ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ», накопив значительный опыт в создании ожижителей технических газов и создав различные установки сжижения азота, кислорода, водорода, гелия, в начале 2000-х годов приступило к разработке оборудования для производства сжиженного природного газа (СПГ).
Первая установка сжижения природного газа в ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» была разработана и изготовлена по заказу Правительства г. Москвы и предназначалась для полного сжижения поступающего газа низкого давления. Установка представляла собой транспортабельное оборудование, расположенное в стандартных контейнерах. Установка реализует цикл сжижения высокого давления.
Более десяти лет назад ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» определило создание оборудования для получения и использования сжиженного природного газа (СПГ) одним из приоритетных направлений, начав разработки в этой области инициативном порядке.
В настоящее время ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» предлагает ожижители природного газа (установки сжижения природного газа) с производительностью от 1 до 10 тонн СПГ в час. В некоторых случаях единичная производительность может достигать 20 и даже 30 т/ч по товарному СПГ.
Для производства СПГ в качестве сырья может выступать как природный газ, так и попутный. В зависимости от сырьевого газа потребуются разные системы его подготовки перед сжижением.
Если ожижитель располагается не в месте добычи, то сырьевым газом выступает газ с гостированными характеристиками. Природный газ, подаваемый в коммунальные системы должен соответствовать ГОСТ 5542-2014 “Газы горючие природные промышленного и коммунально-бытового назначения”. Свойства и состав природного газ, транспортируемого по газотранспортной системе ПАО «ГАЗПРОМ», регламентируются внутренним стандартом СТО-089-2010.
Полученный в установке сжижения СПГ в зависимости от его дальнейшего применения и соответствующих требований к нему может соответствовать одной из марок А, Б или В по ГОСТ Р 56021-2014.
Для подачи газа в криогенный блок, где происходит его сжижение, газ требует подготовки, состав и аппаратурное оформление которой зависит от состава сырьевого газа.
Природный газ, соответствующий ГОСТ 5542-2014, как правило, требует его осушки (удаления паров воды) и очистки (удаления остатков углекислого газа). При необходимости, блок подготовки может быть дополнен дополнительным оборудованием.
В случае, если в качестве сырья для производства СПГ используется попутный нефтяной газ (ПНГ) или жирный природный газ, могут потребоваться ступени отделения тяжелых углеводородов (С5+), а также колонны депропанизации и деэтанизации, извлекающие из него соответственно пропановые и этановые фракции.
В зависимости от целей и задач, входного сырья, параметров получаемого продукта, а также единичной производительности установки для сжижения природного газа могут базироваться на разных принципиальных схемах и термодинамических циклах.
Все многообразие технологических схем можно разделить на схемы, в которых происходит частичное или полное сжижение подготовленного потока газа.
При этом ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» готово предложить установки (ожижители) как первого, так и второго типов.
В обоих вариантах построения технологии могут использоваться сочетания процессов сжатия газа, его предварительного охлаждения (потоками газа или хладагента), теплопередачи, расширения в детандерных машинах или дросселирование.
ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» разрабатывает технологии, а также изготавливает оборудование для ведения процессов адсорбционной осушки и очистки, охлаждения, детандирования и сжижения природного газа.
Установки сжижения природного газа преимущественно строятся по блочно-модульному принципу и в обязательном порядке включают в свой состав следующие блоки:
- блок осушки (удаление влаги);
- блок очистки (удаление углекислоты);
- блок аппаратов (предварительное охлаждение и отвод высококипящих тяжелых компонентов);
- блок криогенный (доведение до криогенных температур и сжижение).
Также установки могут включать в свой состав:
- турбодетандерный агрегат;
- установки предварительного охлаждения (пропанового или другого);
- компрессорные установки;
- блок возврата паров (например, включающие эжектор).
Большое влияние на оборудование ожижителя природного газа оказывает инфраструктура его хранения и перевозки.
Так, создание крупных заводских хранилищ СПГ, вместимость которых, как правило, достигает тысяч кубических метров, подразумевает применение хранилищ атмосферного типа. Это влечет за собой необходимость производства более «холодного» СПГ (т.е. с более низкой температурой), что приводит к росту энергетических затрат на производство 1 кг СПГ.
Применение хранилищ, в которых СПГ находится под избыточным давлением, позволяет на выходе из установки сжижения природного газа иметь более высокие температуры СПГ. Такой СПГ менее энергоемок, однако могут возникать дополнительные потери паров такого СПГ при хранении, перевалке и транспортировке.
Каждый раз, принимая решение об использовании того или иного технологического цикла и оборудования, наши специалисты исходят из задачи многопараметрической оптимизации с учетом приоритетов конкретного заказчика. При этом принимаются во внимание, как исходные характеристики сырьевого газа, так и требований к товарным продуктам, в т.ч. к самому СПГ, особенности имеющейся на объекте и в регионе инфраструктуры, особенности эксплуатации и уровень подготовки персонала в месте расположения объекта.
Номенклатура ожижителей природного газа (ОПГ) ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» включает следующие модели ожижителей:
- Ожижители частичного сжижения сырьевого потока природного газа;
- Ожижители полного сжижения сырьевого потока природного газа.
