과학 문헌에서 흔히 볼 수 있는 약어 LNG가 독자나 다른 관심 있는 사람에게 항상 명확한 것은 아니므로 LNG가 어떻게 번역되고 무엇을 의미하는지에 대한 질문이 주기적으로 발생합니다.
액화 천연 가스란 무엇입니까?
가스의 주성분은 메탄이며, 그 농도는 질량의 75% 이상입니다. 천연가스는 액화가스와 어떻게 다릅니까? 후자는 다음과 같은 특징이 있습니다.
- 무색 및 무취입니다(천연 가스는 황 화합물인 메르캅탄을 함유하고 있어 썩은 계란 냄새가 납니다. 추출 후 냄새가 첨가되어 시간이 지나면 새는 것을 알 수 있습니다.)
- LNG 밀도는 물의 거의 절반(0.425-0.46kg/l)입니다.
- 끓는 온도는 -159°C입니다.
- 이 총체적 상태에서 가연성 없음,
- 독성 효과가 없음
- 가스가 공격적이지 않습니다.
- 증기의 연소 반응은 이산화탄소와 수증기의 방출을 동반합니다.
- 25°C 및 760mm의 열린 공간 조건에서. RT 컬럼 압축 가스는 공기 중에 용해되는 원래의 가스 상태를 취합니다.
- 증발 과정에서 가스가 화염원과 접촉하면 점화될 수 있습니다(점화에 필요한 공기 중 농도는 5-15% vol.입니다. 즉, 이 값 이하 및 이상에서는 발화가 일어나지 않습니다. ).
따라서 천연 가스와 액화 가스의 차이점은 분명합니다.
천연 가스가 액화되는 방식
액화 제품 생산의 주요 목표는 다음과 같습니다.
- 최종 제품을 무역품으로 받는 것,
- 부탄, 프로판, 에탄 가스 분획의 분리
- 헬륨 추출.
생산에서 가스 액화는 다단계 기술을 사용하여 수행됩니다. 한 단계에서 다른 단계로의 전환은 흐름의 집합 상태가 변경될 때까지 흐름의 12배 압축이 특징입니다. 이 방법의 단점은 출력에서 25%에 달하는 에너지 손실입니다.
현재까지 LNG를 얻기 위한 두 가지 기술이 개발되었습니다.
- 압축;
- 열 교환 공정을 기반으로 하는 기술
첫 번째 경우 응축 과정은 일정한 압력으로 진행되어 전체적으로 에너지 강도에 부정적인 영향을 미칩니다. 두 번째 변형에서는 흐름이 냉각된 다음 원하는 온도 매개변수로 급격히 조절되지만 첫 번째 단계 이후에는 가스 액화 정도가 4%에 불과합니다. 탈출구는 냉각 효율을 최대 100%까지 높이는 캐스케이드 기술을 사용하는 것입니다.
LNG 생산 시에는 추가 전력 비용의 가능성을 결정하기 때문에 고품질 열교환 및 단열 장비에 각별한 주의를 기울여야 합니다. 따라서 100,000m3의 혼합 가스가 통과할 때 반응기 또는 열교환기 내부의 온도가 1°C 떨어지면 전력 측면에서 압축 비용이 5kW 증가합니다.
가스 혼합물 액화 기술에는 7가지 작동 옵션이 있습니다.
- 대용량 LNG 생산의 경우 82%가 Air Products 제조 공정인 AP-SMR, AP-C3MR, AP-X를 선택합니다.
- 2위는 모두 ConocoPhillips가 소유한 Optimized Cascade라는 기술입니다.
- 3위는 폐쇄된 산업 건물에서 사용하기 위한 소규모 GTL 설치가 차지합니다.
- 전 세계적으로 LNG 생산의 개별 설치 장치는 천연 가스 자동차 연료 합성 주기에 널리 사용됩니다.
가스전(해상 생산 관련)의 가용성을 보장하기 위해 특수 해상 선박과 냉각 장비가 장착된 부유식 플랫폼(Shell에서 개발)이 가동되었습니다. 실제로는 현장 메커니즘에 따라 액화가 발생합니다.
상황에 따라 달라지고 결정되기 때문에 각각의 효과에 대해 명확한 결론을 내리는 것은 불가능합니다.
그러나 러시아의 LNG 생산을 위한 단일 공장을 고려하면 장비는 다음과 같습니다.
- 시작 물질 준비를 위한 장비, 특히 가스 정화 시스템,
- 메인 프로세스 루프용 장비
- 재생수, 응축수, 공정 스팀 라인
- 액체 저장용으로 설계된 밀폐 탱크, 냉동조 유형(Doire 용기),
- 증발 손실이 없는 LNG의 적재 운송 장비
- 유조선 및 기타 운송 수단,
- 무정전 전원 공급 장치와 냉수를 냉매로 사용
최근에는 목표 제품을 얻기 위해 에너지 비용을 최대 50%까지 절감할 수 있는 기술에 가장 큰 주목을 받고 있다. 주 파이프라인의 압력이 소비자 압력 수준(약 6MPa에서 1.2MPa)으로 감소할 때 액화 가스의 자체 에너지(잠재적) 사용과 흐름의 자연 냉각을 기반으로 합니다.
액화천연가스 생산의 역사
20세기 초에 처음으로 하나의 생산 규모로 압축 천연 가스를 얻으려는 시도가 수행되었습니다. 20 세기의 17 번째 해에 미국 공장은 천연 가스와 근본적으로 다른 액화 가스를 얻었습니다. 그러나 당시에는 액체 운송을 구현하기 위한 기술적 솔루션이 없었기 때문에 산업 단지의 개발이 크게 지연되었습니다.
개발된 프로젝트에 따라 2006년에 국내 최초의 LNG 생산을 위한 공장 건설이 진행되었다. Sakhalin-2 프로젝트는 그 기반을 마련하였다. 단지 개선의 특별한 역할은 Gazprom이 수행했으며, Gazprom은 세계 시장에 존재하는 에너지 회사 중 리더로 스스로를 실현하는 것을 목표로 하여 러시아에 LNG 플랜트 건설, 잘 정립된 생산 및 전망이 되었습니다. 세계 시장에서 회사의 영향력을 확장하는 중요한 단계입니다. 3년 후인 2009년에는 2018년에도 여전히 가동 중인 러시아에서 LNG 플랜트의 엄숙한 착공이 있었습니다.
교통수단
압축 가스를 운반하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.
- 유조선을 타고 바다로
- 탱크에 있는 가스를 운반하도록 설계된 차량 사용
- 저온 탱크에서 철도로.
도착 지점에서 제품은 재기화됩니다. 액체는 기체 상태로 돌아가고 가스 파이프라인 시스템을 통해 소비자에게 공급됩니다.
일본, 한국, 벨기에, 스페인 및 프랑스는 러시아 가스의 주요 소비자로 간주됩니다.
세계 생산
생산 국가(2009): 카타르, 말레이시아, 인도네시아, 호주, 알제리, 트리니다드 토바고, 카타르가 선두(생산량 49.5 bcm).
수출국(2009년): 일본, 대한민국, 스페인, 프랑스, 미국, 인도, 그 중 일본이 선두. 그러나 2020년 초까지 미국 기업들은 연간 총 5,780만 톤 이상의 새로운 생산 시설을 가동할 계획입니다.
러시아 연방에는 2018년 데이터에 따르면 2개의 공장이 있습니다. 이들 중 첫 번째는 Gazprom, Shell, Mitsui 및 Mitsubishi가 소유하고 있으며 총 용량은 연간 1080만 톤입니다. 액화 천연 가스 생산을 위한 두 번째 공장은 Novatek 소유의 Yamal-Nenets Autonomous Okrug에 있습니다. 회사는 Nyakhartinskoye 천연 가스전에서 북극 LNG 프로젝트의 일부로 추가 공장을 건설할 계획입니다.
액화 천연 가스에 대한 흥미로운 사실
- 20세기 말(1971년) 투르크메니스탄에서 가스 탐사정을 시추하던 중 가장 큰 사고가 발생했습니다. 작업 과정에서 지질 학자 그룹이 땅의 구멍을 발견하여 모든 장비가 설치된 설치가 문자 그대로 수백 미터 아래로 내려갔습니다. 안전상의 이유로 빠른 소진을 바라는 마음으로 가스에 불을 붙이기로 했습니다. 그러나 매장량이 너무 커서 오늘날에도 가스가 연소되고 있습니다. 여행자들은 이곳에 “지옥으로 가는 문”이라는 별명을 붙였습니다.
- 러시아의 가스 파이프라인 총 길이는 지구 위성에서 우리까지의 거리를 2배 초과합니다. 값을 적도의 크기로 변환하면 가스 파이프라인의 길이가 적도를 20배 초과합니다.
- 가장 큰 LNG 탱커는 축구장 길이의 3.5배(345m)입니다.
