Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 [ 149 ] 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

Давление газа Температура газа (т

\ЭН(

1ичесдгв(Г стой

ЧИСТ01

энергии

Общая схема расчета энергии.

4,6.1.3.2.7.1. Создание воздушной атмосферы в танках СПГ Этапы зтой операции:

- Осушка танков.

Она 3£и<лючается в наиболыем понижении уровня СПГ во время слива и производится с по-мо1цью главных разгрузочных насосов. Затем, когда уровень станет минимальным, СПГ откачивается с помощью насосов, называемых осушительными, у которых допустимое давление всасывания ниже, также как и расход;

- Разогрев танков.

В конце осушки неоткачиваемое количество жидкости, оставшееся на дне танков, испаряется нагнетанием горячего газа.

- Создание инертной атмосферы.

В случае, когда создается риск образования смеси воздуха и паров углеводородов, эта операция состоит в создании инертной газовой среды в

танках: газообразного азота из подогревателя жидкого азота, установленного на берегу, или дыма (азота и СОг), получаемого от сжигания газойля или пропана на судовой установке.

Признаком инертности атмосферы в танке является содержание менее 3% природного газа по объему;

- Создание воздушной атмосферы.

Инертный газ вытесняется воздухом до получения концентрации кислорода более 20% по объему и исчезновения токсичных газов.

4.6.1.3.2.7.2. Захолаживание танков после создания в них воздушной атмосферы

В этом случае работы состоят из следующих этапов:

- Осушка продувкой сухим воздухом до получения точки росы менее -30°С перед захолажива-

НИбМ,

- создание инертной атмосферы для улучшения осушки танков и доведения содержания кислорода менее 5% ло объему;

- закачка газа: удаление инертного газа закачкой газа с берега или исларением природного газа на борту судна (газ подается в жидком виде из терминала). Точка росы по влаге должна быть менее -30°С, а содержание СОг менее 1% по объему;

- захолаживание: постепенное охлаждение танков разбрызгиванием СПГ до доведения температуры на дне танков ниже -155°С перед за-фузкой СПГ.

4.6.2. Наземный транспорт

Сухопутные перевозки СПГ во всем мире производятся автоцистернами и реже железнодорожными цистернами (Токио Газ и Линде), наиболее часто для газоснабжения сателлитных (периферийных) станций от метановых терминалов или станций покрытия пиковых нафузок газопотребления.

Такие перевозки получили наибольшее распространение в США (сотни тысяч тонн в 1984 г.), далеко впереди по сравнению с Японией и Европой (соответственно менее 30000 и около 40000 тонн).

Типовая вместимость автоцистерны - 45 м в США, от 30 до 40 чР в Европе и 15 м в Японии.

Чаще всего емкость, содержащая СПГ, установленная на полуприцепе автомобиля, двухкорпус-ная с вакуумной теплоизоляцией:

- внутренний корпус стальной или из криогенного сплава;

- внешний корпус не обязательно из нержавеющей стали или из алюминия, она может быть изготовлена из обычной стали;

- теплоизоляция поддерживается под вакуумом и может состоять из комбинации различных классических изоляционных материалов: полиуретана, перлита, стекловолокна и др.

СПГ перевозится под небольшим давлением -от 0,25 до 0,5 МПа.

4.7. РЕГАЗИФИКАЦИЯ

4.7.1. Принцип и технологический расчет

Регазификация СПГ обычно производится в теплообменниках, где СПГ подогревается горячим теплоносителем и которые рассчитываются исходя из:

- расхода СПГ, который необходимо регазифицировать;

- температуры и давления, требуемых в газораспределительной системе.

В метановом терминале наиболее часто в качестве теплоносителя используется морская вода, а теплообменники типа "регазификатор с орошением (морская вода стекает вдоль вертикальных трубок, в которых СПГ циркулирует под давлением и постепенно испаряется снизу вверх в этих фубках).

Необходимость корректировки параметров природного регазифицированного газа в соответствии с условиями распределительной сети, в которую он поступает, и возможность рекуперации холода СПГ являются двумя критериями, которые благодаря их комбинации позволяют сооружать различные установки регазификации как с точки зрения способа регазификации, так и с точки зрения используемых теплообменников.

4.7.1.1. Корректировка параметров распределяемого газа

Независимо от необходимости согласования давления и температуры на выходе из регазифи-каторов с давлением и температурой в газораспределительной сети, качество газа также должно быть соответствующим образом отрегулировано.

Для этого могут быть использованы различные способы как до, так и после регазификации:

- обеднение закачкой жидкого азота в СПГ, закачкой воздуха или извлечением тяжелых углеводородов после регазификации;

- обогащение закачкой пропан-бутановой фракции после регазификации.

4.7.1.2. Рекуперация холода из СПГ

По соображениям рационализации производства и экономии энергии в процессе регазификации можно рассмотреть различные способы утилизации холода СПГ в потребляющих холод отраслях промышленности вместо того, чтобы просто выпускать его в окружающую среду.

Анализ энтальпийной диаграммы одного из СПГ при данном давлении позволяет оценить количество тепла, необходимого для его разогрева, или наоборот, количество холода, которое он может отдать.

Диагремиа энтальпия-твипвратура при давлвнии 9,0 МПА.

Характеристики раэли>тых СПГ

Это количество холода зависит от состава СПГ, его давления и температуры, при которых снимается холод. Это количество:

- болыие при низком, чем при высоком давлении;

- при данном давлении зависит от уровня температуры; изменение знтвлы1ии СПГ в зависимости от температуры нелинейно.

Холод, заключенный в СПГ, может быть:

- использован для охлаждения другого тела непосредственно теплопередачей.

Эта отдача тепла может быть напрямую оценена по изменению энтальпии СПГ. Доля холода от заключенного в СПГ общего его количества, которая может быть рекуперирована на трех температурных уровнях, показана в нижеследующей таблице:

превращен в работу в термодинамическом цикле с двумя изотермами между температурой холодного источника, которым является СПГ, и температурой горячего источника. Максимальное значение рекуперируемой работы может быть рассчитано, принимая в качестве горячего источника окружающую среду с температурой 25°С, что идеально подходит для температуры СПГ, исходя из второго начала термодинамики:

dW = dQ

Т - температура СПГ (Т < То);

сО - теплота, переданная в цикле;

dW < О, так как вырабатывается в цикле, по абсо-

лютному значению

cfW оЮ

Эффективность R превращения холода СПГ в работу уменьшается с увеличением температуры СПГ и, следовательно, это превращение более рентабельно для СПГ на самом низком температурном уровне.

В заключение отметим, что при очень низких температурах количество располагаемого холода не очень значительно (1/4 располагаемого количества между -ISCC и -ЮСС), но позволяет получить большую часть полной работы, которая может быть рекуперирована (1/2) (Р - 9,0 МПа).

Имеются способы утилизации холода СПГ по каждому из таких двух путей - теплопередачей или преобразованием в работу, которые являются внутренними или внешними по отношению к собственно регазификации СПГ.

dW dQ

1,63 1,5

dW dQ

-160 -120 -80 dQ T

-40 0 +25 Температура "С (To - гбС)

Работа, эквивалентная одной фригории, в зависииости от температуры.

4.7.1.2.1. Основные внутренние способы

4.7.1.2.1.1. Перекачка СПГ под высоким давлением

В случае, если подача испаренного газа должна производиться под большим давлением (случай терминала, работающего в газораспределительную сеть), можно поступить следующим образом:

- или регазифицировать СПГ под низким давлением и компремировать испаренный газ;

- или покачивать СПГ под большим давлением и затем регазифицировать.

Учитывая низкую температуру СПГ, второй способ позволяет сэкономить существенное количество знергии при получении высокого давления сетевого газа и к тому же получить экономию при регазификации СПГ под высоким давлением.

4.7.1.2.1.2. Рекуперация испарений

Как показано в § 4.4.1.1, в случае, если испарения не могут быть утилизированы локально, для

Фригория - единица холода. Прим. ред