Сжиженный газ перевести в природный газ: Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения — Что такое Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения

Содержание

Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения — Что такое Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения

Это природный газ, искусственно сжиженный  путем охлаждения до −160 °C

ИА Neftegaz.RU. Сжиженный природный газ (СПГ) — природный газ, искусственно сжиженный путем охлаждения до -160°C, для облегчения хранения и транспортировки.


СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в 2 раза меньше плотности воды.

На 75-99% состоит из метана. Температура кипения − 158…−163°C.

В жидком состоянии не горюч, не токсичен, не агрессивен.

Для использования подвергается испарению до исходного состояния.

При сгорании паров образуется диоксид углерода( углекислый газ, CO2) и водяной пар.

В промышленности газ сжижают как для использования в качестве конечного продукта, так и с целью использования в сочетании с процессами низкотемпературного фракционирования ПНГ и природных газов, позволяющие выделять из этих газов газовый бензин, бутаны, пропан и этан, гелий.
СПГ получают из природного газа путем сжатия с последующим охлаждением.
При сжижении природный газ уменьшается в объеме примерно в 600 раз.

Перевод 1 тонны СПГ в кубометры (м3).


1 тонна СПГ — это примерно 1,38 тыс м3 природного газа после регазификации.

Примерно — потому что плотность газа и компонентный на разных месторождения разная.

Формулу Менделеева — Клайперона никто не отменял.

Кроме метана в состав природного газа могут входить: этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества.

Плотность газа изменяется в интервале 0,68 — 0,85 кг/м³, но зависит не только от состава, но и от давления и температуры в месте расчета плотности газа.

Стандартные условия для температуры и давления – это установленные стандартом физические условия, с которыми соотносят свойства веществ, зависящие от этих условий.

Национальный институт стандартов и технологий (NIST) устанавливает температуру 20 °C (293,15 K) и абсолютное давление 1 атм (101.325 кПа), и этот стандарт называют нормальной температурой и давлением (NTP).

Плотность компонентов газа сильно различается:

Метан — 0,668 кг/м³, 

Этан — 1,263 кг/м³, 

Пропан — 1,872 кг/м³.

Поэтому, в зависимости от компонентного состава изменяется и количество м3 газа при переводе из тонн.

Процесс сжижения идет ступенями, на каждой из которых газ сжимается в 5-12 раз, затем охлаждается и передается на следующую ступень. 


Собственно сжижение происходит при охлаждении после последней стадии сжатия.

Процесс сжижения таким образом требует значительного расхода энергии — до 25 % от ее количества, содержащегося в сжиженном газе.


Ныне применяются 2 техпроцесса:

  • конденсация при постоянном давлении (компримирование), что довольно неэффективно из-за энергоемкости,
  • теплообменные процессы: рефрижераторный — с использованием охладителя и турбодетандерный/дросселирование с получением необходимой температуры при резком расширении газа.


В процессах сжижения газа важна эффективность теплообменного оборудования и теплоизоляционных материалов.


При теплообмене в криогенной области увеличение разности температурного перепада между потоками всего на 0,5ºС может привести к дополнительному расходу мощности в интервале 2 — 5 кВт на сжатие каждых 100 тыс м3 газа.


Недостаток технологии дросселирования — низкий коэффициент ожижения — до 4%, что предполагает многократную перегонку.


Применение компрессорно-детандерной схемы позволяет повысить эффективность охлаждения газа до 14 % за счет совершения работы на лопатках турбины.


Термодинамические схемы позволяют достичь 100% эффективности сжижения природного газа:

  • каскадный цикл с последовательным использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана путем последовательного снижения их температуры кипения,
  • цикл с двойным хладагентом — смесью этана и метана,
  • расширительные циклы сжижения.


Известно 7 различных технологий и методы сжижения природного газа:

  • для производства больших объемов СПГ лидируют техпроцессы AP-SMR™, AP-C3MR™ и AP-X™ с долей рынка 82% компании Air Products,
  • технология Optimized Cascade, разработанная ConocoPhillips,
  • использование компактных GTL-установок, предназначенных для внутреннего использования на промышленных предприятиях,
  • локальные установки производства СПГ могут найти широкое применение для производства газомоторного топлива (ГМТ),
  • использование морских судов с установкой сжижения природного газа (FLNG), которые открывают доступ к газовым месторождениям, недоступным для объектов газопроводной инфраструктуры,
  • использование морских плавающих платформ СПГ, к примеру, которая строится компанией Shell в 25 км от западного берега Австралии.


Процесс сжижения газа:


Оборудование СПГ-завода:

  • установка предварительной очистки и сжижения газа,
  • технологические линии производства СПГ,
  • резервуары для хранения, в тч специальные криоцистерны, устроенные по принципу сосуда Дюара,
  • для загрузки на танкеры — газовозы,
  • для обеспечения завода электроэнергией и водой для охлаждения.

Существует технология, позволяющая сэкономить на сжижении до 50% энергии, с использованием энергии, теряемой на газораспределительных станциях (ГРС) при дросселировании природного газа от давления магистрального трубопровода (4-6 МПа) до давления потребителя (0,3-1,2 МПа):

  • используется как собственно потенциальная энергия сжатого газа, так и естественное охлаждение газа при снижении давления.
  • дополнительно экономится энергия, необходимая для подогрева газа перед подачей к потребителю.


Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняем и не взрывается.

На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро растворяется в воздухе.

При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени.

Для воспламенения необходимо иметь концентрацию испарений в воздухе от 5 % до 15 %.

Если концентрация до 5 %, то испарений недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в окружающей среде становится слишком мало кислорода.

Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.

СПГ является важным источником энергоресурсов для многих стран, в том числе Японии ,Франции, Бельгии, Испании, Южной Кореи.


Транспортировка СПГ— это процесс, включающий в себя несколько этапов:

  • морской переход танкера — газовоза,
  • автодоставка с использованием спецавтотранспорта,
  • ж/д доставка с использованием вагонов-цистерн,
  • регазификация СПГ до газообразного состояния.


Регазифицированный СПГ транспортируется конечным потребителям по газопроводам.


Основные производители СПГ по данным 2009 г:


Катар -49,4 млрд м³, Малайзия — 29,5 млрд м³; Индонезия-26,0 млрд м³; Австралия — 24,2 млрд м³; Алжир — 20,9 млрд м³; Тринидад и Тобаго -19,7 млрд м³.


Основные импортеры СПГ в 2009 г: Япония — 85,9 млрд м³; Республика Корея -34,3 млрд м³; Испания- 27,0 млрд м³; Франция- 13,1 млрд м³; США — 12,8 млрд м³; Индия-12,6 млрд м³.


Производство СПГ в России



На 2018 г в РФ действует 2 СПГ-завода.


СПГ-завод проекта Сахалин-2 запущен в 2009 г, контрольный пакет принадлежит Газпрому, у Shell доля участия 27,5%, японских Mitsui и Mitsubishi — 12,5% и 10% . 


По итогам 2015 г производство составило 10,8 млн т/год, превысив проектную мощность на 1,2 млн т/год.


Однако из-за падения цен на мировом рынке доходы от экспорта СПГ в долларовом исчислении сократились по сравнению с 2014 г на 13,3% до 4,5 млрд долл США/год.


2м крупным игроком на рынке российского СПГ становится компания НОВАТЭК, которая в январе 2018 г ввела в эксплуатацию СПГ — завод на проекте Ямал-СПГ.


Новатэк-Юрхаровнефтегаз (дочернее предприятие Новатэка ) выиграл аукцион на право пользования Няхартинским участком недр в ЯНАО.


Няхартинский участок недр нужен компании для развития проекта Арктик СПГ. Это 2й проект Новатэка, ориентированный на экспорт СПГ.


В США введены в эксплуатацию 5 терминалов по экспорту СПГ общей мощностью 57,8 млн т/год. 


На европейском газовом рынке началось жесткое противостояние американского СПГ и российского сетевого газа.

Сравнение сжиженных газов СУГ и СПГ

Главная / Интересные факты /

Шильд оборудования СИНТЭК, работающего на СУГ

Система теплоснабжения обеспечивает жилые, административные, производственные здания и помещения горячей водой, газом, теплом и электричеством. В составе такой системы задействован комплекс газоиспользующего оборудования, для работы которого необходим достаточный объем топлива.

На данный момент в качестве хранимого топлива для систем автономного газоснабжения, не связанных с магистральной линией подачи газа, широко распространены сжиженный углеводородный газ (СУГ) и сжиженный природный газ (СПГ). В маркировке на английском языке LPG (liquefied petroleum gas) и LNG (liquefied natural gas) соответственно.

СПГ — это смесь газов, образовавшихся в глубоких слоях Земли при анаэробном разложении органических соединений. Добыча производится из пластов и из нефтяных месторождений, где газ может быть побочным продуктом нефти. В некоторых случаях могут попадаться газогидраты — кристаллическая форма природного газа.

СУГ — это тоже смесь газов, но полученная из попутного нефтяного газа или из конденсатной фракции природного газа за счет разделения с помощью абсорбционно-газофракционирующей установки.

СУГ и СПГ могут быть взаимозаменяемыми. Сжиженный углеводородный газ может выступать как основным видом топлива, так и резервным в системе газоснабжения на сжиженном природном газе.

Оба газа схожи между собой по нескольким параметрам:

  • сфера применения: тепло- и газоснабжение;
  • способность к испарению: хранение и транспортировка газа производится в жидкой фазе, которая при соблюдении определенной температуры преобразуется в газообразное состояние;
  • экологичность: при сжигании не происходит выброса соединений серы в атмосферу, отсутствует сажа и зола;
  • малая токсичность.

В чистом виде оба газа не имеют ярко выраженного запаха, поэтому для своевременного обнаружения вещества в воздухе в газ примешиваются одоранты — этантиол, смесь природных меркаптанов и др.

Отличия сжиженных газов СУГ и СПГ

Имея схожую структуру, параметры и физико-химические свойства, оба газа отличаются между собой, что дает возможность подобрать оптимальное топливо для технологической линии систем газоснабжения объекта.











Показатель Сжиженный углеводородный газ
СУГ
Сжиженный природный газ
СПГ
Состав Основные вещества: пропан и бутан, содержание не менее 95%
Дополнительные вещества: пентан, метан, этан, этилен, пропилен, бутилен
Основное вещество: метан, содержание 85-95%
Дополнительные вещества: этан, пропан, бутан, азот, сероводород, меркаптановая сера
Способ хранения надземные или подземные газгольдеры криоцистерны, в которых поддерживается пониженная температура
Для выработки 1 Гкал необходимо сжечь нормального топлива 99,84 кг* 104,48 кг*
Критическая температура, свыше которой невозможно сжижение газа 96,84°C (пропан) -82,5°C (метан)
Плотность газовой фазы при 0°C 0,7168 кг/м3 2,0037 кг/м3
Плотность жидкой фазы при 0°C 416 кг/м3 528 кг/м3
Удельная теплота сгорания 45,58 МДж/кг 43,56 МДж/кг
Концентрация газа, необходимая для воспламенения концентрация паров пропана от 2,3 до 9,5 %, нормального бутана от 1,8 до 9,1 % (объемных) от 4,4 % до 17 % (объемных)
* Значение приведено условно, т.к. точность расчета напрямую зависит от состава применяемого на объекте газа

Исходя из данных в таблице выше, ключевым и наиболее важным различием является температура хранения. СУГ хранится в газгольдерах под давлением при температуре, близкой к температуре окружающей среды. Недостаточное испарение жидкой фазы может наблюдаться в районе Крайнего Севера, где температура воздуха может быть ниже -60°С. Для улучшения процесса регазификации в таких регионах устанавливают испарительные установки жидкостного или электрического типа.

Условия хранения СПГ же кардинально отличаются. Сжиженный природный газ допускается хранить только в изотермических резервуарах с полной герметизацией (криоцистернах), изготовленных из материалов, стойких к температурам хранения продукта. Внутри емкости постоянно должна поддерживаться низкая температура около -163°С.

Газгольдер для хранения СУГ в производственном цехе СИНТЭК
Изотермический резервуар для хранения СПГ

Сколько литров в 1 кубе газа(м³): перевод и таблица соотношений

Количество литров, содержащихся в кубометре газа – не такой простой вопрос, как может показаться на первый взгляд, учитывая особенности использования газового топлива. Рассмотрим способы перевода объёма газов, используемых в качестве топлива, учитывая их характеристики.

Содержание статьи

Физический смысл перевода

В физическом смысле всё достаточно просто. Перевод выполняется одинаковым способом для любых газов, жидкостей или сыпучих материалов следующим образом:

  • в 1 кубометре содержится 1000 литров,
  • 1 литр равняется 0,001 куба,
  • в таблице показано кол-во содержащее в 1 кубе(1 куб = 1000 кубическим дециметрам и тд.).

соответствие

К примеру, 15 использованных по счётчику кубометров природного газа равняются 15000 литрам. При переводе указанных величин не имеют значение температурные показатели топлива, количество примесей и другие факторы.

Использование сжиженного газа

Несколько сложнее со сжиженным газом. Он широко применяется:

  • в современном промышленном производстве;
  • в тепловой и электроэнергетике;
  • как резервный запас в период наиболее интенсивного потребления населением;
  • в качестве замены традиционным бензину или дизельному топливу для автомобильного транспорта;
  • в бытовых целях.

В домашнем хозяйстве сжиженный газ в баллонах выгодно использовать для эксплуатации газопотребляющих приборов бытового назначения при условии отсутствия подвода централизованной магистрали.

Для сжижения используются разнообразные смеси пропана с бутаном. Применение метана экономически невыгодно, поскольку при комнатной температуре давление в системе возрастает настолько, что для обеспечения безопасности требуется создание ёмкостей с большой толщиной стенки и применения материалов повышенной прочности.

Изменение объёма газа при переходе из жидкой фазы в газообразную определяется следующими факторами:

  • химическим составом;
  • давлением;
  • температурой;
  • плотностью и удельной массой.

Чтобы рассчитать количество литров сжиженного газа в кубометры топлива, перешедшие в газообразное состояние, необходимо использовать указанные характеристики. Но поскольку затруднительно достоверно установить точный состав смеси в баллоне, необходимо руководствоваться приблизительным соотношением, согласно которому при стандартной температуре в 20 градусов из 1-го литра сжиженного получится 200 – обычного газа. Поэтому применяется формула:

Окуб = Ол/5

где:

  • Окуб – объём в кубических метрах;
  • Ол – объём в литрах.

При расчёте необходимо дополнительно учитывать, что в целях безопасности газовые баллоны заполняются не более 85 процентов общего объёма.

Пример расчёта

Необходимо определить, сколько кубометров газа содержит один баллон со смесью пропан-бутана ёмкостью 50 л, если пропустить его содержимое через газовый счётчик:

  • масса закачиваемой в него газовой смеси – около 21 килограмм;
  • объём в м³ равняется 50/5 = 10;
  • после корректировки по заполняемости баллона получим 10×0,85 = 8,5 м³.

виды газов и их масса

Указанный показатель может изменяться, в зависимости от температуры окружающей среды, поскольку при её понижении давление внутри ёмкости снижается, с соответствующим уменьшением объёма топлива.

Но использование литров газа в кубометры имеет значение только в качестве примерного расчёта. При закупке такого вида топлива важны килограммы газовой смеси и давление внутри ёмкости, а при использовании индивидуальных приборов учёта применяется стандартная единица измерения- кубические метры, порядок перевода которой не зависит от состава газа и определяется простым арифметическим вычислением в соотношении 1 к 1000.

Отличие природного газа от сжиженного. Что выгоднее |

Сжиженный газ (СУГ) является продуктом, получаемым при переработке нефти. Она добывается и транспортируется на нефтеперерабатывающие заводы, где из чёрной и густой субстанции производят дизельное топливо, бензин и СУГ.

Всех, кто желает купить дизтопливо в Москве, призываем обращаться в нашу компанию. Об условиях и оплате можете прочитать на соответствующих страницах сайта. Вы будете приятно удивлены. То же самое касается заправки газом газгольдера.

Газгольдер – это маленькое хранилище сжиженного газа. По трубопроводу он поступает в котёл для отопления. Некоторые зададутся вопросом: каким образом сжиженный газ может попадать в котёл? На деле всё довольно просто, у газа в газгольдерной ёмкости две фазы – жидкая и паровая. Из жидкого состояния он переходит в паровое, а уже затем идёт в котёл, где сгорает, выделяя тепло.

Основные отличия природного газа от сжиженного

Первое важное отличие – сжиженный газ измеряют в литрах (он ведь в жидком состоянии), а природный в кубометрах. Последний добывают прямо из недр земли в уже в газообразном состоянии. В таком виде его транспортируют по всей России и во многие страны мира.

Второе важное отличие – состав. Природный газ на 70-98% состоит из метана. Сжиженный газ для газгольдеров состоит из смеси пропана и бутана. В зависимости от разновидности СУГ может содержать 25% бутана и 75% пропана либо 45% бутана и 55% пропана. Первый называется зимним СУГ, второй – летним.

Рис.2

природный газ

Что выгоднее – природный газ или СУГ

Рассмотрим вопрос по пунктам.

  • Подключение. Природный газ поступает к потребителю по специально построенным газовым магистралям. Их не везде можно и экономически целесообразно провести. Газгольдер может быть установлен практически в любом месте. Периодически (один-два раза в год) его приходится заправлять. Машины с повышенной проходимостью могут привезти СУГ в любую глушь. В посёлке, где уже проведена газовая магистраль, конечно, будет выгоднее подключиться к ней.
  • Цена. Природный газ в несколько раз дешевле сжиженного. Так-то оно так, только и теплоты метан выделяет в несколько раз меньше, чем пропан. Для отопления одной и той же площади сжиженного газа требуется значительно меньше, чем природного. Если судить по эффективности, то стоимость СУГ и природного газа из магистрали практически одинакова.
  • Надёжность. Насчёт этого дело также обстоит неоднозначно. За исправность газовой магистрали несут ответственность соответствующие службы. Если что случится, потребителю остаётся сидеть и ждать, пока исправят. За газгольдер и подачу газа от него отвечает собственник. Впрочем, и вероятность аварии сведена к минимуму. Всё-таки газовая магистраль тянется на многие километры. Длина трубопровода из газгольдера не сопоставимо меньше. Помимо этого, чтобы газгольдер исправно выполнял свои функции, достаточно придерживаться совсем не сложных правил его эксплуатации и заправки.
  • Безопасность. Взрывается и магистральный газ, и газ из газгольдера. Если посмотреть на статистику, то предпочтения по этому критерию нельзя отдать ни СУГ, ни природному газу. Главная причина взрывов – человеческий фактор, т. е. грубое несоблюдение правил эксплуатации.
  • Бумажная волокита. Для подключения к газовой магистрали приходится собирать более десятка документов. Всё это долго, часто через посредников, за дополнительную плату и т. д. При установке газгольдера ничего подобного нет.

Если же на сжиженный газ переходить не хочется, а к газовой магистрали подключиться не возможно, то правильным будет приобрести дизельный котёл. Продажа дизельного топлива с доставкой у нас осуществляется по выгодным для обратившихся условиям.

Сжиженный природный газ (СПГ). Технология сжижения, хранение, транспортировка

 

СПГ

СПГ-танкер

 

Сжиженный природный газ (СПГ, англ. Liquefied Natural Gas, LNG) – природный газ, искусственно переведенный в жидкое состояние для удобства хранения и транспортировки.

Преобразование СПГ обратно в газообразную фазу для потребительских нужд осуществляется на специальных регазификационных терминалах.

Использование природного газа в сжиженной форме позволяет оптимизировать хранение и предоставляет широкие возможности его транспортировки в труднодоступные районы, находящиеся вдали от основных артерий магистральных газопроводов. Многие страны, среди которых США, Франция, Бельгия, Южная Корея и другие, рассматривают сжиженный природный газ как перспективную технологию расширения импорта полезных ископаемых.

На 2018 год 42 государства импортируют СПГ. Основным импортером сжиженного природного газа является Япония – около 100% всего ввозимого в страну газа поставляется в сжиженном виде. На втором месте с небольшим отставанием расположился Китай. В Европе основные объемы закупают Испания, Турция, Франция, Италия, Бельгия.

СПГ – перспективный и развивающийся рынок. По данным специального отчета аналитиков Royal Dutch Shell (2018 год) на СПГ приходится около 40% мирового экспорта газа. В 2018 году экспортом природного газа в сжиженном состоянии занимаются 18 стран, в том числе и Россия. По оценкам Международного Энергетического Агентства к 2040 году поставки природного газа в сжижженой форме превзойдут объемы поставки газа традиционным трубопроводным транспортом.

Рукводствуясь такими многообещающими прогнозами, многие страны инвестируют в проекты по производству сжиженного природного газа и развивают соответствующую инфраструктуру. Лидером по производству СПГ является Катар — 77 млн тонн за 2018 год. Кроме него в тройку лидеров входят Австралия и Малайзия.

В России на конец 2018 года функционируют два СПГ проекта: «Сахалин-2» и «Ямал СПГ», на очереди еще как минимум 5 крупных проектов.

 

Метод производства СПГ

 

Сжиженный природный газ производят путем проведения нескольких последовательных операций сжатия-охлаждения на специальных ожижительных установках (заводах). На каждой стадии газ сжимают в 5-12 раз, охлаждают до определенной температуры и направляют на следующую аналогичную ступень. Чистый метан переходит в жидкость при температуре -162,5 С. В случае природного газа, в зависимости от количества в составе других газов, эта температура может варьироваться, но обычно находится в пределах -158…-163 С.

При сжижении газ уменьшается в объеме до 600 раз. Сжижение газа — довольно энергозатратный процесс. На его проведение может расходоваться до 10% энергии, содержащейся в конечном продукте – СПГ.

 

Химический состав сжиженного природного газа

 

В отличие от природного газа, СПГ не содержит нежелательных примесей и воды, так как производится из уже подготовленного сырья.

Основной компонент сжиженного природного газа – это метан (85 – 95%). Остальные 5 -15% составляют другие низшие алканы (этан, пропан, бутан), а в некоторых случаях также неорганические газы (преимущественно, азот).

 

Физические свойства СПГ

 

Сжиженный природный газ представляет собой бесцветную, прозрачную криогенную жидкость, не имеющую запаха. На открытом пространстве при нормальном давлении и температуре субстанция довольно быстро переходит в газообразное состояние.

Плотность 0,41…0.50 кг/л
Вязкость 1*104…2*104 Па*с
Температура кипения -158…-163 С

 

Хранение СПГ

 

Для хранения природного газа в сжиженном состоянии используются специальные резервуары, которые могут быть как надземного, так и подземного типа. Резервуары подземного типа имеют цилиндрическую форму и выпуклую крышу. Надземные могут быть как цилиндрической, так и шарообразной формы.

СПГ резервуары имеют двойные стенки, между которыми размещается система изоляции, содержащая криогенную жидкость. Емкости изготавливаются из металлов и сплавов с низким коэффициентом теплового расширения.

Вокруг резервуаров сооружаются насыпи и обвалования для сдерживания возможных утечек при хранении. В случае подземного резервуара предусматриваются специальные стенки-замки в грунте и непроницаемый пропласток.

Считается, что подземные резервуары для хранения сжиженного газа более безопасны. Особенно это касается сейсмоактивных районов. Однако затраты на сооружения подземных резервуаров выше, чем для аналогичных надземных емкостей. Поэтому большинство емкостей для хранения сжиженного природного газа делают надземного типа, строго соблюдая при этом регламент безопасности.

 

СПГ-терминал

СПГ-терминал

 

Транспортировка СПГ

 

Сжиженный попутный газ транспортируется в специальных изотермических емкостях, устанавливаемых на суда и наземный транспорт.

Для транспортировки по воде используются специальные газовозы рефрижераторного типа – СПГ-танкеры. Это суда, оборудованные несколькими независимыми криогенными резервуарами, разделенными жесткой тепловой пеноизоляцией, предназначенные для транспортировки сжиженного природного газа при атмосферном давлении и температуре -162,5 С.
Природный газ в сжиженном состоянии перевозится также и наземными видами транспорта – в специальных цистернах по железной дороге и на автомобилях.

В сжиженном состоянии газ доставляется в пункты регазификации. До конечного потребителя регазифицированный СПГ транспортируется по трубопроводу.

 

История

 

Первые попытки сжижения природного газа были предприняты в начале 20-го века и увенчались успехом в США в 1917 году. Однако примерно в это же время промышленники переключили внимание на транспортировку газообразных продуктов по трубопроводам, и развитие технологий сжижения было заморожено.

Следующая попытка производства СПГ была совершена в 1941 году также в США (Кливленд, штат Огайо), но промышленное производство сжиженного природного газа началось только с середины 1960-х годов. Первая трансконтинентальная транспортировка природного газа в сжиженном состоянии была осуществлена в 1959 году в рамках поставки продукта из США в Великобританию на модернизированном танкере времен Второй мировой войны.

Стремительное развитие рынка СПГ началось в 1990-х годах. А в период 2000 – 2018 гг. экспорт-импорт этого продукта вырос более чем в два раза.

В России первый завод по производству СПГ был заложен в 2006 году в рамках проекта «Сахалин-2». Ввод завода в эксплуатацию состоялся зимой 2009 года.

Сжиженный углеводородный газ (СУГ), сжиженный нефтяной газ (СНГ) — Что такое Сжиженный углеводородный газ (СУГ), сжиженный нефтяной газ (СНГ)

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) является одним из видов альтернативного топлива.

ИА Neftegaz.RU. Сжиженный углеводородный газ (СУГ), Сжиженный нефтяной газ (СНГ) или пропан-бутан (смесь пропана C3H8 и бутана C4H10) является одним из наиболее широко распространенных видов альтернативного топлива.
Использование сжиженного бутана в чистом виде не получится при отрицательных температурах, примененять чистый пропан опасно в условиях высокой температуры из-за чрезмерного повышения давления в газовом резервуаре.
Поэтому и делают смесь — пропан-бутан.


Газ сжиженный углеводородный представляет собой смесь пропана, нормального бутана, изобутана, пропилена, этана, этилена и других углеводородов.


Его получают как продукт переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах или при добыче нефти и природного газа.


Использование смеси данных газов в качестве топлива обусловлено рядом физико-химических свойств:

  • высокие температуры кипения при атмосферном давлении. Такие свойства позволяют хранить пропан-бутановую смесь в сжиженном состоянии в диапазоне эксплуатационных температур от минус 40°С до плюс 45°С при относительно низком давлении (до 1,6 МПа).

  • СУГ не теряет и не изменяет своих свойств в течении долгого времени, не выветривается.

  • Октановое число СУГ — более благоприятно в сравнении с бензином и дизельным топливом и изменяется в интервале 90 -110, в зависимости от соотношения пропана и бутана в смеси.

  • Энергоэффективность СНГ ниже, чем у традиционных видов топлива из-за низкой энергии на ед объема. Это повышает расход при сгорании на 10-20%, по сравнению с бензиновым топливом, но компенсируется в 2 раза меньшей ценой.

  • СНГ сгорает более эффективно и безопасно даже в холодном двигателе, даже когда двигатель холодный, горит относительно чисто, без дыма и пепла, то есть более экологичен.


По сравнению с дизтопливом:


— 90 % меньше твердых частиц,


— 90 % меньше оксидов азота,


— 60 % меньше углекислого газа СО2,


— СНГ не загрязняет почву, потому что не растворяется в воде.


Каждый из компонентов газа имеет определенную температуру кипения, поэтому давление паровой фазы СУГ зависит как от температуры, так и от его компонентного состава.


Компонентный состав сжиженного углеводородного газа регламентируется ГОСТ 20448-90 «ГАЗЫ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ СЖИЖЕННЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ДЛЯ КОММУНАЛЬНО-БЫТОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ».


Стандарт предусматривает 3 марки газа: ПТ (пропан технический), СПБТ (смесь пропана и бутана технических) и БТ (бутан технический).


Содержание пропана, бутана и других примесей в сжиженном нефтяном газе влияет на многие его свойства, потому что значительно влияет на величину октанового числа и плотность паров топлива.


Октановое число (ОЧ) — показатель сопротивления топлива детонации. ОЧ растет за счет увеличения содержания насыщенных углеводородов (пропана, н-бутана, изобутана и тд). Ненасыщенные углеводороды полимеризуются, что способствует образованию осадка — нагара в баке, в топливной системе и камере сгорания.


Упругость паров (летучесть смеси) является очень важной в низких температурах окружающей среды. Удержание ее на соответствующем уровне дает возможность СНГ выйти из бака. Оба компонента смеси являются газообразными и низкокипящими.


Пропан кипит при атмосферном давлении уже при — 42 ° С, бутан, в тех же условиях температуры при -0,5 ° С, поэтому в зимний период содержание пропана в топливном газе увеличивают для роста упругости паров газа.


Летом соотношение смеси составляет около 40% пропана и 60% бутана, а зимой соотношение является противоположным: 60/40.


Пропан дороже бутана, поэтому «зимняя» смесь тоже дороже «летней».


На АГЗС должны следить за составом смеси и не хитрить, заменяя зимнюю смесь на летнюю.


В отличие от АГЗС, на АГНКС используется компримированный сетевой природный газ из газопроводов.


Технологии производства СУГ:

  • непосредственно из сырой нефти, когда при добыче выделяется попутный нефтяной газ, а при стабилизации в резервуарах выделяется этан, пропан, бутан и пентан.
  • каталитический риформинг, когда СНГ получается на НПЗ во время крекинга и гидрогенизации сырой нефти. Выход СНГ — примерно 2%.
  • одгазолирование природного газа, произведенного в процессе переработки нефти, в тч разделение углеводородов из газа более тяжелых чем этан.

Сжиженный природный газ как основа теплоснабжения отдаленных регионов — Энергетика

Использование сжиженного природного газа (СПГ) в качестве топлива удаленных от магистральных трубопроводов уголков России сейчас наиболее актуально.

Использование сжиженного природного газа (СПГ) в качестве топлива удаленных от магистральных трубопроводов уголков России сейчас наиболее актуально.

Из всего добываемого в мире природного газа более 26 % сжижается и транспортируется в жидком виде в специальных танкерах из стран добычи в страны потребителей газа.

По мнению отечественных специалистов, развитие малой энергетики в ближайшие годы будет связано с более широким использованием сжиженного природного газа.

В настоящее время мировой рынок торговли СПГ стал наиболее динамично развивающимся рынком углеводородов. В среднем его прирост составляет около 7% в год.

Ведущими странами мира он признан как один из самых перспективных видов энергоносителей на обозримое будущее.

По прогнозам, объем мировой торговли сжиженным природным газом может возрасти к 2010 году до 150 млрд. м3 и более.

Уже сейчас в США и странах Западной Европы доля СПГ в общем газопотреблении составляет более 20%. Япония импортирует до 85% (45 млрд. м3) природного газа в сжиженном состоянии.

На этом фоне достижения России в области использования СПГ выглядят очень скромно, хотя запасы природного газа в России составляют около 40% от мировых (доказанные запасы составляют, по разным оценкам, от 48 до 64 трлн. м3, при этом известны 20 крупных месторождений с запасами более 500 млрд. м3). Себестоимость газа существенно ниже нефтепродуктов, а его цена на российском рынке почти в три раза ниже, чем на западноевропейском.

Первые шаги по использованию сжиженного природного газа для энергосбережения в промышленности и коммунальном хозяйстве были осуществлены в Санкт-Петербурге и Ленинградской области.

Здесь были введены в действие две опытно-промышленные установки по производству СПГ, кроме того, несколько удаленных котельных в области работают на привозном сжиженном природном газе.

При этом были использованы все преимущества СПГ как топлива. Что это за преимущества?

Преимущества СПГ как вида топлива

Во первых, сжижение природного газа увеличивает его плотность в 600 раз, что повышает эффективность и удобство хранения, а также транспортировки и потребления энергоносителя (в том числе и как моторного топлива для транспортных средств).

Во вторых, СПГ — криогенная жидкость, которая хранится под небольшим избыточным давлением при температуре около 112 К (-161 °C) в емкости с теплоизоляцией, и нетоксична.

В третьих, СПГ дает возможность газификации объектов, удаленных от магистральных трубопроводов на значительные расстояния, что, помимо всего прочего, например, позволяет также вовлекать в сельскохозяйственный оборот глубинные (удаленные) территории.

В ОАО «Газпром» разработана программа работ по решению актуальных задач газификации населенных пунктов, отдаленных от газопроводов. По оценкам специалистов ВНИИпромгаза, около 50% населенных пунктов, нуждающихся в газификации, экономически целесообразно обеспечивать газовым топливом в виде привозного СПГ.

Другой причиной необходимости ускорения работ по использованию СПГ является то, что все крупнейшие месторождения природного газа в России находятся в удаленных районах, неблагоприятных для строительства транспортных газопроводов, и наиболее целесообразным здесь представляется транспортировка газа в жидком состоянии.

Основные российские газовые месторождения будут располагаться именно в таких районах (Баренцево море, шельф Карского моря, остров Сахалин и т. д.). Это обуславливает необходимость строительства крупных заводов по производству СПГ в местах перспективных месторождений.

Рассмотрим преимущества использования СПГ на конкретном примере.

Для отопления одного из коттеджных поселков Московской области предполагается установить котельную установку мощностью 2 МВт, обеспечивающую теплом жилую площадь 20 тыс. м3. Отопительный сезон составляет 5 760 ч.

Имеется два варианта решения проблемы по обеспечению котельной топливом: проложить газопровод протяженностью 8 км и диаметром 160 200 мм или обеспечить котельную установку привозным топливом. В качестве привозного котельного топлива при этом целесообразно рассматривать: СПГ, сжиженный углеводородный газ (пропан-бутан), дизельное топливо.

Ориентировочный расчет капитальных вложений, эксплуатационных расходов и себестоимости 1 Гкал тепла, полученного при использовании трубопроводного природного газа и привозных энергоносителей, показывает, что наибольшие капиталовложения для организации автономного теплоснабжения приходятся на природный газ и связаны с необходимостью прокладки газопровода (длиной 8 км).

Несмотря на то, что объем капитальных вложений при организации работы котельной на дизельном топливе на порядок меньше, себестоимость 1 Гкал выработанной тепловой энергии на 65% больше отпускной цены.

При использовании в качестве котельного топлива сжиженного углеводородного газа (пропан-бутана) себестоимость 1 Гкал также больше отпускной цены на 44%, поэтому применение дизельного топлива и сжиженного углеводородного газа в качестве котельного топлива для потребителя будет не выгодно.

Себестоимость 1 Гкал при использовании сжиженного природного газа на 80% больше, чем с использованием трубопроводного природного газа, но и капитальные вложения для обеспечения работы котельной на природном газе по проложенному газопроводу на 424% больше, чем это необходимо для перевода котельной на СПГ.

Таким образом, расчетный срок окупаемости капитальных вложений при работе котельной на СПГ в 1,5 раза меньше, чем на природном газе, что и может оказаться определяющим фактором при выборе энергоносителя.

Как снизить стоимость СПГ

В настоящее время Московским газоперерабатывающим заводом смонтирована установка для сжижения природного газа производительностью 24 тонны СПГ в сутки.

Установка базируется на автомобильной газозаправочной компрессорной станции (АГНКС-500), мощности которой по своему функциональному назначению практически используются только на 10-15%.

Такое решение имеет ряд преимуществ в части снижения капитальных вложений на оборудование, т.к. на АГНКС создана необходимая инженерная инфраструктура, включающая компрессорные установки, блок осушки сжатого газа, необходимое электросиловое и вспомогательное, а также обеспечивающее противопожарную безопасность оборудование и т. п.

Удельные затраты на производство 1 тонны СПГ на АГНКС распределяются следующим образом:

амортизация — 23%;

электроэнергия — 19%;

зарплата работников АГНКС — 12%;

сырье (природный газ и вспомогательные материалы) — 17%;

зарплата работников по обслуживанию и управлению установкой по получению СПГ — 18%;

единый социальный налог — 11%.

Из приведенных данных видно, что 54% от затрат на производство СПГ приходится на амортизацию, электроэнергию и зарплату работников АГНКС, обслуживающих компрессорное и электросиловое оборудование.

Очевидно, что себестоимость СПГ главным образом зависит от принятой технологии комплексной очистки природного газа и его сжижения.

Сжижение природного газа производится на уровне температур -140… -160 °C, и поэтому для оптимизации процесса имеются проверенные аналоги в области сжижения газов, его хранения, транспортирования и регазификации.

Известно, что при использовании перепада давления на городских или заводских газораспределительных станциях (ГРС) или газоредуцирующих пунктах (ГРП) можно значительно снизить себестоимость производимого сжиженного природного газа за счет уменьшения затрат на электроэнергию, на обслуживание компрессоров и электросилового оборудования, а также амортизационных отчислений.

Установка сжижения природного газа

По заказу ООО «Лентрансгаз» в ОАО «Криогенмаш» на базе накопленного опыта по внедрению детандер-компрессорных агрегатов была разработана технология сжижения природного газа с использованием энергии перепада давления газа на ГРС.

На рис. 1 приведена принципиальная схема установки сжижения ПГ, разработанной применительно к ГРС «Никольская» (Ленинградская область) с расходом природного газа 8000 нм3/ч, с расчетным давлением на входе в ГРС, равным 3,3 МПа, и на выходе — 0,28-0,6 МПа. Расчетная производительность установки по СПГ равна 24 тоннам в сутки.


Установка сжижения природного газа состоит из блока теплообменников вымораживателей, системы охлаждения компримированного газа, блока сжижения, двухступенчатого турбодетандер-компрессорного агрегата, автоматизированной системы контроля и управления работой установки (АСКУ), арматуры, в том числе управляемой, и КИП.

Как правило, в последнее время для комплексной очистки газа от влаги, углекислого газа и тяжелых углеводородов используют адсорбционный способ глубокой очистки газа на молекулярных ситах.

Для регенерации используется очищенный нагретый газ, что связано с дополнительными затратами энергии и часто — отвлечением части очищенного газа на нагрев и охлаждение адсорбента.

При этом производительность блока адсорбционной очистки снижается из-за количества газа, направляемого на регенерацию. Это количество иногда может составлять более 20% от расхода газа, подаваемого на блок очистки.

Стоимость блока комплексной очистки природного газа в зависимости от состава газа и от количества очищаемых компонентов может составлять до 30-40% от стоимости установки.

В разработанной ОАО «Криогенмаш» установке по сжижению природного газа в связи с достаточно высокой чистотой природного газа (содержание СО2 не более 400 ррm) предусматривается только осушка газа, которую с целью снижения стоимости оборудования предусмотрено проводить способом вымораживания влаги.

Принцип работы установки

Принцип работы установки заключается в следующем.

Природный газ с расходом 8000 нм3/ч и давлением 3,3 МПа поступает на турбокомпрессоры К1 и К2, работающие на одном валу с турбодетандерами Д1 и Д2.

В 2-х ступенчатом турбокомпрессоре давление газа повышается до 4,5 МПа, затем сжатый газ последовательно охлаждается в теплообменниках Т3-2 и Т3-1 и поступает в вымораживатель, состоящий из 3-х теплообменников Т11-1, Т11-2 и Т11-3 (или Т12-1, Т12-2 и Т12-3), где за счет использования холода обратного потока газа из теплообменника Т2-1 происходит вымораживание влаги. Очищенный газ после фильтра Ф1-2 разбивается на два потока.

Один поток (большую часть) направляют в вымораживатель для рекуперации холода, а на выходе из вымораживателя через фильтр подают последовательно на турбодетандеры Д1 и Д2, а после них направляют в обратный поток на выходе из сепаратора С2-1.

Второй поток направляют в теплообменник Т2-1, где после охлаждения дросселируют через дроссель ДР в сепаратор С2-1, в котором производят отделение жидкой фазы от его паров. Жидкую фазу (сжиженный природный газ) направляют в накопитель и потребителю, а паровую фазу подают последовательно в теплообменник Т2-1, вымораживатель Т11 или Т12 и теплообменник Т3-2, а после него в магистраль низкого давления, расположенную после газораспределительной станции.

Через определенное время работающий вымораживатель Т11 переводят на отогрев и продувку газом низкого давления из магистрали, а на рабочий режим переводят вымораживатель Т12.

Окупаемость — за три года

Себестоимость сжиженного природного газа, полученного по разработанной технологии, на 30-40% ниже себестоимости СПГ, полученного на АГНКС.

Соответственно, себестоимость 1 Гкал тепла, для рассмотренного выше случая с использованием сжиженного природного газа, полученного на ГРС по предлагаемой технологии, будет на 45-50% ниже, и будет отличаться от себестоимости 1 Гкал, полученной на трубопроводном природном газе после его прокладки, всего на 20 25%, но в этом случае срок окупаемости капитальных вложений с использованием СПГ составит около 3 лет, против ранее полученных 6 лет.

Для сравнения: при трубопроводном природном газе эта окупаемость составляет около девяти лет.

В стране имеется значительное количество ГРС, где редуцируемый газ бесполезно теряет свое давление, а в отдельных случаях в зимний период приходится подводить еще энергию для подогрева газа перед его дросселированием.

В то же время, используя практически бесплатную энергию перепада давления газа, можно получить общественно полезный, удобный и экологически безопасный энергоноситель — сжиженный природный газ, с помощью которого можно газифицировать промышленные, социальные объекты и населенные пункты, не имеющие трубопроводного газоснабжения.

На ГРС, с учетом фактического расхода газа и его давления на входе и на выходе из ГРС, можно создать мини-заводы производительностью от 12 до 120 тонн сжиженного природного газа в сутки. Полученный СПГ может храниться в системах хранения на базе криогенных резервуаров типа БСХП.

Транспортирование сжиженного природного газа осуществляется с помощью автомобильного транспорта.

Особый интерес представляют цистерны-контейнеры, которые позволяют транспортировать СПГ авто-, железнодорожным и речным транспортом.

СПГ также может быть использован в качестве моторного топлива, например в дизель-генераторах. На дизель-генераторах может быть получена электрическая энергия значительно ниже по стоимости, чем централизованно получаемая от крупных ТЭЦ и ГРЭС.

При этом в результате утилизации тепла выхлопных газов можно одновременно получить высокопотенциальное тепло для отопления и горячего водоснабжения.

Например, при установке дизель-генератора, работающего на газе, мощностью 1 500 кВт можно ежегодно получать более 13 000 МВт·ч электроэнергии и около 10 000 Гкал тепловой энергии для отопления и горячего водоснабжения. Срок окупаемости капитальных вложений на приобретение дизель-генератора составляет 3-3,5 года.

Из вышеизложенного следует: автономное энергоснабжение небольших промышленных, социальных предприятий и населенных пунктов на базе мини-энергетики с использованием СПГ является привлекательной сферой для инвестиций объектов энергетики со сравнительно коротким сроком окупаемости капитальных вложений.

Автономные объекты мини-энергетики с применением сжиженного природного газа не только помогут ликвидировать проблему энергообеспечения отдаленных регионов, но и являются альтернативой для прекращения зависимости потребителей от крупных поставщиков электрической и тепловой энергии.

Для чего используется сжиженный природный газ?

Природный газ представляет собой интересную альтернативу нефти из-за его большого количества и относительно невысокой цены. Хотя это не возобновляемое топливо, такое как солнечная или ветровая энергия, оно может стать мостом к будущему, основанному на возобновляемых источниках энергии.

Природный газ — это газ, выкачиваемый из земной коры, преобразованный в жидкость. Когда газ остынет до минус 260 градусов по Фаренгейту (126.7 градусов Цельсия), он становится жидкостью, которую легче хранить. Оттуда его можно транспортировать в супертанкере, как нефть. В настоящее время это самый простой способ транспортировки природного газа на большие расстояния. Газ не имеет запаха и цвета, а при сгорании выделяет гораздо меньше выбросов, чем нефть.

После транспортировки в сжиженном виде природный газ используется для самых разных целей, таких как выработка тепла и электроэнергии. По данным Управления энергетической информации США, 65 миллионов человек используют природный газ для отопления своих домов.Природный газ обеспечивает 76 процентов энергии для жилого и коммерческого секторов и обеспечивает 40 процентов потребностей промышленного сектора в энергии.

Знаете ли вы, что природный газ также используется в автомобилях? Сжиженный природный газ часто превращается в сжатый природный газ после его транспортировки, что делает его более удобным для потребителей. Легковые и грузовые автомобили, работающие на сжатом природном газе, особенно популярны в автопарках муниципалитетов и предприятий.Конечно, потребители тоже могут их купить. Honda производит седан Civic, работающий на природном газе, который развивает скорость 36 миль на галлон (15,3 км на литр) по шоссе, но никогда не использует бензин.

По состоянию на осень 2011 года газовое топливо для автомобилей намного дешевле бензина. В Калифорнии он стоит около 2,10 доллара за галлон — одна из причин, по которой Honda увеличила продажи своего Civic GX, работающего на природном газе, почти в три раза в этом году.

,

Сжиженный природный газ — Energy Education

Рисунок 1. Танкер для перевозки СПГ. Обратите внимание на размер корабля СПГ по сравнению с пирсом слева. [1]

Сжиженный природный газ или СПГ — это жидкость без цвета и запаха, которая содержит 85-95% метана со следовыми количествами этана, пропана, бутана и азота. [2] Мировая промышленность по производству сжиженного природного газа быстро растет. Глобальная торговля СПГ способствует развитию и может дополнять внутреннее производство в регионах, где отсутствуют запасы природного газа или инфраструктура.СПГ используется и продается во всем мире более 50 лет, но многие организации ожидают, что в ближайшие годы эта торговля резко увеличится.

Сжиженный природный газ получают путем охлаждения природного газа до -162 ° C (-259 ° F) при давлении 1 атм. [3] Как часто бывает с фазовыми переходами, этот процесс перехода от газа к жидкости приводит к значительному уменьшению объема, занимаемого жидкостью, вплоть до 600 раз. Этот уменьшенный объем упрощает хранение и транспортировку природного газа на рынки, на которых отсутствуют запасы природного газа. [3]

Концепция преобразования природного газа в СПГ была разработана в Германии в 1893 году, но первый коммерческий завод СПГ был построен только в 1941 году в Кливленде, штат Огайо. [4] Достижения в технологиях и методах сжижения природного газа для процессов сжижения и дегазации превратили рынок СПГ в более эффективный глобальный бизнес. По состоянию на 2018 год 21 страна-экспортер и 33 страны-импортера предложили эксплуатировать заводы и / или установки СПГ. [5]

Использование сжиженного природного газа

Природный газ уже много лет используется для различных целей (например, для отопления домов). Доступность СПГ как способа транспортировки природного газа делает другие виды использования более возможными (например, автомобили, работающие на природном газе).

  • Грузовые автомобили: СПГ можно использовать в качестве транспортного топлива из-за его плотности энергии. Это может быть дешевле, чем обычное дизельное топливо, иметь более тихую работу двигателя и снизить выбросы парниковых газов (сокращение на 30-40%). [6]
  • Судоходство: СПГ является потенциальным решением для судоходной отрасли в качестве альтернативного источника топлива для судов с дизельными двигателями. СПГ не только обеспечивает более чистое сгорание, но и экономит средства, поскольку судно может вместить больший объем СПГ, чем дизельное топливо. Переоборудование судна для использования СПГ стоит от 10 до 50 миллионов долларов. [7]

Цепочка добавленной стоимости СПГ

Цепочка создания стоимости СПГ состоит из следующих этапов (Рисунок 2):

  1. Разведка и добыча (E&P) — Отрасль разведки и добычи, ориентированная на поиск углеводородов в благоприятных геологических условиях для добычи.После определения перспективного места разрабатываются запасы природного газа. Природный газ добывается путем бурения скважин в пласт. Затем добытый газ обрабатывается, что включает в себя удаление примесей и отделение углеводородов для конечного использования на рынке.
  2. Сжижение — Обработанный природный газ транспортируется на территорию завода по сжижению природного газа по трубопроводу и переводится в жидкое состояние.
  3. Хранение СПГ — Для поддержания СПГ в низкотемпературном состоянии используются резервуары для СПГ с двойными стенками и хорошей изоляцией.
  4. Транспортировка СПГ — Транспортировка сжиженного природного газа включает транспортировку СПГ на большие расстояния в специальном танкере-газовозе, который включает хорошую изоляцию и конструкцию с двойным корпусом для обеспечения большей прочности и безопасности.
  5. Повторная газификация — По прибытии СПГ переводится из сжиженной фазы в газообразную, где он транспортируется по трубопроводным системам природного газа для распределения по предприятиям и домам.

Рисунок 2.Модель цепочки поставок СПГ — Источник: PPT, LNG. [8]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons. (8 июня 2015 г.). СПГ-танкер Alto Acrux [Онлайн]. Доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:LNG_carrier_Alto_Acrux_-_4_May_2013.jpg#/media/File:LNG_carrier_Alto_Acrux_-_4_May_2013.jpg
  2. ↑ Министерство энергетики США. (31 августа 2015 г.). Сжиженный природный газ: основные факты [Online], доступно: http: // energy.г / Fe / загрузки / сжиженный природный газ понимание-основные-факты
  3. 3,0 3,1 IHRDC. (31 августа 2015 г.). Цепочка создания стоимости СПГ [онлайн], доступно: http://www.ihrdc.com/els/po-demo/module15/mod_015_02.htm
  4. ↑ Глобальный институт CSS. 9.1 История развития СПГ [Онлайн]. По состоянию на 21 ноября 2018 г. Доступно: https://hub.globalccsinstitute.com/publications/ccs-learning-lng-sector-report-global-ccs-institute/91-development-history-lng
  5. ↑ Evaluate Energy, Обзор мирового рынка СПГ [Online].Проверено 21 ноября 2018 г. Доступно: https://www.dailyoilbulletin.com/pdf/global-lng-market-review/
  6. ↑ CLNG. (31 августа 2015 г.). СПГ и его многочисленные применения [Online], доступно: http://lngfacts.org
  7. ↑ С. Коленко. (31 августа 2015 г.). BC Ferries взвешивает стоимость варианта судового топлива СПГ [Online], доступно: http://www.mining.com/web/bc-ferries-weighs-costs-of-lng-ship-fuel-option/
  8. ↑ ППТ, СПГ. (Проверено 3 сентября 2015 г.). «Цепочка создания стоимости СПГ [онлайн], доступно: http: // www.pttlng.com/en/mr_chain.aspx

Авторы и редакторы

Уилл Кук-Кларк, Джордан Ханания, Эллен Ллойд, Руди Мейер, Эшли Ширдаун, Кейлин Стенхаус, Канди Вонг, Джейсон Донев
Последнее обновление: 24 февраля 2019 г.
Получить ссылку

.

Перевод автомобилей на природный газ или биогаз

Автомобиль переоборудован в
Природный газ или биогаз

PDF Версия —
1,58 МБ

В рамках предоставления доступной
служба поддержки клиентов, отправьте по электронной почте сельскохозяйственную информацию
Контактный центр ([email protected])
если вам требуется коммуникационная поддержка или альтернативные форматы этого
издание.

Содержание

  1. Введение
  2. Природный газ
  3. Формы природного газа и биометана
  4. Мировая торговая площадка NGV
  5. Переделка автомобиля
  6. Заправка
  7. Выводы
  8. Ресурсы
  9. Список литературы

Введение

Этот информационный бюллетень предоставляет информацию о возможностях и
ограничения, связанные с использованием природного газа, биогаза или биометана
в качестве автомобильного топлива.Обсуждаются различные типы и формы
топлива, процесс преобразования транспортного средства и заправка
варианты в Онтарио.

Заправка автомобиля природным газом или биогазом

Использование этого типа топлива в автомобиле имеет несколько преимуществ перед
на обычном топливе:

  • более низкие выбросы
  • снижение затрат на топливо
  • использование топлива собственного производства

Транспортные средства, работающие на природном газе (ГАЗ), производят меньше выбросов, связанных с смогом
и снизить выбросы парниковых газов по сравнению с обычными автомобилями.Несколько владельцев компаний, которые перешли на газомоторный транспорт.
сэкономили в среднем 40–60% по сравнению с ценой
бензин. Для хозяйств с газовой скважиной или биогазовой системой,
заправка может происходить из топлива, произведенного на ферме. фигура
1 показан трактор, предназначенный для работы на смеси биогаз / дизельное топливо.

Рисунок 1.
Этот трактор Valtra может проработать 3-4 часа на биогазе.
между заправками. Фото любезно предоставлено AGCO Valtra.

Природный газ

Природный газ (ПГ) — газообразное топливо, состоящее более чем на 95% из метана.
(CH 4 ). В Онтарио чаще всего используется природный газ.
в сельском хозяйстве и промышленности для процессов и космоса
отопление, как топливо для отопления или приготовления пищи, а также как топливо для
производство электроэнергии.

Биогаз и биометан

Биогаз получается из органических материалов, таких как
как навоз, пищевые отходы или сточные воды в анаэробном варочном котле
отсутствие кислорода. В неочищенном состоянии биогаз состоит из
50–60% метана (CH 4 ), 40–50% диоксида углерода
(CO 2 ) и небольшое количество примесей. биогаз
который был усовершенствован или «повышен» до более высокого уровня CH 4
уровни и более низкие уровни CO 2 называется биометаном или
возобновляемый природный газ.Как только биогаз очищен и доведен до
биометан, он (химически) практически такой же, как NG. Газ
собранный с закрытых свалок также является формой биогаза и может
имеют характеристики, аналогичные характеристикам сельскохозяйственного или сточного биогаза.

Поскольку биогаз имеет более низкую плотность энергии, чем природный газ, из-за
высокое содержание CO 2 , при некоторых обстоятельствах меняется на
система впрыска топлива NGV требуется для использования биогаза
эффективно.Перед заправкой биогаза непосредственно в автомобиль убедитесь, что
что он предназначен для использования биогаза.

GHGenius, модель выбросов в течение жизненного цикла от Natural Resources
Канада, можно использовать для сравнения парниковых газов природного и биогаза
выбросы в обычное жидкое топливо для транспортных средств.

Формы природного газа и биометана

Сжатый природный газ

Сжатый природный газ (КПГ) — это природный газ, который хранится в
высокое давление.Обычно КПГ хранится в резервуарах высокого давления.
при 21–25 кПа (3000–3 600 фунтов на квадратный дюйм). СПГ — это форма естественного
газ чаще всего используется в транспортных средствах. Если влага устраняется
из газа биогаз хранится в том же диапазоне давления.

Сжиженный природный газ

Сжиженный природный газ (СПГ) хранится в резервуарах малого объема
очищая ПГ и превращая его в жидкость путем охлаждения до
ниже -162 ° C.В нормальных условиях СПГ занимает 1/600
объема НГ. Его необходимо хранить при очень низких температурах.
оставаться в жидком виде, поэтому обычно хранится в двустенных
герметичный резервуар с вакуумной изоляцией. Из-за трудностей
хранения и управления СПГ, он используется только в качестве автомобильного топлива
в тяжелых, требовательных к топливу транспортных средствах, таких как грузовики для шоссе
и строительное оборудование.

В данном информационном бюллетене основное внимание уделяется топливу с давлением до уровня КПГ, поскольку
СПГ — это наиболее распространенная форма газа, используемая для автомобилей.

Мировая торговая площадка NGV

NGV на мировой арене

Согласно недавнему отраслевому исследованию, население Канады на газомоторном топливе
на данный момент находится 12 000 автомобилей. В 1980-х и 1990-х годах на газомоторном топливе
был выше, но спрос на газомоторные автомобили в Канаде снизился на ряд
причин, в том числе уменьшение выбора автомобилей на рынке
и ликвидация федеральных и провинциальных автомобилей и станций
инвестиционные стимулы.

Пакистан в настоящее время является ведущей страной в мире по газомоторному топливу.
использование, при этом 52% транспортных средств (2 400 000 автомобилей) используют КПГ. Аргентина
на втором месте с 1 800 000 автомобилей, на третьем — Бразилия с 1 600 000 автомобилей.
транспортные средства.

Покупка NGV

Все основные автопроизводители планируют ввести заводскую сборку
Газомоторные автомобили на рынок Северной Америки.Посетить NGV
Онтарио для текущей доступности. На данный момент более 50 моделей
заводских средних и тяжелых грузовиков и автобусов могут
будут приобретены как новые автомобили с газовой топливной системой.

Преобразование автомобиля

Переход с бензина на газ

Многие автомобили можно переоборудовать для работы как на обычных
жидкое топливо и природный газ.Это включает конверсию с бензина
на природный газ / бензин и с дизельного топлива на природный газ / дизельное топливо
операция. NGV, который может работать на бензине или NG (или
дизельное топливо или NG) называется двухтопливным NGV. Газомоторный двигатель, работающий только
на NG называется выделенным NGV.

Для перевода автомобиля с бензинового на двухтопливный режим установите
цилиндры хранения топлива на транспортном средстве — обычно снизу
в автомобиле или в багажнике.Другие необходимые компоненты включают
топливопроводы из нержавеющей стали, регулятор понижения давления
и специальный топливно-воздушный смеситель.

Переоборудование для использования биогаза такое же, как и для природного газа.
использовать, хотя из-за более низкой плотности энергии потребители могут захотеть
установить дополнительные топливные цилиндры для увеличения запаса хода.
Лицензированные компании по конверсии природного газа могут предоставлять услуги по конверсии.Список конверсионных компаний находится в конце этого
Factsheet.

При двухтопливном преобразовании установлен переключатель на приборной панели
позволяет водителю легко переключаться между ПГ / биогазом обратно
на бензин или дизель в любое время, в том числе при движении, на холостом ходу
или в парке. Как правило, двухтопливные автомобили автоматически переключаются
в резервный бак обычного топлива при пустом баке природного газа.

Стоимость преобразования

Стоимость двухтопливной конверсии варьируется от примерно
$ 6,000- $ 12000. Разница в цене зависит от автомобиля.
модель, тип двигателя, объем двигателя, тип переоборудования и количество
цилиндров хранения топлива.

Например, преобразование бензинового Ford F150 5,4 л в
двухтопливная эксплуатация стоит около 6600 долларов.Установка включает
топливная рампа, кронштейны и два 70-литровых цилиндра. Годовое топливо
экономия, по оценкам Enbridge Gas Distribution, составляет приблизительно
3500 долларов (из расчета 1,30 доллара за литр и 0,75 доллара за литр сжатого природного газа).

Биотоплив против выделенного NG

Заправить двухтопливный автомобиль проще, чем заправить специальный
Газомоторный двигатель, так как количество государственных заправок природного газа ограничено.
станции в Онтарио.Двухтопливный транспорт всегда можно запустить на
больше доступного топлива (бензин или дизельное топливо) до тех пор, пока не будет удобно
для дозаправки на АЗС.

Двухтопливное преобразование также позволяет запускать двигатель на бензине.
или дизель, а затем переключитесь на работу на природном газе, когда двигатель достигнет
определенная температура. Двухтопливный газомоторный двигатель имеет дополнительное преимущество
наличия резервного топливного бака на случай, если бак природного газа будет пуст.

Конверсия двухтопливной смеси биогаза / дизельного топлива

Возможна эксплуатация дизельного автомобиля на смеси биогаз / дизельное топливо.
(например, 90% биогаза, 10% дизельного топлива) с использованием модифицированного дизельного двигателя.
Двигатель работает за счет впрыска биогаза в двигатель по воздуху.
такт впуска (поскольку при сжатии метан не воспламеняется).
Дизельное топливо впрыскивается и зажигается, а затем воспламеняется биогаз,
эффективно действует как свеча зажигания.Необходимые модификации
для двухтопливной работы включают две системы впрыска топлива (для
биогаз и дизельное топливо), второй топливопровод и бак для хранения
биогаз.

В двухтопливной конфигурации двигатель запускается на 100% дизельном топливе,
а технология впрыска топлива увеличивает коэффициент биогаза, поскольку
настолько высокий, насколько позволяет ездовой цикл (максимум 90%). это
технология имеет несколько преимуществ перед искровым зажиганием, поскольку
общий КПД, обнаруженный с воспламенением от сжатия, и когда
биогаз заканчивается, двигатель продолжает работать только на дизеле.

Двухтопливная модель дизель / биогаз была продемонстрирована на фермах.
биогазовые системы с системами, работающими на 95% / 5% биогазе / дизельном топливе
смеси. В таких случаях биогаз все еще содержит 40% углекислого газа.
и не был повышен до качества НГ. фигура
2 показан трактор Valtra компании AGCO, двухтопливный трактор, работающий на биогазе и дизельном топливе.

Испытание проведено в США.К. в июле 2010 г. продемонстрировал двухтопливный
мусоровоз, работающий со смесью 90% / 10% улучшенного биометана / дизельного топлива
с полигона.

Рисунок 2.
Двухтопливный трактор, работающий на дизельном топливе или биогазе. Фото
любезно предоставлено AGCO Valtra.

Дальность заправки

Без дополнительных резервуаров для хранения газа типичный газомоторный автомобиль может двигаться
примерно 175 км на одном баке НГ (против примерно
400 км на обычной машине).Это значение было рассчитано исходя из предположения, что
объем хранения топлива, равный нормальному бензобаку. В большинстве случаев,
баки большего объема или несколько баков устанавливаются на газомоторных автомобилях, чтобы
учитывайте большее расстояние между дозаправками.

Из-за необходимого места для хранения преобразование в газомоторное
имеет больше смысла для грузовика, фургона или трактора, где дополнительное пространство
доступен для дополнительных топливных баков.Если автомобиль работает на не модернизированном
биогаз (т.е. все еще содержащий 40% CO 2 по объему),
дальность действия еще больше уменьшается из-за более низкой плотности энергии
топливо.

Университет Кеттеринга обнаружил, что их Chevrolet 2500 HD 2009 г.
Двухтопливный грузовик, работающий на бензине / КПГ, имел запас хода около 1175
км (730 миль по шоссе) — 385 км (240 миль) по биометану
и 790 км (490 миль) на бензине.

Город Гвельф, биогаз, двухтопливный двигатель 2007 Dodge Ram 5,7 L Hemi
имеет дальность действия примерно 200 км, когда оба биогазовых резервуара объемом 70 л
полные, и на бензине 500 км. Полная заправка занимает 5-8 часов.
часов и обычно происходит в течение ночи. Сырой биогаз содержит
60% метана и 40% углекислого газа. Guelph повышает качество газа
до 86% метана за счет добавления природного газа для соблюдения нормативных требований
требования к наличию запаха в газе.Для сравнения, чистый
в природном газе содержится около 95% метана. Гвельф не снимает
любой углекислый газ из биогаза.

Заправка

АЗС

Общественные заправочные станции — это системы Fast-Fill, в которых большинство
Заправка автомобилей занимает всего 2-3 минуты. В Онтарио есть
работают несколько общественных газозаправочных станций
компании Enbridge Gas Distribution, Shell Canada, Pioneer, Sunoco и
Канадская шина.Актуальный список АЗС в
в вашем районе посетите Natural Gas
Транспорт Онтарио. Чтобы узнать о станциях по всей Канаде, посетите
Канадский альянс транспортных средств, работающих на природном газе (CNGVA)
интернет сайт.

Заправка дома или на ферме с помощью заправочного устройства

Устройство для заправки автомобилей (VRA) позволяет операторам заправлять
автомобиль дома или на ферме, как показано на рисунках
3 и 4.VRA сжимает газ и
закачивает в топливный бак автомобиля. VRA настроен для NG
или для биогаза. Хотя правила затрудняют создание рекламы
АЗС в любом месте, кроме АЗС,
На заправочных станциях ПГ меньше ограничений.

Рисунок 3.
Коммерческий фургон заправляется природным газом.Фото любезно предоставлено
из M.O.T. Строительство.

VRA разного размера предлагают разную скорость заполнения. В 2011,
стоимость небольшого ВРА, способного заправлять 3-5 м3 в час
составляла примерно 7500 долларов. Предназначен для заправки автомобиля в ночное время,
этот тип системы медленного заполнения также может быть оснащен системой быстрого заполнения
крепление через накопительный бак. VRA медленно заполняет хранилище
бак, и автомобиль быстро заполняется из бака хранения.Также доступны большие VRA с расходом до 17 м3 / час.
Enbridge Gas арендует системы VRA примерно от 90 долларов в месяц.

Рисунок 4. A
Установка VRA, заполняющая пикап City of Guelph смесью биогаза
и природный газ.

Фермы, у которых есть газовая скважина или биогазовая система, могут нуждаться в
для очистки и охлаждения / обезвоживания газа перед его пропусканием через
VRA.Устранение влаги и агрессивных элементов, таких как водород
сульфид — это первый шаг. В зависимости от конструкции автомобиля модернизация
также может потребоваться биогаз за счет удаления CO 2 .

Энергетическая ценность топлива

Топливо имеет ряд значений энергии. Операторы, использующие меньшее значение
топлива можно либо чаще заправлять, либо установить топливный бак большего размера
(Таблица 1).

Таблица 1. Примерный диапазон значений энергии для различных
топливо
Топливо Приблизительная энергетическая ценность МДж / ед. (БТЕ / ед.)
Бензин1 32,6–34,6 МДж / л (30 900–32 900 БТЕ / л)
№2 дизель1 36.0–38 МДж / л (34 000–36 000 БТЕ / л)
Пропан (СНГ) 1, 2 23,4–26,9 МДж / л (22 200–25 000 БТЕ / л)
Природный газ или биометан2 35,3–40,6 МДж / м3 (33 500–38 500 БТЕ / м3)
СПГ (при 3600 фунт / кв. Дюйм) 1 10,6–12,2 ГДж / м3 (10 040 000–11 600 000
БТЕ / м3)
СПГ1 20.4–23,6 МДж / л (19 400–22 400 БТЕ / л)
Биогаз2, 3 22–27 МДж / м3 (20 800–26 000 БТЕ / м3)

Примечание: 1 м3 = 1000 л
1 БТЕ = 1,055055853 кДж
1 МДж = 1000 кДж = 0,001 ГДж

1 PDFs / afv_info.pdf «> США.
Департамент энергетики

2 OMAFRA личная переписка с Union Gas;
OMAFRA Запись данных
Очищенная кукуруза в качестве топочного топлива, Заказ №11-021

3
Био-движение Тур


Выводы

Существуют знания и технологии, позволяющие заправлять автомобили природным топливом.
газ или биогаз. Экономика кажется довольно привлекательной. Вновь
такой подход к заправке транспортных средств может обеспечить экономию средств
фермеров и позволяют им производить собственное топливо на месте.

Ресурсы

Следующие ресурсы доступны для поддержки преобразования
автомобилей на природный газ или биогаз.Этот список не является исчерпывающим.

Гаражи Онтарио
Комплекты для переоборудования автомобилей
АЗС
На главную / Коммерческие заправочные системы
Осушители NG и установки для обогащения биогаза
Природные ресурсы Канады
NG Двигатели
Дополнительные ресурсы

Список литературы

  • Ахман, Макс (сентябрь 2009 г.).Биометан в транспортном секторе
    — Оценка забытого варианта. Elsevier Energy
    Журнал политики. Doi: 10.1016 / j.enpol.2009.09.007.
  • BioMotion
    Тур 09
  • CADDET Энергоэффективность МЭА / ОЭСР. Системы природного газа для
    сельхозтехника (октябрь 1993 г.). CA92.010 / 4X.C01.
  • Krich, Ken, et al. (Июль 2005 г.). Биометан
    из молочных отходов: Справочник по производству и использованию
    возобновляемый природный газ в Калифорнии.Сила коровы.
  • Лемке, Бренда, Макканн, Нолан и Пурмовахед, Ахмад (апрель
    2011). Производительность и эффективность двухтопливного биометана / бензина
    транспортное средство. Машиностроительный факультет Университета Кеттеринга.
  • Милнер, Алисия (12 марта 2009 г.). биогаз
    для транспортировки — канадская перспектива. рост
    Маржинальная конференция.
  • Круглый стол «Использование природного газа на транспорте» (декабрь 2010 г.).Использование природного газа в канадском транспортном секторе.
  • Шольфилд, Доминик и Кэрролл, Стив (2010). Испытание
    мусоровоз на биометане в Лидсе. Центр
    передового опыта в области технологий с низким содержанием углерода и топливных элементов.
  • Spieser, H. Burning
    Очищенная кукуруза в качестве топочного топлива, Информационный бюллетень OMAFRA , Заказ №
    11-021.
  • PDFs / afv_info.pdf «> США.
    Департамент энергетики

.

Пропан, сжиженный углеводородный газ (СНГ)

Ford F-150 (Bi-Fuel LPG)

Пропан, или сжиженный нефтяной газ (СНГ), представляет собой экологически чистое ископаемое топливо, которое можно использовать в двигателях внутреннего сгорания.

Большая часть пропана, используемого в США, производится внутри страны. Обычно он дешевле бензина и не ухудшает характеристики. Транспортные средства, работающие на сжиженном нефтяном газе, также могут выделять меньшее количество некоторых загрязнителей воздуха и парниковых газов, в зависимости от типа транспортного средства, калибровки и цикла движения.

Недостатком сжиженного нефтяного газа является ограниченное количество заправочных станций и транспортных средств. Сжиженный газ продают более 900 общественных заправочных станций. Несколько легковых автомобилей — в основном более крупные грузовики и фургоны — можно заказать у дилера с готовым двигателем и переоборудовать для использования пропана. Потребители также могут переоборудовать находящиеся в эксплуатации обычные автомобили на сжиженный нефтяной газ. Некоторые автомобили, работающие на сжиженном нефтяном газе, работают только на пропане. Другие могут переключаться с пропана на обычное топливо, такое как бензин.

Пропан хранится в жидком виде в топливных баках под давлением 300 фунтов на квадратный дюйм.Таким образом, конверсия LPG состоит из установки отдельной топливной системы (если автомобиль будет использовать как обычное топливо, так и LPG) или замены топливной системы (работа только на LPG).

Переоборудование автомобиля на сжиженный газ может стоить от 6000 до 12000 долларов. Однако эту стоимость можно окупить за счет более низких затрат на топливо и техническое обслуживание.

Преимущества и недостатки СУГ
  • 85% пропана, используемого в США, поступает из внутренних источников 1
  • Дешевле бензина
  • Снижение затрат на техническое обслуживание автомобилей
  • Потенциально более низкие токсичные выбросы диоксида углерода (CO 2 ), монооксида углерода (CO) и неметановых углеводородов (NMHC)
  • Автомобиль ограничен
  • Ограниченное количество АЗС
  • Меньше миль на баке топлива
  • Переоборудование автомобиля на сжиженный газ стоит дорого

Дополнительная информация

Информация об экономии топлива для транспортных средств, работающих на альтернативном топливе

Центр данных по альтернативным видам топлива (U.S. Министерство энергетики)

Управление энергетической информации (Министерство энергетики США)

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *