Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения
ИА Neftegaz.RU. Сжиженный природный газ (СПГ) — природный газ, искусственно сжиженный путем охлаждения до -160°C, для облегчения хранения и транспортировки. СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в 2 раза меньше плотности воды.На 75-99% состоит из метана. Температура кипения − 158…−163°C.
В жидком состоянии не горюч, не токсичен, не агрессивен.
Для использования подвергается испарению до исходного состояния.
При сгорании паров образуется диоксид углерода( углекислый газ, CO2) и водяной пар.
В промышленности газ сжижают как для использования в качестве конечного продукта, так и с целью использования в сочетании с процессами низкотемпературного фракционирования ПНГ и природных газов, позволяющие выделять из этих газов газовый бензин, бутаны, пропан и этан, гелий.
СПГ получают из природного газа путем сжатия с последующим охлаждением.
При сжижении природный газ уменьшается в объеме примерно в 600 раз.
Перевод 1 тонны СПГ в кубометры (м
3). 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.
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,
- 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.
Процесс сжижения газа
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.
- 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.
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.
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.
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.
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.
Химики придумали, как быстро «заморозить» природный газ для безопасного хранения и транспортировки
08 декабря 2020 18:40 Анатолий Глянцев
Учёные изобрели способ легко переводить природный газ в удобное и безопасное твёрдое состояние, которое позволяет транспортировать его в морозильных камерах.
Учёные из Сингапура изобрели способ легко переводить природный газ в удобное и безопасное твёрдое состояние. В таком виде его можно транспортировать в обычных морозильных камерах при атмосферном давлении.
Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Energy & Environmental Science.
Сегодняшний мир трудно представить себе без природного газа. На нём работают не только газовые плиты и газовые котлы в домах, но и целые электростанции. Всё больше появляется и транспорта, использующего этот самый экологичный из всех видов ископаемого топлива.
Но транспортировка природного газа остаётся большой проблемой. По техническим, экономическим, а иногда и политическим причинам газопровод можно проложить далеко не везде. Поэтому целый ряд стран импортирует газ в сжиженном виде в танкерах-газовозах.
Однако сжижение природного газа – дорогое удовольствие, ведь для этого нужна температура около −160 °C.
К тому же оба способа транспортировки природного газа потенциально небезопасны. При повреждении газопровода или контейнера со сжиженным газом может возникнуть утечка, чреватая взрывом или отравлением людей.
Перспективный метод хранения и транспортировки природного газа – это превращение его в газовые гидраты.
В этом случае молекулы топлива как будто помещаются в ловушки из молекул обычной воды. В результате газовая субстанция превращается в твёрдое вещество. В таком виде природный газ абсолютно безопасен и допускает хранение при температуре ненамного ниже нуля и атмосферном давлении.
Однако технология превращения природного газа в газовые гидраты тоже не лишена недостатков. Сейчас для этого используются опасные ядовитые добавки. К тому же и сам процесс образования гидратов довольно медленен.
Решение этой проблемы предложили учёные из Сингапура. Заметим, что 95% электроэнергии в этом маленьком азиатском государстве вырабатывается путём сжигания импортируемого газа, так что для Сингапура подобные исследования весьма актуальны.
Исследователи разработали собственную систему добавок для образования газовых гидратов. Новые присадки малотоксичны.
К тому же они обеспечивают отвердевание газа за каких-то 15 минут (это почти в 2,5 раза превышает предыдущий рекорд скорости).
Учёные удостоверились, что получаемые гидраты остаются стабильными при атмосферном давлении и температуре −5 °C. Другими словами, его можно хранить в морозильной камере даже бытового холодильника. Технология перевозки грузов при такой температуре также давно отлажена, ведь мир потребляет огромное количество замороженных продуктов.
Авторы также отмечают, что килограмм природного газа в твёрдом виде имеет почти в 90 раз меньший объём, чем в обычном состоянии. Так что хранение и транспортировка «газового льда» могут оказаться весьма выгодными.
Разработчики уже наладили опытное производство нового продукта мощностью в сто килограммов в сутки. Когда технология будет отлажена, она может изменить рынок природного газа.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о методе сжигания природного газа без выбросов в атмосферу. Писали мы и о способе экологично сжигать нефтепродукты.
наука химия энергетика газ Сингапур новости
Что такое сжиженный природный газ? — Chevron
перейти к основному содержанию
подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать новости и обновления.
зарегистрироваться сейчас
Земля имеет огромное количество природного газа, но большая его часть находится в районах, далеких от тех мест, где газ нужен. Чтобы переместить это экологически чистое топливо через океаны, природный газ должен быть преобразован в сжиженный природный газ (СПГ). Этот процесс называется сжижением.
что такое СПГ – сжиженный природный газ?
СПГ – это природный газ, охлажденный до –260°F (–162°C), превращая его из газа в жидкость, составляющую 1/600 от его первоначального объема. Такое резкое сокращение позволяет безопасно и эффективно перевозить его на борту специально спроектированных судов СПГ.
Знаете ли вы?
Регазификация относится к конверсии СПГ обратно в природный газ.
После прибытия в пункт назначения СПГ нагревается, возвращается в газообразное состояние и доставляется потребителям природного газа по местным трубопроводам.
как транспортируется СПГ?
Флот специализированных судов Chevron связывает всемирные предприятия по производству и регазификации СПГ, создавая безопасную, надежную и эффективную сеть для транспортировки сжиженного природного газа по всему миру. Суда СПГ оснащены сложной технологией обнаружения утечек, системами аварийного отключения, передовыми радарами и системами позиционирования, а также множеством других технологий, предназначенных для обеспечения безопасной и надежной транспортировки СПГ.
как мы используем СПГ?
СПГ возвращается в газообразное состояние на терминалах импорта и регазификации СПГ по всему миру. Как только он нагревается до состояния природного газа, он распределяется по трубопроводам для использования в домах и на предприятиях. Его можно использовать по-разному: бытовое использование природного газа включает приготовление пищи, отопление домов и выработку электроэнергии, а коммерческое использование природного газа включает отопление, выработку электроэнергии, производство таких продуктов, как удобрения, краски и лекарства, а иногда и заправку коммерческих автомобилей.
.
безопасная и надежная доставка СПГ
Asia Excellence — одно из наших новых, технологически продвинутых судов СПГ, которое поддерживает растущую лидирующую позицию Chevron в мире СПГ.
стенограмма доступна pdf открывается в новом окне
как обрабатывается СПГ?
Проекты регазификационных установок включают обширные системы для безопасного хранения и переработки СПГ.
Отгрузки СПГ
118
импортные терминалы по всему миру
Сжижение СПГ
28
экспортные терминалы
складское хозяйство
100+
СПГ хранится до тех пор, пока он не понадобится
Chevron и отрасль СПГ обеспечивают надлежащую безопасность, планирование, предотвращение и смягчение последствий в тесном сотрудничестве с местными, государственными и федеральными властями, включая Береговую охрану США.
Эти меры значительно снижают риски.
Сжиженный природный газ (СПГ) | Министерство энергетики
Сегодня Соединенные Штаты являются крупнейшим в мире производителем природного газа. Природный газ обеспечивает около 1/3 потребления первичной энергии в Соединенных Штатах, при этом его основным использованием является отопление и производство электроэнергии. В то время как большая часть природного газа поставляется в газообразной форме по трубопроводу в Соединенных Штатах, рост международного рынка природного газа привел к использованию природного газа в сжиженной форме или СПГ.
Основы СПГ
Сжиженный природный газ (СПГ) — это природный газ, охлажденный до жидкого состояния при температуре около -260° по Фаренгейту для транспортировки и хранения. Объем природного газа в жидком состоянии примерно в 600 раз меньше его объема в газообразном состоянии. Этот процесс позволяет транспортировать природный газ туда, куда не доходят трубопроводы.
Сжижение природного газа — это способ транспортировки природного газа на большие расстояния, когда транспортировка по трубопроводу невозможна. Рынки, расположенные слишком далеко от регионов добычи, чтобы напрямую подключаться к трубопроводам, имеют доступ к природному газу благодаря СПГ. В компактной жидкой форме природный газ может доставляться в специальных танкерах на терминалы по всему миру. На этих терминалах СПГ возвращается в газообразное состояние и транспортируется по трубопроводам к распределительным компаниям, промышленным потребителям и электростанциям.
Торговля СПГ
При крупнотоннажных морских перевозках СПГ загружается на суда с двойным корпусом, которые используются как в целях безопасности, так и в целях изоляции. Как только судно прибывает в порт приема, СПГ выгружается в хорошо изолированные резервуары для хранения, а затем регазифицируется для подачи в распределительную сеть трубопроводов.
СПГ также может перевозиться в меньших количествах, как правило, на более короткие океанские расстояния.
Растет торговля мелкотоннажными партиями СПГ, которые чаще всего производятся с использованием тех же контейнеров, которые используются на грузовиках и в международной торговле, специально оборудованных криогенными резервуарами. Другие маломасштабные виды деятельности по производству СПГ включают в себя установки по сжижению и хранению «пикового бритья», которые могут компактно хранить газ, когда он необходим на местных рынках в США в периоды пикового спроса. СПГ также иногда импортируется или экспортируется грузовиками с такого рода объектов.
В 2020 году США экспортировали почти 2400 миллиардов кубических футов природного газа в виде СПГ на больших СПГ-танкерах, а также небольшое количество было отправлено в контейнерах или грузовиками. Всего по состоянию на август 2021 года американский СПГ поставлен в 40 стран на пяти континентах. США также все еще импортируют некоторое количество СПГ, в основном в Новую Англию, регион страны, ограниченный вместимостью трубопроводов и хранилищ.
Роль Министерства энергетики
Министерство энергетики несет ответственность за регулирование СПГ. Компании, которые хотят экспортировать природный газ, должны получить на это разрешение от Управления по управлению ископаемой энергией и выбросами углерода (FECM) Министерства энергетики США. Закон о природном газе (NGA) требует, чтобы Министерство энергетики определяло общественные интересы в отношении заявок на экспорт СПГ в страны, в которых у США нет действующих соглашений о свободной торговле. Программа регулирования импорта-экспорта природного газа FECM реализуется Отделом регулирования Управления регулирования, анализа и взаимодействия.
В соответствии с NGA существует два стандарта рассмотрения заявок на экспорт СПГ в зависимости от страны назначения. Заявки на экспорт СПГ в страны, с которыми США заключили соглашение о свободной торговле (страны ЗСТ), или на импорт СПГ из любого источника автоматически считаются соответствующими общественным интересам.
NGA поручает Министерству энергетики оценивать заявки на экспорт СПГ в страны, не входящие в зону свободной торговли. Министерство энергетики обязано предоставить разрешение на экспорт в страны, не входящие в зону свободной торговли, за исключением случаев, когда Департамент считает, что предлагаемый экспорт не будет соответствовать общественным интересам, или если торговля прямо запрещена законом или политикой. Министерство энергетики принимает меры по долгосрочным заявкам на экспорт СПГ в страны, не входящие в зону свободной торговли, после завершения проверки общественных интересов, которая включает несколько критериев, включая экономическую и экологическую экспертизу предлагаемого экспорта. Как правило, Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) обладает юрисдикцией в отношении размещения, строительства и эксплуатации экспортных мощностей СПГ в США. В этих случаях FERC руководит оценкой воздействия предлагаемых проектов на окружающую среду в соответствии с Законом о национальной экологической политике, а Министерство энергетики обычно является сотрудничающим агентством в рамках этих обзоров.
Получение разрешения Министерства энергетики США на экспорт СПГ в страны, не входящие в зону свободной торговли, является важным шагом для большинства проектов на пути к финансированию и строительству.
Некоторые компании, получившие разрешение Министерства энергетики на экспорт СПГ, еще не приняли окончательных инвестиционных решений по своим проектам. Строительство крупных объектов занимает годы и стоит миллиарды долларов. Полный список долгосрочных заявок на экспорт СПГ и их текущий статус можно найти в Сводке заявок Министерства энергетики на экспорт СПГ.
Министерство энергетики также способствует прозрачности рынка, публикуя отчеты об объемах экспорта СПГ, направлениях и ценах в своем Ежемесячном отчете по СПГ. Первый в истории экспорт СПГ отечественного производства из 48 штатов с более низким уровнем дохода произошел в феврале 2016 года. Компания Sabine Pass Liquefaction, LLC, принадлежащая Cheniere Energy, экспортировала первый танкер СПГ с терминала Sabine Pass LNG в Луизиане с отгрузкой в Бразилию.