RU2224193C2 - Plant for gas liquefaction - Google Patents
Plant for gas liquefaction Download PDFInfo
- Publication number
- RU2224193C2 RU2224193C2 RU2001133022/06A RU2001133022A RU2224193C2 RU 2224193 C2 RU2224193 C2 RU 2224193C2 RU 2001133022/06 A RU2001133022/06 A RU 2001133022/06A RU 2001133022 A RU2001133022 A RU 2001133022A RU 2224193 C2 RU2224193 C2 RU 2224193C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- complex according
- condenser
- natural gas
- liquefied
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 67
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 claims description 64
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 28
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 18
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 11
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 10
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- 239000013526 supercooled liquid Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 abstract 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 10
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- -1 for example Substances 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 206010020843 Hyperthermia Diseases 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036031 hyperthermia Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
- F25J1/0012—Primary atmospheric gases, e.g. air
- F25J1/0015—Nitrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
- F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
- F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
- F25J1/0045—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by vaporising a liquid return stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0225—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using other external refrigeration means not provided before, e.g. heat driven absorption chillers
- F25J1/0227—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using other external refrigeration means not provided before, e.g. heat driven absorption chillers within a refrigeration cascade
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
- F25J1/0235—Heat exchange integration
- F25J1/0236—Heat exchange integration providing refrigeration for different processes treating not the same feed stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
- F25J1/0259—Modularity and arrangement of parts of the liquefaction unit and in particular of the cold box, e.g. pre-fabrication, assembling and erection, dimensions, horizontal layout "plot"
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
- F25J1/0261—Details of cold box insulation, housing and internal structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
- F25J1/0275—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
- F25J1/0277—Offshore use, e.g. during shipping
- F25J1/0278—Unit being stationary, e.g. on floating barge or fixed platform
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/0281—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
- F25J1/0284—Electrical motor as the prime mechanical driver
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/0292—Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/10—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using combined expansion and separation, e.g. in a vortex tube, "Ranque tube" or a "cyclonic fluid separator", i.e. combination of an isentropic nozzle and a cyclonic separator; Centrifugal separation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/90—Mixing of components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
- F25J2240/60—Expansion by ejector or injector, e.g. "Gasstrahlpumpe", "venturi mixing", "jet pumps"
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
- F25J2260/42—Integration in an installation using nitrogen, e.g. as utility gas, for inerting or purging purposes in IGCC, POX, GTL, PSA, float glass forming, incineration processes, for heat recovery or for enhanced oil recovery
- F25J2260/44—Integration in an installation using nitrogen, e.g. as utility gas, for inerting or purging purposes in IGCC, POX, GTL, PSA, float glass forming, incineration processes, for heat recovery or for enhanced oil recovery using nitrogen for cooling purposes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
- F25J2270/908—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by regenerative chillers, i.e. oscillating or dynamic systems, e.g. Stirling refrigerator, thermoelectric ("Peltier") or magnetic refrigeration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/34—Details about subcooling of liquids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к комплексам сжижения природных газов, воздуха, азота, кислорода, размещаемым на средствах добычи природного газа (ПГ), морских стационарных платформах (МСП), плавучих платформах, плавучих заводах надводных и подводного базирования, ПЗ у берегов морей, на суше и в море и сопрягаемым с магистральными газопроводами, на комплексах промысловой разработки морских и прибрежных месторождений ПГ шельфа арктических морей, региона о.Сахалин, Азовского и Черного морей, а также судах-метановозах, судах газовозах, хранилищах и терминалах сжиженного ПГ (СПГ). The invention relates to complexes for the liquefaction of natural gases, air, nitrogen, oxygen, placed on the means of natural gas (GH) production, offshore stationary platforms (SMEs), floating platforms, floating plants, surface and underwater based, PZ off the coast of the sea, on land and in the sea and the interfaced with gas pipelines, on the complexes of field development of offshore and coastal GHG deposits of the shelf of the Arctic seas, the region of Sakhalin Island, the Sea of Azov and the Black Sea, as well as methane ships, gas carrier vessels, storage facilities and those minals GHG liquefied (LNG).
Известны установки СПГ (УСПГ) (см. пат. США 4548629, F 25 J 3/02, Баррон Р.Ф. Криогенные системы. Энергоатомиздат, 1989) с использованием криогенного цикла, работающего на смешанном хладагенте (смеси углеводородов с азотом), отделением тяжелых углеводородов и дросселированием переохлажденного ПГ, очищенного и осушенного предварительно до требований норм ОСТ 5140-93. Known LNG plants (USPG) (see US Pat. US 4,548,629, F 25 J 3/02, Barron RF Cryogenic systems. Energoatomizdat, 1989) using a cryogenic cycle operating on a mixed refrigerant (mixture of hydrocarbons with nitrogen), separation heavy hydrocarbons and throttling of supercooled GHG, purified and dried prior to the requirements of OST 5140-93.
Недостатком этих УСПГ является сложность схемы в части используемого тепломашинного оборудования и ее обслуживания (недопустимость ее работы без обслуживания). The disadvantage of these USPG is the complexity of the scheme in terms of the used heat-engine equipment and its maintenance (the inadmissibility of its operation without maintenance).
Криогенные теплообменники этих УСПГ имеют исключительно большую массу (до 250 тонн) и габариты (диам. 3-4 м, высота до 30 м), трудоемки и нетехнологичны в изготовлении. Монтаж/демонтаж и ремонт в судовых условиях на подводных плавучих заводах сжижения ПГ (ПЗ СПГ) затруднителен. The cryogenic heat exchangers of these USPGs have an exceptionally large mass (up to 250 tons) and dimensions (dia. 3-4 m, height up to 30 m), are labor-consuming and low-tech in manufacturing. Installation / disassembly and repair in ship conditions at submarine floating GHG liquefaction plants (LNG) is difficult.
В УСПГ необходимы высокое исходное давление ПГ на входе или дожимающий компрессор. In USPG, a high initial GHG inlet pressure or a booster compressor is required.
Простои УСПГ в связи с их заменой и ремонтом снижают их эффективность использования в судовых условиях. Downtime of USPG in connection with their replacement and repair reduces their efficiency in ship use.
Другой известной установкой сжижения газа является установка (см. ЖТФ, 1983, том 53, 9, с. 1770-1776, Финько В.Е. "Особенности охлаждения и сжижения газа в вихревом потоке", а также "Перспективы использования СПГ", Финько В. Е. , Газовая промышленность, 2, 2000. Буклет, подготовленный и выпущенный ЗАО "Крионорд", "СПГ - альтернативное топливо для промышленности и коммунального хозяйства" ООО "Лентрансгаз" - ЗАО "Сигма-газ", включающая сепаратор тяжелых частиц и капельной влаги, сепаратор паров влаги и отделитель тяжелых фракций, теплообменник предварительного охлаждения ПГ, генератор холода (блок сжижения (БС) с ВО, систему подвода ПГ и систему отвода СПГ. Another well-known gas liquefaction plant is the installation (see ZhTF, 1983, vol. 53, 9, pp. 1770-1776, Vinko V.E. "Features of cooling and liquefaction of gas in a vortex flow", as well as "Prospects for the use of LNG", Finko V. Ye., Gas industry, 2, 2000. Booklet prepared and issued by Cryonord CJSC, LNG - Alternative Fuel for Industry and Utilities Lentransgaz LLC - Sigma Gas CJSC, which includes a heavy particle separator and moisture droplet, moisture vapor separator and heavy fraction separator, pre-heat exchanger hlazhdeniya PG, cold generator (liquefaction unit (BS) with VO PG supply system and the LNG outlet system.
Установка УСПГ представляет собой моноблок, устанавливаемый на фундаментном основании (ФО), конструктивно включающий БС и ВО. The USPG unit is a monoblock installed on a foundation foundation (FD), which structurally includes a BS and a VO.
Ее достоинствами являются эффективность работы на высоких (до 15...20 МПа) давлениях следовательно и на высоких пластовых давлениях газовых месторождений, компактность УСПГ, отсутствие движущихся частей, БС с ВО не потребляют внешней энергии, важны при запуске комплекса и пригодны для работы в подводных условиях. Its advantages are operating efficiency at high (up to 15 ... 20 MPa) pressures, therefore, at high reservoir pressures of gas fields, compact USPG, the absence of moving parts, BS with HE do not consume external energy, are important when starting up the complex and are suitable for working in underwater conditions.
Недостатками УСПГ являются низкий коэффициент сжижения газов ~15...20%, высокое минимальное рабочее давление ВО (3,5 МПа), сложность обеспечения высокой газобезопасности БС. The disadvantages of USPG are the low gas liquefaction coefficient of ~ 15 ... 20%, the high minimum operating pressure VO (3.5 MPa), the difficulty of ensuring high gas safety BS.
В качестве прототипа изобретения выбрано "Устройство для сжижения газов" (см. патент РФ 2002176, F 25 J 1/02. Бюл. 39-40, 1993, "Способ сжижения газа и устройство для его осуществления". Сущностью изобретения является снижение удельных зaтpaт энергии на сжижение газов путем использования низкозатратных вихревых генераторов холода, уменьшения электрических потерь в электрических машинах и токонесущих устройствах комплекса посредством применения гиперпроводников в обмотках возбуждения и кабелях и использования для охлаждения обмоток и кабелей в качестве криоагента производимых комплексом продуктов (СПГ, жидкого азота как компонента ПГ, в т.ч. переохлажденных) и морской забортной воды с температурой -2oС в качестве хладагента в теплообменниках комплекса, а также интеграция комплекса с объектом его применения подводным плавучим заводом по производству СПГ.As a prototype of the invention, “Device for liquefying gases” was selected (see RF patent 2002176, F 25 J 1/02. Bull. 39-40, 1993, “Method for liquefying gas and a device for its implementation.” The invention is to reduce specific costs energy for liquefying gases by using low-cost vortex generators of cold, reducing electrical losses in electric machines and current-carrying devices of the complex through the use of hyperconductors in field windings and cables, and use for cooling windings and cables as more cryoagents produced by the complex of products (LNG, liquid nitrogen as a component of GHG, including supercooled) and sea water with a temperature of -2 o С as a coolant in the heat exchangers of the complex, as well as the integration of the complex with the object of its use by an underwater floating plant LNG production.
В изобретении решается задача 100%-го сжижения ПГ с минимальными удельными затратами энергии и минимальными простоями комплекса в судовых условиях на плавучем заводе производства СПГ подводного базирования, нерешенная в СССР и РФ (см. "Федеральная программа по развитию криогенной техники и технологий и совершенствованию криогенных производств предприятий металлургической, нефтехимической и химической промышленности и топливно-энергетического комплекса", Международная ассоциация "Криогеника"), исключение из состава комплекса крупногабаритных, большой массы ФСЕ (криогенных теплообменников и другого тепломашинного оборудования, проблемного в отношении технологичности монтажа/демонтажа, ремонта и погрузки в экстремальных условиях. The invention solves the problem of 100% GHG liquefaction with minimal specific energy consumption and minimal downtime of the complex in ship conditions at a floating submarine-based LNG plant, unsolved in the USSR and the Russian Federation (see "Federal Program for the Development of Cryogenic Engineering and Technologies and Improvement of Cryogenic productions of enterprises of the metallurgical, petrochemical and chemical industries and the fuel and energy complex ", International Association" Cryogenics "), exclusion from the complex Chassis Basic, a large mass of FSE (cryogenic heat exchangers and other equipment teplomashinnogo, the problem with regard to the technological assembly / disassembly, repair and handling in extreme conditions.
Выполненный впервые в отечественной практике анализ всесторонней проработки 100% сжижения и переохлаждения ПГ и его компонентов показал, что эти комплексы могут быть серийной продукцией в России и созданы собственными силами без закупок импортного оборудования и технологий. Одновременно создаются предпосылки решения задачи использования изобретения в особых условиях, например, при освоении морских и прибрежных месторождений ПГ на шельфе арктических морей, в регионе о.Сахалин, Азовском или Черном морях в кратчайшие сроки минимальными доступными средствами судотехники и судотехнологии ПЗ СПГ с комплексами сжижения ПГ. An analysis of the comprehensive study of 100% liquefaction and supercooling of GHGs and its components, performed for the first time in domestic practice, showed that these complexes can be mass-produced in Russia and created on their own without the purchase of imported equipment and technologies. At the same time, prerequisites are created for solving the problem of using the invention in special conditions, for example, when developing offshore and coastal GHG deposits on the shelf of the Arctic seas, in the region of Sakhalin Island, the Sea of Azov and the Black Sea as soon as possible with the minimum available means of ship engineering and ship technology of LNG storage facilities with GHG liquefaction complexes .
При осуществлении изобретения достигаются интенсификация промысловой разработки морских месторождений ПГ на шельфе Арктики, альтернативное решение проблем "Голубого потока" на базе ПЗ СПГ с их дислокацией в Азовском и Черном морях и вывозом СПГ на рынок судами-метановозами в качестве экспортного нового продукта России - СПГ и переохлажденного СПГ - нового продукта, а также холода как энергоносителя. In the implementation of the invention, intensification of the commercial development of offshore GHG fields on the Arctic shelf, an alternative solution to the Blue Stream problems on the basis of LNG PZ with their deployment in the Azov and Black Seas and the export of LNG to the market by methane carriers as an export new product of Russia — LNG and supercooled LNG - a new product, as well as cold as an energy carrier.
При использовании изобретения решаются многие другие задачи, например, в топливно-энергетическом комплексе (ТЭК), в частности, в коммунальном хозяйстве при газификации объектов, удаленных на значительные расстояния от магистральных газопроводов (сельских населенных пунктов) при создании резервного запаса энергоносителя у потребителя, например, для автотранспорта курортных зон. When using the invention, many other tasks are solved, for example, in the fuel and energy complex (FEC), in particular, in the public utilities sector during gasification of facilities that are located at considerable distances from gas pipelines (rural settlements) when creating a reserve supply of energy from the consumer, for example , for vehicles of resort areas.
При использовании изобретения решается задача утилизации, подлежащих списанию с боевой службы современных проектов серийных атомных подводных лодок ВМФ РФ, а также применения плавучих атомных энергетических установок подводного базирования для энергообеспечения электроприводов ФСЕ, снижения удельных энергозатрат на сжижение и переохлаждение СПГ и сжижения ПГ с сильно изменяющимися давлениями пластов газовых месторождений. When using the invention, the task of disposing of the modern nuclear-powered nuclear submarine projects of the Russian Navy to be decommissioned from the military service, as well as the use of submarine-based floating nuclear power plants to power PSE electric drives, reduce specific energy costs for liquefying and supercooling LNG and liquefied natural gas with highly variable pressures, is solved reservoirs of gas fields.
С решением задачи переохлаждения СПГ и метана увеличивается суммарный эффект (экономический и технический) за счет следующих его частей, являющихся следствием применения концепции освоения морских газовых месторождений, производства СПГ на месте газодобычи и транспорта СПГ метановозами на экспорт:
1. Экономический эффект доставки дополнительной массы СПГ и холода как товара на рынок вследствие переохлаждения СПГ.With the solution of the problem of supercooling of LNG and methane, the total effect (economic and technical) increases due to the following parts resulting from the application of the concept of developing offshore gas fields, LNG production at the gas production site and LNG transport by methane carriers for export:
1. The economic effect of the delivery of additional mass of LNG and cold as a product to the market due to overcooling of LNG.
2. Снижение нагрузки на системы повторного сжижения ПГ хранилищ, метановозов. 2. Reducing the load on the systems for re-liquefaction of GHG storage facilities, methane carriers.
3. Возможность создания производств, утилизирующих холод СПГ, в т.ч. переохлажденного СПГ. 3. The possibility of creating industries utilizing the cold of LNG, incl. supercooled LNG.
Предлагаемый комплекс для сжижения газов, выполненный в виде генератора холода (ГХ), состоящего из двух контуров - рефрижераторного замкнутого контура, включающего насос с приводом для перекачки жидкого газа в хранилище или в систему отбора сжиженного газа, конденсатор-испаритель, турбину, кожухотрубный конденсатор, конденсатор смешения, дроссельный вентиль и эжектор, пассивное сопло которого соединено с жидкостным пространством конденсатора смешения, активные сопла соединены с паровым пространством конденсатора смешения и выходное сопло соединено с жидкостным пространством конденсатора смешения и продукционного разомкнутого контура, включающего кожухотрубный теплообменник, дроссельный вентиль, конденсатор-испаритель, трубное пространство которого сообщено с замкнутым рефрижераторным контуром и компрессором, отличается тем, что в него введен по меньшей мере один дополнительный генератор холода, выполненный в виде блока сжижения (БС) по меньшей мере с одним вихревым охладителем (ВО), расположенный в криостате и содержащий систему подвода сжижаемого газа и систему отвода сжиженного газа, включенную в основную систему отбора сжиженного газа и по крайней мере один патрубок выхода отработанного несжиженного газа ВО, соединенный трубопроводом с межтрубным пространством конденсатора-испарителя продукционного контура. The proposed complex for gas liquefaction, made in the form of a cold generator (GC), consisting of two circuits - a refrigerated closed circuit, including a pump with a drive for pumping liquid gas to a storage or liquefied gas extraction system, a condenser-evaporator, turbine, shell-and-tube condenser, mixing condenser, throttle valve and ejector, the passive nozzle of which is connected to the liquid space of the mixing capacitor, the active nozzles are connected to the vapor space of the mixing capacitor and the output the bore is connected to the liquid space of the mixing condenser and the production open circuit, including a shell-and-tube heat exchanger, a throttle valve, a condenser-evaporator, the pipe space of which is in communication with a closed refrigeration circuit and a compressor, characterized in that at least one additional cold generator is introduced into it in the form of a liquefaction unit (BS) with at least one vortex cooler (VO) located in a cryostat and containing a system for supplying liquefied gas and systems removing the liquefied gas, incorporated into the main liquefied gas extraction system and at least one nozzle outlet exhaust gas neszhizhennogo VO coupled with conduit annulus evaporator-condenser of a production loop.
Комплекс снабжен по меньшей мере одним ГХ, выполненным в виде криогенной газовой машины (КГМ), работающей по обратному циклу Стирлинга, и соединен с системой отвода СПГ и системой переохлажденного СПГ. Комплекс снабжен по меньшей мере одним ГХ, выполненным в виде КГМ, работающей по обратному циклу Стирлинга, для сжижения или переохлаждения азота природного газа (ПГ) как компонента ПГ. The complex is equipped with at least one GC, made in the form of a cryogenic gas machine (KGM) operating on the reverse Stirling cycle, and is connected to the LNG removal system and the supercooled LNG system. The complex is equipped with at least one GC, made in the form of GGM operating on the reverse Stirling cycle, for liquefying or supercooling nitrogen of natural gas (GH) as a component of GH.
Комплекс отличается тем, что в качестве хладагента системы охлаждения теплых сторон КГМ Стирлинга применена забортная морская вода (ЗМВ). Комплекс отличается тем, что в него введен контур охлаждения подводимого ПГ, выполненный из теплообменных элементов, хладагент которого взаимодействует в тепловом отношении с системой подвода сжижаемого ПГ, а в качестве хладагента в контуре применена ЗМВ, нижнее значение интервала температуры которой равно -2oС.The complex is characterized in that outboard sea water (ZMV) is used as a coolant in the cooling system of the warm sides of the KGM Stirling. The complex is characterized in that a cooling circuit of the supplied GHG is introduced into it, made of heat exchange elements, the refrigerant of which interacts thermally with the supply system of the liquefied GHG, and ZMV is used as a coolant in the circuit, the lower value of the temperature interval of which is -2 o C.
Приводы ГХ комплекса выполнены преимущественно электрическими и при этом снабжены криостатами для размещения электродвигателей ГХ. Токонесущие устройства в комплексе, относящиеся к электроустройствам, снабжены устройствами охлаждения, а в качестве хладагента в них применена ЗМВ или жидкий или переохлажденный азот, СПГ или переохлажденный СПГ. Токонесущие кабели, обмотки электрогенераторов и электродвигателей в комплексе выполнены из бериллия. Комплекс снабжен криостатом для размещения электрогенератора ГХ. The drives of the GC complex are predominantly electric and equipped with cryostats to accommodate the GC motors. The current-carrying devices in the complex, related to electrical devices, are equipped with cooling devices, and as a coolant they use ZMV or liquid or supercooled nitrogen, LNG or supercooled LNG. Current-carrying cables, windings of electric generators and electric motors in the complex are made of beryllium. The complex is equipped with a cryostat to accommodate the GC generator.
Фундаментные основания элементов ГХ снабжены опорами двух типов с двумя уровнями опирания, съемными опорами качения для транспортировки и установочными опорами. Фундаментные основания элементов ГХ комплекса снабжены фиксирующими элементами с возможностью использования их от смещения оснований в горизонтальной плоскости, расположенными преимущественно на боковых плоскостях относительно главного вида, а фиксирующие элементы выполнены в виде цилиндрических поверхностей, выполненных на всю высоту основания, и открытых наружу на 180o.The foundation bases of the GC elements are equipped with supports of two types with two levels of support, removable rolling bearings for transportation and installation supports. The base foundations of the elements of the GC complex are equipped with fixing elements with the possibility of using them from the displacement of the bases in the horizontal plane, located mainly on the lateral planes relative to the main view, and the fixing elements are made in the form of cylindrical surfaces made to the entire height of the base and open outward by 180 o .
Система переохлажденного СПГ или КГМ Стирлинга переохлаждения СПГ соединены трубопроводом с межтрубным пространством конденсатора-испарителя продукционного контура. The system of supercooled LNG or KGM Stirling of subcooled LNG is connected by a pipe to the annulus of the condenser-evaporator of the production circuit.
На чертеже изображена конструктивная схема комплекса сжижения ПГ и азота ПГ с генераторами холода (ГХ) в виде вихревого охладителя, ГХ с рефрижераторным и продукционным контурами и ГХ, выполненным в виде криогенной газовой машины (КГМ), работающей по обратному циклу Стирлинга. The drawing shows a structural diagram of a complex for liquefying GHG and nitrogen of GHG with cold generators (GC) in the form of a vortex cooler, GC with refrigerated and production circuits and GC, made in the form of a cryogenic gas machine (KGM) operating on the reverse Stirling cycle.
Основными составными частями комплекса сжижения газов, например, природного газа (ПГ) и азота ПГ являются генераторы холода (ГХ), выполненные в виде блока сжижения (БС) 1, включающего размещенный внутри герметичного, покрытого теплоизоляционным материалом, например, пенополиуретаном криостат 2, по меньшей мере один вихревой охладитель (ВО) 3 или несколько ВО, соединенных по определенной схеме или ГХ из нескольких БС, размещенных в едином криостате. The main components of a complex for liquefying gases, for example, natural gas (GHG) and nitrogen of GHGs are cold generators (GC), made in the form of a liquefaction unit (BS) 1, including a cryostat 2 placed inside a sealed, insulated with heat-insulating material, for example at least one vortex cooler (VO) 3 or several VO connected according to a certain scheme or GC from several BS, placed in a single cryostat.
Криостат 2 снабжен патрубком 4 ввода ПГ, патрубком выхода СПГ 5 и патрубком выхода 6 отработанного несжиженного ПГ и используется как сборник и накопитель СПГ, снижает теплоприток из окружающего пространства и является гарантом газобезопасности окружающего пространства. Труба отвода отработанного несжиженного ПГ и труба выхода СПГ покрыты слоем теплоизоляционного материала, например, пенополиуретана. The cryostat 2 is equipped with a GHG input pipe 4, an LNG output pipe 5 and an exhaust non-liquefied GHG output pipe 6 and is used as a collector and LNG storage tank, reduces heat leakage from the surrounding space and is a guarantee of gas safety of the surrounding space. The exhaust pipe of the spent non-liquefied GHG and the LNG outlet pipe are coated with a layer of thermal insulation material, for example, polyurethane foam.
Блок сжижения 1 выполнен на фундаментном основании 7, снабженным опорами 8, 9 с двумя уровнями опирания по высоте. Опоры 8 являются съемными опорами качения для транспортировки БС 1 по рельсам. Блок сжижения 1 является одной из функционально-структурных единиц (ФСЕ) комплекса. Под ФСЕ понимается элемент конструкции комплекса с протекающими в нем элементарными процессами, рассматриваемыми во всем многообразии тепловых, массообменных и других процессов. The liquefaction unit 1 is made on a foundation base 7, equipped with supports 8, 9 with two levels of support in height. Supports 8 are removable rolling bearings for transporting BS 1 on rails. Liquefaction unit 1 is one of the functional structural units (FSE) of the complex. FSE is understood as the structural element of the complex with the elementary processes taking place in it, considered in the whole variety of thermal, mass transfer, and other processes.
Эффективная работа ВО и БС подтверждена на промышленной установке получения СПГ (см. буклет ЗАО "Крионорд" "СПГ - альтернативное топливо для промышленности и коммунального хозяйства", ЗАО "Сигма-газ" - ООО "Лентрансгаз"). На установке установлено увеличение эффекта охлаждения с повышением входного давления и предварительного охлаждения сжатого подводимого к установке ПГ. The efficient operation of HE and BS is confirmed at the LNG production industrial installation (see the booklet of Cryonord CJSC LNG - alternative fuel for industry and public utilities, Sigma-gas CJSC - Lentransgaz LLC). The installation has established an increase in the cooling effect with an increase in the inlet pressure and preliminary cooling of the compressed GHG supplied to the installation.
Принцип работы ВО ПГ заключается в совершении газом работы вихревого расширения. В результате подводимый поток ПГ в ГХ разделяется на два потока - сжиженный поток, составляющий 15% подводимого потока ПГ и несжиженный отработанный с температурой 135...140 К поток ПГ, который может быть направлен в другой ГХ (каскадное сжижение вплоть до 3,5 МПа), а в данном комплексе по теплоизолированному трубопроводу 10 подается на входной патрубок 11 другого ГХ, выполненного в виде двух контуров - рефрижераторного замкнутого контура, включающего насос 12 перекачки СПГ с приводом в хранилище 13 или в систему отбора сжиженного газа, конденсатор-испаритель 14, турбину 15, кожухотрубный конденсатор 16, конденсатор смешения 17, дроссельный вентиль 18 и эжектор 19, пассивное сопло которого соединено с жидкостным пространством конденсатора смешения 17, активные сопла соединены с паровым пространством конденсатора смешения 17, а выходное сопло соединено с жидкостным пространством конденсатора смешения 17, и продукционного разомкнутого контура, включающего кожухотрубный теплообменник 20, компрессор 21, соединенный с электродвигателем 22, дроссельный вентиль 23 и конденсатор-испаритель 14, трубное пространство которого сообщено с замкнутым рефрижераторным контуром. The principle of operation of VG GHGs consists in the completion of vortex expansion work by a gas. As a result, the GHG input stream to the GC is divided into two streams - a liquefied stream, which accounts for 15% of the GHG supply stream and a non-liquefied GHG stream exhausted at a temperature of 135 ... 140 K, which can be directed to another GC (cascade liquefaction up to 3.5 MPa), and in this complex, through a heat-insulated pipeline 10, it is supplied to the
В межтрубном пространстве конденсатора 16 производится сжижение паров хладагента, поступающего из конденсатора смешения 17 по трубе, сжижение паров хладагента производится за счет испарения части жидкого хладагента после дроссселирования через вентиль 18 и поступления в трубки конденсатора 16, где пары кипящего хладагента через эжектор 19 поступают в жидкостное пространство конденсатора смешения 17. In the annular space of the
В качестве рабочего агента в эжектор 19 поступают пары хладагента из конденсатора смешения 17 и эжектируемые пары из конденсатора 16. Жидкий хладагент из аппаратов 16, 17, 20 по трубам поступает в насос 24 и под давлением хладагент направляется в трубное пространство конденсатора-испарителя 14, где его испаряют и пар при температуре 200 К и давлении 50 кгс/см2 по трубопроводу направляют в турбину 15.As a working agent, refrigerant vapors from the
Газовая турбина 15 в процессе адиабатического расширения газа совершает механическую работу в качестве привода компрессора 21 или электрогенератора 25, при этом в турбине 15 давление паров хладагента снижается до 3...5 кгс/см2, температура пара снижается до 109 К, часть паров переходит в жидкое состояние. Количество жидкого хладагента после турбины составляет ~23...24%.A
Смесь паров и жидкого хладагента из турбины 15 по трубе поступает в нижнюю часть конденсатора смешения 17 под кольца Рашига (разомкнутые кольца, стыки которых смещены), в аппарате происходит отделение пара от жидкости, жидкий хладагент накапливается в нижней части аппарата 17 и используется для конденсации пара, в том числе: основное количество паров хладагента сжижают в конденсаторе смешения 17 путем подачи жидкого газа в верхнюю часть аппарата и его встречи с парами на кольцах-цилиндрах Рашига, а часть паров хладагента сжижается в теплообменниках. The mixture of vapors and liquid refrigerant from the
Жидкий хладагент из аппаратов возвращается в цикл. Пары хладагента из конденсатора 16 эжектируются в жидкость, находящуюся в нижней части конденсатора смешения 17, где пары конденсируются. Кольца-цилиндры Рашига в конденсаторе смешения 17 объединены в насадки, которые расположены в двух отсеках. The liquid refrigerant from the units returns to the cycle. The refrigerant vapor from the
Комплекс функционирует следующим образом. Природный газ (ПГ) с примесями различных углеводородов и некоторых попутных газов, например, азота с содержанием от нескольких до 10...14% в зависимости от месторождения [1], подлежащий сжижению, взаимодействует в тепловом отношении в контуре 26 подвода и охлаждения ПГ с забортной морской водой (ЗМВ) при температуре ее -2oС (минус 2oC) в качестве хладагента (охладителя).The complex operates as follows. Natural gas (GHG) with impurities of various hydrocarbons and some associated gases, for example, nitrogen with a content of several to 10 ... 14% depending on the field [1], to be liquefied, interacts thermally in the GHG supply and cooling circuit 26 with outboard sea water (ЗМВ) at a temperature of -2 o C (minus 2 o C) as a refrigerant (cooler).
ЗМВ является эффективным хладагентом ПГ по температуре и теплоемкости и в условиях комплекса плавучего завода подводного базирования, расположенного в арктических холодных морях, можно предотвратить ее чрезмерный нагрев. ZMV is an effective GHG refrigerant in terms of temperature and heat capacity, and in the conditions of a complex of a floating subsea-based plant located in the Arctic cold seas, its excessive heating can be prevented.
При этом поверхность теплопередачи, скорость потока ЗМВ в контуре и разность температур между ЗМВ и охлаждаемой поверхностью контура 26 минимальные. 100% сжижение ПГ в комплексе осуществляется посредством двух ГХ - ГХ в виде блока сжижения 1 с вихревым охладителем 3, расположенным в криостате 2, непотребляющим внешней энергии, который не осуществляет 100% сжижение подводимого к ГХ ПГ и функционирует на высоких давлениях ПГ. Moreover, the heat transfer surface, the flow rate of the HMW in the circuit and the temperature difference between the HMW and the cooled surface of the circuit 26 are minimal. The 100% GHG liquefaction in the complex is carried out by means of two GC - GC in the form of a liquefaction unit 1 with a vortex cooler 3 located in a cryostat 2, not consuming external energy, which does not carry out 100% liquefaction of the GHG supplied to the GC and operates at high GH pressures.
Другой ГХ выполнен в виде криогенных газовых контуров, рефрижераторного замкнутого и продукционного разомкнутого. Несжиженный отработанный поток с температурой 135...140 К, составляющий 85% подводимого потока ПГ, подается в межтрубное пространство конденсатора-испарителя 14 продукционного контура из дополнительного ГХ. Another GC is made in the form of cryogenic gas circuits, refrigerated closed and production open. Unliquefied waste stream with a temperature of 135 ... 140 K, comprising 85% of the supplied GH flow, is fed into the annulus of the condenser-
В межтрубное пространство конденсатора-испарителя 14 поступает газ из компрессора 21 с давлением 8...10 кгс/см2 и температурой 315 К, происходит процесс передачи тепла от сжижаемого газа хладагенту за счет его испарения в трубках конденсатора-испарителя 14.Gas from the
При запуске и экстренном выводе комплекса на режим в межтрубное пространство конденсатора-испарителя 14 подается переохлажденный СПГ из ГХ, работающего по обратному циклу Стирлинга, где он интенсивно перемешивается с потоком ПГ из ВОЗ ГХ. Жидкий газ, полученный в межтрубном пространстве конденсатора-испарителя 14, разделяют на два потока, из которых основной поток насосом 12 подается в хранилище 13 СПГ, другой поток дросселируют через дроссельный вентиль 23 и подают в трубное пространство кожухотрубного теплообменника 20 и в конденсатор смешения 17 для сжижения паров хладагента, поступающего по трубе из конденсатора смешения 17 за счет кипения и испарения жидкого газа в трубках теплообменника 20. Пары по трубе подают в компрессор 21. Одним из перспективных вариантов комплекса получения СПГ в качестве экспортной продукции с шельфа арктических морей может быть комплекс получения переохлажденного СПГ, включающий ГХ, выполненный в виде криогенной газовой машины (КГМ), работающей по обратному циклу Стирлинга, которая используется для извлечения количества теплоты из источника с более низкой температурой, например, ПГ или СПГ, охлажденного до температуры T1, которая ниже температуры окружающей среды Т2, например, забортной морской воды -2oС в водяном холодильнике КГМ путем поглощения определенного количества работы поршня при циклическом функционировании КГМ.At the start-up and emergency output of the complex to the regime, supercooled LNG from the GC operating in the reverse Stirling cycle is fed into the annulus of the condenser-
КГМ Стирлинга выполнена в виде модуля, размещенного на фундаментном основании 27, и приводится в действие посредством приводного электродвигателя 28 и кривошипно-ползунного механизма 29. KGM Stirling is made in the form of a module placed on a
КГМ Стирлинга состоит из цилиндра 30, внутри которого находятся поршень 31 и вытеснитель 32. Снаружи цилиндра 30 расположены водяной холодильник 33 (на теплой стороне машины) и регенератор 34. Согласованное изменение положений поршня 31 и вытеснителя 32 обеспечивается положением шеек шатунов на кривошипе. KGM Stirling consists of a
Последовательность работы КГМ Стирлинга. The sequence of the KGM Stirling.
Процесс 1. РТ (рабочее тело - гелий) сжимается изотермически, тепло через стенку цилиндра передается морской забортной воде с температурой минус 2 oС в водяном холодильнике.Process 1. RT (working fluid - helium) isothermally compressed, heat is transferred through the cylinder wall to sea water with a temperature of minus 2 o С in a water refrigerator.
Процесс 2. РТ переталкивается через регенератор (теплообменник) за счет движения вытеснителя и РТ охлаждается, а тепло накапливается (аккумулируется) в медной сетчатой насадке регенератора. Process 2. The RT is repelled through the regenerator (heat exchanger) due to the movement of the displacer and the RT is cooled, and the heat accumulates (accumulates) in the copper mesh nozzle of the regenerator.
Процесс 3. РТ изотермически расширяется, отбирая теплоту, за счет подвода ее от постороннего тела (ПГ) и охлаждения его. Process 3. RT isothermally expands, taking away heat, due to its supply from an external body (GH) and its cooling.
Процесс 4. Холодный газ (РТ) переталкивается через регенератор движением вытеснителя, РТ нагревается изохорически. Энергия, накопленная в цикле 2, передается обратно РТ. Process 4. Cold gas (RT) is pushed through the regenerator by the movement of the displacer, RT is heated isochorically. The energy accumulated in cycle 2 is transferred back to RT.
Производительность установки сжижения (переохлаждения ПГ обеспечивается параметрами установки и отводом необходимого количества тепла от ПГ и параметрами расхода и температуры на выходе из БС (отработанного ПГ). The performance of the liquefaction plant (subcooling of the steam generator is ensured by the installation parameters and the removal of the required amount of heat from the steam generator and the flow and temperature parameters at the outlet of the BS (spent steam generator).
Простои УСПГ могут быть снижены, а надежность повышена путем резервирования отдельных ФСЕ УСПГ и включения в УСПГ дублирующих ФСЕ, идентичных по выполняемым ими частично функциям с функциями КГМ. USPG downtime can be reduced, and reliability is improved by redundant individual FSE USPG and the inclusion of duplicate FSE in the USPG, identical in part to the functions performed by them with the functions of KGM.
Установка переохлаждения СПГ выполнена на фундаментных основаниях 7, 27, снабженных опорами 35, 36 с двумя уровнями опирания по высоте. Опоры 35 являются съемными опорами качения для транспортировки ГХ (установки) и ФСЕ комплекса по частям. Фундаментные основания 7, 14 снабжены контрольно-фиксирующими элементами 37 от смещения оснований в горизонтальной плоскости, расположенными на боковых, относительно главного вида, ФСЕ и выполненными в виде цилиндрических поверхностей на всю высоту оснований 7, 27 и открытых наружу на 180o.The LNG subcooling unit was made on the
Нулевой сброс в море при сжижении ПГ и переработке углеводородов, устанавливаемый стратегической экологической доктриной РФ, подводит к необходимости полного газоразделения ПГ на составляющие его компоненты с использованием гипертермии СПГ, сепарации конечных компонентов - жидких метана и азота в ФСЕ (сепараторах) и их утилизации. Zero discharge into the sea during GHG liquefaction and hydrocarbon processing, established by the strategic environmental doctrine of the Russian Federation, leads to the need for complete gas separation of GHG into its components using LNG hyperthermia, separation of the final components - liquid methane and nitrogen in the FSE (separators) and their disposal.
Конкретным примером утилизации переохлажденного азота, полученного на ГХ (установке) с использованием КГМ Стирлинга, является его применение в качестве хладагента в криоэнергомашинах и токонесущих устройствах комплекса. Известно, что наиболее проблемными конструктивными решениями криоэлектропривода в компрессорах, КГМ Стирлинга являются низкотемпературные уплотнения вращающихся приводных валов устройств. A specific example of the utilization of supercooled nitrogen obtained at the GC (plant) using the Stirling CGM is its use as a refrigerant in cryoenergy machines and current-carrying devices of the complex. It is known that the most problematic structural solutions of a cryoelectric drive in compressors, KGM Stirling are low-temperature seals of rotating drive shafts of devices.
В данном случае наиболее целесообразным конструктивным решением этих устройств является интеграция в устройствах и выполнение их в виде устройства и приводного криоэлектродвигателя, размещаемого в азотной ванне криостата, который устанавливается герметично на картере устройства. In this case, the most appropriate constructive solution of these devices is integration into the devices and their implementation in the form of a device and a drive cryoelectric motor placed in a nitrogen bath of a cryostat, which is installed hermetically on the crankcase of the device.
Экономической эффективностью и показателем качества предлагаемого технического решения является прибыль, рассчитываемая не только на основе удельных показателей, но и от суммарной эффективности системы решений в целом и в течение всего срока действия проекта (30 лет). The economic efficiency and quality indicator of the proposed technical solution is the profit calculated not only on the basis of specific indicators, but also on the total effectiveness of the decision system as a whole and throughout the life of the project (30 years).
Масштабность проекта определяется для конкретного случая, например, единичной проектной производительностью морской платформы газодобычи, которая в составе комплекса промысловой разработки месторождений природного газа установлена величиной 30 млрд. м3 в год (22,5 млн. тонн СПГ) и оценивается суммой 2 млрд. долл. США.The scope of the project is determined for a specific case, for example, by the single design capacity of an offshore gas production platform, which is set at 30 billion m 3 per year (22.5 million tons of LNG) as part of the field development complex for natural gas fields and is estimated at $ 2 billion. . USA.
В предлагаемом комплексе сжижаемая масса СПГ и мощность электроприводов криогенных машин генераторов холода этой массы газа связаны показателем эффективности их функционирования - удельным расходом энергии на сжижение природного газа который учитывает расходы электроэнергии энергомашин, компрессоров, насосов, электрогенераторов и криогенных газовых машин Стирлинга на производство СПГ комплексом, снижение величины которого является актуальной задачей.In the proposed complex, the liquefied mass of LNG and the power of the electric drives of the cryogenic machines of the cold generators of this gas mass are related by the efficiency indicator of their functioning - the specific energy consumption for liquefying natural gas which takes into account the energy costs of energy machines, compressors, pumps, electric generators and Stirling cryogenic gas machines for LNG production by a complex, the reduction of which is an urgent task.
Единичная производительность составляющих элементов генераторов холода комплекса, их массогабаритные показатели должны отвечать требованиям технологичности изготовления и монтажа/демонтажа комплекса в судовых условиях на подводный плавучий объект (плавучий завод СПГ). Исходя из величины для прототипа при единичной производительности комплекса, равной 1 т/час, мощности электродвигателей компрессора и КГМ Стирлинга соответствуют величины ~45 кВт.The unit productivity of the constituent elements of the complex’s cold generators, their weight and size indicators must meet the requirements of manufacturability of the manufacture and installation / dismantling of the complex in ship conditions on an underwater floating facility (LNG floating plant). Based on the value for the prototype with a unit capacity of the complex equal to 1 t / h, the power of the compressor electric motors and KGM Stirling correspond to values of ~ 45 kW.
Для устойчивой работы электроприводов компрессоров, криогенных газовых машин Стирлинга их электродвигатели должны быть выбраны с коэффициентом запаса по номинальному моменту К=1,2. For the stable operation of electric drives of compressors, cryogenic gas Stirling machines, their electric motors should be selected with a safety factor for the rated moment K = 1.2.
При этом полезная мощность КВт на валу исполнительного двигателя (ИД) при подведенной к ИД мощности КВт уменьшается, а КПД асинхронного исполнительного электродвигателя η=0,85 [3] и величина потерь мощности зависит от нагрузки ИД, и от соответствующего значения η, где U, I - подведенные к ИД ток и напряжение.Net power KW on the shaft of the executive motor (ID) with power supplied to the ID The kW decreases, and the efficiency of the asynchronous actuator motor is η = 0.85 [3] and the amount of power loss depends on the load of the ID, and on the corresponding value of η, where U, I are the current and voltage supplied to the ID.
Эффективность электромашин, в т.ч. электродвигателей приводов генераторов холода в комплексе, может быть повышена путем снижения электрических потерь в обмотках электромашин посредством применения гиперпроводников, например, из бериллия, высокой чистоты (примеси ВеО составляют 0,02%) и их охлаждения до криогенных температур ~60...70 К. Экспериментально установлено [4] снижение удельного электросопротивления проводника из бериллия в 50...60 раз по сравнению с электросопротивлением его при Т=273 К.
Efficiency of electric cars, including the electric motors of the drives of the cold generators in the complex can be increased by reducing electric losses in the windings of electric machines through the use of hyperconductors, for example, from beryllium, high purity (BeO impurities are 0.02%) and their cooling to cryogenic temperatures ~ 60 ... 70 K It was experimentally established [4] that the specific electrical resistance of a beryllium conductor was reduced by a factor of 50 ... 60 compared to its electrical resistance at T = 273 K.
Отношение потерь в обмотках электрических машин и кабелях комплекса при 300 К из бериллия к электрическим потерям при температуре 60-70 К и затратам мощности на охлаждение их переохлажденным жидким азотом принимается равным 7,5 [2]. The ratio of losses in the windings of electric machines and cables of the complex at 300 K from beryllium to electric losses at a temperature of 60-70 K and the power consumption for cooling them with supercooled liquid nitrogen is assumed to be 7.5 [2].
В техническом решении изобретения применительно к описанному комплексу для применения его в условиях "Комплекса Абрамова для промысловой разработки месторождений природного газа" (Решение о выдаче патента на изобретение от 24.10.2001 ФИПС Роспатента по заявке 97101822/28 от 23.01.1997 г.) затраты на криообеспечение жидким переохлажденным азотом как криоагентом, являющимся компонентом природного газа должны быть включены частично (15...20%), т.к. криоагент охлаждается на 40... 30o от температуры СПГ 111...100 К до температуры переохлаждения жидкого азота ~70 К, а отношение, указанное в [2], значительно больше 7,5.In the technical solution of the invention as applied to the described complex for use in the conditions of the “Abramov complex for commercial development of natural gas fields” (Decision to grant a patent for an invention dated 10.24.2001 FIPS of Rospatent on application 97101822/28 of 01.23.1997) costs for cryo supply with liquid supercooled nitrogen as a cryoagent, which is a component of natural gas, should be partially included (15 ... 20%), because the cryoagent is cooled by 40 ... 30 o from the LNG temperature of 111 ... 100 K to the supercooling temperature of liquid nitrogen ~ 70 K, and the ratio indicated in [2] is much more than 7.5.
При протекании электрического тока по бериллиевым проводникам обмоток электрических машин комплексов, охлаждаемых до криогенных температур 60...70 К, происходит снижение внутренней энергии в проводниках тока и передачи тепловой энергии в окружающую среду, которая для электродвигателя мощностью 45 кВт уменьшается на 7 кВт или 15%. When electric current flows through the beryllium conductors of the windings of electrical machines of complexes cooled to cryogenic temperatures of 60 ... 70 K, the internal energy in the current conductors and the transfer of thermal energy to the environment decrease, which decreases by 7 kW or 15 for an electric motor with a power of 45 kW %
Прибыль в течение всего срока действия проекта 30 лет "Комплекс промысловой разработки месторождений природного газа" производительностью 30 млрд. м3 в год по статье применение бериллиевых жидкоазотных гиперпроводников в обмотках электромашин (приводных электродвигателей компрессоров, насосов перекачки СПГ, криогенной газовой машины Стирлинга и электрогенераторов) составит 30 млрд. долл. США. Прибыль в течение всего срока действия данного проекта 30 лет по статье уменьшение потребляемой мощности комплекса (снижение удельных энергозатрат на сжижение ПГ) за счет введения в комплекс генераторов холода с вихревыми охладителями без учета охлаждения несжиженного потока ПГ ВО составляет 30 млрд. долл. США.Profit for the entire duration of the 30-year project “Complex for the commercial development of natural gas fields” with a productivity of 30 billion m 3 per year on the use of beryllium liquid nitrogen hyperconductors in the windings of electric machines (drive electric motors of compressors, LNG transfer pumps, cryogenic Stirling gas machines and electric generators) will be $ 30 billion. Profit over the entire duration of this project is 30 years under the heading of reducing the power consumption of the complex (reducing specific energy costs for liquefying GHGs) due to the introduction of cold generators with vortex coolers in the complex without taking into account cooling of the non-liquefied GHG stream of HE is $ 30 billion.
Экономический эффект использования изобретения может быть увеличен в десятки раз по сравнению с рассчитанным экономическим эффектом проекта 60 млрд. долл. США при освоении гигантских месторождений природного газа на шельфе арктических морей России, например, Штокмановского ГКМ с доказанными запасами ПГ ~3 трлн. м3 и вывозе СПГ метановозами на мировой рынок по заключенному с Европейским союзом в 2001 г. международному соглашению об удвоении объемов поставки Россией ПГ в Западную Европу.The economic effect of using the invention can be increased tenfold compared with the estimated economic effect of the project of 60 billion US dollars when developing giant natural gas deposits on the shelf of the Arctic seas of Russia, for example, the Shtokman gas condensate field with proven GH reserves of ~ 3 trillion. m 3 and LNG export by methane carriers to the world market according to the international agreement concluded in 2001 with the European Union on doubling the volumes of Russian gas deliveries to Western Europe.
При переохлаждении СПГ до 100 К его плотность увеличивается на 15%, а транспортируемая масса на мировой рынок, например, в Западную Европу (короткое плечо) может быть доставлена меньшим на 15% количеством метановозов, которое составит два метановоза при реализации программы вывоза ПГ объемом ~30 млрд. м3 в год.When LNG is supercooled to 100 K, its density increases by 15%, and the transported mass to the world market, for example, to Western Europe (short arm) can be delivered by 15% fewer methane carriers, which will be two methane carriers when implementing the GHG export program with a volume of ~ 30 billion m 3 per year.
Экономический эффект технического решения по переохлаждению СПГ и уменьшению количества метановозов в программе вывоза СПГ составит сумма, равная стоимости двух метановозов грузовместимостью 135 тыс. м3 - 500 млн. долл. США на срок действия проекта промысловой разработки ПГ с помощью морской платформы (30 лет).The economic effect of the technical solution for LNG subcooling and reducing the number of methane carriers in the LNG export program will be equal to the cost of two methane carriers with a cargo capacity of 135 thousand m 3 - $ 500 million for the duration of the project for the field development of GHGs using an offshore platform (30 years) .
Применение бериллия в обмотках 10 тысяч энергомашин, который по данным НИИ материалов, г.Санкт-Петербург, на мировом рынке стоит 70 долл. США за 1 кг, в асинхронном двигателе, например, типа 4AH180M мощностью 45 кВт, масса 186 кг, 30% которой составляют медные проводники обмоток, оценивается суммой 8 млн. долл. США. The use of beryllium in the windings of 10 thousand power machines, which according to the Research Institute of Materials, St. Petersburg, costs $ 70 per 1 kg on the world market, in an asynchronous motor, for example, type 4AH180M with a power of 45 kW, weight 186 kg, 30% which is made up of copper winding conductors, is valued at $ 8 million.
Стоимость азотных криостатов для размещения энергомашин комплексов проекта плавучих заводов производства СПГ, в качестве прототипа которых можно принять резервуар криогенный РК - 2/0,25, цена 625 тыс. руб. ОАО "Сибкриотехника", г. Омск, составляет 200 тыс. долл. США. Ни высокая 2...3 долл. США за 1000 м3 цена ПГ у штуцера, ни вышеприведенные затратные статьи, ни стоимость изготовления комплексов сжижения ПГ и даже снижение вдвое (до 15 лет) срока службы оборудования комплексов не смогут повлиять в значительной мере на высокую рентабельность предлагаемых технических решений в изобретении. Приведенные технико-экономические обоснования эффективности применения комплекса сжижения природного газа в условиях комплекса промысловой разработки месторождений ПГ на шельфе арктических морей России выполнены исходя из стоимости СПГ (непереохлажденного) 300 долл. США/т на мировом рынке.The cost of nitrogen cryostats for locating the power machines of the LNG floating plant project complexes, as a prototype of which you can take the cryogenic reservoir of the Republic of Kazakhstan - 2 / 0.25, the price of 625 thousand rubles. Sibkriotekhnika OJSC, Omsk, is 200 thousand US dollars. Neither the high 2 ... 3 US dollars per 1000 m 3 price of GHGs at the nozzle, nor the above cost items, nor the cost of manufacturing GHG liquefaction complexes, and even a half reduction (up to 15 years) of the service life of the equipment of the complexes will not be able to significantly affect high profitability of the proposed technical solutions in the invention. The feasibility studies on the effectiveness of the use of a natural gas liquefaction complex in a field development complex for GHG deposits on the shelf of the Arctic seas of Russia are based on the cost of LNG (non-cooled) of $ 300 / t on the world market.
Проведенные во ВНИИГаз сравнительные испытания эквивалентности количеств бензина и природного газа [5], обеспечивающих выполнение одинаковой транспортной работы, устанавливают соотношение: 1 т бензина эквивалентна 1075 м3 ПГ.Comparative tests of the equivalence of the amounts of gasoline and natural gas [5] carried out at VNIIGas, ensuring the performance of the same transport work, establish the ratio: 1 ton of gasoline is equivalent to 1075 m 3 of steam fuel.
При установлении цены на газ следует сравнивать его с ценой бензина, самого близкого к газу по октановому числу, т.е. с АИ-98 или "Экстра", причем изменение цен на СПГ может колебаться в широких пределах в зависимости от конъюнктуры мирового рынка на энергоносители в кризисные периоды, которая учитывает одновременно стоимость бензина, до 1 долл. США/литр, переохлаждение СПГ и соотношение при выполнении транспортной работы на испытаниях: 1 м3 ПГ соответствует 1,25 л бензина АИ-98. Масса 1000 м3 ПГ при стандартных условиях 0,1013 МПа и 293 К составляет 0,71 т СПГ. Точно также и вышеуказанные соотношения транспортной работы и стоимости ПГ и бензина играют роль нормативного закона.When setting the price of gas, it should be compared with the price of gasoline, which is the closest to gas in terms of octane number, i.e. with AI-98 or Extra, and the change in LNG prices can vary widely depending on the world market conditions for energy in crisis periods, which takes into account the cost of gasoline, up to $ 1 / liter, LNG subcooling and the ratio for the performance of transport work in the tests: 1 m 3 GHG corresponds to 1.25 l of AI-98 gasoline. The mass of 1000 m 3 GHG under standard conditions of 0.1013 MPa and 293 K is 0.71 tons of LNG. In the same way, the above ratios of transport work and the cost of GHGs and gasoline play the role of a regulatory law.
Литература
1. Зайцев В.В., Коробанов Ю.Н. Суда-газовозы. - Л.: Судостроение, 1990.- 304с.Literature
1. Zaitsev V.V., Korobanov Yu.N. Gas carriers. - L .: Shipbuilding, 1990.- 304s.
2. Веников В. А. и др. Сверхпроводники в энергетике./Под общ. ред. В.А. Веникова. - М.: Энергия, 1972. 2. Venikov V. A. et al. Superconductors in the energy sector. / Under the general. ed. V.A. Venikova. - M .: Energy, 1972.
3. Справочник машиностроителя в 6-ти т. Т 2. - М., 1960. - 484с. 3. Directory of the machine builder in 6 volumes. T 2. - M., 1960. - 484s.
4. Vachet P. Le beryllium et les cryomachines, RGE, 1965, t. 74, 6. 4. Vachet P. Leberyllium et les cryomachines, RGE, 1965, t. 74, 6.
5. Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Золоторевский Л.С. Транспорт на газе. - М.: Недра, 1992. 5. Vasiliev Yu.N., Gritsenko A.I., Zolotorevsky L.S. Gas transport. - M .: Nedra, 1992.
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001133022/06A RU2224193C2 (en) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Plant for gas liquefaction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001133022/06A RU2224193C2 (en) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Plant for gas liquefaction |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001133022A RU2001133022A (en) | 2003-06-27 |
RU2224193C2 true RU2224193C2 (en) | 2004-02-20 |
Family
ID=32172182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001133022/06A RU2224193C2 (en) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Plant for gas liquefaction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2224193C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100552322C (en) * | 2007-10-10 | 2009-10-21 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | The middle-size and small-size mixed working substance natural gas liquefaction cooling cycle system of band injector |
-
2001
- 2001-11-29 RU RU2001133022/06A patent/RU2224193C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100552322C (en) * | 2007-10-10 | 2009-10-21 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | The middle-size and small-size mixed working substance natural gas liquefaction cooling cycle system of band injector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tan et al. | A new boil-off gas re-liquefaction system for LNG carriers based on dual mixed refrigerant cycle | |
US10551117B2 (en) | Method of natural gas liquefaction on LNG carriers storing liquid nitrogen | |
CN107848607B (en) | Ship, and system and method for processing boil-off gas of ship | |
CN102725604B (en) | For the superconductive system that the natural gas strengthened is produced | |
EP2629035B1 (en) | Liquefaction device and floating liquefied gas production equipment comprising the device | |
RU2141084C1 (en) | Liquefaction plant | |
CN102405390B (en) | Method for producing a stream of subcooled liquefied natural gas using a natural gas feedstream, and associated facility | |
JP5890748B2 (en) | Liquid hydrogen production equipment | |
CN103097237A (en) | Boil-off gas reliquefaction device | |
US3018634A (en) | Method and apparatus for vaporizing liquefied gases and obtaining power | |
CN101787314B (en) | Process for compact natural gas liquefying and floating production | |
CN101137878A (en) | System and method for cooling a bog stream | |
WO2013175906A1 (en) | Method for re-liquefying boil-off gas generated at liquid hydrogen storage tank | |
CN102093921A (en) | Offshore natural gas liquefying method and device | |
US10627158B2 (en) | Coproduction of liquefied natural gas and electric power with refrigeration recovery | |
WO2024104236A1 (en) | Cryogenic cooling type boil-off gas reliquefaction system | |
CN108367800A (en) | Steamer including engine | |
CN108027197B (en) | Expansion storage method for liquefied natural gas flow of natural gas liquefaction equipment and related equipment | |
KR102189081B1 (en) | liquefaction system of boil-off gas and ship having the same | |
RU2224193C2 (en) | Plant for gas liquefaction | |
KR20150061276A (en) | Cooling system for superconductor | |
CN202030720U (en) | Offshore natural gas liquefaction device | |
CN117168087A (en) | Modular hydrogen liquefaction system | |
NO170364B (en) | DEVICE FOR COMMISSIONING AND / OR RECALIBILIZATION OF A SLAVE SYSTEM WITHIN THE ACCURACY NAVIGATION | |
CN113503465B (en) | BOG (boil off gas) processing system and method for LNG (liquefied natural gas) transport ship |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061130 |