Смеси углеводородов (пропана, пропилена, бутана, бутилена и небольших количеств этана и этилена), находящихся при относительно небольших давлениях или при пониженных температурах в жидком состоянии, а при нормальных условиях — газообразном, составляют группу сжиженных углеводородных газов. Их хранят и транспортируют в жидком, а используют в газообразном виде. Сырьем для производства сжиженных газов являются попутные нефтяные газы, жирные газы газоконденсатных месторождений и газы переработки нефти* Сжиженные газы могут иметь и искусственное происхождение.
Поскольку попутный нефтяной газ представляет собой многокомпонентную смесь из легких и тяжелых углеводородов, то задачей газобензинового производства является разделение этой смеси на следующие отдельные фракции:
- Этан — Отбензиненный газ;
- Бутан — Сжиженный газ;
- Пентан — Газовый бензин.
Технология такого разделения основана на различной упругости насыщенных паров (рис. 1.2) и на различии в давлениях конденсации отдельных компонентов смеси. При изменениях температуры или объема такой двухфазной системы (пар — жидкость) равновесие ее нарушается и тут же восстанавливается. Например, при постоянстве температуры сжатие паровой фазы приводит к конденсации части паров, а при увеличении объема испаряется часть жидкости. В обоих случаях давление паровой фазы, соответствующее данной температуре, остается неизменным.
Аналогично при сохранении постоянства объема паровой фазы повышение температуры сопровождается испарением части жидкости с соответствующим повышением давления, т. е. упругости насыщенных паров углеводорода. Охлаждение двухфазной системы при неизменности объема влечет понижение упругости насыщенных паров.
Промышленными методами производства сжиженных газов являются компрессионный, адсорбционный и абсорбционный. Принципиальная сущность технологии этих способов может быть рассмотрена на упрощенных схемах соответствующих установок.
Компрессионный метод основан на различии давлений и температур конденсации отдельных компонентов смеси углеводородных газов, составляющих попутный нефтяной газ. В этом случае исходный попутный газ (рис. 1.3) после очистки в сепараторе 1 от взвешенных частиц нефти, влаги и пыли сжимается в компрессоре 2 до давления 17—20 кгс/см 2 и затем последовательно охлаждается в конденсаторах 3 и 5. В процессе первой стадии охлаждения из смеси конденсируются и собираются в сепараторе сырого бензина 4 наименее упругие пары пентана, в конденсаторе 5 конденсируются пары пропана и бутана. После разделения в сепараторе 6 сконденсированные пропан и бутан поступают в емкости сжиженного газа, а сохранившие газообразное состояние метан и этан по газопроводу отбензиненного газа направляются к потребителю.
Адсорбционный (углепоглотителъный) метод основан на способности некоторых твердых пористых тел (активированного угля, силикагеля и др.) избирательно удерживать (адсорбировать) на поверхности пор и микропор тяжелые углеводороды и выделять их при последующем нагреве и увлажнении. Основным аппаратом адсорбционной установки (рис.
1.4) является адсорбер 1, заполненный активированным углем. Очищенный исходный попутный газ проходит в адсорбере снизу вверх через слой угля и насыщает его поры тяжелыми углеводородами, а легкие углеводороды — метан и этан, не осевшие в порах угля, выходят из адсорбера в газопровод отбензиненного газа. По окончании насыщения угля углеводородами через адсорбер сверху вниз подается водяной пар, который, нагревая и увлажняя уголь, осуществляет десорбцию тяжелых углеводородов и уносит их в виде паров. Пары воды и углеводородов проходят через конденсатор 2 и поступают в сепаратор 3, в нижней части которого скапливается конденсат водяного пара, над ним — более легкий конденсат пентана, а в паровом пространстве — пары пропана и бутана. Через регуляторы уровня вода из сепаратора сбрасывается в канализацию, пентан — в емкости сырого бензина, а пары пропана и бутана поступают под купол газгольдера 4. По мере скопления в газгольдере пары пропана и бутана сжимаются компрессором 5 до 17—20 кгс/см 2 и после охлаждения в конденсаторе 6 накапливаются в виде конденсата в сепараторе сжиженного газа 7, а из него периодически перемещаются в сборные емкости.
Для восстановления адсорбционной активности угля его надо просушить и охладить. Для этого дутьевой вентилятор 8 нагнетает в адсорбер выбрасываемые через свечу 10 горячий воздух, нагреваемый в калорифере 9, а затем — холодный воздух, пропускаемый помимо калорифера. Непрерывность действия установки обеспечивается комплектованием групп адсорберов, по три в каждой. Это позволяет одновременно осуществлять в группе все основные операции: адсорбцию, десорбцию и регенерацию активных адсорбционных свойств угля.
Абсорбционный (маслопоглотителъный) метод основан на способности масел (например, солярового) в холодном виде избирательно растворять в себе (абсорбировать) тяжелые углеводороды, а при нагревании выделять их обратно.
Очищенный попутный нефтяной газ (рис. 1.5) поступает в нижнюю часть абсорбера 1, представляющего собой колонну с тарельчатыми насадками, в которой снизу вверх движется газ, а противотоком сверху вниз стекает по тарелкам масло. Конструкция тарелок обеспечивает хороший контакт газа с маслом, в результате чего масло растворяет основную массу тяжелых углеводородов.
Легкие углеводороды поступают в верхнюю часть абсорбера и по газопроводу отбензиненного газа направляются к потребителю. Скапливающееся в нижней части абсорбера масло, насыщенное углеводородами, подается в подогреватель 2, затем десорбер 3. Выделяющиеся из нагретого масла тяжелые углеводороды поступают в компрессор 4, где сжимаются до 17—20 кгс/см 2 . Охлаждаются они в две стадии — в конденсаторах 5 и 7. После первой стадии в сепараторе 6 сырого бензина накапливается жидкий пентан, а в сепараторе 8 — сжиженная пропан-бутановая фракция. Освободившееся от углеводородов нагретое масло из нижней части десорбера 3 насосом 9 перекачивается через холодильник 10 в верхнюю часть абсорбера 1 для повторения цикла.
Из рассмотренных методов в газобензиновом производстве наиболее распространен метод масляной абсорбции, отличающийся простотой установки, большой производительностью и достаточно высокой степенью извлечения тяжелых углеводородов из исходных газов.
Источник: « Основы газоснабжения » Н.А. Скафтымов
Источник: www.fas.su
Сжиженный природный газ – топливо будущего
Транспортная отрасль уже давно пытается решить проблему сокращения выбросов выхлопных газов. Одним из возможных выходов стало использование альтернативных видов топлива – этанола или биодизеля. Грузовики могут ездить на каждом из них. Однако для российского рынка наибольший потенциал имеют автомобили на сжиженном природном газе (СПГ) – метане, 40% мирового запаса которого сосредоточено в России.
Что такое СПГ
СПГ расшифровывается как сжиженный природный газ. Также можно встретить термин «сжиженный метан», который является основным компонентом СПГ (от 90% до 98%). Для получения СПГ природный газ охлаждают до температуры -161,5°С. Благодаря конденсации, его объем уменьшается в 600 раз (!). Современные технологии позволяют хранить СПГ около 100 дней.
Преимущества использования СПГ для большегрузного транспорта
За последние 4 года российский парк машин, работающих на газомоторном топливе, вырос примерно в полтора раза – до 160 000 транспортных средств. Предположительно, к 2025 году их будет уже четверть миллиона. Чем вызван такой интерес к газовому топливу?
Меньший расход топлива
Средний расход топлива грузовиков на СПГ составляет около 25 кг на 100 км (при средней массе груза 15,3 тонн). Согласно испытаниям, проведенным Scania, СПГ наиболее рентабелен для транспортных средств весом до 13,8 тонн. Чем тяжелее транспортное средство, тем менее выгоден газ по сравнению с дизельным топливом.
Экологичное решение
Транспортные средства, работающие на газе, соответствуют строгим стандартам с низким уровнем выбросов. По сравнению с дизельным топливом, СПГ выбрасывает в воздух меньше углекислого газа, оксидов серы и оксидов азота.
Согласно статистике, в 2020 году более 5 миллионов тонн загрязняющих веществ попало в атмосферу из-за автомобильного транспорта в России. По данным Автостата, стандартам Евро-5 и выше в России соответствуют только 3,5% парка автобусов, 8% грузовых автомобилей, 8% легких коммерческих автомобилей и 22,6% легковых автомобилей. По состоянию на 1 января 2021 года более половины российского грузового автопарка не соответствует нормам Евро-2. Поэтому проблемы токсичности транспорта и объемы имеют одно из приоритетных направлений.
Большее расстояние на одном баке
Большегрузные автомобили, работающие на СПГ, могут проехать до 1 500 км на одной заправке. В этом преимущество этого вида топлива перед КПГ (компримированным природным газом) и электродвигателем.
Низкий уровень шума
Автомобили, работающие на сжиженном метане, тише, чем дизельные авто. Это намного комфортнее для водителя и экологичнее – для окружающей среды. Особенно, если речь идет о грузовиках, передвигающихся по городу.
Не нужно использовать AdBlue
В большинстве двигателей, работающих на СПГ, AdBlue не требуется, так как природный газ при сгорании не выделяет вредных химических веществ. В долгосрочной перспективе это дает дополнительную экономию средств для перевозчика.
Заправки в России
В российской сети приема карты насчитывает свыше 1 000 точек обслуживания, где можно заправиться газомоторным топливом. С их расположением можно ознакомиться на сайте, выбрав фильтр по типу топлива.
Количество станций СПГ будет только увеличиваться, учитывая повышенный спрос. Способствовать этому будет и растущее внимание к вопросу со стороны правительства. Разработанная Минэнерго при участии Минпромторга и Минтранса шестилетняя программа «Развитие рынка газомоторного топлива» до 2024 года предполагает выделение из бюджета 174,7 миллиарда рублей.
Программой также предусмотрена компенсация нефтяным и газовым компаниям до 40% расходов на строительство новых газовых заправок (всего планируют построить 1,3 тысяч точек). Еще 67,5 миллиардов рублей Минпромторг планирует потратить на поддержку газового автопарка.
Минусы СПГ
Как и любой вид топлива, СПГ также имеет свои недостатки. Среди них – потеря энергии во время простоев. Газ нельзя долго хранить в баке грузовика, который по каким-то причинам не находится в движении. После длительного простоя СПГ необходимо заменить.
Грузовик с двигателем на газу значительно дороже дизельного аналога – примерно на 2 миллиона рублей. Да и затраты на его обслуживание выше, например, за счет частой замены свечей.
Кроме того, несмотря на популярность автомобилей на газу, точек их обслуживания по-прежнему не хватает. Строительство станций СПГ обходится недешево. Поэтому большинство компаний, решивших строить такие станции, получают дополнительную поддержку из государственных средств.
По разным оценкам, на мировую транспортную отрасль приходится от 15 до 20% глобальных выбросов углекислого газа. И в эпоху борьбы за экологию перевозчики будут вынуждены перейти на альтернативные виды топлива.
По оценкам специалистов ООО «Газпром газомоторное топливо», потенциальный спрос на сжиженный природный газ в качестве моторного топлива в России к 2030 году составит 5,2 миллионов тонн в год. При этом, вероятно, транспортные средства на СПГ избавят от платы за проезд или введут для них льготные условия. Поэтому такие грузовики смогут получить большее распространение и в России.
По материалам интернет-источников
Источник: e1-card.ru
СЖИЖЕННЫЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ ГАЗЫ. ВВЕДЕНИЕ
Сжиженные углеводородные газы (СУГ) находят применение в качестве сырья для промышленности, а также как топливо для коммунально-бытовой сферы, автомобильного транспорта, производственных объектов. Международное название сжиженного углеводородного газа — LPG (liquefied petroleum gas — сжиженный нефтяной газ).
Газификация СССР после Великой Отечественной войны начиналась с замены нещадно коптивших на кухнях примусов и керогазов на газовые плиты. Топливом для них служил «баллонный» газ. Вплоть до 60-х годов прошлого века большая часть страны использовала в быту сжиженный углеводородный газ. Именно в это время началась газификация природным газом, которая до конца не завершена до сей поры. И в настоящее время перевод населенных пунктов со сжиженного на природный газ является приоритетным направлением социально-экономического развития нашей страны.
Состав сжиженных углеводородных газов
Рис. 1. Молекулы пропана (а) и бутана (б)
Основными компонентами СУГ являются пропан и бутан, относящиеся к предельным углеводородам, алаканам. Химическая формула пропана — С3Н8, его молекула состоит из трех атомов углерода и восьми атомов водорода (рис. 1, а). Бутан имеет химическую формулу С4Н10 (рис. 1, б).
Технический пропан является главной составляющей СУГ. Интересный факт: на сегодняшний день пропан находит широкое применение в холодильной технике в качестве хладагента. Вследствие ужесточения экологических норм в мире происходит постепенный отказ от фреона как вещества, разрушающего озон. На смену приходят пропан и пентан.
Марки применяемых сжиженных углеводородных газов устанавливаются ГОСТ Р 52087 «Газы углеводородные сжиженные топливные. Технические условия». Коммунально-бытовые потребители используют следующие марки СУГ:
Назначение сжиженного газа
Применяемый сжиженный газ для микроклиматического района по ГОСТ 16350
Источник: propb.ru