Thường được tìm thấy trong các tài liệu khoa học, chữ viết tắt LNG không phải lúc nào cũng rõ ràng đối với người đọc hoặc những người quan tâm khác, vì vậy các câu hỏi thường xuyên nảy sinh về cách dịch LNG và ý nghĩa của nó.
Khí thiên nhiên hóa lỏng là gì?
Thành phần chính của khí là mêtan, nồng độ không thấp hơn 75% khối lượng. Khí thiên nhiên khác khí đốt hóa lỏng như thế nào? Sau này có các đặc điểm sau:
- nó không màu và không mùi (khí tự nhiên có mùi trứng thối, vì nó chứa các hợp chất lưu huỳnh – mercaptans và sau khi chiết xuất, chất tạo mùi được thêm vào, cho phép bạn kịp thời nhận thấy rò rỉ);
- Mật độ LNG gần một nửa so với nước (0,425-0,46 kg / l);
- sự sôi xảy ra ở -159 ° C;
- không dễ cháy ở trạng thái tổng hợp này;
- không có tác dụng độc hại;
- khí không mạnh;
- phản ứng cháy của hơi kèm theo sự giải phóng khí cacbonic và hơi nước;
- trong điều kiện không gian mở ở 25 ° C và 760 mm. rt. cột khí nén ở trạng thái khí ban đầu, hòa tan trong không khí;
- trong quá trình bay hơi, khí có thể bốc cháy nếu nó tiếp xúc với nguồn lửa (nồng độ trong không khí cần thiết cho quá trình bốc cháy là 5-15% thể tích – nghĩa là, quá trình đánh lửa sẽ không xảy ra thấp hơn và cao hơn các giá trị này ).
Như vậy, sự khác biệt giữa khí tự nhiên và khí hóa lỏng là rõ ràng.
Khí tự nhiên được hóa lỏng như thế nào
Các mục tiêu chính trong sản xuất sản phẩm hóa lỏng là:
- nhận sản phẩm cuối cùng như một thương phẩm;
- phân lập phần khí butan, propan, etan;
- chiết xuất heli.
Trong sản xuất, khí hóa lỏng được thực hiện bằng công nghệ nhiều giai đoạn. Sự chuyển đổi từ giai đoạn này sang giai đoạn khác được đặc trưng bởi sự nén dòng chảy 12 lần, cho đến khi trạng thái tổng hợp của dòng chảy thay đổi. Nhược điểm của phương pháp này là tổn thất năng lượng đạt 25% ở đầu ra.
Cho đến nay, hai công nghệ thu nhận LNG đã được phát triển:
- nén;
- công nghệ dựa trên các quá trình trao đổi nhiệt.
Trong trường hợp đầu tiên, quá trình ngưng tụ diễn ra với một áp suất không đổi, ảnh hưởng tiêu cực đến cường độ năng lượng nói chung. Trong biến thể thứ hai, dòng chảy được làm mát, tiếp theo là điều chỉnh mạnh đến các thông số nhiệt độ mong muốn, tuy nhiên, sau giai đoạn đầu, mức độ khí hóa lỏng chỉ còn 4%. Cách giải quyết là sử dụng các công nghệ xếp tầng giúp tăng hiệu suất làm mát lên đến 100%.
Đặc biệt chú ý trong quá trình sản xuất LNG phải được chú ý đến thiết bị cách nhiệt và trao đổi nhiệt chất lượng cao, vì nó quyết định khả năng phát sinh thêm chi phí điện năng. Vì vậy, với sự giảm nhiệt độ bên trong lò phản ứng hoặc thiết bị trao đổi nhiệt 1 ° C khi 100.000 m3 hỗn hợp khí đi qua nó, chi phí nén về mặt công suất tăng thêm 5 kW.
Có bảy lựa chọn vận hành cho các công nghệ hóa lỏng hỗn hợp khí:
- Để sản xuất LNG công suất lớn, 82% chọn quy trình sản xuất Sản phẩm hàng không: AP-SMR, AP-C3MR, AP-X.
- ở vị trí thứ hai là công nghệ có tên là Tối ưu hóa Cascade, tất cả đều thuộc sở hữu của ConocoPhillips;
- Vị trí thứ ba bị chiếm đóng bởi các cơ sở lắp đặt GTL quy mô nhỏ nhằm mục đích sử dụng trong các cơ sở công nghiệp khép kín;
- Các đơn vị lắp đặt riêng lẻ trong quá trình sản xuất LNG trên thế giới được sử dụng rộng rãi trong các chu trình tổng hợp nhiên liệu động cơ khí tự nhiên.
Để đảm bảo sự sẵn có của các mỏ khí (liên quan đến sản xuất ngoài khơi), các tàu biển đặc biệt đã được đưa vào hoạt động, cũng như các bệ nổi (do Shell phát triển) được trang bị thiết bị làm lạnh – trên thực tế, quá trình hóa lỏng xảy ra theo cơ chế in siutu.
Không thể đưa ra kết luận rõ ràng về hiệu quả của từng loại, vì nó phụ thuộc và chỉ được xác định bởi hoàn cảnh.
Tuy nhiên, nếu chúng ta tính đến một nhà máy duy nhất để sản xuất LNG ở Nga, thì thiết bị của nó như sau:
- thiết bị để chuẩn bị nguyên liệu ban đầu, cụ thể là hệ thống lọc khí;
- thiết bị cho vòng lặp quy trình chính;
- nước tái chế, nước ngưng, dây chuyền xử lý hơi nước;
- bể kín được thiết kế để lưu trữ chất lỏng, loại thùng lạnh (tàu Doire);
- Thiết bị để vận chuyển LNG mà không bị thất thoát do bay hơi;
- tàu chở dầu và các phương tiện vận tải khác;
- nguồn điện liên tục và nước lạnh làm chất làm lạnh.
Gần đây, sự chú ý lớn nhất đã được tập trung vào công nghệ tiết kiệm đến 50% chi phí năng lượng để có được sản phẩm mục tiêu. Nó dựa trên việc sử dụng năng lượng riêng (tiềm năng) của khí đốt hóa lỏng và làm mát tự nhiên của dòng chảy khi áp suất trong đường ống chính giảm đến mức áp suất tiêu thụ (khoảng từ 6 MPa đến 1,2 MPa).
Lịch sử sản xuất khí đốt tự nhiên hóa lỏng
Lần đầu tiên, nỗ lực thu được khí nén tự nhiên ở quy mô một lần sản xuất đã được thực hiện vào đầu thế kỷ 20. Vào năm thứ mười bảy của thế kỷ 20, các nhà máy ở Mỹ đã tìm cách thu được khí hóa lỏng, điều này có sự khác biệt cơ bản với khí tự nhiên. Tuy nhiên, vào thời điểm đó chưa có các giải pháp công nghệ để thực hiện vận chuyển chất lỏng, điều này đã làm chậm lại đáng kể sự phát triển của khu liên hợp công nghiệp.
Việc xây dựng nhà máy trong nước đầu tiên để sản xuất LNG, theo dự án đã phát triển, được thực hiện vào năm 2006. Dự án Sakhalin-2 đã đặt nền móng cho nó. Gazprom đóng một vai trò đặc biệt trong việc cải tiến tổ hợp, với mục tiêu là trở thành công ty dẫn đầu trong số các công ty năng lượng hiện có trên thị trường thế giới, vì vậy việc xây dựng một nhà máy LNG ở Nga, sản xuất được thiết lập và triển vọng của nó đã trở thành một bước quan trọng trong việc mở rộng tầm ảnh hưởng của công ty trên thị trường thế giới. Ba năm sau, vào năm 2009, một buổi ra mắt long trọng của nhà máy LNG đã diễn ra tại Nga, nhà máy này vẫn đang hoạt động vào năm 2018.
Vận chuyển
Có một số cách để vận chuyển khí nén:
- bằng đường biển trên tàu chở dầu;
- sử dụng các phương tiện được thiết kế để vận chuyển khí trong bồn chứa;
- bằng đường sắt trong thùng đông lạnh.
Tại điểm đến, sản phẩm được đông lại – chất lỏng trở lại trạng thái khí, và được cung cấp cho người tiêu dùng thông qua hệ thống đường ống dẫn khí.
Nhật Bản, Hàn Quốc, Bỉ, Tây Ban Nha và Pháp được coi là những nước tiêu thụ khí đốt chính của Nga.
Sản xuất trên thế giới
Các nước sản xuất (2009): Qatar, Malaysia, Indonesia, Australia, Algeria, Trinidad và Tobago, trong đó Qatar dẫn đầu (sản lượng 49,5 bcm).
Các nước xuất khẩu (2009): Nhật Bản, Hàn Quốc, Tây Ban Nha, Pháp, Mỹ, Ấn Độ, trong đó dẫn đầu là Nhật Bản. Tuy nhiên, đến đầu năm 2020, các công ty Mỹ có kế hoạch khai trương các cơ sở sản xuất mới với tổng công suất hơn 57,8 triệu tấn mỗi năm.
Tại Liên bang Nga, theo số liệu cho năm 2018, có 2 nhà máy. Công ty đầu tiên trong số này thuộc sở hữu của Gazprom, Shell, Mitsui và Mitsubishi, với tổng công suất 10,8 triệu tấn / năm LNG. Nhà máy thứ hai để sản xuất khí đốt tự nhiên hóa lỏng nằm ở Okrug tự trị Yamal-Nenets, thuộc sở hữu của Novatek. Công ty có kế hoạch xây dựng một nhà máy bổ sung như một phần của dự án LNG Bắc Cực tại mỏ khí đốt tự nhiên Nyakhartinskoye.
Sự thật thú vị về khí tự nhiên hóa lỏng
- Cuối thế kỷ 20 (1971) Tai nạn lớn nhất xảy ra ở Turkmenistan khi đang khoan giếng thăm dò khí đốt. Một nhóm các nhà địa chất trong quá trình làm việc đã phát hiện ra một cái hốc trong lòng đất, kết quả là quá trình lắp đặt với tất cả các thiết bị đã đi xuống vài trăm mét theo đúng nghĩa đen. Vì lý do an toàn, nó đã được quyết định đốt cháy khí đốt với hy vọng cháy nhanh chóng. Tuy nhiên, trữ lượng quá lớn nên khí đốt vẫn đang cháy cho đến ngày nay. Du khách đã đặt biệt danh cho nơi này là “Cánh cửa địa ngục”.
- Tổng chiều dài của các đường ống dẫn khí đốt ở Nga vượt quá khoảng cách từ vệ tinh của Trái đất tới chúng ta 2 lần. Nếu chúng ta chuyển giá trị này thành kích thước của đường xích đạo, thì chiều dài của các đường ống dẫn khí đốt sẽ vượt quá giá trị thứ hai 20 lần.
- Tàu chở LNG lớn nhất có chiều dài gấp 3,5 lần chiều dài của một sân bóng đá (345 m).
