Întreprinderi producătoare de gaze de hidrocarburi lichefiate în Federația Rusă. Ce sunt gazele de hidrocarburi lichefiate? Transportul gazului lichefiat

1. Despre propan-butan

Marele avantaj al amestecurilor propan-butan este asemănarea lor în caracteristicile de bază cu cele tradiționale. tipuri de motoare combustibil. Această calitate le-a permis să ocupe o poziție puternică pe piață.

Hidrocarburi incluse în compoziția gazului petrolier asociat, când conditii normale sunt în stare gazoasă, dar odată cu creșterea presiunii exterioare își schimbă starea de agregare și se transformă în lichid. Această proprietate face posibilă obținerea unei densități mari de energie și stocarea gazului de hidrocarburi lichefiate (GPL) în rezervoare care au un design relativ simplu.

Productie GPL
Principalele componente ale gazului petrolier lichefiat sunt propanul C 3 H 8 și butanul C 4 H 10. În principal productie industriala gaz lichefiat realizat din urmatoarele surse:

• gaze petroliere asociate;
• fracțiuni de condensat ale gazelor naturale;
• gaze din procesele de stabilizare a petrolului și a condensului;
• gaze de rafinare obtinute de la instalatiile de rafinare a petrolului.

Tabelul 1. Parametrii fizico-chimici ai hidrocarburilor gazoase lichefiate conform GOST 27578-87

Compoziția componentelor gazului lichefiat este reglementată de standardele tehnice GOST 27578-87 „Gaze de hidrocarburi lichefiate pentru transportul rutier. Condiții tehnice” și GOST 20448-90 „Gaze combustibile lichefiate cu hidrocarburi pentru consum municipal. Specificatii tehnice". Primul standard descrie compoziția gazului lichefiat utilizat în transportul rutier. Pe site-ul companiei Technosoyuz, cabinele de vopsea sunt prezentate într-o gamă largă, precum și diverse echipamente pentru service auto. În timpul iernii, este prescrisă utilizarea gazului lichefiat marca PA (propan pentru automobile), care conține 85 ± 10% propan, vara - PBA (propan-butan pentru automobile), care conține 50 ± 10% propan, butan și nu mai mult de 6% hidrocarburi nesaturate.

GOST 20448-90 are toleranțe mai largi pentru conținutul de componente, inclusiv cele dăunătoare din punctul de vedere al impactului acestora asupra echipamentelor cu gaz (de exemplu, sulf și compușii săi, hidrocarburi nesaturate etc.). Potrivit acestora specificatii tehnice Combustibilul este disponibil în două grade: amestec de propan-butan de iarnă (SPBTZ) și amestec de propan-butan de vară (SPBTL).
Calitatea de gaz PBA este permisă pentru utilizare în toate regiunile climatice la temperaturi ambientale nu mai mici de -20°C. Calitatea PA este utilizată în perioada de iarnaîn acele regiuni climatice în care temperatura aerului scade sub -20°C (interval recomandat - -25...-20°C). Primăvara, pentru a epuiza complet rezervele de gaz lichefiat de calitate PA, utilizarea acestuia este permisă la temperaturi de până la 10°C.

Presiunea cilindrului
Într-un rezervor închis, GPL formează un sistem în două faze. Presiunea din cilindru depinde de presiunea vaporilor saturați (presiunea de vapori într-un volum închis în prezența fază lichidă) și caracterizează volatilitatea gazului lichefiat, care, la rândul său, depinde de temperatura fazei lichide și de procentul de propan și butan din acesta. Volatilitatea propanului este mai mare decât cea a butanului, motiv pentru care presiunea acestuia la temperaturi negative este mai mare.

Experiența a mulți ani de funcționare practică arată:

• la temperaturi scăzute aerul ambiental, este mai eficient să folosiți GPL cu un conținut ridicat de propan, deoarece acest lucru asigură o evaporare fiabilă a gazului și, prin urmare, o alimentare stabilă a produsului;
• la temperaturi ambientale pozitive ridicate, este mai eficient să folosiți GPL cu un conținut redus de propan, altfel se va crea un exces de presiune semnificativ în rezervor și conducte, care poate afecta negativ etanșeitatea sistemului de gaz.

Pe lângă propan și butan, GPL conține o cantitate mică de metan, etan și alte hidrocarburi, care pot modifica proprietățile amestecului. Astfel, etanul are o presiune a vaporilor saturați mai mare în comparație cu propanul, care poate avea un efect negativ la temperaturi pozitive.

Modificarea volumului fazei lichide la încălzire
Amestecul propan-butan are un coeficient mare de expansiune volumetrică a fazei lichide, care pentru propan este de 0,003, iar pentru butan - 0,002 la 1°C creșterea temperaturii gazului. Pentru comparație: coeficientul de dilatare volumetrică al propanului este de 15 ori, iar butanul este de 10 ori mai mare decât cel al apei. Standardele și reglementările tehnice stabilesc că gradul de umplere a rezervoarelor și buteliilor depinde de tipul de gaz și de diferența de temperatură a acestuia în timpul umplerii și în timpul depozitării ulterioare. Pentru rezervoarele a căror diferență de temperatură nu depășește 40 ° C, se presupune că gradul de umplere este de 85%; cu o diferență de temperatură mai mare, gradul de umplere trebuie redus. Cilindrii sunt umpluți în funcție de greutate în conformitate cu instrucțiunile din „Regulile pentru proiectarea și funcționarea în siguranță a recipientelor sub presiune”. Temperatura maximă admisă de încălzire a cilindrului nu trebuie să depășească 45°C, în timp ce presiunea de vapori a butanului ajunge la 0,385 MPa, iar a propanului - 1,4-1,5 MPa. Cilindrii trebuie protejați de încălzire razele de soare sau alte surse de căldură.

Modificarea volumului de gaz în timpul evaporării
Când 1 litru de gaz lichefiat se evaporă, se formează aproximativ 250 de litri de gaz gazos. Astfel, chiar și o scurgere minoră de GPL poate fi foarte periculoasă, deoarece volumul de gaz în timpul evaporării crește de 250 de ori. Densitatea fazei gazoase este de 1,5-2,0 ori mai mare decât densitatea aerului. Acest lucru explică faptul că, în timpul scurgerilor, gazul este greu de dispersat în aer, mai ales în în interior. Vaporii săi se pot acumula în depresiuni naturale și artificiale, formând un amestec exploziv.

Masa 2. Caracteristici fizico-chimice componente ale gazului lichefiat și benzinei.

Index	propan	butan (normal)	Benzină
Masa moleculara	44,10	58,12	114,20
Densitatea fazei lichide în condiții normale, kg/m 3	510	580	720
Densitatea fazei gazoase, kg/m3:
in conditii normale	2,019	2,703	-
la o temperatură de 15°C	1,900	2,550	-
Căldura specifică de evaporare, kJ/kg	484,5	395,0	397,5
Căldura de ardere mai scăzută:
în stare lichidă, MJ/l	65,6	26,4	62,7
în stare gazoasă, MJ/kg	45,9	45,4	48,7
în stare gazoasă, MJ/m 3	85,6	111,6	213,2
Cifra octanică	120	93	72-98
Limite de inflamabilitate atunci când este amestecat cu aer în condiții normale, %	2,1-9,5	1,5-8,5	1,0-6,0
Temperatura de autoaprindere, °C	466	405	255-370
Teoretic necesar pentru arderea a 1 m 3 de gaz cantitatea de aer, m3	23,80	30,94	14,70
Coeficientul de dilatare volumetric al fracției lichide, % la 1°C	0,003	0,002	-
Punct de fierbere la o presiune de 1 bar, °C	-42,1	-0,5	+98...104 (50% punct)

2. Principalele caracteristici ale gazelor inflamabile

Gaze naturale. Gazele naturale combustibile sunt rezultatul descompunerii biochimice și termice a reziduurilor organice. Mai des, zăcămintele de gaze naturale sunt concentrate în roci sedimentare poroase (nisipuri, gresii, pietricele), subiacente sau acoperite de roci dense (de exemplu, argiloase). În multe cazuri, „talpa” pentru ei este uleiul și apa.

În depozitele uscate, gazul se găsește predominant sub formă de metan pur cu cantități foarte mici de etan, propan și butani. Pe lângă metan, gazele de condensare conțin o proporție semnificativă de etan, propan, butan și alte hidrocarburi mai grele, inclusiv fracții de benzină și kerosen. Gazele petroliere asociate conțin hidrocarburi ușoare și grele dizolvate în petrol.

Cerințele pentru gazele naturale combustibile în scopuri municipale sunt prezentate în tabel. 3.1.
În conformitate cu cerințele GOST 5542-87, proprietățile combustibile ale gazelor naturale sunt caracterizate de numărul Wobbe, care este raportul dintre căldura de ardere (mai mică sau mai mare) și rădăcina pătrată a densității relative (în aer) a benzina:

W o = Q n  /V d (3.1)

Gama de fluctuații ale numărului Wobbe este foarte larg, prin urmare, pentru fiecare sistem de distribuție a gazelor (așa cum s-a convenit între furnizorul de gaz și consumator), este necesar să se stabilească o valoare nominală a numărului Wobbe cu o abatere de la acesta de nr. mai mult de ±5% pentru a se ține cont de eterogenitatea și variabilitatea compoziției gazelor naturale.

Din aceste motive, la conversia instalațiilor termice de la un gaz la altul, este necesar să se acorde atenție proximității nu numai a numerelor Wobbe ale ambelor gaze, care asigură constanta puterii termice a tuturor arzătoarelor, ci și a tuturor acestora. caracteristici fizice și chimice. Calculul numerelor Wobbe se efectuează conform GOST 22667-82 (Tabelul 3.2), care conține toate datele necesare pentru aceasta (căldura mai mare și mai mică de ardere a gazelor și densitatea relativă a acestora), ținând cont de coeficientul de compresibilitate Z al diferitelor gaze si vapori.

Gaze de hidrocarburi lichefiate. Gazele de hidrocarburi lichefiate le includ pe cele care, în condiții fizice normale, se află în stare gazoasă, iar cu o creștere relativ mică a presiunii (fără scăderea temperaturii) se transformă într-un lichid. Acest lucru permite ca hidrocarburile lichefiate să fie transportate și depozitate ca lichide, iar hidrocarburile gazoase să fie reglate și arse ca gaze naturale.

Principalele hidrocarburi gazoase care alcătuiesc gazele lichefiate se caracterizează printr-o putere calorică ridicată, limite scăzute de inflamabilitate, densitate mare (depășind semnificativ densitatea aerului), un coeficient volumetric ridicat de dilatare a lichidului (semnificativ mai mare decât cel al benzinei și kerosenului). ), care necesită necesitatea de a umple cilindrii și rezervoarele nu mai mult de 85-90% din volumul lor geometric, elasticitatea semnificativă a vaporilor saturați, în creștere cu temperatura și densitatea scăzută a lichidului față de apă.

Compoziția chimică a gazelor de hidrocarburi lichefiate este diferită și depinde de sursele de producere a acestora. Gazele lichefiate din zăcămintele asociate de petrol și gaze condensate constau din hidrocarburi saturate (saturate) - alcani, având formula chimică generală C n H 2n + 2. Principalele componente ale acestor hidrocarburi sunt propanul și butanul.

Prezența etanului și a metanului în cantități semnificative în gazul lichefiat (crește brusc elasticitatea vaporilor saturați), pentanul și izomerii săi (deoarece aceasta implică o scădere bruscă a elasticității vaporilor saturați și o creștere a punctului de rouă) este inacceptabilă. .

Gazele lichefiate obținute la întreprinderi în timpul procesului de rafinare a petrolului, pe lângă alcani, conțin hidrocarburi nesaturate (nesaturate) - alchene, care au formula chimică generală C n H 2n (începând cu n = 2). Principalele componente ale acestor gaze, pe lângă propan și butan, sunt propilena și butilena. Prezența etilenei în cantități semnificative în gazul lichefiat este inacceptabilă, deoarece duce la o creștere a elasticității vaporilor saturați.
Proprietățile gazelor lichefiate pentru uz casnic sunt reglementate de GOST R 52087-2003 „Gaze combustibile lichefiate cu hidrocarburi” (Tabelele 3.3 și 3.4).

Tabelul 3. Căldura de ardere și densitatea relativă a componentelor gazului natural uscat (n.s.) (GOST 22667-82).

Componentă	Căldura de ardere, mJ/m3		Densitatea relativă d
	cel mai inalt	cel mai jos
Metan CH4	39,82	35,88	0,555
Etan C2H6	70,31	64,36	1,048
Propan C3H8	101,21	93,18	1,554
n-Butan C4H10	133,80	123,57	2,090
Izobutan C4H10	132,96	122,78	2,081
Pentan C5H12	169,27	156,63	2,671
Benzen C6H6	162,62	155,67	2,967
Toluen C7H8	176,26	168,18	3,180
Hidrogen H2	12,75	10,79	0,070
Monoxid de carbon CO	12,64	12,64	0,967
Hidrogen sulfurat H2S	25,35	23,37	1,188
Dioxid de carbon CO2	-	-	1,529
Azot N2	-	-	0,967
Oxigen O2	-	-	1,050
Heliu El	-	-	0,138

Tabelul 4. Domenii de aplicare ale diferitelor mărci de gaze lichefiate în diferite regiuni (GOST R 52087-2003).

Sistem de alimentare cu gaz	Gazul lichefiat utilizat pentru regiunea microclimatică conform GOST 16350
	Zonă temperată		Zona rece
	Perioada de vară	Perioada de iarnă	Perioada de vară	Perioada de iarnă
Cilindru de gaz
cu instalare exterioară de cilindri	PBT. P5A	PT. PA	PBT. PBA	PT, PA
cu instalarea interioară a cilindrilor	PBT. PBA
cilindri portabili	BT
Instalații de grup
fara evaporatoare	PBT, PBA	PT, PA	PT, PA, PBT, PBA	PT, PA
cu evaporatoare	PBT. PBA. BT	PT. PA. PBT, PBA, BT	PT. PA. PBT, PBA	PT. PA. PBT, PBA

Note:

1. Pentru toate regiunile climatice, cu excepția celor reci și foarte reci: perioada de vară - de la 1 aprilie până la 1 octombrie, perioada de iarnă - de la 1 octombrie până la 1 aprilie.
2. Pentru zonele reci: perioada de vara - de la 1 iunie pana la 1 octombrie; perioada de iarnă - de la 1 octombrie până la 1 iunie. 4. Pentru zonele foarte reci: perioada de vara - de la 1 iunie la 1 septembrie, perioada de iarna - de la 1 septembrie la 1 iunie.

Tabelul 5. Parametrii fizico-chimici și operaționali ai gazelor lichefiate (GOST R 52087-2003).

Index	Standard pentru marcă					Metoda, teste
	PT	PA	PBA	PBT	BT
Fracția de masă a componentelor, %:
suma de metan, etan și etilenă	nestandardizate					Conform GOST 10679
cantitate de propan și propilenă, nu mai puțin	75	-	-	nestandardizate
inclusiv propanul	-	85±10	50±10	-	-
suma de butani și butilene:	nestandardizate			-	-
nu mai	-	-	-	60	-
nu mai puțin	-	-	-	-	60
cantitate de hidrocarburi nesaturate, nu mai mult	-	6	6	-	-
Fracția de volum a reziduului lichid la 20°С, %, nu mai mult	0,7	0,7	1,6	1,6	1,8	Conform 8.2
Presiunea vaporilor saturați, manometru, MPa, la temperatură:
+45°С, nu mai mult	1,6					Conform GOST R 50994 sau GOST 28656
-20°С, nu mai puțin	0,16	-	0,07	-	-
-30°С, nu mai puțin	-	0,07	-	-	-
Fracția de masă de hidrogen sulfurat și sulf mercaptan, %, nu mai mult	0,013	0,010	0,010	0,013	0,013
inclusiv hidrogen sulfurat, nu mai mult	0,003					Conform GOST 229S5 sau GOST R 50802
Conținut liber de apă și alcali	Absența					Conform 8.2
Intensitatea mirosului, puncte, nu mai puțin	3					Conform GOST 22387.5 sau 8.3

Note:

1. Se admite nedeterminarea intensității mirosului dacă fracția de masă a sulfului mercaptan în gazele lichefiate mărcilor PT, PBT și BT este de 0,002% sau mai mult, iar a mărcilor PA și PBA este de 0,001% sau mai mult. Dacă fracția de masă a sulfului mercaptan este mai mică decât valorile specificate sau intensitatea mirosului este mai mică de 3 puncte, gazele lichefiate trebuie odorizate în modul prescris.
2. La temperaturi de -20°C și -30°C, presiunea vaporilor saturați a gazelor lichefiate se determină numai iarna.
3. Când se utilizează gaze lichefiate de grade PT și PBT ca combustibil pentru transport rutier fractiune in masa cantitatea de hidrocarburi nesaturate nu trebuie să depășească 6%, iar presiunea vaporilor saturați trebuie să fie de cel puțin 0,07 MPa pentru clasele PT și PBT la temperaturi de -30°C și respectiv -20°C.

3. Tipuri de gaze inflamabile, principalele lor proprietăți și compoziție

Alimentarea cu gaz a clădirilor rezidențiale îmbunătățește semnificativ condițiile de viață ale populației orașelor și aşezări. Utilizarea gazelor în serviciile municipale, industrie și energie creează condiții favorabile pentru îmbunătățirea proceselor tehnologice de producție, permite utilizarea unei tehnologii progresive și rentabile, crește nivelul tehnic și cultural al instalațiilor de producție, utilități și energie și permite creșterea eficiență economică munca de productie in general.

Pentru alimentarea cu gaz la clădiri rezidențiale, utilități și întreprinderile industriale utilizați gaze naturale, artificiale și mixte. Baza unei dezvoltări ample industria gazelor sunt rezerve semnificative de gaze naturale. Țara noastră se află pe primul loc în lume în ceea ce privește rezervele de gaze naturale. Producția de gaze naturale în țară este în continuă creștere, ceea ce se explică prin performanța sa economică ridicată, mai ales datorită costului redus.

Dacă comparăm gazul natural cu alte tipuri de combustibil, costul acestuia este de trei ori mai mic decât costul turbei și păcurului și de 15 până la 20 de ori mai mic decât costul cărbunelui subteran. Doar în zonele cele mai îndepărtate de câmpuri costul gazului este mai mare decât costul păcurului.

Utilizarea gazului în viața de zi cu zi și în industrie este de 4 până la 5 ori mai eficientă decât combustibilul solid. Gazul arde fără a produce fum, care conține multe produse de ardere incompletă a combustibililor solizi și lichizi, astfel că înlocuirea altor tipuri de combustibil cu gaz ajută la curățarea aerului din zonele populate.

Gazele ca combustibil sunt utilizate cu succes pentru gătit, în sistemele de alimentare cu apă caldă pentru încălzirea apei, în sistemele de încălzire a clădirilor, în procese tehnologiceîntreprinderile industriale.

Sunt utilizate gaze din zăcămintele naturale de petrol și gaze, amestecurile lor gaz-aer, precum și gazele de hidrocarburi lichefiate care îndeplinesc cerințele GOST 5542-87 pentru gaze naturale și GOST 20448-90 pentru gaze de hidrocarburi lichefiate (denumite în continuare GPL). ca combustibil.

Combustibil gazos este un amestec de gaze inflamabile și neinflamabile care conține o anumită cantitate de impurități. Gazele combustibile includ hidrocarburi, hidrogen și oxizi de carbohidrați. Componentele neinflamabile sunt azotul, dioxidul de carbon și oxigenul. Ele formează balast de combustibil gazos. Impuritățile includ vapori de apă, hidrogen sulfurat și praf. Combustibilul gazos este purificat de impuritățile dăunătoare. În conformitate cu cerințele GOST, nu sunt permise mai mult de 2 g de hidrogen sulfurat sau amoniac la 100 m3 de gaz; 5 g compuși cu cianuri; 10 g naftalină, gudron, praf și alte substanțe nu mai mult de 0,1%.

Combustibilul gazos are o mare importanță economică.

Abaterea căldurii de ardere de la valoarea nominală nu trebuie să fie mai mare de ± 5%. Gazele umede și uscate sunt utilizate pentru alimentarea cu gaz. Conținutul de umiditate nu trebuie să depășească cantitatea care saturează gazul la t = − 20° C (iarna) și 35° C (vara). Conținutul de umiditate al gazului saturat în funcție de temperatura acestuia este dat în tabel. 1.

Tabelul 1. Dependența conținutului de umiditate al gazului saturat de temperatură.

Dacă gazul este transportat pe distanțe lungi, acesta este mai întâi uscat. Majoritatea gazelor artificiale au un miros înțepător, ceea ce facilitează detectarea scurgerilor de gaz din conducte și fitinguri. Gazul natural nu are deloc miros. Înainte de a fi furnizat în rețea, acesta este odorizat (amestecat cu substanțe speciale), adică. da-i un miros neplacut ascutit, care ar trebui simtit la o concentratie in aer de 1%.

Mirosul de gaze toxice trebuie simțit la o concentrație admisă de standardele sanitare. Gazul lichefiat utilizat de consumatorii casnici, conform GOST 20448-90, nu trebuie să conțină mai mult de 5 g de hidrogen sulfurat la 100 m 3 de gaz, iar mirosul său trebuie simțit atunci când conținutul din aer este de 0,5%.

Concentrația de oxigen din combustibilul gazos nu trebuie să depășească 1%. Când se utilizează un amestec de gaz lichefiat și aer pentru alimentarea cu gaz, concentrația de gaz în amestec nu este mai mică de două ori limita superioară de inflamabilitate.
Cantitatea de consum de gaz pentru nevoile consumatorilor depinde în întregime de puterea sa calorică (puterea calorică), iar cu cât este mai mică, cu atât se consumă mai mult gaz.

Caracteristicile fizice și căldura de ardere a unor gaze sunt date în tabel. 1 și 2. Folosind datele din aceste tabele, este posibil să se calculeze puterea calorică, densitatea și alte caracteristici ale combustibilului gazos. Temperatura de aprindere a gazelor naturale și artificiale este de 640 - 700 °C. Gazele naturale sunt produse din gaz sau campuri petroliere, iar cele artificiale sunt obținute prin prelucrarea termică a combustibililor lichizi sau solizi fără acces la aer.

Gazele naturale sunt utilizate pe scară largă pentru alimentarea centralizată a zonelor populate și a instalațiilor industriale. Dacă nu există gaze naturale sau amestecuri gaz-aer, atunci se folosesc gaze de hidrocarburi lichefiate.

Gazele de hidrocarburi lichefiate includ acele hidrocarburi care în condiții normale se află în stare gazoasă, dar cu o ușoară creștere a presiunii se transformă în stare lichidă. Gazele lichefiate sunt depozitate în butelii și recipiente metalice. Temperatura de aprindere a propanului lichefiat și a butanului este de 510, respectiv 490°C.

Gazele lichefiate, în comparație cu gazele naturale, au căldură de ardere și viteză de aprindere de 2-3 ori mai mare. Propanul C3H8 și butanul C4H10 sunt extrași din gazul petrolier natural sau sunt produse artificial ca produs secundar în timpul prelucrării termice a petrolului la uzinele de gaz-benzină. Excesul de presiune a vaporilor saturați de gaz lichefiat este de obicei de cel puțin 0,16 MPa.

Industria GNL este o industrie în creștere foarte promițătoare pentru producătorii de supape din întreaga lume, dar întrucât supapele GNL trebuie să îndeplinească cele mai stricte cerințe, acestea reprezintă cel mai înalt nivel de provocări inginerești.

Ce este gazul natural lichefiat?

Gazul natural lichefiat, sau GNL, este gaz natural obișnuit lichefiat prin răcirea acestuia la -160 °C. În această stare, este un lichid inodor și incolor, a cărui densitate este jumătate din cea a apei. Gazul lichefiat este netoxic, fierbe la o temperatură de −158...−163 °C, este format din 95% metan, iar restul de 5% include etan, propan, butan, azot.

• Prima este extracția, prepararea și transportul gazelor naturale printr-o conductă de gaze către o instalație de lichefiere;
• Al doilea este procesarea, lichefierea gazelor naturale și stocarea GNL în terminal.
• În al treilea rând - încărcarea GNL în cisterne și transportul maritim către consumatori
• În al patrulea rând - descărcarea GNL la terminalul de recepție, stocarea, regazificarea și livrarea către consumatorii finali

Tehnologii de lichefiere a gazelor.

După cum sa menționat mai sus, GNL este produs prin comprimarea și răcirea gazului natural. În acest caz, gazul scade în volum de aproape 600 de ori. Acest proces este complex, în mai multe etape și foarte consumator de energie - costurile de lichefiere pot reprezenta aproximativ 25% din energia conținută în produsul final. Cu alte cuvinte, trebuie să ardeți o tonă de GNL pentru a obține încă trei.

În lumea în timp diferit Au fost utilizate șapte tehnologii diferite de lichefiere a gazelor naturale. În domeniul tehnologiilor de producere a unor volume mari de GNL destinat exportului, astăzi este lider Companie aeriană Produse. Procesele sale AP-SMR™, AP-C3MR™ și AP-X™ reprezintă 82% din piața totală. Un concurent al acestor procese este tehnologia Optimized Cascade dezvoltată de ConocoPhillips.

Totodată, instalațiile de lichefiere de dimensiuni mici destinate uzului intern în întreprinderile industriale au un mare potențial de dezvoltare. Instalații de acest tip pot fi găsite deja în Norvegia, Finlanda și Rusia.

În plus, fabricile locale de producție de GNL pot găsi aplicare largăîn China, unde astăzi se dezvoltă activ producția de mașini alimentate cu GNL. Introducerea unităților la scară mică ar putea permite Chinei să-și extindă rețeaua de transport de vehicule GNL existentă.

Alături de sistemele staționare, instalațiile plutitoare de lichefiere a gazelor naturale s-au dezvoltat activ în ultimii ani. Instalațiile plutitoare oferă acces la zăcămintele de gaze care sunt inaccesibile infrastructurii (conducte, terminale maritimeși așa mai departe.).

Până în prezent, cel mai ambițios proiect din această zonă este platforma plutitoare de GNL, care este construită de Shell la 25 km distanță. de pe coasta de vest a Australiei (lansarea platformei este programată pentru 2016).

Construcția unei fabrici de producție GNL

De obicei, o instalație de lichefiere a gazelor naturale constă din:

• instalații de pretratare și lichefiere a gazelor;
• linii tehnologice pentru producerea GNL;
• rezervoare de stocare;
• echipamente pentru încărcare pe cisterne;
• servicii suplimentare pentru asigurarea centralei cu energie electrică și apă pentru răcire.

De unde a început totul?

Prima a fost construită în 1912 plantă experimentală, care, însă, nu a fost încă folosită în scopuri comerciale. Dar deja în 1941, în Cleveland, SUA, a fost stabilită pentru prima dată producția pe scară largă de gaz natural lichefiat.

În 1959, a fost efectuată prima livrare de gaz natural lichefiat din SUA către Regatul Unit și Japonia. În 1964, a fost construită o fabrică în Algeria, de unde a început transportul regulat cu nave-cisternă, în special către Franța, unde a început să funcționeze primul terminal de regazificare.

În 1969, livrările pe termen lung au început din SUA către Japonia, iar doi ani mai târziu - din Libia până în Spania și Italia. În anii 70, producția de GNL a început în Brunei și Indonezia; în anii 80, Malaezia și Australia au intrat pe piața GNL. În anii 1990, Indonezia a devenit unul dintre principalii producători și exportatori de GNL din regiunea Asia-Pacific - 22 de milioane de tone pe an. În 1997, Qatar a devenit unul dintre exportatorii de GNL.

Proprietățile consumatorului

GNL pur nu arde, nu se aprinde și nu explodează singur. Într-un spațiu deschis la temperaturi normale, GNL revine la starea gazoasă și se amestecă rapid cu aerul. La evaporare, gazul natural se poate aprinde dacă intră în contact cu o sursă de flacără.

Pentru aprindere este necesar să existe o concentrație de gaz în aer de 5% până la 15% (volum). Dacă concentrația este mai mică de 5%, atunci nu va fi suficient gaz pentru a porni un incendiu, iar dacă este mai mare de 15%, atunci va fi prea puțin oxigen în amestec. Pentru a fi utilizat, GNL suferă regazificare - evaporare fără prezența aerului.

GNL este considerat o tehnologie prioritară sau importantă de import de gaze naturale de un număr de țări, inclusiv Franța, Belgia, Spania, Coreea de Sud si SUA. Cel mai mare consumator de GNL este Japonia, unde aproape 100% din necesarul de gaze sunt acoperite de importurile de GNL.

Combustibil pentru motor

Începând cu anii 1990, au apărut diverse proiecte pentru utilizarea GNL ca combustibil pentru motor în transportul pe apă, feroviar și chiar rutier, cel mai adesea folosind motoare convertite pe gaz-diesel.

Există deja exemple reale de funcționare a navelor maritime și fluviale care utilizează GNL. În Rusia, se stabilește producția de serie a locomotivei diesel TEM19-001 care funcționează cu GNL. În Statele Unite și Europa, apar proiecte de transformare a transportului rutier de marfă în GNL. Și există chiar și un proiect de dezvoltare a unui motor de rachetă care va folosi LNG + oxigen lichid ca combustibil.

Motoare care funcționează pe GNL

Una dintre principalele provocări asociate cu dezvoltarea pieței GNL pentru sectorul transporturilor este creșterea numărului de vehicule și nave care utilizează GNL ca combustibil. Principal probleme tehniceîn acest domeniu sunt asociate cu dezvoltarea și îmbunătățirea diferitelor tipuri de motoare care funcționează pe GNL.

În prezent, există trei tehnologii de motoare GNL utilizate pentru nave maritime: 1) motor cu aprindere prin scânteie cu un amestec sărac combustibil-aer; 2) motor dual-combustibil cu motorină cu aprindere și gaz de lucru de joasă presiune; 3) motor cu dublu combustibil cu motorină cu aprindere și gaz de lucru de înaltă presiune.

Motoarele cu aprindere prin scânteie funcționează doar cu gaz natural, în timp ce motoarele cu dublu combustibil diesel și gaz pot funcționa cu motorină, GNC și păcură grea. Astăzi există trei producători principali: aceasta piata: Wärtsila, Rolls-Royce și Mitsubishi Heavy Industries.

În multe cazuri, motoarele diesel existente pot fi convertite în motoare diesel/gaz cu dublu combustibil. O astfel de conversie a motoarelor existente poate fi o soluție fezabilă din punct de vedere economic pentru transformarea navelor maritime la GNL.

Vorbind despre dezvoltarea motoarelor pentru sectorul auto, este de remarcat compania americană Cummins Westport, care a dezvoltat o linie de motoare GNL concepute pentru camioanele grele. În Europa, Volvo a lansat un nou motor de 13 litri cu dublă combustibil, care funcționează pe motorină și GNC.

Inovațiile notabile ale motorului CNG includ motorul Compact Compression Ignition (CCI) dezvoltat de Motiv Engines. Acest motor are o serie de avantaje, dintre care principalul este o eficiență termică semnificativ mai mare decât analogii existenți.

Potrivit companiei, randamentul termic al motorului dezvoltat poate ajunge la 50%, în timp ce randamentul termic al motoarelor tradiționale pe gaz este de aproximativ 27%. (Folosind prețurile combustibilului din SUA ca exemplu, un camion cu motor diesel costă 0,17 USD per cal putere/oră pentru a funcționa, un motor CNG convențional costă 0,14 USD, iar un motor CCEI costă 0,07 USD).

De asemenea, este de remarcat faptul că, ca și în cazul transport maritim, multe motoare diesel camioane pot fi convertite în motoare diesel-GNL cu dublu combustibil.

țări producătoare de GNL

Conform datelor din 2009, principalele țări producătoare de gaze naturale lichefiate au fost distribuite pe piață după cum urmează:

Primul loc a fost ocupat de Qatar (49,4 miliarde m³); urmată de Malaezia (29,5 miliarde m³); Indonezia (26,0 miliarde m³); Australia (24,2 miliarde m³); Algeria (20,9 miliarde m³). Ultimul pe această listă a fost Trinidad și Tobago (19,7 miliarde m³).

Principalii importatori de GNL în 2009 au fost: Japonia (85,9 miliarde m³); Republica Coreea (34,3 miliarde m³); Spania (27,0 miliarde m³); Franța (13,1 miliarde m³); SUA (12,8 miliarde m³); India (12,6 miliarde m³).

Rusia abia începe să intre pe piața GNL. În prezent, în Federația Rusă funcționează o singură fabrică de GNL, Sakhalin-2 (lansată în 2009, pachetul de control aparține Gazprom, Shell are 27,5%, Mitsui japonez și Mitsubishi - 12,5%, respectiv 10%). La sfârșitul anului 2015, producția se ridica la 10,8 milioane de tone, depășind capacitatea de proiectare cu 1,2 milioane de tone. Cu toate acestea, din cauza scăderii prețurilor pe piața mondială, veniturile din exporturile de GNL în dolari au scăzut cu 13,3% față de an, până la 4,5 miliarde de dolari.

Nu există premise pentru o îmbunătățire a situației pe piața gazelor: prețurile vor continua să scadă. Cinci terminale de export vor fi puse în funcțiune în Statele Unite până în 2020 general GNL cu o capacitate de 57,8 milioane de tone. Un război al prețurilor va începe pe piața europeană a gazelor.

Al doilea jucător important de pe piață GNL rusesc devine compania Novatek. Novatek-Yurkharovneftegaz (o subsidiară a lui Novatek) a câștigat licitația pentru dreptul de utilizare a site-ului Nyakhartinsky din districtul autonom Yamal-Nenets.

Compania are nevoie de amplasamentul Nyakhartinsky pentru dezvoltarea proiectului Arctic LNG (al doilea proiect al lui Novatek concentrat pe exportul de gaze naturale lichefiate, primul este Yamal LNG): este situat în imediata apropiere a zăcământului Yurkharovskoye, care este dezvoltat de către Novatek-Yurkharovneftegaz. Suprafața terenului este de aproximativ 3 mii de metri pătrați. kilometri. De la 1 ianuarie 2016, rezervele sale erau estimate la 8,9 milioane de tone de petrol și 104,2 miliarde de metri cubi de gaz.

În martie, compania a început negocierile preliminare cu potențiali parteneri cu privire la vânzarea GNL. Conducerea companiei consideră Thailanda cea mai promițătoare piață.

Transportul gazului lichefiat

Livrarea gazului lichefiat către consumator este un proces foarte complex și care necesită forță de muncă. După lichefierea gazului în uzine, GNL intră în depozitele. Transportul suplimentar se efectuează folosind nave speciale - transportoare de gaze echipate cu criocancre. De asemenea, este posibil să folosiți vehicule speciale. Gazul de la transportoare de gaz ajunge la punctele de regazificare și apoi este transportat prin intermediul conducte .

Cisternele sunt transportatoare de gaze.

O cisternă de gaz, sau transportor de metan, este o navă special construită pentru transportul GNL în rezervoare. Pe lângă rezervoarele de gaz, astfel de nave sunt echipate cu unități frigorifice pentru răcirea GNL.

Cei mai mari producători de nave pentru transportul gazelor naturale lichefiate sunt șantierele navale japoneze și coreene: Mitsui, Daewoo, Hyundai, Mitsubishi, Samsung, Kawasaki. La șantierele navale coreene au fost construite mai mult de două treimi din transportatorii de gaze din lume. Cisterne moderne din seriile Q-Flex și Q-Max capabil să transporte până la 210-266 mii m3 de GNL.

Primele informații despre transportul pe mare a gazelor lichefiate datează din anii 1929-1931, când compania Shell a transformat temporar tancul Megara într-o navă pentru transportul gazelor lichefiate și a construit nava Agnita în Olanda cu o greutate proprie de 4,5 mii tone, destinată pentru transport simultan petrol, gaz lichefiat și acid sulfuric. Navele-cisternă au fost numite după scoici- au fost comercializate de tatăl fondatorului companiei, Marcus Samuel

Transportul maritim al gazelor lichefiate s-a răspândit abia după sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial. Inițial, navele transformate din cisterne sau nave de marfă uscată au fost folosite pentru transport. Experiența acumulată în proiectarea, construcția și exploatarea primelor transportoare de gaze ne-a permis să trecem la căutarea celor mai profitabile metode de transport a acestor gaze.

Cisternă GNL standard modern (transport metan) poate transporta 145-155 mii m3 de gaz lichefiat, din care se pot obţine circa 89-95 milioane m3 de gaze naturale în urma regazificării. Datorită faptului că transportatorii de metan sunt extrem de intensivi în capital, timpul lor de nefuncționare este inacceptabil. Sunt rapide, viteza unei nave maritime care transportă gaze naturale lichefiate ajunge la 18-20 de noduri, față de 14 noduri la un petrolier standard.

În plus, operațiunile de încărcare și descărcare cu GNL nu necesită mult timp (în medie 12-18 ore). În cazul unui accident, tancurile GNL au o structură cu cocă dublă special concepută pentru a preveni scurgerile și rupturile. Marfa (GNL) este transportată la presiunea atmosferică și la o temperatură de -162°C în rezervoare speciale izolate termic în interiorul carenei interioare a navei de transport de gaze.

Un sistem de depozitare a mărfurilor constă dintr-un container sau rezervor primar pentru depozitarea lichidului, un strat de izolație, un rezervor secundar conceput pentru a preveni scurgerile și un alt strat de izolație. Dacă rezervorul primar este deteriorat, carcasa secundară va preveni scurgerea. Toate suprafețele în contact cu GNL sunt realizate din materiale rezistente la temperaturi extrem de scăzute.

Prin urmare, astfel de materiale sunt de obicei utilizate oţel inoxidabil, aluminiu sau invar (un aliaj pe bază de fier cu un conținut de nichel de 36%).

O caracteristică distinctivă a transportoarelor de gaz de tip Moss, care reprezintă în prezent 41% din flota mondială de transportoare de metan, sunt rezervoarele autoportante. formă sferică, care, de regulă, sunt fabricate din aluminiu și sunt atașate de carena navei folosind o manșetă de-a lungul liniei ecuatorului a tancului.

57% dintre benzinăriile folosesc sisteme de rezervoare cu triplă membrană (sistemul GazTransport, sistemul Technigaz și sistemul CS1). Modelele de membrană folosesc o membrană mult mai subțire care este susținută de pereții carcasei. Sistemul GazTransport include membrane primare și secundare sub formă de panouri plate Invar, în timp ce în sistemul Technigaz membrana primară este realizată din oțel inoxidabil ondulat.

În sistemul CS1, panourile invar din sistemul GazTransport, care acționează ca membrană primară, sunt combinate cu membrane Technigaz cu trei straturi (foie de aluminiu plasată între două straturi de fibră de sticlă) ca izolație secundară.

Spre deosebire de navele GPL (gaz petrolier lichefiat), transportoarele de gaz nu sunt echipate cu o unitate de lichefiere pe punte, iar motoarele lor funcționează cu gaz în pat fluidizat. Având în vedere că o parte din marfă (gaz natural lichefiat) completează păcura, tancurile GNL nu ajung în portul de destinație cu aceeași cantitate de GNL care a fost încărcată pe ele la uzina de lichefiere.

Valoarea maximă admisă a vitezei de evaporare într-un pat fluidizat este de aproximativ 0,15% din volumul încărcăturii pe zi. Turbinele cu abur sunt utilizate în principal ca sistem de propulsie pe transportoare de metan. În ciuda eficienței reduse a combustibilului, turbinele cu abur pot fi adaptate cu ușurință pentru a funcționa cu gaz în pat fluidizat.

O altă caracteristică unică a tancurilor GNL este că de obicei rețin o mică parte din încărcătură pentru a răci rezervoarele la temperatura necesară înainte de încărcare.

Următoarea generație de tancuri GNL este caracterizată de noi caracteristici. În ciuda capacității mai mari de marfă (200-250 mii m3), navele au același pescaj - astăzi, pentru o navă cu o capacitate de marfă de 140 mii m3, un pescaj de 12 metri este tipic datorită restricțiilor aplicate în Canalul Suez. și cel mult terminalele GNL.

Cu toate acestea, corpul lor va fi mai larg și mai lung. Putere turbine cu abur nu va permite navelor atât de mari să dezvolte o viteză suficientă, așa că vor folosi motorină cu dublă combustibil motor diesel, dezvoltat în anii 1980. În plus, multe transportoare de GNL aflate în prezent pe comandă vor fi echipate cu o unitate de regazificare la bord.

Evaporarea gazelor pe transportoarele de metan de acest tip va fi controlată în același mod ca la navele care transportă gaz petrolier lichefiat (GPL), ceea ce va evita pierderile de marfă în timpul călătoriei.

Piața transportului maritim de gaz lichefiat

Transportul GNL implică transportul său maritim de la instalațiile de lichefiere a gazelor la terminalele de regazificare. În noiembrie 2007, în lume existau 247 de tancuri GNL cu o capacitate de încărcătură de peste 30,8 milioane m3. Boom-ul comerțului cu GNL a asigurat că toate navele sunt acum complet ocupate, în comparație cu mijlocul anilor 1980, când erau 22 de nave inactiv.

În plus, aproximativ 100 de nave ar trebui să fie puse în funcțiune până la sfârșitul deceniului. Vârsta medie a flotei mondiale de GNL este de aproximativ șapte ani. 110 nave au o vechime de patru ani sau mai puțin, în timp ce 35 de nave au vârsta de la cinci la nouă ani.

Aproximativ 70 de tancuri au fost în funcțiune de 20 de ani sau mai mult. Cu toate acestea, au încă o durată de viață utilă lungă înaintea lor, deoarece tancurile GNL au de obicei o durată de viață de 40 de ani datorită caracteristicilor lor rezistente la coroziune. Acestea includ până la 23 de tancuri (nave mici și mai vechi care deservesc comerțul cu GNL din Mediterana) care urmează să fie înlocuite sau modernizate semnificativ în următorii trei ani.

Din cele 247 de tancuri aflate în funcțiune în prezent, peste 120 deservesc Japonia, Coreea de Sud și Taipei Chinez, 80 deservesc Europa, iar navele rămase servesc America de Nord. În ultimii câțiva ani s-a înregistrat o creștere fenomenală a numărului de nave care deservesc comerțul în Europa și America de Nord, în timp ce Orientul Îndepărtat a înregistrat doar o creștere ușoară din cauza cererii stagnante din Japonia.

Regazeificarea gazelor naturale lichefiate

După ce gazul natural este livrat la destinație, are loc procesul de regazificare, adică transformarea lui din stare lichidă înapoi în stare gazoasă.

Cisternul livrează GNL către terminale speciale de regazificare, care constau dintr-o dană, un rack de descărcare, rezervoare de stocare, un sistem de evaporare, instalații de procesare a gazelor de evaporare din rezervoare și o unitate de dozare.

La sosirea la terminal, GNL este pompat din cisterne în rezervoare de stocare în formă lichefiată, apoi GNL este convertit în stare gazoasă, după cum este necesar. Transformarea în gaz are loc într-un sistem de evaporare folosind căldură.

În ceea ce privește capacitatea terminalelor GNL, precum și volumul importurilor de GNL, Japonia este lider - 246 miliarde metri cubi pe an conform datelor din 2010. Pe locul doi se află Statele Unite, cu peste 180 de miliarde de metri cubi pe an (date 2010).

Astfel, sarcina principală în dezvoltarea terminalelor de recepție este în primul rând construcția de noi unități în diverse tari. Astăzi, 62% din capacitatea de recepție provine din Japonia, SUA și Coreea de Sud. Împreună cu Marea Britanie și Spania, capacitatea de primire a primelor 5 țări este de 74%. Restul de 26% este distribuit în 23 de țări. În consecință, construcția de noi terminale va deschide noi și va crește piețele existente pentru GNL.

Perspective pentru dezvoltarea piețelor GNL în lume

De ce industria gazelor lichefiate se dezvoltă într-un ritm din ce în ce mai mare în lume? În primul rând, în unele regiuni geografice, cum ar fi Asia, transportul gazelor cu cisternă este mai profitabil. La o distanță de peste 2.500 de kilometri, gazul lichefiat poate concura deja în preț cu gazul de conductă. În comparație cu conductele, GNL are, de asemenea, avantajele extinderii modulare a aprovizionării și, de asemenea, elimină problemele de trecere a frontierei în unele cazuri.

Cu toate acestea, există și capcane. Industria GNL își ocupă nișa în regiuni îndepărtate care nu au propriile rezerve de gaz. Majoritatea volumelor de GNL sunt contractate în faza de proiectare și producție. Industria este dominată de un sistem de contracte pe termen lung (de la 20 la 25 de ani), care necesită o coordonare dezvoltată și complexă a participanților la producție, exportatorilor, importatorilor și transportatorilor. Toate acestea sunt văzute de unii analiști ca o posibilă barieră în calea creșterii comerțului cu gaze lichefiate.

În general, pentru ca gazul lichefiat să devină o sursă de energie mai accesibilă, costul aprovizionării cu GNL trebuie să concureze cu succes în preț cu sursele alternative de combustibil. Astăzi situația este inversă, ceea ce nu anulează dezvoltarea acestei piețe în viitor.

Continuare:

• Partea 3: Supape fluture pentru temperaturi criogenice

La pregătirea materialului s-au folosit date de la următoarele site-uri:

• lngas.ru/transportation-lng/istoriya-razvitiya-gazovozov.html
• lngas.ru/transportation-lng/morskie-perevozki-spg.html
• innodigest.com/liquefied-natural-gas-LNG-as-alta/?lang=ru
• expert.ru/ural/2016/16/novyij-uchastok-dlya-spg/

Consumul intern limitat încurajează producătorii să mărească aprovizionarea cu GPL în străinătate. Astăzi, nord-vestul Europei este considerată una dintre cele mai atractive destinații de export maritim. În următorii ani, țara este de așteptat să lanseze o serie de proiecte de infrastructură, concentrate în primul rând pe piața promițătoare a regiunii Asia-Pacific.

În viitorul apropiat, petrochimia ar trebui să devină un catalizator pentru cererea internă rusă de GPL. Vorbim despre viitoarea lansare de către SIBUR a celui mai mare complex petrochimic al țării, Zapsibneftekhim, care va procesa gazele lichefiate în produse cu valoare adăugată ridicată.

Potrivit Thomson Reuters, în 2016 în Rusia (excluzând volumele întreprinderii mixte ruso-kazah KazRosGas) au fost produse 16,2 milioane de tone de GPL, comparativ cu 13 milioane de tone în 2012. În ultimii ani, producția acestor produse a crescut anual cu o medie de 4,4%. O scădere mică și aparent temporară a avut loc abia anul trecut. Creșterea producției este asociată, în primul rând, cu extinderea capacităților existente și construirea de noi capacități ale SIBUR, Gazprom (Surgutsky ZSK) și NOVATEK (Purovsky ZPK) pentru procesarea gazelor, stabilizarea condensului de gaz și fracționarea gazelor.

Potrivit Ministerului Energiei (statisticile acestuia sunt ușor diferite de cele prezentate mai sus), cele mai mari volume de producție de GPL sunt asigurate de întreprinderile petrochimice (7,9 milioane de tone în 2016). Acestea sunt urmate de uzinele de procesare a gazelor și rafinăriile companiilor petroliere - 4,9 milioane și, respectiv, 3,8 milioane de tone.

Conducere producator rus gaze de hidrocarburi lichefiate - „SIBUR”. Potrivit Thomson Reuters, aceasta reprezintă 41% din producția totală (compania însăși își estimează cota de piață la 45%). Gazprom controlează 18% din piață. Rosneft, prin achiziționarea activelor TNK-BP, SANORS și Bashneft, a ajuns pe locul trei cu o cotă de 12%. Un total de nouă cele mai mari companii acoperă 98% din piață.

În ceea ce privește structura producției, până în 2015 s-a înregistrat o creștere a producției de fracții GPL pur - propan, butan și izobutan. În ultimii trei ani, producția de amestec tehnic propan-butan (SPBT) a crescut la maximum, ceea ce a fost cauzat de o creștere bruscă a cererii pentru aceste produse în Ucraina. Potrivit Thomson Reuters, în 2017, 33% din producția totală de GPL provenea din SPBT, 47% din fracții pure.

Principalele domenii de consum de GPL sunt sectorul utilităților, transportul auto și petrochimie. Aceasta din urmă industrie ar trebui să devină în viitor principalul motor al creșterii cererii de GPL. Astfel, în conformitate cu proiectul Strategiei Energetice a Rusiei (într-o versiune actualizată), producția de etilenă ar trebui să crească cu 75-85% până în 2020 și de 3,6-5 ori până în 2035. Dacă în 2016 24% din GPL a fost trimis pentru procesare ulterioară, atunci până în 2020 această cifră ar trebui să crească la 30%, iar până în 2035 – la 44-55%.

Un rol important în implementarea acestor planuri este atribuit complexului petrochimic SIBUR în construcție.

Capacitatea actuală de procesare APG a SIBUR este de 25,4 miliarde de metri cubi pe an, inclusiv Uzina de procesare a gazelor Yuzhno-Priobsky, un proiect comun cu Gazprom Neft. Capacitatea de fracţionare a gazelor ajunge la 8,55 milioane de tone pe an. Cea mai mare fabrică de fracționare a gazelor este situată în situl industrial Tobolsk al companiei. Fracția largă de hidrocarburi ușoare (NGL) obținută în timpul prelucrării gazelor naturale și asociate este furnizată către Tobolsk printr-o conductă de produse și este împărțită aici în fracții separate (propan, butan, izobutan și altele).

În iunie 2016, SIBUR a finalizat reconstrucția complexului de procesare a NGL, în urma căreia capacitatea totală de fracționare a gazelor din Tobolsk a crescut de la 6,6 la 8 milioane de tone pe an. În plus, vara trecută, compania a finalizat reconstrucția fabricii de procesare a gazelor Yuzhno-Balyk, datorită căreia uzina și-a crescut capacitatea de producție a LGN cu peste 100 de mii de tone pe an.

Acest lucru permite SIBUR să crească producția de GPL, care este trimis atât la export, despre care se va discuta mai jos, cât și pentru prelucrarea ulterioară în produse petrochimice. „După lansarea Zapsibneftekhim, vom înceta să mai vindem aproximativ 3 milioane de tone de gaze de hidrocarburi lichefiate, care, condiționat, costă acum 350 USD pe tonă și vom începe să vindem suplimentar peste 2 milioane de tone de polimeri produși din acest gaz, ceea ce va costă, de exemplu, 1 mie .dolari pe tonă... Producția de polimeri – mai mult afaceri profitabile, dar crearea sa implică cheltuieli de capital semnificative”, a menționat Dmitri Konov, președintele consiliului de administrație al SIBUR, într-un interviu acordat RBC vara trecută.

Rosneft intenționează, de asemenea, să crească producția de GPL. În februarie 2018, filiala sa de gaze Rospan intenționa să lanseze un complex pentru prepararea și procesarea gazului și a condensatului pe amplasamentul East Urengoy. Când va atinge capacitatea maximă, va produce anual 16,7 miliarde de metri cubi de gaz uscat, până la 5 milioane de tone de condensat de gaz stabil și mai mult de 1,2 milioane de tone de fracțiune propan-butan. Pentru a transporta gaze lichefiate, Rospan construiește un terminal de încărcare cu o capacitate de transbordare de 1,6 milioane de tone pe an lângă gara Korotchaevo.

Este de așteptat ca după lansarea complexului, Rosneft să crească producția de GPL la 2,8 milioane de tone pe an (inclusiv uzinele Bashneft) și să devină al doilea producător al acestui produs din țară. De asemenea, gazele lichefiate sunt planificate să fie procesate în produse cu valoare adăugată mai mare. Șeful Rosneft, Igor Sechin, a menționat, în special, proiecte pentru producția de poliolefine în regiunea Volga, Siberia de Est și la Compania Petrochimică de Est (VNHK) din Primorye.

În viitorul apropiat, un nou participant poate apărea pe piața GPL - Irkutsk companie petroliera. Proiectul său de gaz presupune construirea a patru stații de tratare a gazelor naturale și asociate, cu o capacitate totală de peste 20 de milioane de metri cubi pe zi, la câmpurile Yaraktinskoye și Markovskoye. LGN produs la unități va fi furnizat prin conducta de produse către complex nou recepția, depozitarea și expedierea GPL în Ust-Kut, iar ulterior - către viitoarea fabrică de procesare a gazelor Ust-Kut cu o capacitate de 1,8 milioane de tone pe an. Instalația va asigura fracționarea lichidelor din gaze naturale pentru a produce propan tehnic, butan tehnic și condensat gazos stabil. Gazele lichefiate în valoare de 550 mii tone pe an sunt planificate să fie furnizate către piata interna si pentru export. În a treia etapă, INK plănuiește să construiască uzina de polimeri Ust-Kut, care va produce produse cu valoare adăugată mare - până la 600 de mii de tone de polietilenă de înaltă și joasă densitate pe an.

Un alt jucător notabil pe piața GPL ar putea fi compania EKTOS (fostă Volzhsky Kauchuk). În primăvara anului 2017, SIBUR a încheiat o afacere pentru a-i vinde 100% din Uralorgsintez JSC. Principalele activități ale Uralorgsintez sunt producția de GPL și o componentă de combustibil cu octan ridicat - metil terț-butil eter (MTBE). Capacitatea întreprinderii de fracţionare a materiilor prime hidrocarburi este de 0,91 milioane tone pe an, pentru producţia de MTBE - 220 mii tone, benzen - 95 mii tone pe an.

Citiți textul integral în nr. 1-2 „Uleiul Rusiei”

Gazele de hidrocarburi lichefiate (GPL) sunt produse din gazul petrolier asociat. Acestea sunt gaze pure sau amestecuri speciale care pot fi folosite pentru încălzirea locuințelor, ca combustibil pentru automobile și în producția de produse petrochimice.

NGL la HFC

Gazele de hidrocarburi lichefiate sunt produse dintr-o fracțiune largă de hidrocarburi ușoare (NGL), care, la rândul său, este izolată din gazul petrolier asociat (APG).

Separarea lichidelor din gaze naturale în componentele sale constitutive - hidrocarburi individuale - are loc în unitățile de fracționare a gazelor (GFU). Procesul de separare este similar cu separarea APG. Totuși, în acest caz împărțirea trebuie să fie mai atentă. Din lichidele din gaze naturale pot fi obținute diverse produse prin procesul de fracționare a gazelor. Poate fi propan sau butan, precum și un amestec de propan-butan (se numește SPBT, sau un amestec de propan-butan tehnic). SPBT este cel mai comun tip de gaze lichefiate - în această formă acest produs este furnizat populației, întreprinderilor industriale și exportat. Astfel, din cele 2,034 milioane de tone de GPL vândute de Gazprom Gazenergoset în 2012, amestecul propan-butan a reprezentat 41%, butanul pentru o treime din livrări, iar propanul aproximativ 15%.

De asemenea, prin separarea lichidelor din gaze naturale, butan tehnic și propan tehnic, se obține propan auto (PA) sau un amestec de PBA (propan-butan auto).

Există și alte componente care sunt izolate prin procesarea NGL-urilor. Acestea sunt izobutan și izobutilenă, pentan, izopentan.

Cum se folosesc gazele petroliere lichefiate?

Gazele petroliere lichefiate pot fi utilizate în diferite moduri. Probabil că toată lumea este familiarizată cu cilindrii roșii strălucitori cu inscripția propan din timpul sovietic. Sunt folosite pentru gătit pe sobe de uz casnic sau pentru încălzire în casele de țară.

Gazul lichefiat poate fi folosit și în brichete - de obicei este pompat în el fie propan, fie butan.

Gazele de hidrocarburi lichefiate sunt folosite și pentru încălzirea întreprinderilor industriale și a clădirilor rezidențiale în acele regiuni în care gazele naturale nu au ajuns încă prin conducte. În aceste cazuri, GPL este depozitat în rezervoare de gaz - containere speciale care pot fi fie supraterane, fie subterane.

În ceea ce privește eficiența, propan-butanul ocupă locul al doilea după gazele naturale de la rețeaua. În același timp, utilizarea GPL este mai ecologică în comparație, de exemplu, cu motorina sau păcură.

Gaz pentru motoare si pachete

Propanul, butanul și amestecurile acestora, împreună cu gazul natural (metan), sunt folosite ca combustibil alternativ pentru realimentarea mașinilor.
Utilizarea combustibilului pentru motoare cu gaz este în prezent foarte importantă, deoarece anual flota autohtonă, formată din peste 34 de milioane de unități, Vehicul, împreună cu gazele de eșapament, sunt emise 14 milioane de tone de substanțe nocive. Și aceasta reprezintă 40% din totalul emisiilor industriale în atmosferă. Gazele de eșapament de la motoarele pe gaz sunt de câteva ori mai puțin dăunătoare.

Evacuarea motoarelor pe gaz conține de 2-3 ori mai puțin monoxid de carbon (CO) și de 1,2 ori mai puțin oxid de azot. În același timp, în comparație cu benzina, costul GPL este cu aproximativ 30–50% mai mic.

Piața carburanților pe gaz se dezvoltă activ. În prezent, în țara noastră există peste 3.000 de benzinării și peste 1 milion de vehicule pline cu gaz.

În cele din urmă, gazele petroliere lichefiate sunt materii prime pentru industria petrochimică. Pentru a produce produse, GPL este supus unui proces complex care are loc la temperaturi foarte ridicate - piroliza. Rezultă olefine - etilenă și propilenă, care sunt apoi, ca urmare a procesului de polimerizare, transformate în polimeri sau materiale plastice - polietilenă, polipropilenă și alte tipuri de produse. Adică folosit de noi în viața de zi cu zi pungi de plastic, veselă de unică folosință, containerele și ambalajele multor produse sunt realizate din gaze lichefiate.

De mai bine de 30 de ani în URSS, apoi în Rusia, gazele lichefiate și comprimate au fost utilizate în economie nationala. În acest timp, a fost parcursă o cale destul de dificilă în organizarea contabilității gazelor lichefiate, dezvoltarea tehnologiilor pentru pomparea, măsurarea, stocarea și transportul acestora.

De la ardere la recunoaștere

Din punct de vedere istoric, potențialul gazului ca sursă de energie a fost subestimat în țara noastră. Nevăzând domenii de aplicare justificate din punct de vedere economic, producătorii de petrol au încercat să scape de fracțiunile ușoare de hidrocarburi și le-au ars inutil. În 1946, separarea industriei gazelor într-o industrie independentă a revoluționat situația. Volumul de producție a acestui tip de hidrocarburi a crescut brusc, la fel ca și raportul din bilanţul de combustibil al Rusiei.

Când oamenii de știință și inginerii au învățat să lichefieze gazele, a devenit posibil să construiască întreprinderi de lichefiere a gazelor și să livreze combustibil albastru în zone îndepărtate care nu sunt echipate cu o conductă de gaz și să-l folosească în fiecare casă, ca combustibil pentru automobile, în producție și, de asemenea, să-l exporte. pentru valută.

Ce sunt gazele petroliere lichefiate

Ele sunt împărțite în două grupe:

1. Gazele de hidrocarburi lichefiate (GPL) sunt un amestec de compuși chimici constând în principal din hidrogen și carbon cu structuri moleculare diferite, adică un amestec de hidrocarburi cu greutăți moleculare diferite și structuri diferite.
2. Fracțiuni largi de hidrocarburi ușoare (NGL) - includ în principal amestecuri de hidrocarburi ușoare de fracții hexan (C6) și etan (C2). Compoziția lor tipică: etan 2-5%, fracții de gaz lichefiat C4-C5 40-85%, fracția de hexan C6 15-30%, fracția pentanică reprezintă restul.

Gaz lichefiat: propan, butan

În industria gazelor, GPL este utilizat în scara industriala. Componentele lor principale sunt propanul și butanul. De asemenea, conțin hidrocarburi mai ușoare (metan și etan) și altele mai grele (pentan) ca impurități. Toate componentele enumerate sunt hidrocarburi saturate. GPL mai poate conține hidrocarburi nesaturate: etilenă, propilenă, butilenă. Butan-butilene pot fi prezente sub formă de compuși izomeri (izobutan și izobutilenă).

Tehnologii de lichefiere

Au învățat să lichefieze gazele la începutul secolului al XX-lea: în 1913, Premiul Nobel a fost acordat olandezului K. O. Heike pentru lichefierea heliului. Unele gaze sunt aduse în stare lichidă prin simplă răcire fără conditii suplimentare. Cu toate acestea, majoritatea gazelor „industriale” de hidrocarburi (dioxid de carbon, etan, amoniac, butan, propan) sunt lichefiate sub presiune.

Producția de gaz lichefiat se realizează la instalații de lichefiere a gazelor situate fie în apropierea zăcămintelor de hidrocarburi, fie pe drum. gazoductele principaleîn apropierea principalelor noduri de transport. Gazele naturale lichefiate (sau comprimate) pot fi transportate cu ușurință prin transport rutier, feroviar sau pe apă până la utilizatorul final, unde pot fi depozitate, apoi transformate înapoi în stare gazoasă și furnizate rețelei de alimentare cu gaz.

Echipament special

Pentru lichefierea gazelor se folosesc instalatii speciale. Ele reduc semnificativ volumul de combustibil albastru și cresc densitatea energiei. Cu ajutorul lor, puteți realiza diferite căi prelucrarea hidrocarburilor în funcție de aplicarea ulterioară, proprietățile materiei prime și condițiile mediu inconjurator.

Instalațiile de lichefiere și compresie sunt proiectate pentru prelucrarea gazelor și au un design bloc (modular) sau sunt complet containerizate. Datorită stațiilor de regazificare, devine posibilă furnizarea de combustibil natural ieftin chiar și celor mai îndepărtate regiuni. Sistemul de regazificare permite, de asemenea, stocarea și furnizarea gazelor naturale suma necesarăîn funcție de cerere (de exemplu, în perioadele de consum maxim).

Cele mai multe dintre diferitele gaze în stare lichefiată își găsesc aplicații practice:

• Clorul lichid este folosit pentru dezinfectarea și înălbirea țesăturilor și este folosit ca armă chimică.
• Oxigen - în instituțiile medicale pentru pacienții cu probleme de respirație.
• Azot - în criochirurgie, pentru înghețarea țesuturilor organice.
• Hidrogenul este ca combustibilul pentru avioane. Recent, au apărut mașini alimentate cu motoare cu hidrogen.
• Argon - în industrie pentru tăierea metalelor și sudarea cu plasmă.

De asemenea, este posibil să se lichefieze gazele de hidrocarburi, dintre care cele mai populare sunt propanul și butanul (n-butan, izobutan):

• Propanul (C3H8) este o substanță de origine organică din clasa alcanilor. Se obține din gaze naturale și prin cracarea produselor petroliere. Un gaz incolor, inodor, ușor solubil în apă. Folosit ca combustibil, pentru sinteza polipropilenei, producerea solvenților, în Industria alimentară(aditiv E944).
• Butan (C4H10), o clasă de alcani. Un gaz incolor, inodor, inflamabil, ușor de lichefiat. Obținut din condensat de gaz, gaz petrolier (până la 12%), în timpul cracării produselor petroliere. Folosit ca combustibil în industria chimică, în frigidere ca agent frigorific, în industria alimentară (aditiv E943).

Caracteristicile GPL

Principalul avantaj al GPL este posibilitatea existenței lor la temperaturi ambientale și presiuni moderate atât în ​​stare lichidă, cât și în stare gazoasă. În stare lichidă sunt ușor de prelucrat, depozitat și transportat, în stare gazoasă au cea mai bună caracterizare combustie.

Starea sistemelor de hidrocarburi este determinată de combinarea influențelor diverșilor factori, astfel încât pentru o caracterizare completă este necesară cunoașterea tuturor parametrilor. Principalele care pot fi măsurate direct și afectează regimurile de curgere includ: presiunea, temperatura, densitatea, vâscozitatea, concentrația componentelor, relațiile de fază.

Sistemul este în echilibru dacă toți parametrii rămân neschimbați. În această stare, în sistem nu apar metamorfoze calitative și cantitative vizibile. O modificare a cel puțin unui parametru perturbă starea de echilibru a sistemului, provocând unul sau altul proces.

Proprietăți

La depozitarea gazelor lichefiate și transportul lor, starea lor de agregare se modifică: o parte din substanță se evaporă, transformându-se în stare gazoasă, o parte se condensează și se transformă într-un lichid. Această proprietate a gazelor lichefiate este una dintre cele determinante în proiectarea sistemelor de stocare și distribuție. Când lichidul în fierbere este preluat din rezervoare și transportat printr-o conductă, o parte din lichid se evaporă din cauza pierderii de presiune, se formează un flux în două faze, a cărui presiune a vaporilor depinde de temperatura fluxului, care este mai mică decât temperatura. în rezervor. Dacă mișcarea unui lichid în două faze prin conductă se oprește, presiunea în toate punctele este egalizată și devine egală cu presiunea vaporilor.