Что такое СПГ
Что такое КПГ
Различия КПГ и СПГ для потребителя
Сжиженные газы (природный и углеводородный) широко используются в качестве топлива для бытовых и промышленных нужд. Рассмотрим их особенности, свойства, достоинства и сферы применения.
- Основные производители СПГ по данным 2009 г
- Симптомы
- Что такое СПГ
- Причины появления
- Что такое КПГ
- Различия КПГ и СПГ для потребителя
- Безопасность СУГ для автомобилей
- Виды сжиженных газов
- Где применяется сжиженный газ
- Как справляться с ХГ при помощи концентраторов кислорода? И можно ли это делать?
- Интересные факты
- Технологии получения СУГ и СПГ
- Подготовка газовой смеси
- Основной процесс сжижения
- Транспортировка и хранение
- Производство СПГ в России
- Процесс сжижения газа
- Зачем сжижают природный газ?
- Экономика и безопасность перевозок
- Использование в различных сферах
- Способы лечения
- Параметры сжиженных газов
- Цена везде разная
- Последствия, если не лечить
- Зачем вообще сжижать газ?
- Перевод 1 тонны СПГ в кубометры (м3).
- Оборудование СПГ-завода
- Производство в РФ. Газпром и Новатэк
- Сжиженные углеводородные газы (СУГ)
- Особенности производства СУГ
- Достоинства и недостатки
- Транспортировка СУГ
- Области применения
- Сжиженный природный газ (СПГ)
- Порядок транспортировки
- Сферы применения
- Достоинства СПГ
- Перспективы сжиженного водорода
- Как производят и перевозят
- Выводы и полезное видео по теме
Основные производители СПГ по данным 2009 г
Катар -49,4 млрд м³, Малайзия — 29,5 млрд м³; Индонезия-26,0 млрд м³; Австралия — 24,2 млрд м³; Алжир — 20,9 млрд м³; Тринидад и Тобаго -19,7 млрд м³.
Основные импортеры СПГ в 2009 г: Япония — 85,9 млрд м³; Республика Корея -34,3 млрд м³; Испания- 27,0 млрд м³; Франция- 13,1 млрд м³; США — 12,8 млрд м³; Индия-12,6 млрд м³.
Симптомы
У взрослых кислородное голодание выражается стандартной клинической картиной.
- Возбудимость существенно повышается, так как недостаток кислорода способствует состоянию бесконтрольной эйфории, которая вскоре заменяется удрученностью и вялостью.
- Внезапная головная боль сжимающего характера.
- Тахикардия и различные виды аритмий.
- Цвет кожных покровов бледный, синюшный или даже красный. Потливость высокая.
- Тошнота, головокружение, заторможенность.
- Отек мозга, исчезновение рефлексов.
Природный газ необходим многим людям для нормальной жизни. Он широко применяется в многоквартирных и частных домах для отопления, приготовления пищи и подогрева воды, используется как топливо для котельных и ТЭЦ. Чаще всего его доставляют до потребителей напрямую по трубам, однако проложить коммуникации можно далеко не везде. А что, если газ сделать жидким? Да, это достаточно сложно, но объем при этом уменьшится в 600 раз, и тогда его можно будет отправить даже в отдаленные от месторождений и хранилищ районы. Как происходит это самое сжижение и каким образом вещество перевозят — в нашем материале.
Без кислорода жизнь невозможна. Его дефицит отрицательно влияет на все органы, особенно на головной мозг. Если с током плазмы О2 поступает не в полной мере, надвигается кислородный голод или по-другому гипоксия. Объясняется это просто: для полноценной работы мозга требуется более 20% минутного объема кровотока, а это солидное количество.
Наступление гипоксии губительно для мозга. При наступлении острой стадии он способен работать не более 4-5 секунд. По истечению 10-13 секунд наступает бессознательное состояние, а через 30-35 секунд – коматозное. Если патология сохраняется 5-6 минут, наступает гибель клеток, к тому же необратимая.
Что такое СПГ
СПГ — это сжиженный природный газ — метан, пропан или бутан, — который уменьшили в объеме в 600 раз. Сжижение происходит через поэтапное сжатие и охлаждение или только охлаждение до −160 °С с параллельным очищением от оксидов серы, углерода и воды. Продукт на выходе занимает минимально возможный объем резервуара, сохраняя при этом все физические и потребительские свойства природного газа.
Это не отдельный продукт, а агрегатное состояние газа, удобное для транспортировки. Его перевозят в криоемкостях — резервуарах, которые могут поддерживать температуру −160 °С в течение 70 суток. Перед применением СПГ регазифицируют — «размораживают», в результате чего он переходит в газообразное состояние.
Сжиженным газом снабжают крупные объекты и целые отрасли экономики некоторых стран без постройки трубопровода. Например, 100% потребностей Японии покрывает СПГ, доставленный по воде танкерами-газовозами.
ИА Neftegaz.RU. Сжиженный природный газ (СПГ) — природный газ, искусственно сжиженный путем охлаждения до -160°C, для облегчения хранения и транспортировки.
Аббревиатура СУГ значит «сжиженный углеводородный газ». Углеводородный газ — не природный, его не добывают из недр, а получают путем переработки. Сырье для СУГ собирают при добыче нефти и на нефтеперерабатывающих заводах.
Сжижение газа — многоступенчатый процесс, при котором увеличивается давление и/или снижается температура. В результате вещество переходит из газообразного в жидкое агрегатное состояние. Перевод газа в жидкость делают для удобства хранения и транспортировки — так он занимает в сотни раз меньше места, хоть и весит больше. При сжижении газ конденсируют и охлаждают ступенями — на каждой из них он уменьшается в объеме в 6−13 раз, а в итоге сжимается примерно в 600 раз.
Метан не относится к СУГ, потому что это природный газ. Значит, его добывают и доставляют потребителю без изменений, если не считать добавления одоранта — ароматизатора, чтобы быстрее обнаруживать утечку. Стандартные ДВС работают и на метане, и на СУГ, но метан не сжижают, а просто закачивают в баллоны.
Связанные с добычей, транспортировкой и переработкой природного газа технологии развиваются стремительными темпами. И у многих сегодня на слуху аббревиатуры СПГ (LPG) и СУГ (LNG). Практически через день в новостях в том или ином контексте упоминается природное газовое топливо.
Но, согласитесь, чтобы иметь четкое понимание о происходящем, важно изначально разобраться, как сжижается газ, зачем это делается и какую выгоду дает либо не дает. А нюансов в данном вопросе существует масса.
Чтобы произвести сжижение газообразных углеводородов, строятся крупные высокотехнологичные заводы. Далее мы внимательно разберемся: для чего все это нужно и как происходит.
- Зачем сжижают природный газ?
- Технологии получения СУГ и СПГ
- Перспективы сжиженного водорода
- Выводы и полезное видео по теме
Причины появления
В основе классификации кислородного голодания лежат причины возникновения болезни.
- Экзогенная – это когда нехватка кислорода появляется после его уменьшения в окружающей среде.
- Дыхательная гипоксия относится к разряду хронических болезней. Вызывают ее нарушения в работе воздухоносной системы.
- Сердечнососудистая гипоксия основана на гемодинамических нарушениях.
- Кровяная – это когда эритроциты не эффективно доставляют О2 в мозг.
- Гистотоксическая характерна для больных, у которых утилизации О2 происходит с нарушениями.
Чаще всего у взрослых гипоксии развиваются на базе:
- Инсульта и стрессовых ситуаций, при которых снижается давление.
- Остеохондроза и анемии.
- Остановки сердца и отравления газом.
- Паралича и сердечной недостаточности.
- Нарушений кровообращения и удушья.
- Апноэ, лечение которого важно начать как можно скорее.
Кроме того, такая реакция может развиваться на алкоголь, на аллергены, что приводят к отеку гортани, и в результате болезней нервной системы.
Что такое КПГ
Компримированный, или сжатый природный газ, — это метан из нефтегазоносной скважины или техногенный нефтяной газ, сжатый в 200 раз. Его сжимают с помощью компрессоров. В результате образуется давление в 200 бар/атмосфер.
Газ сжимают для сокращения объема, уменьшения размеров транспортировочных емкостей. После компримирования (сжатия) его состав не изменяется. В промышленных объемах КПГ производят на предприятиях. Для заправки машин, техники, мелкой бытовой тары используют готовые АГНКС, которые подключают к газопроводу. В составе АГНКС для СПГ есть фильтры, осушители, компрессоры, которые доводят кондиции газа до пригодных к использованию в ДВС.
Для хранения и транспортировки КПГ требуется специальное оборудование:
- округлые емкости и резервуары для хранения по месту производства;
- цистерны для транспортировки газовозами, в том числе морскими;
- баллоны и оборудование для автомобилей;
- баллоны для бытовых потребителей.
Компримированный газ применяют в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Лишь небольшая часть моторов автомобилей создана под метан или пропан-бутан. В основном это бензиновые двигатели, на которые установлено нештатное газобаллонное оборудование. Автомобили с моторами, которые с завода декларируются как «газовые», — это те же бензиновые ДВС, минимально доработанные под метан.
Сжиженный углеводородный газ (СУГ) является одним из видов альтернативного топлива.
ИА Neftegaz.RU. Сжиженный углеводородный газ (СУГ), Сжиженный нефтяной газ (СНГ) или пропан-бутан (смесь пропана C3H8 и бутана C4H10) является одним из наиболее широко распространенных видов альтернативного топлива.
Смесь — пропан-бутан делают, поскольку:
- использование сжиженного бутана в чистом виде не получится при отрицательных температурах,
- примененять чистый пропан опасно в условиях высокой температуры из-за чрезмерного повышения давления в газовом резервуаре.
СУГ — это смесь пропана, нормального бутана, изобутана, пропилена, этана, этилена и других углеводородов.
Способы получения СУГ:
Использование смеси данных газов в качестве топлива обусловлено рядом физико-химических свойств:
- высокие температуры кипения при атмосферном давлении — позволяют хранить сжиженную пропан-бутановую смесь в диапазоне эксплуатационных температур: — 40°С — + 45°С при относительно низком давлении (до 1,6 МПа);
- СУГ не теряет и не изменяет своих свойств в течении долгого времени, не выветривается.
- октановое число СУГ — более благоприятно в сравнении с бензином и дизельным топливом и изменяется в интервале 90 -110, в зависимости от соотношения пропана и бутана в смеси.
- энергоэффективность СНГ ниже, чем у традиционных видов топлива из-за низкой энергии на ед. объема. Это повышает расход при сгорании на 10-20%, по сравнению с бензиновым топливом, но компенсируется в 2 раза меньшей ценой.
- СНГ сгорает более эффективно и безопасно даже в холодном двигателе, даже когда двигатель холодный, горит относительно чисто, без дыма и пепла, то есть более экологичен.
По сравнению с дизтопливом:
— 90 % меньше твердых частиц,
— 90 % меньше оксидов азота,
— 60 % меньше углекислого газа СО2,
— СНГ не загрязняет почву, потому что не растворяется в воде.
Каждый из компонентов газа имеет определенную температуру кипения, поэтому давление паровой фазы СУГ зависит как от температуры, так и от его компонентного состава.
Компонентный состав сжиженного углеводородного газа регламентируется ГОСТ 20448-90 «ГАЗЫ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ СЖИЖЕННЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ДЛЯ КОММУНАЛЬНО-БЫТОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ».
Стандарт предусматривает 3 марки газа:
- ПТ (пропан технический),
- СПБТ (смесь пропана и бутана технических),
- БТ (бутан технический).
Содержание пропана, бутана и других примесей в СУГ влияет на многие его свойства, потому что значительно влияет на величину октанового числа и плотность паров топлива.
Октановое число (ОЧ) — показатель сопротивления топлива детонации:
- растет за счет увеличения содержания насыщенных углеводородов (пропана, н-бутана, изобутана и тд),
- ненасыщенные углеводороды полимеризуются, что способствует образованию осадка — нагара в баке, в топливной системе и камере сгорания.
Упругость паров (летучесть смеси) является очень важной в низких температурах окружающей среды. Удержание ее на соответствующем уровне дает возможность СНГ выйти из бака. Оба компонента смеси являются газообразными и низкокипящими.
Пропан кипит при атмосферном давлении уже при — 42 ° С, бутан, в тех же условиях температуры при -0,5 ° С, поэтому в зимний период содержание пропана в топливном газе увеличивают для роста упругости паров газа.
Летом соотношение смеси составляет около 40% пропана и 60% бутана, а зимой соотношение является противоположным: 60/40.
Пропан дороже бутана, поэтому «зимняя» смесь тоже дороже «летней».
На АГЗС должны следить за составом смеси и не хитрить, заменяя зимнюю смесь на летнюю.
В отличие от АГЗС, на АГНКС используется компримированный сетевой природный газ из газопроводов.
Технологии производства СУГ:
- непосредственно из сырой нефти:
- при добыче выделяется попутный нефтяной газ (ПНГ),
- при стабилизации в резервуарах выделяется этан, пропан, бутан и пентан.
- одгазолирование природного газа, произведенного в процессе переработки нефти, в тч разделение углеводородов из газа более тяжелых, чем этан.
Различия КПГ и СПГ для потребителя
КПГ — газ, пригодный для использования в качестве топлива без предварительной подготовки. Его сжимают для сокращения объема тары. Компримированный метан хранят, перевозят в стальных баллонах и емкостях с одинарной стенкой. Компримировать (сжать) его можно с помощью передвижной или модульной АГНКС.
СПГ — газ, пригодный для транспортировки и хранения в криоемкостях. Это резервуары, цистерны с двойными стенками, внутри которых циркулирует криожидкость. Она поддерживает температуру −160 °С, чтобы вещество оставалось в сжиженном состоянии. Для применения в качестве топлива необходима регазификация — переход из жидкого в газообразное состояние. Для этого используют регазификационные станции.
За удобство в транспортировке СПГ приходится мириться с его недостатками, которых нет у КПГ:
- возможен ожог при контакте с кожей;
- заполнение тары не более, чем на 80% для температурного расширения;
- выше расходы на производство — до 25% энергии, которую содержит сам продукт.
КПГ и СПГ сохраняют свойства исходного газа — пропана, метана, бутана — и все конкурентные преимущества перед жидким топливом. Они не образуют сажи, нагара, полностью сгорают при любой температуре, выделяют в разы меньше вредных веществ при сгорании.
Безопасность СУГ для автомобилей
Пропан и пропан-бутан подходят для бензинового ДВС. Чтобы перейти с бензина на газ, двигатель не нужно переделывать, но подача топлива в новом режиме будет отличаться. Потребуется сертифицированный набор газобаллонного оборудования (ГБО). Кондиции газообразного горючего для легковых автомобилей регулирует ГОСТ 27578-2018. В нем детально указаны параметры смеси.
СУГ пропан и бутан для автомобилей стабильны, а значит, их самопроизвольная детонация исключена. Современные ГО стандарта Евро−4 имеют несколько степеней защиты буквально на все случаи жизни:
- заправка баллона не более чем на 80% — избыточное давление исключено;
- клапан — сбрасывает избыточное давление, если не сработал «поплавок»;
- отсекатель скоростного сброса — блокирует подачу газа при обрыве трубопровода;
- пожарный клапан — сбрасывает давление при нагревании, предотвращает взрыв баллона;
- ручной вентиль, чтобы самостоятельно перекрыть подачу;
- «катушка» — перекрывает подачу при выключении двигателя.
У многих водителей есть опасения, что баллон может взорваться при ДТП. Толщина стенки баллона 3 мм против 0,5−0,8 мм у топливного бака — вероятность разлива бензина в случае механического контакта намного выше.
ГОСТ 2757-2018 регламентирует температуру самовоспламенения СУГ для автомобилей:
- пропан — 470°С;
- бутан — 372°С;
- изобутан — 460°С.
Температура, которую развивает пожар в автомобиле, ниже примерно в два раза.
Виды сжиженных газов
Сделать жидким можно любое газообразное вещество. Для этого его нужно сжать или охладить, но чаще то и другое вместе.
Только охлаждением сжижают:
- кислород и воздух;
- водород и азот;
- метан и фтор;
- гелий.
Только давление применяют для:
- аммиака и фтора;
- углекислого газа;
- закиси озота;
- фреонов.
В промышленности задействованы все известные виды газов. Два самых распространенных сжиженных углеводородных — пропан и бутан. Они есть почти на каждой придорожной заправке.
Оба СУГ образуются в качестве попутного продукта при крекинге нефти — расщепления через нагрев. Проще говоря, нефть практически кипятят, чтобы разложить таким образом на тяжелые и легкие вещества. Тяжелые оседают в виде масел и мазута, а легкие перегоняют в бензин, керосин. Пары от «кипящей» нефти остаются на стенках больших баллонов-конденсаторов, а газы собирают отдельно. Это и есть пропан и бутан.
Где применяется сжиженный газ
По отдельности или в смеси пропан и бутан имеют высокую воспламеняемость и взрывоопасность. Это значит, что они полезны в переносных газовых установках, — для огневых работ и в качестве топлива.
Применение СУГ при сгорании:
- для расплавления битума при кровельных и дорожных работах;
- для резки и сварки металла;
- в газогенераторных электрических установках;
- в качестве топлива ДВС автомобилей и других тепловых установок;
- для отопления технических помещений;
- при термической обработке пищевых продуктов.
Применение пропана и СУГ как химического вещества:
- сырье для полипропилена;
- сырье для растворителей;
- пропеллент — газ для баллонов с аэрозольной краской или лаком;
- как пищевая добавка Е944.
Смесь осушенного пропана и изобутана R290а и R600 активно применяют в качестве хладагентов для заправки криоустановок и обычных холодильников. Они безопасны для озонового слоя и не вызывают парниковый эффект. Устаревшие жидкости типа R12, R22 можно заменить на R290, R600 вместе с компрессорным маслом. Бутан отдельно добавляют к бензину, чтобы повысить октановое число.
Как справляться с ХГ при помощи концентраторов кислорода? И можно ли это делать?
Это делать нужно, как для лечения, так и для предотвращения подобных болезней. Такая терапия насыщает организм кислородом, к тому же высокой концентрации. По эффективности такое лечение стоит рядом с СИПАП-терапией.
Современные концентраторы отделяют чистый кислород из окружающего воздуха посредством фильтров. Очищенный, он попадает в редуктор, увлажняется парами и немного нагревается.
Лечение проводится при каждом заболевании индивидуально. Кислород же применяется разной концентрации.
Интересные факты
• Первые попытки сжижать газ в промышленных целях предпринимались еще в начале XX века. В 1917 г. в США получен первый СПГ, однако несколько десятилетий технологию не использовали. Промышленных масштабов производство сжиженного природного газа достигло лишь в 1960-х гг.
• СПГ используется как основной вид топлива и на грузовых, и на пассажирских судах. В апреле 2015 г. на воду был спущен Isla Bella — первый грузовой контейнеровоз, работающий на сжиженном газе. В августе 2018 г. начал свою работу первый пассажирский круизный лайнер на СПГ AIDAnova.
• Резервуары под сжиженный природный газ на Ямал СПГ раскрашены как огромные банки сгущенки . «Разве сжиженный природный газ не является сгущенной смесью?» — сказала дизайнер проекта Таисия Спирина.
• В ноябре 2021 г. в Африке у берегов Мозамбика спущен на воду плавучий завод по производству СПГ. Он должен заработать уже в этом году.
• Газгольдеры — это специальные контейнеры для хранения сжиженного газа. Их используют как в личных, так и в промышленных целях. Однако даже после отработки им находят применение. Например, в Санкт-Петербурге с 2017 г. работает планетарий с самым большим куполом в мире (37 м), он расположен в бывшем газгольдере.
• Творческое объединение Газгольдер, который сейчас возглавляет российский рэпер Баста, получило свое название из-за расположения — штаб-квартира находится в здании ранее заброшенного газового московского завода Арма, построенного в XIX в.
Больше полезной информации для инвесторов вы найдете на BCS Express.
Технологии получения СУГ и СПГ
Чтобы перевести метан из газового состояния в жидкое, его необходимо охладить до -163 °С. А пропан-бутан сжижается уже при -40С. Соответственно технологии и затраты в обоих случаях сильно различаются.
Один литр СПГ равен приблизительно 1,38 куб. м исходного природного газа (цифра эта зависит от температуры и давления), уменьшение в объеме – порядка 620 раз
Для сжижения природного газа используются следующие технологии от разных фирм:
- AP-SMR (AP-X, AP-C3MR);
- Optimized Cascade;
- DMR;
- PRICO;
- MFC;
- GTL и др.
В основе всех них лежат процессы компримирования и/или теплового обмена. Операция по сжижению происходит на заводе в несколько этапов, в ходе которых газ постепенно сжимается и охлаждается до температуры перехода в жидкую фазу.
Подготовка газовой смеси
Перед тем как начать сжижать сырой природный газ, из него требуется удалить воду, гелий, водород, азот, соединения серы и другие примеси. Для этого обычно применяют адсорбционную технологию глубокой очистки газовой смеси путем пропускания ее через молекулярные сита.
Затем происходит второй этап подготовки исходного сырья, в ходе которого удаляются тяжелые углеводороды. В итоге в газе остаются лишь этан и метан (либо пропан и бутан) с объемом примесей менее 5%, чтобы уже эту фракцию начать охлаждать и сжижать.
Первичная подготовка с удалением из природного газа всего ненужного производится, чтобы обезопасить холодильное оборудование от агрессивного воздействия воды, углекислоты, серных соединений и т.д.
Фракционирование позволяет избавиться от вредных примесей и выделить только основной газ для последующего сжижения. При давлении 1 атм температура перехода в жидкое состояние у метана -163 °С, у этана -88 °С, у пропана -42 °С, а у бутана -0,5 °С.
Как раз эти температурные различия и объясняют причину, зачем разделяют на фракции и только потом сжижают газ, поступающий на завод. Единой технологии сжижения для всех типов газообразных углеводородных соединений не существует. Для каждого из них приходится строить и применять свою технологическую линию.
Основной процесс сжижения
Основой для перевода газ в жидкое состояние служит холодильный цикл, в ходе которого тем или иным хладагентом теплота переносится от среды с низкой температурой к среде с более высокой. Процесс этот многоступенчатый и требует наличия мощных компрессоров для расширения/сжатия теплоносителя и теплообменников.
Технологии компримирования высокотехнологичны, энергоемки и затратны, однако за один цикл они позволяют газ сжать сразу в 5–12 раз
В качестве хладагента на разных стадиях сжижения применяются:
- пропан;
- метан;
- этан;
- азот;
- вода (морская и очищенная);
- воздух.
Например, для первичного охлаждения природного газа на «Ямал-СПГ» Новатэка используется прохладный арктический воздух, который позволяет понизить температуру исходного сырья с минимальными затратами сразу до +10 °С. А в жаркие летние месяцы вместо него предусмотрено использование морской воды из Северного Ледовитого океана, имеющей независимо от времени года на глубине постоянные 3–4 °С.
При этом в качестве конечного хладагента на Ямале применяют азот, получаемый прямо на месте из воздуха. В результате Арктика дает все необходимое для получения СПГ – от исходного природного газа до используемых в процессе сжижения рабочих агентов.
Пропан сжижается по аналогичной с метаном схеме. Только температуры охлаждения ему требуются гораздо менее низкие – минус 42 °С против минус 163 °С. Поэтому сжижение газа для газгольдеров стоит в разы дешевле, однако сам получаемый пропан-бутановый СУГ востребован на рынке меньше.
Транспортировка и хранение
Практически весь объем СПГ перевозится крупногабаритными морскими танкерами-газовозами от одного берега к другому. Транспортировка по суше ограничена необходимостью поддерживать температуру «жидкого голубого топлива» на значениях около -160 °С, иначе метан начинает переходить в газовое состояние и становится взрывоопасным.
Для перевозки СУГ используются баллоны 5–50 литров с давлением внутри до 1,5–2 МПа и более крупные емкости-цистерны, рассчитанные на 5–17 МПа
Давление в емкости с СПГ близко к атмосферному. Однако, если температура жидкого метана поднимется выше -160 °С, то он начнет превращаться из жидкости в газ. В результате давление в емкости начнет повышаться, что представляет серьезную опасность. Поэтому танкеры для перевозки СПГ оборудуются установками поддержания низких температур и мощным слоем теплоизолятора.
СУГ регазифицируется в газ прямо в газгольдере. А регазификация СПГ производится на специальных промышленных установках без доступа кислорода. По физике жидкий метан при положительной температуре постепенно превращается в газ. Однако если это будет происходить прямо на воздухе вне специальных условий, то такой процесс приведет к взрыву.
После того, как природный газ в виде СПГ сжижают на заводе, его перевозят, а потом опять на заводе (только регазификационном) превращают обратно в газообразное состояние для дальнейшего применения.
Производство СПГ в России
На 2021 г в РФ действует 4 СПГ-завода.
СПГ-завод проекта Сахалин-2 запущен в 2009 г, контрольный пакет принадлежит Газпрому, у Shell доля участия 27,5%, японских Mitsui и Mitsubishi — 12,5% и 10% .
По итогам 2015 г производство составило 10,8 млн т/год, превысив проектную мощность на 1,2 млн т/год.
Однако из-за падения цен на мировом рынке доходы от экспорта СПГ в долларовом исчислении сократились по сравнению с 2014 г на 13,3% до 4,5 млрд долл США/год.
2м крупным игроком на рынке российского СПГ становится компания НОВАТЭК, которая в январе 2018 г ввела в эксплуатацию СПГ — завод на проекте Ямал-СПГ.
Новатэк-Юрхаровнефтегаз (дочернее предприятие Новатэка ) выиграл аукцион на право пользования Няхартинским участком недр в ЯНАО.
Няхартинский участок недр нужен компании для развития проекта Арктик СПГ. Это 2й проект Новатэка, ориентированный на экспорт СПГ.
В США введены в эксплуатацию 5 терминалов по экспорту СПГ общей мощностью 57,8 млн т/год.
На европейском газовом рынке началось жесткое противостояние американского СПГ и российского сетевого газа.
Процесс сжижения газа
Зачем сжижают природный газ?
Из недр земли голубое топливо добывается в виде смеси из метана, этана, пропана, бутана, гелия, азота, сероводорода и других газов, а также различных их производных.
Часть из них применяется в химической промышленности, а часть сжигается в котлах или турбинах для генерации тепловой и электрической энергии. Плюс некоторый объем добытого используется в качестве газомоторного горючего.
Расчеты газовиков показывают, что если голубое топливо надо доставить на расстояние в 2500 км и больше, то в сжиженном виде зачастую делать это выгодней, нежели трубопроводным способом
Основная причина сжижения природного газа – упрощение его перевозки на дальние расстояния. Если потребитель и скважина добычи газового топлива находятся на суше недалеко друг от друга, то проще и выгодней проложить между ними трубу. Но в ряде случаев магистраль строить выходит слишком дорого и проблематично из-за географических нюансов. Поэтому и прибегают к различным технологиям получения СПГ либо СУГ в жидком виде.
Экономика и безопасность перевозок
После того как газ сжижен, он уже в виде жидкости закачивается в специальные емкости для перевозки морским, речным, автомобильным и/или железнодорожным транспортом. При этом технологически сжижение является достаточно затратным с энергетической точки зрения процессом.
На разных заводах на это уходит до 25% от исходного объема топлива. То есть для выработки нужной по технологии энергии приходиться сжигать до 1 тонны СПГ на каждые его три тонны в готовом виде. Но природный газ сейчас сильно востребован, все окупается.
В сжиженном виде метан (пропан-бутан) занимает в 500–600 раз меньший объем, нежели в газообразном состоянии
Пока природный газ находится в состоянии жидкости, он не горюч и взрывобезопасен. Только после испарения в ходе регазификации, полученная газовая смесь оказывается пригодна для сжигания в котлах и варочных плитах. Поэтому, если СПГ или СУГ используются как углеводородное топливо, то их обязательно приходится регазифицировать.
Использование в различных сферах
Чаще всего термины «сжиженный газ» и «сжижение газа» упоминаются в контексте перевозки углеводородного энергоносителя. То есть сначала происходит добыча голубого топлива, а потом его преобразование в СУГ или СПГ. Дальше полученную жидкость перевозят и после вновь возвращают в газообразное состояние для того или иного применения.
СУГ (сжиженный углеводородный газ) на 95% и более состоит из пропан-бутановой смеси, а СПГ (сжиженный природный газ) на 85–95% из метана. Это схожие и одновременно кардинально разные виды топлива
СУГ из пропан-бутана в основном используют в качестве:
- газомоторного топлива;
- горючего для закачки в газгольдеры автономных систем отопления;
- жидкостей для заправки зажигалок и газовых баллонов емкостью от 200 мл до 50 л.
СПГ обычно производят исключительно для перевозки на дальние расстояния. Если для хранения СУГ достаточно емкости, способной выдержать давление в несколько атмосфер, то для сжиженного метана требуются специальные криогенные резервуары.
Оборудование для хранения СПГ отличается высокой технологичностью и занимает много места. Использовать такое топливо в легковых автомобилях не выгодно из-за дороговизны баллонов. Грузовики на СПГ в виде единичных экспериментальных моделей уже по дорогам ездят, но в сегменте легковушек это «жидкое» горючее вряд ли в ближайшем будущем найдет себе широкое применение.
Сжиженный метан как топливо сейчас все чаще используется при эксплуатации:
- железнодорожных тепловозов;
- морских судов;
- речного транспорта.
Помимо использования в качестве энергоносителя LPG и LNG также применяются непосредственно в жидком виде на газо-нефтехимических заводах. Из них делают различные пластмассы и иные материалы на углеводородной основе.
Способы лечения
Схема лечения для взрослых разрабатывается исходя из точной первопричины, которая диагностируется посредством современных технологий. Если больной детально сформулирует те факторы, что спровоцировали гипоксию, врачу будет легче назначить терапевтические мероприятия.
Они могут проходить дома, а также в стационаре. Как правило, рекомендуются средства, которые стабилизируют правильную работу организма. Больной принимает лекарства для восстановления полного кровоснабжения, а значит и полноценной работы тканей мозга.
Бывает, что взрослому человеку с легкой стадией нехватки кислорода достаточно дольше бывать на воздухе. Если же причина в нарушении или в болезни пациента, тогда ему в частности потребуются:
- Подушки или маски при гипоксии экзогенного типа.
- Антигипоксаны, а также лекарства для расширения бронхов при дыхательной форме гипоксии.
- Хирургические мероприятия при циркулярном виде озонового голода.
- Антидотовые средства при гипоксии гистоксического характера.
Параметры сжиженных газов
СУГ пропан и метан как топливо имеют почти одинаковый показатель удельной теплоты сгорания. Это значит, что в качестве горючего для тепловой установки ДВС нет большой разницы, какой из них использовать. Но другой их параметр отличается сильно — это точка кипения.
Использование этих газов по отдельности неудобно:
- пропан эффективен в морозы, но опасен в жарком климате или в условиях высокой температуры;
- бутан теряет свойства в морозы, но устойчив и безопасен при нагревании.
У каждого из этих видов СУГ есть полезные незаменимые свойства. Они сохраняются при смешивании, поэтому производителям удается получать эффективные смеси для заправки машины, которые работают и в жару, и зимой. Их, как и дизельное топливо, разделяют на «обычный» и «зимний» варианты:
- для регионов с умеренным температурным режимом — не более 60% бутана;
- для северных областей — не менее 75% метана.
Пропан считается более ценным из-за своих «противоморозных» свойств. При производстве топлива для установок, работающих при нормальной температуре, в смесь добавляют больше бутана, чтобы реализовать газ и избавиться от остатков.
Цена везде разная
Важная деталь — цена на сжиженный природный газ разная в разных регионах планеты, иногда она отличается кратно. Все зависит от размера ценовой премии, то есть добавленной части стоимости, которую потребители готовы переплатить за то, чтобы купить именно этот товар. Она формируется из совокупности нескольких факторов, в их числе логистические затраты, объем, близость к источнику и т. д.
Последствия, если не лечить
Мгновенная и острая стадия может послужить причиной смертельного исхода. Остальные же случаи чреваты головокружениями, расстройством зрения и речи. Конечно, реабилитация поможет восстановить выполнение утраченных обязанностей, но остаточные отклонения могут сохраняться.
Хроническая гипоксия вызывает одышку и гипертонию, образование тромбов и повышенное число митохондрий. Длительное течение кислородного голодания постепенно приводит к нарушению функций и декомпенсации.
Зачем вообще сжижать газ?
Природный газ в своем естественном агрегатном состоянии занимает огромные объемы и чаще всего хранится под землей в горных породах, а затем уже оттуда напрямую по трубам доставляется до потребителя. Однако есть районы, куда невозможно протянуть коммуникации. И единственный способ доставить туда газовое топливо — сделать его жидким.
При сжижении природный газ охлаждают до -160 градусов по Цельсию, в результате его объем уменьшается в 600 раз. В таком виде, поддерживая нужное давление и температуру, его можно транспортировать в любую точку, а уже там регазифицировать и использовать по назначению.
Стоит отметить, что сжиженный газ — это вещество без цвета и запаха. По большей части в его составе присутствует метан. Он нетоксичен и негорюч, на открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние. Как только газ смешивается с воздухом, он становится взрывоопасным и при концентрации от 4,4% до 17% может воспламениться.
• Сжиженный природный газ нужен для отопления коммунальных и промышленных помещений, которые находятся далеко от магистрального газопровода. Для этого после транспортировки его возвращают в газообразное состояние на специальных установках, а затем отправляют потребителям.
• Почти все виды транспорта работают на газовом топливе: автомобили, корабли и поезда. Его также используют на производстве для станков и других механизмов.
• СПГ необходим для покрытия нагрузок магистралей в пиковый период, например, зимой, когда потребление увеличивается.
Перевод 1 тонны СПГ в кубометры (м3).
1 тонна СПГ — это примерно 1,38 тыс м3 природного газа после регазификации.
Примерно — потому что плотность газа и компонентный на разных месторождения разная.
Формулу Менделеева — Клайперона никто не отменял.
Кроме метана в состав природного газа могут входить: этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества.
Плотность газа изменяется в интервале 0,68 — 0,85 кг/м³, но зависит не только от состава, но и от давления и температуры в месте расчета плотности газа.
Стандартные условия для температуры и давления – это установленные стандартом физические условия, с которыми соотносят свойства веществ, зависящие от этих условий.
Национальный институт стандартов и технологий (NIST) устанавливает температуру 20 °C (293,15 K) и абсолютное давление 1 атм (101.325 кПа), и этот стандарт называют нормальной температурой и давлением (NTP).
Плотность компонентов газа сильно различается:
- Метан — 0,668 кг/м³,
- Этан — 1,263 кг/м³,
- Пропан — 1,872 кг/м³.
Поэтому, в зависимости от компонентного состава изменяется и количество м3 газа при переводе из тонн.
Перевод 1 м³ СПГ в 1 м³ регазифицированного природного газа
Пропорции тоже зависят от компонентного состава.
В среднем принимается соотношение 1: 600.
1 м³ СПГ — это примерно 600 м3 природного газа после регазификации.
Процесс сжижения идет ступенями, на каждой из которых газ сжимается в 5-12 раз, затем охлаждается и передается на следующую ступень. Собственно сжижение происходит при охлаждении после последней стадии сжатия.
Процесс сжижения таким образом требует значительного расхода энергии — до 25 % от ее количества, содержащегося в сжиженном газе.
Ныне применяются 2 техпроцесса:
- конденсация при постоянном давлении (компримирование), что довольно неэффективно из-за энергоемкости,
- теплообменные процессы: рефрижераторный — с использованием охладителя и турбодетандерный/дросселирование с получением необходимой температуры при резком расширении газа.
В процессах сжижения газа важна эффективность теплообменного оборудования и теплоизоляционных материалов.
При теплообмене в криогенной области увеличение разности температурного перепада между потоками всего на 0,5ºС может привести к дополнительному расходу мощности в интервале 2 — 5 кВт на сжатие каждых 100 тыс м3 газа.
Недостаток технологии дросселирования — низкий коэффициент ожижения — до 4%, что предполагает многократную перегонку.
Применение компрессорно-детандерной схемы позволяет повысить эффективность охлаждения газа до 14 % за счет совершения работы на лопатках турбины.
Термодинамические схемы позволяют достичь 100% эффективности сжижения природного газа:
- каскадный цикл с последовательным использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана путем последовательного снижения их температуры кипения,
- цикл с двойным хладагентом — смесью этана и метана,
- расширительные циклы сжижения.
Известно 7 различных технологий и методы сжижения природного газа:
- для производства больших объемов СПГ лидируют техпроцессы AP-SMR™, AP-C3MR™ и AP-X™ с долей рынка 82% компании Air Products,
- технология Optimized Cascade, разработанная ConocoPhillips,
- использование компактных GTL-установок, предназначенных для внутреннего использования на промышленных предприятиях,
- локальные установки производства СПГ могут найти широкое применение для производства газомоторного топлива (ГМТ),
- использование морских судов с установкой сжижения природного газа (FLNG), которые открывают доступ к газовым месторождениям, недоступным для объектов газопроводной инфраструктуры,
- использование морских плавающих платформ СПГ, к примеру, которая строится компанией Shell в 25 км от западного берега Австралии.
Оборудование СПГ-завода
- установка предварительной очистки и сжижения газа,
- технологические линии производства СПГ,
- резервуары для хранения, в тч специальные криоцистерны, устроенные по принципу сосуда Дюара,
- для загрузки на танкеры — газовозы,
- для обеспечения завода электроэнергией и водой для охлаждения.
Существует технология, позволяющая сэкономить на сжижении до 50% энергии, с использованием энергии, теряемой на газораспределительных станциях (ГРС) при дросселировании природного газа от давления магистрального трубопровода (4-6 МПа) до давления потребителя (0,3-1,2 МПа):
- используется как собственно потенциальная энергия сжатого газа, так и естественное охлаждение газа при снижении давления.
- дополнительно экономится энергия, необходимая для подогрева газа перед подачей к потребителю.
Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняем и не взрывается.
На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро растворяется в воздухе.
При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени.
Для воспламенения необходимо иметь концентрацию испарений в воздухе от 5 % до 15 %.
Если концентрация до 5 %, то испарений недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в окружающей среде становится слишком мало кислорода.
Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.
СПГ является важным источником энергоресурсов для многих стран, в том числе Японии ,Франции, Бельгии, Испании, Южной Кореи.
Транспортировка СПГ- это процесс, включающий в себя несколько этапов:
- морской переход танкера — газовоза,
- автодоставка с использованием спецавтотранспорта,
- ж/д доставка с использованием вагонов-цистерн,
- регазификация СПГ до газообразного состояния.
Регазифицированный СПГ транспортируется конечным потребителям по газопроводам.
Производство в РФ. Газпром и Новатэк
Россия входит в десятку мировых экспортеров сжиженного природного газа. В 2021 г. сжиженный газ поставлялся в 22 страны, основные покупатели — Япония, Китай и Франция. В нашей стране есть два оператора — это проект Сахалин-2 и Ямал СПГ. Их суммарный доход за прошлый год составил более $7,3 млрд.
Нефтегазовый проект, реализуемый на острове Сахалин. Его оператор — Сахалин Энерджи, где 50% + 1 акция принадлежат Газпрому, 27,5% – 1 акция — Shell, 12,5% — Mitsui и 10% — Mitsubishi. Проект включает три нефтегазодобывающие морские платформы, порт «Пригородное», терминал отгрузки нефти, а также первый в России завод по производству СПГ с проектной мощностью 9,6 млн тонн в год.
Сам завод был запущен 18 февраля 2009 г. на юге Сахалина. Включает в себя две технологические линии, на которых осуществляется подготовка и сжижение газа по технологии, специально разработанной концерном Royal Dutch Shell для максимально эффективного производства в условиях холодных сахалинских зим.
При этом вся инфраструктура расположена в зоне повышенной сейсмической активности — там часто происходят землетрясения. Поэтому во все объекты, в том числе и в завод СПГ, заложен запас прочности, чтобы конструкция могла выдержать нагрузки без повреждения и отказов оборудования.
Ямал СПГ (НОВАТЭК)
Проект Ямал СПГ включает в себя завод по сжижению природного газа, аэропорт, а также морской порт, построенный специально для доставки газа в страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Контрольный пакет акций 50,1% принадлежит НОВАТЭКу, 20% — концерну Total, 20% — CNPC и 9,9% — китайскому Фонду шелкового пути. Вероятные запасы месторождения в этом регионе составляют 926 млрд куб газа.
В ноябре 2017 г. началось производство СПГ. Правда, первую партию не продали, а использовали там же для технологических целей. Спустя месяц заработала первая линия завода, произведенная партия сжиженного газа отправилась в Великобританию.
Весной 2018 г. НОВАТЭК запатентовал собственную уникальную технологию сжижения — «Арктический каскад». Суть заключается в том, чтобы использовать суровые климатические условия Заполярья в производстве СПГ: холодный воздух участвует в процессе сжижения. Ее используют на четвертой производственной линии, запущенной в мае 2021 г. Также Ямал СПГ получил одобрение экспертизы о том, что с 1 по 3 очереди могут работать на 120% от проектной мощности — за счет этого производительность завода значительно увеличилась.
СПГ в мире
Мировой рынок сжиженного природного газа в 2021 г. вырос до 392 млн тонн, после падения в 2020 г. из-за пандемии, пишет Интерфакс. При этом Австралия стала крупнейшим экспортером СПГ (80 млн тонн), на второе место опустился Катар (почти 78 млн тонн), на третьем — США (70 млн тонн). Тройка лидеров поставила около 60% от общего объема сжиженного газа в 2021 г. Россия также входит в десятку с показателем 3 млн тонн.
Крупнейшей страной-импортером стал Китай, сменив Японию. Третьим по величине импортером оказалась Южная Корея. При этом Европа остается масштабным регионом по импорту СПГ, однако по итогам 2021 г. поставки сокращены на 6%.
Импорт в азиатские страны увеличился за счет постпандемийного восстановления и большого объема закупок со стороны китайских потребителей.
Сжиженные углеводородные газы (СУГ)
СУГ — это углеводородные смеси на основе бутана и пропана, находящиеся в газообразном состоянии при нормальном атмосферном давлении и температуре воздуха не менее 0 °C. В случае небольшого снижения температуры или повышения давления они превращаются в жидкость.
Особенности производства СУГ
Сжиженный углеводородный газ получают как сопутствующее вещество в ходе добычи нефти или при ее переработке на предприятии. Хотя современные технологии позволяют отделять друг от друга летучие фракции, обычно этим не занимаются.
Достоинства и недостатки
Продукт, включающий в себя пропан, бутан и изобутан, применяется в качестве сжиженного топлива. По отдельности эти газы не могут служить горючим: первый при температуре выше 0 °C становится взрывоопасным, а другие сжижаются даже при небольшом похолодании.
Смесь СУГ избавлена от этих недостатков. К ее плюсам следует отнести:
- удобство хранения и транспортировки;
- устойчивость параметров — по сравнению с бензином и дизтопливом характеристики СУГ дольше остаются неизменными;
- высокое октановое число (90–110), которое зависит от процентного соотношения компонентов смеси;
- экономичность — при сопоставимом расходе цена такого горючего почти в 2 раза ниже по сравнению с бензином и соляркой;
- экологическая чистота — СУГ лучше сгорает, выделяя при этом меньшее количество вредных веществ.
Есть у СУГ и свои минусы, к которым относятся:
- переменность состава. На соотношение компонентов в газовой смеси влияет место добычи нефти, а также особенности производства. От этого зависят химические и физические характеристики смеси, что должно учитываться при эксплуатации;
- плотность. Она почти в два раза выше, чем у воздуха, из-за чего при утечке СУГ скапливается в нижней части зданий — на первом этаже и в подвалах. В результате возникает взрывоопасная ситуация, а люди или животные, находящиеся в этих местах, могут быть отравлены;
- прямая зависимость давления в емкостях для транспортировки и хранения газов от внешней температуры. Под воздействием солнечных лучей или в жарком климате повышается взрывоопасность смеси.
Особенностью сжиженных углеводородных газов является отсутствие запаха, что создает трудности при обнаружении утечек. Для решения проблемы в состав добавляется этилмеркаптан (этантиол). Это жидкое вещество отличается резким запахом сероводорода, что позволяет быстрее обнаружить разгерметизацию системы.
Транспортировка СУГ
С нефтеперерабатывающих предприятий закачанный в железнодорожные цистерны СУГ отправляется на газонаполнительные станции. Там углеводородной смесью заполняют специальные баллоны, в которых она хранится и передается потребителям.
Внутри цистерн (баллонов, резервуаров) СУГ находится одновременно в жидком и парообразном агрегатном состоянии. Собственные пары газа, скапливающиеся вверху емкости, обеспечивают давление, необходимое для поддержания основной части углеводородов в жидком состоянии.
Это позволяет снабжать коммунальные хозяйства, промышленные предприятия и рядовых потребителей большим количеством топлива. Дело в том, что сжиженные углеводороды занимают намного меньший объем, что удобно для хранения и транспортировки. При распределении по проводным магистралям и использовании (сжигании) смесь находится в газообразном состоянии.
Области применения
Высокая экологичность при сгорании, относительно небольшие расходы на изготовление и переработку — благодаря этим качествам сжиженный углеводородный газ широко применяется в различных производственных и хозяйственных сферах. Его используют как источник тепла в отопительных системах, как топливо для автомобильной и специальной техники, а также в качестве сырья при изготовлении аэрозолей.
В промышленных отраслях СУГ (пропан-бутан и изобутан) используется как горючее и сырье. В строительстве сжиженная смесь применяется для газовой сварки и переработки металлов.
СУГ широко используется крупными торговыми и складскими предприятиями. Пропан-бутановой смесью заправляют инфракрасные излучатели (обогреватели). Отсутствие запаха и экологическая чистота — достоинства, благодаря которым этому газу отдают предпочтение при заправке автопогрузочной техники, работающей в пищевой промышленности, а также на складах, где хранятся продукты.
Сжиженный углеводородный газ пользуется популярностью в качестве топлива для автомобилей, успешно конкурируя с традиционным горючим — бензином и соляркой. Решающую роль в этом случае играет более низкая цена СУГ.
Сжиженный природный газ (СПГ)
Процесс превращения газа в жидкость происходит поэтапно. На каждой стадии производится сжатие с кратным уменьшением объема (от 5 до 12 раз), охлаждением и переходом на следующую ступень. Окончательное сжижение происходит при понижении температуры на последнем этапе. Процесс требует больших затрат энергии — до 25 % от ее общего количества, содержащегося в веществе.
Современная промышленность использует следующие технологии производства СПГ:
- компримирование — конденсация под воздействием постоянного давления;
- рефрижераторный процесс в сочетании с дросселированием, обеспечивающий охлаждение с резким расширением вещества.
Для успешного сжижения газа важны качество теплоизоляционных материалов и эффективная работа теплообменного оборудования.
Порядок транспортировки
Транспортировка СПГ включает следующие этапы:
- морской переход танкера со сжиженным газом;
- перевозка специальным автотранспортом;
- доставка к месту регазификации с помощью железнодорожных цистерн;
- перевод вещества в газообразное состояние.
После регазификации осуществляется доставка до конечных потребителей по газопроводным магистралям.
Сферы применения
Сжиженный природный газ используется в качестве топлива:
- легковыми, грузовыми и пассажирскими автомобилями;
- железнодорожным и водным транспортом;
- энергетическими установками на предприятиях и отдельных объектах;
- населением для хозяйственных и бытовых нужд.
В зависимости от стоящих задач сжиженный природный газ задействуют в качестве источника электрической или тепловой энергии, а также холода, который может быть использован в хозяйственных целях.
Достоинства СПГ
По сравнению с традиционными видами горючего СПГ имеет определенные плюсы энергетического, экологического, а также коммерческого плана. Это проявляется при использовании сжиженного природного газа в качестве топлива как для газовых моторов, так и для энергоустановок.
- увеличенными показателями минимальной массовой теплоты сгорания и коэффициентом полезного действия оборудования;
- относительно низкой стоимостью, что позволяет экономить на топливных расходах;
- высокой чистотой, которая способствует увеличению эксплуатационного ресурса оборудования.
Сжиженный природный газ используется в качестве топлива для котельных вместо традиционного мазута. Его применение позволяет снизить энергозатраты, поскольку СПГ не требует разогрева и рециркуляции. Газовое топливо по сравнению с углеводородным меньше изнашивает оборудование, поскольку не способствует коррозии. Наконец, использование СПГ упрощает уход за системой, поскольку не приходится часто очищать камеры сгорания, дымовые трубы и горелки.
Перспективы сжиженного водорода
Помимо непосредственного сжижения и использования в таком виде из природного газа также можно получить еще один энергоноситель – водород. Метан это СН4, пропан С3Н8, а бутан С4Н10.
Водородная составляющая присутствует во всех этих ископаемых топливах, надо лишь выделить ее.
Главные достоинства водорода – экологичность и широкая распространенность в природе, однако высокая цена его сжижения и потери из-за постоянного испарения сводят практически на нет данные плюсы
Чтобы водород из состояния газа перевести в жидкость, его требуется охладить до -253 °С. Для этого используются многоступенчатые системы охлаждения и установки «сжатия/расширения». Пока подобные технологии слишком дороги, но работа по их удешевлению ведется.
Рекомендуем также прочесть другую нашу статью, где мы подробно рассказали, как сделать водородный генератор для дома своими руками. Подробнее — переходите по ссылке.
Также в отличие от LPG и LNG сжиженный водород гораздо более взрывоопасен. Малейшая его утечка в соединении с кислородом дает газовоздушную смесь, которая воспламеняется от малейшей искры. А хранение жидкого водорода возможно лишь в специальных криогенных контейнерах. Минусов у водородного топлива пока слишком много.
Как производят и перевозят
Процесс производства сжиженного природного газа очень дорогой. Как минимум, необходимо построить специальный завод. При этом в процессе сжижения теряются до 25% первоначального объема: то есть, на каждые 3 тонны СПГ вам придется израсходовать 1 тонну вещества. Однако природный газ очень востребован на мировом рынке, поэтому все окупается.
Как же происходит само сжижение? Для начала газовую смесь подготавливают: удаляют ненужные примеси, в том числе воду, гелий, водород, азот и т. д. Обычно для этого используют так называемые «молекулярные сита» — однородные кристаллические песчинки, способные впитывать влагу.
На втором этапе подготовки из смеси убирают тяжелые углеводороды, на выходе объем примесей составляет не более 5%. После этого газ начинают охлаждать.
Сам процесс сжижения происходит ступенчато. На каждом этапе газ сжимается в 5–12 раз, потом охлаждается и отправляется на следующую ступень. Непосредственно переход из газообразного состояния в жидкое происходит после последней стадии сжатия. Важно добавить, что сжиженный газ хранится только при определенном давлении и температуре в специальных криоцистернах.
Транспортировка также происходит с соблюдением этих условий на специальных морских суднах (газовозах) или специальных автомобилях. По прибытию на место сжиженный газ перекачивается в хранилище на суше или в плавучие установки.
Если речь идет об использовании СПГ в отопительной системе, то после транспортировки вещество подвергается процедуре регазификации: с помощью специального оборудования его нагревают, от чего жидкость испаряется, превращаясь обратно в газ. После его подают в газораспределительную систему, а затем по трубам доставляют конечному потребителю.
В последнее время считается, что транспортировать сжиженный газ гораздо экономичнее, чем прокладывать магистрали на расстояния в тысячи километров.
Выводы и полезное видео по теме
Как производят сжиженный газ и зачем его сжижают:
Все про сжиженные газы:
Технологий сжижения газов существует несколько. Для метана они свои, а для пропан-бутана свои. При этом СУГ получить дешевле, а перевозить/хранить проще и безопасней. Получение метанового СПГ является более затратным и сложным процессом. Плюс его регазификация требует специализированного оборудования. При этом метан более востребован сегодня на рынке, поэтому его сжижают гораздо в больших объемах.
Имеются уточняющие вопросы или свое экспертное мнение по теме сжижения газа? Возможно, у вас есть что добавить к вышеизложенному. Не стесняйтесь, спрашивайте и/или комментируйте статью в расположенном ниже блоке.