Особенности сжижения природного газа

Поскольку сжижение метана под атмосферным давлением происходит при –161°С, необходимо достигнуть примерно –160°С для сжижения природного газа, в котором метан является главным компонентом.

Кроме особенностей, касающихся применяемых материалов, и проблем пуска в эксплуатацию сооружений, заполняемых природным холодным и сжиженным газом, существуют определенные аспекты, связанные с низкой температурой:

  1. Необходимость выделения на предварительной ступени охлаждения определенных веществ,
    содержащихся в пластовом газе, которые при –160°С конденсируются в твердой фазе и образовали бы твердые осадки в теплообменниках холодильных машин (испарителях).
  2. Необходимость извлечения ректификацией тяжелых углеводородов (С5+), которые тоже конденсируются при низких температурах; эти углеводороды извлекаются в большом количестве (С3, С4 и даже С2), если возможна прямая коммерциализация (продажа).
  3. Необходимость сооружения больших энергетических установок для сжижения.

Сооружение завода по сжижению газа является решающим звеном в производственно-сбытовой цепочке СПГ. На него приходится наибольшая доля общих затрат. Для энергоснабжения завода по сжижению может потребоваться тепловая электростанция (900 МВт). Поэтому затраты на эксплуатацию завода по сжижению составляют существенную часть общих затрат в производственно-сбытовой цепочке СПГ, и во многом их величина зависит от энергоэффективности установки. Можно достичь значительной экономии за счет эффекта масштаба и применения более передовых технологий выработки электроэнергии. На более старых заводах электроэнергия, необходимая для запитки компрессоров, вырабатывается при помощи паровых турбин (с термодинамическим КПД порядка 30%), в то время как на более современных объектах применяются парогазовые установки. Они объединяют два процесса: газ используется как топливо для газотурбины, а при помощи тепла, генерируемого газотурбиной, получают пар, который в свою очередь приводит в движение паровую турбину. Общий КПД парогазовой установки превышает 50%. Кроме того, за счет применения крупных осевых компрессоров, вместо центробежных, можно сократить потребление энергии на 15%.