeratore propani evaporatum a compressore pressurizatur, post refrigerationem a refrigeratore aquae iterum liquefacitur, et ad refrigeratorem propani recirculatur.
In secundo gradu, ethanum vel aethylenum ut refrigerans adhibetur, et gas naturale ad –90 ~ – 100°C in secundo gradu refrigeratur et in tertium gradum ad refrigerandum liquefacitur. Post pressurizationem et refrigerationem aquae, gas ex refrigeratore ethani vel aethyleni evaporatum in refrigeratore propani refrigeratur et liquefacitur et ad refrigeratorem ethani vel aethyleni recirculatur.
In tertio gradu, methanum ut refrigerans adhibetur. Gas naturale liquefactum in refrigeratore methani subrefrigeratur ad –150 ~ –160 ℃ in refrigeratore methani, deinde per valvulam suffocationis deprimitur. Postquam temperatura ad –162 ℃ descendit, ad cisternam LNG pumpatur. Gas e refrigeratore methani evaporatum pressurizatur et aqua refrigeratur, deinde in refrigeratore propani refrigeratur, in refrigeratore ethani vel aethyleni liquefacitur, et ad refrigeratorem methani recirculatur.
Cyclus refrigerationis classicus per gradus plures gradus refrigerationis relative independentes et inter se conexos comprehendit. Cum refrigerans plerumque a compressore multigraduali comprimatur, in unoquoque gradu refrigerationis, refrigerans sub pluribus pressionibus evaporare et in plures gradus temperaturae dividi potest ad gas naturale refrigerandum, et refrigerans sub unaquaque pressione evaporatum gradum compressoris correspondens ad compressionem intrat. In unoquoque gradu refrigerationis, solum refrigerans differt, et processus operationis fundamentaliter similis est.
Commoda cycli refrigerationis gradatim per gradus sunt:
① Consumptio energiae humilis;
② Refrigerans purum est et nullum problema proportionis habet;
③ Technologia matura et operatio stabilis
Incommoda cycli refrigerationis gradatim per gradus sunt:
① Multae sunt unitates et processus complexus est;
② Multae sunt machinae auxiliares, et machinae in producendis et conservandis variis refrigerantibus specializatae esse debent;
③ Ductus et systema moderationis complexa et incommoda ad conservandum sunt.
Tempus publicationis: XXVI Septembris MMXXI