La abreviatura LNG, que a menudo se encuentra en la literatura científica, no siempre es clara para el lector u otra persona interesada, por lo que periódicamente surgen preguntas sobre cómo se traduce LNG y qué significa.
¿Qué es el gas natural licuado?
El componente principal del gas es el metano, cuya concentración no es inferior al 75% de la masa. ¿En qué se diferencia el gas natural del gas licuado? Este último tiene las siguientes características:
- es incoloro e inodoro (el gas natural huele a huevos podridos, ya que contiene compuestos de azufre – mercaptanos, y después de la extracción, se le agregan odorantes, lo que le permite notar una fuga a tiempo);
- La densidad del GNL es casi la mitad que la del agua (0,425-0,46 kg/l);
- la ebullición se produce a -159 °C;
- no combustible en este estado agregado;
- no tiene efectos tóxicos;
- el gas no es agresivo;
- la reacción de combustión de los vapores va acompañada de la liberación de dióxido de carbono y vapor de agua;
- en condiciones de espacio abierto a 25 °C y 760 mm. rt. el gas comprimido de la columna toma el estado gaseoso original, disolviéndose en el aire;
- durante el proceso de evaporación, el gas puede encenderse si entra en contacto con una fuente de llama (la concentración en el aire necesaria para la ignición es de 5-15 % vol., es decir, la ignición no ocurrirá por debajo y por encima de estos valores ).
Así, las diferencias entre el gas natural y el gas licuado son evidentes.
Cómo se licua el gas natural
Los objetivos principales en la producción de un producto licuado son:
- recibir el producto final como artículo comercial;
- aislamiento de butano, propano, fracción de gas etano;
- extracción de helio.
En la producción, la licuefacción del gas se lleva a cabo mediante una tecnología de varias etapas. La transición de una etapa a otra se caracteriza por una compresión del flujo de 12 veces, hasta que cambia el estado agregado del flujo. La desventaja de este método es que las pérdidas de energía alcanzan el 25% en la salida.
Hasta la fecha se han desarrollado dos tecnologías para la obtención de GNL:
- compresión;
- tecnología basada en procesos de intercambio de calor.
En el primer caso, el proceso de condensación transcurre con una presión constante, lo que afecta negativamente a la intensidad energética en su conjunto. En la segunda variante, el flujo se enfría, seguido de una fuerte estrangulación a los parámetros de temperatura deseados, sin embargo, después de la primera etapa, el grado de licuefacción del gas es solo del 4%. La salida es utilizar tecnologías en cascada que aumentan la eficiencia de refrigeración hasta en un 100 %.
Se debe prestar especial atención en la producción de GNL a los equipos de aislamiento e intercambio de calor de alta calidad, ya que determina la posibilidad de costos adicionales de energía. Así, con una caída de temperatura en el interior del reactor o intercambiador de calor de 1°C cuando pasan por él 100.000 m3 de mezcla gaseosa, el coste de la compresión en términos de potencia aumenta en 5 kW.
Existen siete opciones operativas para las tecnologías de licuefacción de mezclas de gases:
- Para la producción de GNL de gran capacidad, el 82 % elige los procesos de fabricación de Air Products: AP-SMR, AP-C3MR, AP-X.
- en segundo lugar está una tecnología llamada Optimized Cascade, propiedad de ConocoPhillips;
- El tercer lugar lo ocupan las instalaciones GTL de pequeño tamaño destinadas a su uso en recintos industriales cerrados;
- Las unidades de instalación individuales en la producción de GNL en el mundo son ampliamente utilizadas en ciclos de síntesis de combustibles de motor de gas natural.
Para garantizar la disponibilidad de los campos de gas (relativos a la producción en alta mar), se pusieron en funcionamiento embarcaciones marítimas especiales, así como plataformas flotantes (desarrolladas por Shell) equipadas con equipos de refrigeración; de hecho, la licuefacción se produce de acuerdo con el mecanismo in siutu.
No es posible llegar a una conclusión inequívoca sobre la efectividad de cada uno, ya que depende y está determinado solo por las circunstancias.
Sin embargo, si tenemos en cuenta una sola planta para la producción de GNL en Rusia, su equipamiento es el siguiente:
- equipos para la preparación de materias primas, en particular, un sistema de purificación de gases;
- equipo para el ciclo de proceso principal;
- agua reciclada, condensado, líneas de vapor de proceso;
- Tanques herméticos diseñados para el almacenamiento de líquidos, tipo cryocister (recipiente Doire);
- Equipos para transporte de carga de GNL sin pérdida por evaporación;
- camiones cisterna y otros medios de transporte;
- Fuente de alimentación ininterrumpida y agua fría como refrigerante.
Recientemente, la mayor atención se ha prestado a la tecnología que ahorra hasta un 50 % de los costos de energía para obtener el producto objetivo. Se basa en el uso de energía propia (potencial) de gas licuado y enfriamiento natural del flujo cuando la presión en la tubería principal disminuye al nivel de presión del consumidor (aproximadamente de 6 MPa a 1,2 MPa).
Historia de la producción de gas natural licuado
Por primera vez, los intentos de obtener gas natural comprimido en la escala de una producción se llevaron a cabo a principios del siglo XX. En el año diecisiete del siglo XX, las plantas americanas lograron obtener gas licuado, que tiene una diferencia fundamental con el gas natural. Sin embargo, en ese momento no existían soluciones tecnológicas para la implementación del transporte de líquidos, lo que frenó significativamente el desarrollo del complejo industrial.
La construcción de la primera planta doméstica para la producción de GNL, según el proyecto desarrollado, se llevó a cabo en 2006. El proyecto Sakhalin-2 sentó las bases para ello. Gazprom desempeñó un papel especial en la mejora del complejo, cuyo objetivo era convertirse en líder entre las empresas de energía existentes en el mercado mundial, por lo que la construcción de una planta de GNL en Rusia, su producción bien establecida y sus perspectivas se convirtieron en un paso importante en la expansión de la influencia de la empresa en el mercado mundial. Tres años después, en 2009, tuvo lugar en Rusia la solemne inauguración de la planta de GNL, que sigue funcionando en 2018.
Transporte
Hay varias formas de transportar gas comprimido:
- por mar en petroleros;
- usar vehículos diseñados para transportar gas en tanques;
- por ferrocarril en tanques criogénicos.
En el punto de llegada, el producto se regasifica: el líquido vuelve al estado gaseoso y se suministra a los consumidores a través del sistema de gasoductos.
Se considera que Japón, Corea del Sur, Bélgica, España y Francia son los principales consumidores de gas ruso.
Producción mundial
Países productores (2009): Qatar, Malasia, Indonesia, Australia, Argelia, Trinidad y Tobago, de los cuales Qatar es líder (producción 49,5 bcm).
Países exportadores (2009): Japón, República de Corea, España, Francia, EE. UU., India, de los cuales Japón es el líder. Sin embargo, para principios de 2020, las empresas estadounidenses planean lanzar nuevas instalaciones de producción con una capacidad total de más de 57,8 millones de toneladas por año.
En la Federación Rusa, según datos de 2018, hay 2 plantas. El primero de ellos es propiedad de Gazprom, Shell, Mitsui y Mitsubishi, con una capacidad total de 10,8 millones de toneladas/año de GNL. La segunda planta para la producción de gas natural licuado está ubicada en el Okrug autónomo de Yamal-Nenets, propiedad de Novatek. La compañía planea construir una planta adicional como parte del proyecto Arctic LNG en el campo de gas natural Nyakhartinskoye.
Datos interesantes sobre el gas natural licuado
- A finales del siglo XX (1971) El mayor accidente ocurrió en Turkmenistán mientras se perforaba un pozo de exploración de gas. Un grupo de geólogos en el proceso de trabajo se encontró con una cavidad en el suelo, como resultado de lo cual la instalación con todo el equipo literalmente se hundió varios cientos de metros. Por razones de seguridad, se decidió prender fuego al gas con la esperanza de un rápido agotamiento. Sin embargo, las reservas eran tan grandes que el gas todavía se está quemando hoy. Los viajeros han apodado el lugar «La puerta del infierno».
- La longitud total de los gasoductos en Rusia supera en 2 veces la distancia desde el satélite de la Tierra hasta nosotros. Si traducimos el valor al tamaño del ecuador, entonces la longitud de los gasoductos supera a este último en 20 veces.
- El buque cisterna de GNL más grande tiene 3,5 veces la longitud de un campo de fútbol (345 m).
