गैस को कैसे और क्यों तरलीकृत किया जाता है: उत्पादन तकनीक और तरलीकृत गैस के उपयोग का दायरा

परिचय

वर्तमान में, बॉयलर हाउस में जो रेलवे परिवहन उद्यमों के बुनियादी ढांचे का हिस्सा हैं, ज्यादातर मामलों में, कोयला और ईंधन तेल ऊर्जा स्रोत के रूप में काम करते हैं, और डीजल ईंधन एक बैकअप है। इसलिए, उदाहरण के लिए, रूसी रेलवे की एक शाखा, ओक्त्रैब्रस्काया रेलवे की गर्मी आपूर्ति सुविधाओं के विश्लेषण से पता चला है कि बॉयलर हाउस मुख्य रूप से ईंधन तेल पर काम करते हैं, और उनमें से केवल कुछ ही प्राकृतिक गैस पर चलते हैं।

ईंधन तेल बॉयलरों के फायदों में उनकी पूर्ण स्वायत्तता (गैस मेन से दूरस्थ सुविधाओं के लिए उनका उपयोग करने की संभावना) और ईंधन घटक की कम लागत (कोयला, डीजल और इलेक्ट्रिक बॉयलर की तुलना में) शामिल हैं, नुकसान को व्यवस्थित करने की आवश्यकता है एक भंडारण सुविधा, ईंधन तेल की आपूर्ति सुनिश्चित करने, ईंधन की गुणवत्ता को नियंत्रित करने, पर्यावरण प्रदूषण की समस्या। बड़ी मात्रा में ईंधन वितरित करते समय, एक अनलोडिंग सिस्टम (हीटिंग और ड्रेनिंग फ्यूल ऑयल) और एक्सेस सड़कों को व्यवस्थित करना आवश्यक है, बॉयलर में ईंधन के परिवहन के लिए भंडारण सुविधाओं और ईंधन तेल पाइपलाइनों को गर्म करने की आवश्यकता और हीटिंग हीट एक्सचेंजर्स की सफाई के लिए अतिरिक्त लागत। और ईंधन तेल फिल्टर।

वातावरण में हानिकारक उत्सर्जन के लिए शुल्क में अपेक्षित तेज वृद्धि के संबंध में, रूसी रेलवे के केंद्रीय ताप और जल आपूर्ति निदेशालय ने रेलवे बॉयलरों में ईंधन तेल के उपयोग को कम करने का निर्णय लिया। मरमंस्क क्षेत्र में, जहां ओक्त्रैबर्स्काया रेलवे का हिस्सा गुजरता है, शहर और जिला बॉयलर घरों की ईंधन तेल निर्भरता को कम करने के उद्देश्य से एक परियोजना प्रस्तुत की जाती है, जिसमें उन्हें तरलीकृत प्राकृतिक गैस (एलएनजी) में बदलने का विकल्प भी शामिल है। करेलिया में एक एलएनजी संयंत्र और उत्तर पश्चिमी संघीय जिले में एक गैस बुनियादी ढांचे का निर्माण करने की योजना है।

ईंधन तेल से दूर जाने से मरमंस्क क्षेत्र में बॉयलर हाउस की दक्षता में 40% की वृद्धि होगी।

एलएनजी 21वीं सदी का ईंधन है

निकट भविष्य में, रूस तरलीकृत प्राकृतिक गैस के विश्व बाजार में अग्रणी उत्पादकों और आपूर्तिकर्ताओं में से एक बन सकता है, जो हमारे देश के लिए अपेक्षाकृत नए प्रकार का वैकल्पिक ईंधन है।दुनिया में उत्पादित सभी प्राकृतिक गैसों में से, 26% से अधिक तरल रूप में तरल रूप में उत्पादन के देशों से गैस उपभोक्ताओं के देशों में विशेष टैंकरों में ले जाया जाता है।

अन्य ऊर्जा वाहकों की तुलना में तरलीकृत प्राकृतिक गैस के महत्वपूर्ण लाभ हैं। वे थोड़े समय में गैर-गैसीकृत बस्तियों को प्रदान कर सकते हैं। इसके अलावा, तरलीकृत प्राकृतिक गैस बड़े पैमाने पर उपयोग किए जाने वाले ईंधन के लिए सबसे अधिक पर्यावरण के अनुकूल और सुरक्षित है, और इससे उद्योग और परिवहन में इसके उपयोग की व्यापक संभावनाएं खुलती हैं। आज, रूस में प्राकृतिक गैस द्रवीकरण संयंत्रों के निर्माण और निर्यात के लिए इसके लदान के लिए टर्मिनलों के निर्माण के लिए कई विकल्पों पर विचार किया जा रहा है, जिनमें से एक को प्रिमोर्स्क, लेनिनग्राद क्षेत्र के बंदरगाह में लागू किया जाना है।

वैकल्पिक ईंधन के रूप में तरलीकृत प्राकृतिक गैस के कई फायदे हैं। सबसे पहले, प्राकृतिक गैस के द्रवीकरण से इसका घनत्व 600 गुना बढ़ जाता है, जिससे भंडारण और परिवहन की दक्षता और सुविधा बढ़ जाती है। दूसरे, एलएनजी धातुओं के लिए गैर-विषाक्त और गैर-संक्षारक है, यह एक क्रायोजेनिक तरल है जिसे थर्मल इन्सुलेशन वाले कंटेनर में लगभग 112 के (-161 डिग्री सेल्सियस) के तापमान पर थोड़ा अधिक दबाव में संग्रहीत किया जाता है। तीसरा, यह हवा की तुलना में हल्का है, और आकस्मिक रिसाव की स्थिति में, भारी प्रोपेन के विपरीत, यह जल्दी से वाष्पित हो जाता है, जो प्राकृतिक और कृत्रिम अवसादों में जमा हो जाता है और एक विस्फोट का खतरा पैदा करता है। चौथा, यह मुख्य पाइपलाइनों से काफी दूरी पर स्थित वस्तुओं को गैसीकृत करना संभव बनाता है। एलएनजी आज डीजल सहित किसी भी पेट्रोलियम ईंधन से सस्ता है, लेकिन कैलोरी के मामले में उनसे आगे निकल जाता है।तरलीकृत प्राकृतिक गैस पर चलने वाले बॉयलरों में उच्च दक्षता होती है - 94% तक, इसे सर्दियों में (जैसे ईंधन तेल और प्रोपेन-ब्यूटेन) पहले से गरम करने के लिए ईंधन की खपत की आवश्यकता नहीं होती है। कम क्वथनांक न्यूनतम परिवेश के तापमान पर एलएनजी के पूर्ण वाष्पीकरण की गारंटी देता है।

तरलीकृत हाइड्रोजन के लिए संभावनाएं

इस रूप में प्रत्यक्ष द्रवीकरण और उपयोग के अलावा, एक अन्य ऊर्जा वाहक, हाइड्रोजन, प्राकृतिक गैस से भी प्राप्त किया जा सकता है। मीथेन CH4 है, प्रोपेन C3H8 है, और ब्यूटेन C4H10 है।

इन सभी जीवाश्म ईंधन में हाइड्रोजन घटक मौजूद है, आपको बस इसे अलग करने की जरूरत है।

हाइड्रोजन के मुख्य लाभ पर्यावरण मित्रता और प्रकृति में व्यापक वितरण हैं, हालांकि, इसके द्रवीकरण की उच्च कीमत और निरंतर वाष्पीकरण के कारण होने वाले नुकसान इन लाभों को नकारते हैं।

हाइड्रोजन को गैस अवस्था से तरल में स्थानांतरित करने के लिए, इसे -253 ° C तक ठंडा किया जाना चाहिए। इसके लिए मल्टी-स्टेज कूलिंग सिस्टम और "कम्प्रेशन/एक्सपेंशन" यूनिट का इस्तेमाल किया जाता है। अभी तक ऐसी प्रौद्योगिकियां बहुत महंगी हैं, लेकिन उनकी लागत कम करने के लिए काम चल रहा है।

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इसके अलावा, एलपीजी और एलएनजी के विपरीत, तरलीकृत हाइड्रोजन बहुत अधिक विस्फोटक है। ऑक्सीजन के साथ संयोजन में इसका थोड़ा सा रिसाव गैस-वायु मिश्रण देता है, जो थोड़ी सी चिंगारी से प्रज्वलित होता है। और तरल हाइड्रोजन का भंडारण विशेष क्रायोजेनिक कंटेनरों में ही संभव है। हाइड्रोजन ईंधन के अभी भी बहुत सारे नुकसान हैं।

आग/विस्फोट जोखिम और शमन

आमतौर पर रिफाइनरियों में उपयोग किया जाने वाला गोलाकार गैस कंटेनर।

रिफाइनरी या गैस प्लांट में, एलपीजी को प्रेशराइज्ड टैंकों में संग्रहित किया जाना चाहिए। ये कंटेनर बेलनाकार, क्षैतिज या गोलाकार होते हैं। आमतौर पर इन जहाजों को कुछ नियमों के अनुसार डिजाइन और निर्मित किया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, यह कोड अमेरिकन सोसाइटी ऑफ मैकेनिकल इंजीनियर्स (एएसएमई) द्वारा शासित है।

एलपीजी कंटेनरों में सुरक्षा वाल्व होते हैं ताकि बाहरी ताप स्रोतों के संपर्क में आने पर वे एलपीजी को वायुमंडल या फ्लेयर स्टैक में छोड़ दें।

यदि एक टैंक पर्याप्त अवधि और तीव्रता की आग के संपर्क में है, तो यह उबलते तरल विस्तार वाले वाष्प विस्फोट (BLEVE) के अधीन हो सकता है। यह आमतौर पर बड़ी रिफाइनरियों और पेट्रोकेमिकल संयंत्रों के लिए चिंता का विषय है जो बहुत बड़े कंटेनरों को संभालते हैं। एक नियम के रूप में, टैंक इस तरह से डिज़ाइन किए गए हैं कि उत्पाद तेजी से बाहर निकल जाएगा क्योंकि दबाव खतरनाक स्तर तक पहुंच सकता है।

औद्योगिक वातावरण में उपयोग किए जाने वाले सुरक्षा के साधनों में से एक ऐसे कंटेनरों को एक उपाय से लैस करना है जो आग प्रतिरोध की एक डिग्री प्रदान करता है। बड़े गोलाकार एलपीजी कंटेनरों में स्टील की दीवारें 15 सेमी तक मोटी हो सकती हैं। वे एक प्रमाणित दबाव राहत वाल्व से सुसज्जित हैं। बर्तन के पास एक बड़ी आग उसके तापमान और दबाव को बढ़ाएगी। शीर्ष सुरक्षा वाल्व को अतिरिक्त दबाव को दूर करने और कंटेनर के विनाश को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है।आग की पर्याप्त अवधि और तीव्रता के साथ, उबलने और फैलने वाली गैस द्वारा बनाया गया दबाव अतिरिक्त को हटाने के लिए वाल्व की क्षमता से अधिक हो सकता है। यदि ऐसा होता है, तो ओवरएक्सपोज्ड कंटेनर हिंसक रूप से टूट सकता है, भागों को तेज गति से निकाल सकता है, जबकि जारी किए गए उत्पाद भी प्रज्वलित हो सकते हैं, संभावित रूप से अन्य कंटेनरों सहित आसपास के क्षेत्र में किसी भी चीज को विनाशकारी नुकसान पहुंचा सकते हैं।

लोगों को कार्यस्थल में एलपीजी के संपर्क में आने, त्वचा के संपर्क में आने और आंखों के संपर्क के माध्यम से उजागर किया जा सकता है। व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य प्रशासन (ओएसएचए) ने कार्यस्थल में एलपीजी एक्सपोजर के लिए कानूनी सीमा (अनुमेय एक्सपोजर सीमा) को 8 घंटे के कार्यदिवस में 1,000 पीपीएम (1,800 मिलीग्राम / एम 3) पर निर्धारित किया है। व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य के लिए राष्ट्रीय संस्थान (NIOSH) ने 8 घंटे के कार्यदिवस में 1,000 भागों प्रति मिलियन (1,800 mg/m 3) की अनुशंसित जोखिम सीमा (REL) निर्धारित की है। 2000 पीपीएम के स्तर पर, 10% कम विस्फोटक सीमा, तरलीकृत पेट्रोलियम गैस को सीधे जीवन और स्वास्थ्य के लिए खतरनाक माना जाता है (केवल विस्फोट के जोखिम से संबंधित सुरक्षा कारणों से)।

प्राकृतिक गैस का द्रवीकरण क्यों?

मीथेन, ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन, हीलियम, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य गैसों के मिश्रण के साथ-साथ उनके विभिन्न डेरिवेटिव के रूप में पृथ्वी के आंतों से नीला ईंधन निकाला जाता है।

उनमें से कुछ का उपयोग रासायनिक उद्योग में किया जाता है, और कुछ को गर्मी और बिजली उत्पन्न करने के लिए बॉयलर या टर्बाइन में जलाया जाता है। इसके अलावा, निकाले गए एक निश्चित मात्रा का उपयोग गैस इंजन ईंधन के रूप में किया जाता है।

गैस श्रमिकों द्वारा गणना से पता चलता है कि यदि नीले ईंधन को 2,500 किमी या उससे अधिक की दूरी पर वितरित करने की आवश्यकता है, तो इसे पाइपलाइन की तुलना में तरल रूप में करना अधिक लाभदायक होता है।

प्राकृतिक गैस के द्रवीकरण का मुख्य कारण लंबी दूरी पर इसके परिवहन को सरल बनाना है। यदि उपभोक्ता और गैस ईंधन उत्पादन अच्छी तरह से जमीन पर एक दूसरे से दूर नहीं हैं, तो उनके बीच एक पाइप रखना आसान और अधिक लाभदायक है। लेकिन कुछ मामलों में, भौगोलिक बारीकियों के कारण राजमार्ग का निर्माण बहुत महंगा और समस्याग्रस्त हो जाता है। इसलिए, वे तरल रूप में एलएनजी या एलपीजी के उत्पादन के लिए विभिन्न तकनीकों का सहारा लेते हैं।

अर्थशास्त्र और परिवहन की सुरक्षा

गैस के द्रवीभूत होने के बाद, यह पहले से ही समुद्र, नदी, सड़क और/या रेल द्वारा परिवहन के लिए विशेष कंटेनरों में पंप किए गए तरल के रूप में है। साथ ही, तकनीकी रूप से, ऊर्जा की दृष्टि से द्रवीकरण एक महंगी प्रक्रिया है।

विभिन्न संयंत्रों में, यह मूल ईंधन मात्रा का 25% तक लेता है। यानी, प्रौद्योगिकी के लिए आवश्यक ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए, तैयार रूप में प्रत्येक तीन टन के लिए 1 टन एलएनजी तक जलाना पड़ता है। लेकिन प्राकृतिक गैस अब बहुत मांग में है, सब कुछ भुगतान करता है।

तरल रूप में, मीथेन (प्रोपेन-ब्यूटेन) गैसीय अवस्था की तुलना में 500-600 गुना कम मात्रा में रहता है

जब तक प्राकृतिक गैस तरल अवस्था में है, यह ज्वलनशील और गैर-विस्फोटक है। केवल पुनर्गैसीकरण के दौरान वाष्पीकरण के बाद, परिणामस्वरूप गैस मिश्रण बॉयलर और खाना पकाने के स्टोव में दहन के लिए उपयुक्त है। इसलिए, यदि एलएनजी या एलपीजी का उपयोग हाइड्रोकार्बन ईंधन के रूप में किया जाता है, तो उन्हें पुन: गैसीकृत किया जाना चाहिए।

विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग करें

अक्सर, "तरलीकृत गैस" और "गैस द्रवीकरण" शब्दों का उल्लेख हाइड्रोकार्बन ऊर्जा वाहक के परिवहन के संदर्भ में किया जाता है। यानी पहले नीला ईंधन निकाला जाता है और फिर उसे एलपीजी या एलएनजी में बदला जाता है। इसके अलावा, परिणामी तरल को ले जाया जाता है और फिर एक विशेष अनुप्रयोग के लिए फिर से गैसीय अवस्था में लौटा दिया जाता है।

एलपीजी (तरलीकृत पेट्रोलियम गैस) प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण का 95% या अधिक है, और एलएनजी (तरलीकृत प्राकृतिक गैस) 85-95% मीथेन है। ये समान हैं और एक ही समय में मौलिक रूप से विभिन्न प्रकार के ईंधन हैं।

प्रोपेन-ब्यूटेन से एलपीजी का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है:

• गैस इंजन ईंधन;
• स्वायत्त हीटिंग सिस्टम के गैस टैंक में इंजेक्शन के लिए ईंधन;
• 200 मिली से 50 लीटर की क्षमता वाले लाइटर और गैस सिलेंडर भरने के लिए तरल।

एलएनजी आमतौर पर लंबी दूरी के परिवहन के लिए विशेष रूप से उत्पादित किया जाता है। यदि एलपीजी के भंडारण के लिए पर्याप्त क्षमता है जो कई वायुमंडलों के दबाव का सामना कर सकती है, तो तरलीकृत मीथेन के लिए विशेष क्रायोजेनिक टैंक की आवश्यकता होती है।

एलएनजी भंडारण उपकरण अत्यधिक तकनीकी है और बहुत अधिक स्थान लेता है। सिलिंडरों की उच्च लागत के कारण यात्री कारों में इस तरह के ईंधन का उपयोग करना लाभदायक नहीं है। एकल प्रायोगिक मॉडल के रूप में एलएनजी ट्रक पहले से ही सड़कों पर चल रहे हैं, लेकिन निकट भविष्य में यात्री कार खंड में इस "तरल" ईंधन के व्यापक उपयोग की संभावना नहीं है।

ईंधन के रूप में तरलीकृत मीथेन अब तेजी से संचालन में उपयोग किया जाता है:

• रेलवे डीजल इंजन;
• समुद्री जहाज;
• नदी परिवहन।

ऊर्जा वाहक के रूप में उपयोग किए जाने के अलावा, एलपीजी और एलएनजी का उपयोग सीधे गैस और पेट्रोकेमिकल संयंत्रों में तरल रूप में भी किया जाता है।उनका उपयोग विभिन्न प्लास्टिक और अन्य हाइड्रोकार्बन-आधारित सामग्री बनाने के लिए किया जाता है।

तरलीकृत प्रोपेन, ब्यूटेन और मीथेन के गुण और क्षमताएं

एलपीजी और अन्य प्रकार के ईंधन के बीच मुख्य अंतर कुछ बाहरी परिस्थितियों में अपनी अवस्था को तरल से गैसीय और इसके विपरीत बदलने की क्षमता है। इन स्थितियों में परिवेश का तापमान, टैंक में आंतरिक दबाव और पदार्थ का आयतन शामिल है। उदाहरण के लिए, यदि हवा का तापमान 20 है, तो ब्यूटेन 1.6 MPa के दबाव में द्रवित हो जाता है। इसी समय, इसका क्वथनांक केवल -1 है, इसलिए भीषण ठंढ में यह तरल रहेगा, भले ही सिलेंडर का वाल्व खोला जाए।

प्रोपेन में ब्यूटेन की तुलना में अधिक ऊर्जा घनत्व होता है। इसका क्वथनांक -42ºС है, इसलिए कठोर जलवायु परिस्थितियों में भी यह तेजी से गैस बनाने की क्षमता रखता है।

मीथेन का क्वथनांक और भी कम होता है। यह -160 पर द्रव अवस्था में चला जाता है। घरेलू परिस्थितियों के लिए एलएनजी का व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है, हालांकि, लंबी दूरी पर आयात या परिवहन के लिए, एक निश्चित तापमान और दबाव पर प्राकृतिक गैस की तरलता की क्षमता का बहुत महत्व है।

टैंकर द्वारा परिवहन

किसी भी तरलीकृत हाइड्रोकार्बन गैस में विस्तार का उच्च गुणांक होता है। तो, भरे हुए 50-लीटर सिलेंडर में 21 किलो तरल प्रोपेन-ब्यूटेन होता है। जब सभी "तरल" वाष्पित हो जाते हैं, तो 11 घन मीटर गैसीय पदार्थ बनता है, जो 240 Mcal के बराबर होता है। इसलिए, इस प्रकार के ईंधन को स्वायत्त हीटिंग सिस्टम के लिए सबसे कुशल और लागत प्रभावी माना जाता है। आप इसके बारे में यहां और अधिक पढ़ सकते हैं।

हाइड्रोकार्बन गैसों का संचालन करते समय, वातावरण में उनके धीमे प्रसार, साथ ही हवा के संपर्क में कम ज्वलनशीलता और विस्फोटक सीमा को ध्यान में रखना आवश्यक है। इसलिए, ऐसे पदार्थों को उनके गुणों और विशेष सुरक्षा आवश्यकताओं को ध्यान में रखते हुए सही ढंग से संभाला जाना चाहिए।

संपत्ति तालिका

तरलीकृत पेट्रोलियम गैस - यह अन्य ईंधनों से बेहतर क्यों है

एलपीजी अनुप्रयोगों का उद्योग काफी व्यापक है, जो अन्य प्रकार के ईंधन की तुलना में इसकी थर्मोफिजिकल विशेषताओं और परिचालन लाभों के कारण है।

परिवहन। पारंपरिक गैस को बस्तियों तक पहुंचाने की मुख्य समस्या गैस पाइपलाइन बिछाने की आवश्यकता है, जिसकी लंबाई कई हजार किलोमीटर तक पहुंच सकती है। तरलीकृत प्रोपेन-ब्यूटेन के परिवहन के लिए जटिल संचार के निर्माण की आवश्यकता नहीं होती है। इसके लिए साधारण सिलेंडर या अन्य टैंकों का उपयोग किया जाता है, जिन्हें सड़क, रेल या समुद्री परिवहन द्वारा किसी भी दूरी पर ले जाया जाता है। इस उत्पाद की उच्च ऊर्जा दक्षता को ध्यान में रखते हुए (एक एसपीबी बोतल एक महीने के लिए परिवार के लिए भोजन बना सकती है), लाभ स्पष्ट हैं।

उत्पादित संसाधन। तरलीकृत हाइड्रोकार्बन का उपयोग करने के उद्देश्य मुख्य गैस के उपयोग के उद्देश्यों के समान हैं। इनमें शामिल हैं: निजी सुविधाओं और बस्तियों का गैसीकरण, गैस जनरेटर के माध्यम से बिजली उत्पादन, वाहन इंजन का संचालन, रासायनिक उद्योग उत्पादों का उत्पादन।

उच्च कैलोरी मान। तरल प्रोपेन, ब्यूटेन और मीथेन बहुत जल्दी एक गैसीय पदार्थ में परिवर्तित हो जाते हैं, जिसके दहन से बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है।ब्यूटेन के लिए - 10.8 Mcal/kg, प्रोपेन के लिए - 10.9 Mcal/kg, मीथेन के लिए - 11.9 Mcal/kg। एलपीजी पर चलने वाले थर्मल उपकरण की दक्षता कच्चे माल के रूप में ठोस ईंधन सामग्री का उपयोग करने वाले उपकरणों की दक्षता से काफी अधिक है।

समायोजन में आसानी। उपभोक्ता को कच्चे माल की आपूर्ति को मैनुअल और स्वचालित दोनों तरीकों से नियंत्रित किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, तरलीकृत गैस के संचालन के नियमन और सुरक्षा के लिए जिम्मेदार उपकरणों की एक पूरी श्रृंखला है।

उच्च ओकटाइन। SPB की ऑक्टेन रेटिंग 120 है, जो इसे गैसोलीन की तुलना में आंतरिक दहन इंजनों के लिए अधिक कुशल फीडस्टॉक बनाती है। मोटर ईंधन के रूप में प्रोपेन-ब्यूटेन का उपयोग करते समय, इंजन की ओवरहाल अवधि बढ़ जाती है और स्नेहक की खपत कम हो जाती है।

बस्तियों के गैसीकरण की लागत को कम करना। अक्सर, एलपीजी का उपयोग मुख्य गैस वितरण प्रणालियों पर पीक लोड को खत्म करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, पाइपलाइनों के नेटवर्क को खींचने की तुलना में दूरस्थ निपटान के लिए एक स्वायत्त गैसीकरण प्रणाली स्थापित करना अधिक लाभदायक है। नेटवर्क गैस बिछाने की तुलना में, विशिष्ट पूंजी निवेश 2-3 गुना कम हो जाता है। वैसे, निजी सुविधाओं के स्वायत्त गैसीकरण पर अनुभाग में अधिक जानकारी यहां पाई जा सकती है।

गैस कूलिंग

प्रतिष्ठानों के संचालन में, विभिन्न सिद्धांतों के गैस शीतलन प्रणाली का उपयोग किया जा सकता है। औद्योगिक कार्यान्वयन में, द्रवीकरण के तीन मुख्य तरीके हैं:

• कैस्केड - गैस क्रमिक रूप से शीतलक के विभिन्न क्वथनांक के साथ शीतलन प्रणाली से जुड़े हीट एक्सचेंजर्स की एक श्रृंखला से गुजरती है। नतीजतन, गैस संघनित होती है और भंडारण टैंक में प्रवेश करती है।
• मिश्रित रेफ्रिजरेंट - गैस हीट एक्सचेंजर में प्रवेश करती है, विभिन्न क्वथनांक वाले तरल रेफ्रिजरेंट का मिश्रण वहां प्रवेश करता है, जो उबलने, क्रमिक रूप से आने वाली गैस के तापमान को कम करता है।
• टर्बो विस्तार - उपरोक्त विधियों से भिन्न है जिसमें एडियाबेटिक गैस विस्तार की विधि का उपयोग किया जाता है। वे। यदि शास्त्रीय प्रतिष्ठानों में हम शीतलक और ताप विनिमायकों के उबलने के कारण तापमान कम करते हैं, तो यहां गैस की तापीय ऊर्जा टरबाइन के संचालन पर खर्च की जाती है। मीथेन के लिए, टर्बो-विस्तारक पर आधारित प्रतिष्ठानों का उपयोग किया गया है।

यूएस गैस

अमेरिका न केवल कम गैस उत्पादन तकनीक का घर है, बल्कि अपने स्वयं के फीडस्टॉक से एलएनजी का सबसे बड़ा उत्पादक भी है। इसलिए, जब डोनाल्ड ट्रम्प प्रशासन ने देश को दुनिया की मुख्य ऊर्जा शक्ति बनाने के लक्ष्य के साथ महत्वाकांक्षी ऊर्जा योजना - अमेरिका प्रथम कार्यक्रम को आगे रखा, तो वैश्विक गैस मंच पर सभी खिलाड़ियों को इसे सुनना चाहिए।

अमेरिका में इस तरह का राजनीतिक बदलाव कोई आश्चर्य की बात नहीं थी। हाइड्रोकार्बन पर अमेरिकी रिपब्लिकन की स्थिति स्पष्ट और सरल है। यह सस्ती ऊर्जा है।

यूएस एलएनजी निर्यात के लिए पूर्वानुमान विविध हैं। व्यापार "गैस" निर्णयों में सबसे बड़ी साज़िश यूरोपीय संघ के देशों में विकसित हो रही है। इससे पहले कि हम नॉर्ड स्ट्रीम 2 और अमेरिकी आयातित एलएनजी के माध्यम से रूसी "क्लासिक" गैस के बीच सबसे मजबूत प्रतिस्पर्धा की एक तस्वीर सामने ला रहे हैं। फ्रांस और जर्मनी सहित कई यूरोपीय देश वर्तमान स्थिति को यूरोप में गैस स्रोतों में विविधता लाने के लिए एक उत्कृष्ट अवसर के रूप में देखते हैं।

एशियाई बाजार के लिए, अमेरिका और चीन के बीच व्यापार युद्ध ने आयातित अमेरिकी एलएनजी से चीनी बिजली इंजीनियरों को पूरी तरह से इनकार कर दिया है।यह कदम लंबे समय तक और भारी मात्रा में चीन को पाइपलाइनों के माध्यम से रूसी गैस पहुंचाने के लिए बड़े अवसर खोलता है।

तरलीकृत गैस के लाभ

ओकटाइन संख्या

गैस ईंधन की ओकटाइन संख्या गैसोलीन की तुलना में अधिक है, इसलिए तरलीकृत गैस का दस्तक प्रतिरोध उच्चतम गुणवत्ता वाले गैसोलीन से भी अधिक है। यह आपको उच्च संपीड़न अनुपात वाले इंजन में अधिक ईंधन अर्थव्यवस्था प्राप्त करने की अनुमति देता है। तरलीकृत गैस की औसत ओकटाइन संख्या - 105 - गैसोलीन के किसी भी ब्रांड के लिए अप्राप्य है। इसी समय, गैस की दहन दर गैसोलीन की तुलना में थोड़ी कम होती है। यह सिलेंडर की दीवारों, पिस्टन समूह और क्रैंकशाफ्ट पर भार को कम करता है, और इंजन को सुचारू रूप से और चुपचाप चलाने की अनुमति देता है।

प्रसार

गैस आसानी से हवा के साथ मिल जाती है और समान रूप से सजातीय मिश्रण के साथ सिलिंडर भरती है, जिससे इंजन चिकना और शांत चलता है। गैस मिश्रण पूरी तरह से जलता है, इसलिए पिस्टन, वाल्व और स्पार्क प्लग पर कार्बन जमा नहीं होता है। गैस ईंधन सिलेंडर की दीवारों से तेल फिल्म को नहीं धोता है, और क्रैंककेस में तेल के साथ भी नहीं मिलाता है, इस प्रकार तेल के चिकनाई गुणों को ख़राब नहीं करता है। नतीजतन, सिलेंडर और पिस्टन कम पहनते हैं।

टैंक का दबाव

तरल चरण की सतह के ऊपर वाष्प चरण की उपस्थिति से एलपीजी अन्य मोटर वाहन ईंधन से भिन्न होता है। सिलेंडर भरने की प्रक्रिया में, तरलीकृत गैस का पहला भाग जल्दी से वाष्पित हो जाता है और इसकी पूरी मात्रा भर देता है। सिलेंडर में दबाव संतृप्त वाष्प दबाव पर निर्भर करता है, जो बदले में तरल चरण के तापमान और उसमें प्रोपेन और ब्यूटेन के प्रतिशत पर निर्भर करता है। संतृप्त वाष्प दबाव एचओएस की अस्थिरता की विशेषता है।प्रोपेन की अस्थिरता ब्यूटेन की तुलना में अधिक होती है, इसलिए कम तापमान पर इसका दबाव बहुत अधिक होता है।

थका देना

जलने पर, सुगंधित हाइड्रोकार्बन या सल्फर डाइऑक्साइड की रिहाई के बिना, गैसोलीन या डीजल ईंधन की तुलना में कम कार्बन और नाइट्रोजन ऑक्साइड और बिना जले हाइड्रोकार्बन निकलते हैं।

दोष

उच्च गुणवत्ता वाले गैस ईंधन में सल्फर, सीसा, क्षार जैसी रासायनिक अशुद्धियाँ नहीं होती हैं, जो ईंधन के संक्षारक गुणों को बढ़ाती हैं और दहन कक्ष, इंजेक्शन सिस्टम, लैम्ब्डा जांच (सेंसर जो ईंधन में ऑक्सीजन की मात्रा निर्धारित करती है) के कुछ हिस्सों को नष्ट कर देती हैं। मिश्रण), उत्प्रेरक कनवर्टर निकास गैसें।

उत्पादन की प्रक्रिया

उत्पादन के लिए फीडस्टॉक प्राकृतिक गैस और रेफ्रिजरेंट है।

एलएनजी के उत्पादन के लिए दो प्रौद्योगिकियां हैं:

• खुला चक्र;
• नाइट्रोजन विस्तार चक्र

ओपन साइकिल तकनीक कूलिंग के लिए आवश्यक ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए गैस के दबाव का उपयोग करती है। टर्बाइनों से गुजरने वाली मीथेन को ठंडा और विस्तारित किया जाता है, जिससे एक तरल निकल जाता है। यह एक सरल विधि है, लेकिन इसकी एक महत्वपूर्ण कमी है - केवल 15% मीथेन द्रवीभूत होती है, और शेष शेष, पर्याप्त दबाव नहीं प्राप्त करना, सिस्टम छोड़ देता है।

एलएनजी उत्पादन प्रौद्योगिकियां

यदि संयंत्र के पास प्रत्यक्ष गैस उपभोक्ता हैं, तो इस तकनीक का सुरक्षित रूप से उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि यह कम खर्चीला है - उत्पादन प्रक्रिया पर बिजली की न्यूनतम राशि खर्च की जाती है। परिणाम अंतिम उत्पाद की कम लागत है। लेकिन अगर कोई उपभोक्ता नहीं है, तो इस पद्धति का उपयोग करना आर्थिक रूप से संभव नहीं है - फीडस्टॉक का बड़ा नुकसान।

नाइट्रोजन का उपयोग कर उत्पादन तकनीक:

• टर्बाइन और कम्प्रेसर युक्त एक बंद सर्किट में, नाइट्रोजन लगातार प्रसारित होता है;
• नाइट्रोजन को ठंडा करने के बाद, इसे एक हीट एक्सचेंजर में भेजा जाता है, जहाँ मीथेन को समानांतर में पहुँचाया जाता है;
• गैस को ठंडा और तरलीकृत किया जाता है;
• नाइट्रोजन को कंप्रेसर और टरबाइन को ठंडा करने और अगले चक्र से गुजरने के लिए भेजा जाता है।

झिल्ली गैस पृथक्करण प्रौद्योगिकी

इस तकनीक के फायदे:

• कच्चे माल का 100% उपयोग;
• उपकरण की कॉम्पैक्टनेस और इसके संचालन की सादगी;
• उच्च विश्वसनीयता और सुरक्षा।

केवल एक खामी है - उच्च बिजली की खपत (तैयार उत्पादों के प्रत्येक 1 एनएम 3 / एच के लिए 0.5 किलोवाट / घंटा तक खपत होती है), जो लागत में काफी वृद्धि करती है।

नाइट्रोजन संयंत्र लेआउट आरेख

गैस शोधन और द्रवीकरण

संक्षेप में, प्राकृतिक गैस का द्रवीकरण इसके शुद्धिकरण और शीतलन की प्रक्रिया है। केवल आवश्यक तापमान शून्य से 161 डिग्री सेल्सियस कम है।

तापमान के इस क्रम को प्राप्त करने के लिए, जूल थॉम्पसन प्रभाव का उपयोग किया जाता है (एडियाबेटिक थ्रॉटलिंग के दौरान गैस के तापमान में परिवर्तन - थ्रॉटल के माध्यम से निरंतर दबाव ड्रॉप की क्रिया के तहत धीमी गैस प्रवाह)। इसकी मदद से, शुद्ध गैस का तापमान उस मान तक गिर जाता है जिस पर मीथेन संघनित होता है। (नोट स्पष्टीकरण की आवश्यकता है)

द्रवीकरण संयंत्र में अलग रेफ्रिजरेंट ट्रीटमेंट और रिकवरी लाइन होनी चाहिए। इसके अलावा, क्षेत्र से आने वाली गैस के अलग-अलग अंश (प्रोपेन, ईथेन, मीथेन) शीतलन के विभिन्न चरणों में सर्द के रूप में कार्य कर सकते हैं।

Debutanization कच्चे माल के अंशों में आसवन की प्रक्रिया का हिस्सा है, जिसके दौरान अंश, संघनन तापमान अधिक होता है, अलग हो जाता है, जिससे अवांछित अशुद्धियों से अंतिम उत्पाद को शुद्ध करना संभव हो जाता है।प्रत्येक संघनन उत्पाद को निर्यात के लिए एक मूल्यवान उप-उत्पाद के रूप में सहेजा जाता है।

कंडेनसेट को अंतिम उत्पाद में भी जोड़ा जाता है। स्टेबलाइजर्स, जो कंडेनसेट ईंधन के वाष्प दबाव को कम करते हैं, जिससे यह भंडारण और परिवहन के लिए अधिक सुविधाजनक हो जाता है। वे अंतिम उपयोगकर्ता के लिए एक तरल अवस्था से वापस गैस (रीगैसिफिकेशन) में मीथेन के संक्रमण की प्रक्रिया को प्रबंधनीय और कम खर्चीला बनाना संभव बनाते हैं।

कैसे प्राप्त करें

एलएनजी का उत्पादन प्राकृतिक गैस से संपीड़न और उसके बाद शीतलन द्वारा किया जाता है। तरलीकृत होने पर, प्राकृतिक गैस की मात्रा लगभग 600 गुना कम हो जाती है। द्रवीकरण प्रक्रिया चरणों में आगे बढ़ती है, जिनमें से प्रत्येक में गैस को 5-12 बार संपीड़ित किया जाता है, फिर इसे ठंडा किया जाता है और अगले चरण में स्थानांतरित किया जाता है। वास्तविक द्रवीकरण संपीड़न के अंतिम चरण के बाद शीतलन के दौरान होता है। इस प्रकार द्रवीकरण प्रक्रिया में ऊर्जा के एक महत्वपूर्ण व्यय की आवश्यकता होती है[स्रोत निर्दिष्ट नहीं 715 दिन] इसकी मात्रा का 8 से 10% तरलीकृत गैस में निहित है।

द्रवीकरण की प्रक्रिया में, विभिन्न प्रकार के प्रतिष्ठानों का उपयोग किया जाता है - थ्रॉटल, टर्बो-विस्तारक, टरबाइन-भंवर, आदि।

एलएनजी संयंत्र का निर्माण

आमतौर पर, एक एलएनजी संयंत्र में निम्न शामिल होते हैं:

• गैस प्रीट्रीटमेंट और द्रवीकरण संयंत्र;
• एलएनजी उत्पादन लाइनें;
• भंडारण टंकियां;
• टैंकर लोडिंग उपकरण;
• संयंत्र को ठंडा करने के लिए बिजली और पानी प्रदान करने के लिए अतिरिक्त सेवाएं।

द्रवीकरण प्रौद्योगिकी

बड़े एलएनजी संयंत्रों की द्रवीकरण प्रक्रियाएं:

• AP-C3MRTM - वायु उत्पाद और रसायन, इंक। (एपीसीआई)
• एपी-एक्स - वायु उत्पाद और रसायन, इंक। (एपीसीआई)
• #AP-SMR (सिंगल मिक्स्ड रेफ्रिजरेंट) - एयर प्रोडक्ट्स एंड केमिकल्स, इंक। (एपीसीआई)
• कैस्केड-कोनोकोफिलिप्स
• एमएफसी (मिश्रित द्रव झरना) - लिंडे
• PRICO (SMR) - ब्लैक एंड वीच
• डीएमआर (दोहरी मिश्रित रेफ्रिजरेंट)
• लिक्विफिन-एयर लिक्विड

एलएनजी और निवेश

उच्च धातु की तीव्रता, तकनीकी प्रक्रिया की जटिलता, गंभीर पूंजी निवेश की आवश्यकता, साथ ही इस तरह की बुनियादी सुविधाओं के निर्माण से जुड़ी सभी प्रक्रियाओं की अवधि: निवेश का औचित्य, निविदा प्रक्रिया, उधार ली गई धनराशि और निवेशकों का आकर्षण, डिजाइन और निर्माण, जो आमतौर पर गंभीर रसद कठिनाइयों से जुड़ा होता है, इस क्षेत्र में उत्पादन के विकास में बाधाएं पैदा करता है।

कुछ मामलों में, मोबाइल द्रवीकरण संयंत्र एक अच्छा विकल्प हो सकता है। हालांकि, उनका चरम प्रदर्शन बहुत मामूली है, और प्रति यूनिट गैस की ऊर्जा खपत स्थिर समाधानों की तुलना में अधिक है। इसके अलावा, गैस की रासायनिक संरचना ही एक दुर्गम बाधा बन सकती है।

जोखिमों को कम करने और निवेश पर लाभ सुनिश्चित करने के लिए, 20 साल पहले से संयंत्रों के संचालन के लिए योजनाएं विकसित की जा रही हैं। और किसी क्षेत्र को विकसित करने का निर्णय अक्सर इस बात पर निर्भर करता है कि कोई क्षेत्र लंबे समय तक गैस की आपूर्ति करने में सक्षम है या नहीं।

पौधों को एक विशिष्ट साइट और तकनीकी स्थितियों के लिए विकसित किया जाता है, जो बड़े पैमाने पर आने वाले गैस फीडस्टॉक की संरचना से निर्धारित होते हैं। संयंत्र स्वयं ब्लैक बॉक्स के सिद्धांत के अनुसार व्यवस्थित होता है। कच्चे माल के इनपुट पर, उत्पादों के उत्पादन पर, जिसके लिए प्रक्रिया में कर्मियों की न्यूनतम भागीदारी की आवश्यकता होती है।

साइट उपकरण की संरचना, इसकी मात्रा, क्षमता, प्रक्रियाओं का क्रम जो द्रवीकरण के लिए गैस मिश्रण तैयार करने के लिए आवश्यक हैं, प्रत्येक विशिष्ट संयंत्र के लिए ग्राहक और उत्पादों के उपभोक्ताओं की आवश्यकताओं के अनुसार विकसित किए जाते हैं।