ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସର ତରଳୀକରଣ ଏକ ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ପ୍ରକ୍ରିୟା

ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସର ତରଳୀକରଣ ଏକ ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ପ୍ରକ୍ରିୟା। ପରିଷ୍କୃତ କଞ୍ଚା ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସ ନିମ୍ନ-ତାପମାନର ଶୀତଳୀକରଣ, ଘନୀଭୂତୀକରଣ ଏବଂ ଅଣ୍ଡରଥୋଲିଂ ପାଇଁ ତାପ ବିନିମୟକାରୀରେ ପ୍ରବେଶ କରେ, – 160 ~ 165 ℃ ତାପମାତ୍ରାରେ ଥ୍ରୋଟଲ୍ ଏବଂ ଡିପ୍ରେସରାଇଜେସନ୍ କରେ, ଏବଂ LNG ସଂରକ୍ଷଣ ଟାଙ୍କିରେ ପ୍ରବେଶ କରେ।
ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସର ଶୀତଳୀକରଣ, ଘନୀଭୂତୀକରଣ ଏବଂ ଅଣ୍ଡରଥଣ୍ଡାକରଣର ଉତ୍ତାପ ଏବଂ ତାପମାତ୍ରା ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ ନିମ୍ନଲିଖିତ ଭାବରେ ଅଟେ:
୧) ଶୀତଳୀକରଣ ଚକ୍ରର ପ୍ରକାରଭେଦ
ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସକୁ ତରଳ କରିବା ପାଇଁ, ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସକୁ ଶୀତଳ କରିବା, ଘନୀଭୂତ କରିବା ଏବଂ ସୁପରକୁଲିଂ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଉତ୍ତାପକୁ ଅପସାରଣ କରିବାକୁ ପଡିବ, ଅର୍ଥାତ୍, ଏହା ସହିତ ଆଦାନପ୍ରଦାନ କରିବା ପାଇଁ ଅନୁରୂପ ଶୀତଳତା କ୍ଷମତା ଆବଶ୍ୟକ।
ତରଳୀକରଣ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ସଜ୍ଜିତ ଶୀତଳୀକରଣ ପ୍ରଣାଳୀ ହେଉଛି ଉତ୍ତାପ ବିନିମୟକାରୀକୁ ଥଣ୍ଡା ଏବଂ ଉତ୍ତାପ ପ୍ରବାହ ମଧ୍ୟରେ ସର୍ବନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ପାର୍ଥକ୍ୟ ହାସଲ କରିବା, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ଉଚ୍ଚ ଶୀତଳୀକରଣ ଦକ୍ଷତା ପ୍ରାପ୍ତ ହୋଇପାରିବ।
ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସ ତରଳୀକରଣ ପାଇଁ ଶୀତଳୀକରଣ ପ୍ରଣାଳୀ ବହୁତ ପରିପକ୍ୱ, ଏବଂ ସାଧାରଣତଃ ବ୍ୟବହୃତ ପ୍ରକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:
ପର୍ଯ୍ୟାୟକ୍ରମେ ଶୀତଳୀକରଣ ଚକ୍ର
ମିଶ୍ରିତ ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ରେଫ୍ରିଜରେସନ୍ ଚକ୍ର
ପ୍ରିକୁଲିଂ ସହିତ ମିଶ୍ରିତ ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ଚକ୍ର
ବିସ୍ତାର ଯନ୍ତ୍ରପାତିର ଶୀତଳ ଚକ୍ର
୨) ପର୍ଯ୍ୟାୟକ୍ରମେ ଶୀତଳୀକରଣ ଚକ୍ର
ଷ୍ଟେପ୍ ରେଫ୍ରିଜରେସନ୍ ଚକ୍ର ପ୍ରଥମେ 1939 ମସିହାରେ ତରଳୀକୃତ ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସ ଉତ୍ପାଦରେ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇଥିଲା। ଏହାକୁ ଯୁକ୍ତରାଷ୍ଟ୍ରର କ୍ଲିଭଲ୍ୟାଣ୍ଡରେ ସ୍ଥାପନ କରାଯାଇଥିଲା, ପ୍ରଥମ ଏବଂ ଦ୍ୱିତୀୟ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ୍ ଭାବରେ NH3 ଏବଂ C2H4 ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା।
ପ୍ରଥମ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ, ପ୍ରୋପେନ କିମ୍ବା ଫ୍ରିୟନ୍ କୁଲରକୁ ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ। ପ୍ରୋପେନ କିମ୍ବା ଫ୍ରିୟନ୍ କୁଲରରେ ପରିଷ୍କୃତ ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସକୁ – 35 ~ – 40 ℃ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଥଣ୍ଡା କରାଯାଏ। ପେଣ୍ଟାନ୍ ଉପରେ ଥିବା ଭାରୀ ହାଇଡ୍ରୋକାର୍ବନକୁ ପୃଥକ କରିବା ପରେ, ଏହା ଥଣ୍ଡା ହେବା ପାଇଁ ଦ୍ୱିତୀୟ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ପ୍ରବେଶ କରେ। ପ୍ରୋପେନ କୁଲରରୁ ବାଷ୍ପୀଭୂତ ପ୍ରୋପେନ ଗ୍ୟାସକୁ କମ୍ପ୍ରେସର ଦ୍ୱାରା ଚାପ ଦିଆଯାଏ, ପାଣି କୁଲର ଦ୍ୱାରା ଥଣ୍ଡା ହେବା ପରେ ପୁନଃତରଳ କରାଯାଏ ଏବଂ ପ୍ରୋପେନ କୁଲରକୁ ପୁନଃଚକ୍ରିତ କରାଯାଏ।
ଦ୍ୱିତୀୟ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ, ଇଥାନ କିମ୍ବା ଇଥିଲିନକୁ ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ, ଏବଂ ଦ୍ୱିତୀୟ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସକୁ – 90 ~ – 100 ℃ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଥଣ୍ଡା କରାଯାଏ ଏବଂ ଥଣ୍ଡା କରିବା ପାଇଁ ତୃତୀୟ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ତରଳୀକୃତ କରାଯାଏ। ଚାପ ଏବଂ ଜଳ ଥଣ୍ଡା ହେବା ପରେ, ଇଥାନ କିମ୍ବା ଇଥିଲିନ କୁଲରରୁ ବାଷ୍ପୀଭୂତ ଗ୍ୟାସକୁ ଥଣ୍ଡା କରାଯାଇ ପ୍ରୋପେନ କୁଲରରେ ତରଳୀକୃତ କରାଯାଏ ଏବଂ ଇଥାନ କିମ୍ବା ଇଥିଲିନ କୁଲରରେ ପୁନଃଚକ୍ରିତ କରାଯାଏ।
ତୃତୀୟ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ, ମିଥେନକୁ ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ। ତରଳୀକୃତ ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସକୁ ମିଥେନ କୁଲରରେ – 150 ~ – 160 ℃ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଉପ-ଥଣ୍ଡା କରାଯାଏ, ଏବଂ ତା’ପରେ ଥ୍ରୋଟଲ୍ ଭାଲ୍ଭ ମାଧ୍ୟମରେ ଚାପ ହ୍ରାସ କରାଯାଏ। ତାପମାତ୍ରା – 162 ℃ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ହ୍ରାସ ପାଇବା ପରେ, ଏହାକୁ LNG ଷ୍ଟୋରେଜ୍ ଟାଙ୍କିକୁ ପମ୍ପ କରାଯାଏ। ମିଥେନ କୁଲରରୁ ବାଷ୍ପୀଭୂତ ଗ୍ୟାସକୁ ଚାପ ଦିଆଯାଇ ଜଳ-ଥଣ୍ଡା କରାଯାଏ, ପ୍ରୋପେନ୍ କୁଲରରେ ଥଣ୍ଡା କରାଯାଏ, ଇଥାନ କିମ୍ବା ଇଥିଲିନ୍ କୁଲରରେ ତରଳୀକୃତ କରାଯାଏ ଏବଂ ମିଥେନ କୁଲରରେ ପୁନଃଚକ୍ରିତ କରାଯାଏ।
ଶାସ୍ତ୍ରୀୟ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ରେଫ୍ରିଜରେସନ୍ ଚକ୍ରରେ ଅନେକ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ସ୍ୱାଧୀନ ଏବଂ ସଂଯୁକ୍ତ ଶୀତଳକରଣ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ଯେହେତୁ ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ସାଧାରଣତଃ ମଲ୍ଟି-ଷ୍ଟେଜ୍ କମ୍ପ୍ରେସର ଦ୍ୱାରା ସଙ୍କୁଚିତ ହୋଇଥାଏ, ପ୍ରତ୍ୟେକ ଶୀତଳକରଣ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ, ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ଅନେକ ଚାପରେ ବାଷ୍ପୀଭୂତ ହୋଇପାରେ ଏବଂ ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସକୁ ଥଣ୍ଡା କରିବା ପାଇଁ ଅନେକ ତାପମାତ୍ରା ସ୍ତରରେ ବିଭକ୍ତ ହୋଇପାରେ, ଏବଂ ପ୍ରତ୍ୟେକ ଚାପରେ ବାଷ୍ପୀଭୂତ ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ସଙ୍କୋଚନ ପାଇଁ ସମ୍ପୃକ୍ତ କମ୍ପ୍ରେସର ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ପ୍ରବେଶ କରେ। ପ୍ରତ୍ୟେକ ଶୀତଳକରଣ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ, କେବଳ ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ଭିନ୍ନ ହୋଇଥାଏ, ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟ ପ୍ରକ୍ରିୟା ମୂଳତଃ ସମାନ ହୋଇଥାଏ।
ଷ୍ଟେପ୍ ରେଫ୍ରିଜରେସନ୍ ଚକ୍ରର ସୁବିଧାଗୁଡ଼ିକ ହେଉଛି:
① କମ ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାର;
② ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ବିଶୁଦ୍ଧ ଏବଂ ଏଥିରେ କୌଣସି ସମାନୁପାତିକ ସମସ୍ୟା ନାହିଁ;
③ ପରିପକ୍ୱ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଏବଂ ସ୍ଥିର କାର୍ଯ୍ୟ
ଷ୍ଟେପ୍ ରେଫ୍ରିଜରେସନ୍ ଚକ୍ରର ଅସୁବିଧାଗୁଡ଼ିକ ହେଉଛି:
① ଅନେକ ୟୁନିଟ୍ ଅଛି ଏବଂ ପ୍ରକ୍ରିୟାଟି ଜଟିଳ;
② ଅନେକ ସହାୟକ ଉପକରଣ ଅଛି, ଏବଂ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାରର ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ସଂରକ୍ଷଣ କରିବାରେ ବିଶେଷଜ୍ଞ ଉପକରଣ ରହିବା ଉଚିତ;
③ ପାଇପଲାଇନ ଏବଂ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପ୍ରଣାଳୀ ଜଟିଳ ଏବଂ ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣ ପାଇଁ ଅସୁବିଧାଜନକ।