Naturgassflytendegjøring er en lavtemperaturprosess. Den rensede rå naturgassen går inn i varmeveksleren for lavtemperaturkjøling, kondensering og underkjøling, strupes og trykkavlastes ved en temperatur på –160 ~ 165 ℃, og går inn i LNG-lagringstanken.
Forholdet mellom varme og temperatur ved kjøling, kondensering og underkjøling av naturgass er som følger:
1) Typer kjølesyklus
For å kondensere naturgass må varmen i prosessen med naturgasskjøling, kondensering og underkjøling fjernes, det vil si at den tilsvarende kjølekapasiteten må utveksles med den.
Kjølesystemet som er utstyrt i flytendegjøringsprosessen, skal sørge for at varmeveksleren oppnår minimal temperaturforskjell mellom kald- og varmestrøm, for å oppnå høy kjøleeffektivitet.
Kjølesystemet for flytendegjøring av naturgass er svært modent, og de vanlige prosessene inkluderer:
Trinnvis kjølesyklus
Blandet kjølemiddel kjølesyklus
Kjølesyklus med blandet kjølemiddel og forkjøling
Ekspansjonsmekanisme kald syklus
2) Trinnvis kjølesyklus
Trinnkjølingssyklusen ble først brukt på flytende naturgassprodukter i 1939. Den ble installert i Cleveland i USA, med NH3 og C2H4 som første- og andretrinns kjølemidler.
I det første trinnet brukes propan eller freon som kjølemiddel. Den rensede naturgassen avkjøles til –35 ~ –40 ℃ i en propan- eller freonkjøler. Etter at de tunge hydrokarbonene over pentan er separert, går den inn i det andre trinnet for avkjøling. Propangassen som fordampes fra propankjøleren trykksettes av kompressoren, flytendegjøres på nytt etter avkjøling av vannkjøleren og resirkuleres til propankjøleren.
I det andre trinnet brukes etan eller etylen som kjølemiddel, og naturgassen avkjøles til –90 ~ –100 ℃ i det andre trinnet og flytendegjøres til det tredje trinnet for avkjøling. Etter trykksetting og vannkjøling avkjøles gassen som fordampes fra etan- eller etylenkjøleren og flytendegjøres i propankjøleren og resirkuleres til etan- eller etylenkjøleren.
I det tredje trinnet brukes metan som kjølemiddel. Den flytende naturgassen underkjøles til –150 ~ –160 ℃ i metankjøleren, og trykkavlastes deretter gjennom strupeventilen. Etter at temperaturen synker til –162 ℃, pumpes den til LNG-lagringstanken. Gassen som fordampes fra metankjøleren trykksettes og vannkjøles, avkjøles i propankjøleren, flytendegjøres i etan- eller etylenkjøleren og resirkuleres til metankjøleren.
Den klassiske trinnvise kjølesyklusen inkluderer flere relativt uavhengige og sammenkoblede kjøletrinn. Siden kjølemediet vanligvis komprimeres av en flertrinnskompressor, kan kjølemediet i hvert kjøletrinn fordampe under flere trykk og deles inn i flere temperaturnivåer for å kjøle ned naturgassen, og kjølemediet som fordampes under hvert trykk går inn i det tilsvarende kompressortrinnet for kompresjon. I hvert kjøletrinn er det bare kjølemediet som er forskjellig, og driftsprosessen er i utgangspunktet lik.
Fordelene med trinnvis kjølesyklus er:
① Lavt energiforbruk;
② Kjølemediet er rent og har ingen proporsjoneringsproblemer;
③ Moden teknologi og stabil drift
Ulempene med trinnvis kjølesyklus er:
① Det er mange enheter, og prosessen er kompleks;
② Det finnes mye tilleggsutstyr, og det bør finnes utstyr som er spesialisert i produksjon og lagring av en rekke kjølemidler;
③ Rørledningen og kontrollsystemet er komplekse og upraktiske å vedlikeholde
Publisert: 26. september 2021