Утечњавање природног гаса је процес на ниској температури. Пречишћени сиров природни гас улази у измењивач топлоте ради хлађења на ниској температури, кондензације и потхлађивања, пригушује се и декомпресује на температури од –160 ~ 165 ℃, и улази у резервоар за складиштење течног природног гаса (LNG).
Однос између топлоте и температуре природног гаса код хлађења, кондензације и потхлађивања је следећи:
1) Врсте расхладних циклуса
Да би се природни гас претворио у течно стање, топлота у процесу хлађења, кондензације и потхлађивања природног гаса мора се уклонити, односно потребан је одговарајући капацитет хлађења за размену са њим.
Систем хлађења опремљен у процесу укапљивања је да измењивач топлоте постигне минималну температурну разлику између хладног и топлотног протока, како би се постигла висока ефикасност хлађења.
Систем хлађења за утечњавање природног гаса је веома зрео, а уобичајено коришћени процеси укључују:
Корачни циклус хлађења
Мешовити расхладни циклус са расхладним средством
Мешовити расхладни циклус са претхлађењем
Механизам експанзије хладни циклус
2) Корачни циклус хлађења
Степенасти циклус хлађења је први пут примењен на производе од течног природног гаса 1939. године. Инсталиран је у Кливленду у Сједињеним Државама, користећи NH3 и C2H4 као расхладна средства прве и друге фазе.
У првој фази, пропан или фреон се користе као расхладно средство. Пречишћени природни гас се хлади на –35 ~ –40 ℃ у пропанском или фреонском хладњаку. Након одвајања тешких угљоводоника изнад пентана, улази у другу фазу ради хлађења. Пропански гас који испарава из пропанског хладњака се компресором ставља под притисак, поново се утечњава након хлађења воденим хладњаком и рециклира у пропански хладњак.
У другој фази, етан или етилен се користе као расхладно средство, а природни гас се хлади на –90 ~ –100 ℃ у другој фази и утечњава у трећој фази ради хлађења. Након стварања притиска и хлађења водом, гас који је испарио из хладњака етана или етилена се хлади и утечњава у хладњаку пропана и рециклира у хладњак етана или етилена.
У трећој фази, метан се користи као расхладно средство. Течни природни гас се потхлађује на –150 ~ –160 ℃ у хладњаку метана, а затим се декомпресује кроз пригушни вентил. Након што температура падне на –162 ℃, пумпа се у резервоар за складиштење течног природног гаса (LNG). Гас који је испарио из хладњака метана се под притиском хлади водом, хлади у хладњаку пропана, утечњава у хладњаку етана или етилена и рециклира у хладњак метана.
Класични степенасти циклус хлађења укључује неколико релативно независних и повезаних фаза хлађења. Пошто се расхладно средство генерално компримује помоћу вишестепеног компресора, у свакој фази хлађења, расхладно средство може да испари под неколико притисака и да буде подељено на неколико температурних нивоа ради хлађења природног гаса, а расхладно средство које је испарило под сваким притиском улази у одговарајућу фазу компресора ради компресије. У свакој фази хлађења, само је расхладно средство другачије, а процес рада је у основи сличан.
Предности степенастог циклуса хлађења су:
① Мала потрошња енергије;
② Расхладно средство је чисто и нема проблема са пропорцијом;
③ Зрела технологија и стабилан рад
Недостаци степенастог циклуса хлађења су:
① Постоји много јединица и процес је сложен;
② Постоји много помоћне опреме, а требало би да постоји и опрема специјализована за производњу и складиштење разних расхладних средстава;
③ Цевовод и систем управљања су сложени и незгодни за одржавање
Време објаве: 26. септембар 2021.