Come e perché il gas si liquefa: tecnologia di produzione e ambito di utilizzo del gas liquefatto

introduzione

Attualmente, nelle caldaie che fanno parte dell'infrastruttura delle imprese di trasporto ferroviario, nella maggior parte dei casi, carbone e olio combustibile servono come fonte di energia e il carburante diesel è un backup. Quindi, ad esempio, un'analisi degli impianti di fornitura di calore della ferrovia Oktyabrskaya, una filiale delle ferrovie russe, ha mostrato che le caldaie funzionano principalmente a olio combustibile e solo alcune di esse funzionano a gas naturale.

I vantaggi delle caldaie a olio combustibile includono la loro completa autonomia (possibilità di utilizzarle per impianti lontani dalla rete del gas) e il basso costo della componente combustibile (rispetto alle caldaie a carbone, diesel ed elettriche), gli svantaggi sono la necessità di organizzare un impianto di stoccaggio, garantire la fornitura di olio combustibile, controllare la qualità del carburante, problemi di inquinamento ambientale. Quando si consegnano grandi volumi di carburante, è necessario organizzare un sistema di scarico (riscaldamento e drenaggio dell'olio combustibile) e strade di accesso, la necessità di riscaldare gli impianti di stoccaggio e le condutture dell'olio combustibile per il trasporto del combustibile alle caldaie e costi aggiuntivi per la pulizia degli scambiatori di calore del riscaldamento e filtri olio combustibile.

In connessione con il previsto forte aumento delle tariffe per le emissioni nocive nell'atmosfera, la direzione centrale per l'approvvigionamento idrico e termico delle ferrovie russe ha deciso di ridurre l'uso di olio combustibile nelle caldaie ferroviarie. Nella regione di Murmansk, dove passa parte della ferrovia Oktyabrskaya, viene presentato un progetto volto a ridurre la dipendenza da olio combustibile delle caldaie cittadine e distrettuali, inclusa la possibilità di convertirle al gas naturale liquefatto (GNL). Si prevede di costruire un impianto di GNL in Carelia e un'infrastruttura del gas nel Distretto Federale Nordoccidentale.

L'abbandono dell'olio combustibile aumenterà del 40% l'efficienza delle caldaie nella regione di Murmansk.

Il GNL è il combustibile del 21° secolo

Nel prossimo futuro, la Russia potrebbe diventare uno dei principali produttori e fornitori del mercato mondiale di gas naturale liquefatto, un tipo di combustibile alternativo relativamente nuovo per il nostro Paese.Di tutto il gas naturale prodotto nel mondo, oltre il 26% viene liquefatto e trasportato in forma liquida in apposite autocisterne dai paesi di produzione ai paesi consumatori di gas.

Il gas naturale liquefatto presenta vantaggi significativi rispetto ad altri vettori energetici. Possono fornire liquidazioni non gassificate in breve tempo. Inoltre, il gas naturale liquefatto è il più ecologico e sicuro tra i combustibili utilizzati in massa, e ciò apre ampie prospettive per il suo utilizzo nell'industria e nei trasporti. Oggi sono allo studio diverse opzioni per la costruzione di impianti di liquefazione del gas naturale in Russia e terminali per la sua spedizione per l'esportazione, uno dei quali dovrebbe essere implementato nel porto di Primorsk, nella regione di Leningrado.

Il gas naturale liquefatto come combustibile alternativo presenta numerosi vantaggi. In primo luogo, la liquefazione del gas naturale aumenta la sua densità di 600 volte, il che aumenta l'efficienza e la comodità dello stoccaggio e del trasporto. In secondo luogo, il GNL è atossico e non corrosivo per i metalli, è un liquido criogenico che viene immagazzinato sotto una leggera sovrappressione ad una temperatura di circa 112 K (-161 °C) in un contenitore con isolamento termico. In terzo luogo, è più leggero dell'aria e, in caso di fuoriuscita accidentale, evapora rapidamente, a differenza del propano pesante, che si accumula nelle depressioni naturali e artificiali e crea un pericolo di esplosione. In quarto luogo, consente di gassificare oggetti situati a distanze considerevoli dalle condotte principali. Il GNL oggi è più economico di qualsiasi carburante petrolifero, compreso il diesel, ma li supera in termini di calorie.Le caldaie che funzionano a gas naturale liquefatto hanno un'efficienza maggiore - fino al 94%, non richiedono il consumo di carburante per il preriscaldamento in inverno (come olio combustibile e propano-butano). Il basso punto di ebollizione garantisce la completa vaporizzazione del GNL alle temperature ambiente più basse.

Prospettive per l'idrogeno liquefatto

Oltre alla liquefazione diretta e all'uso in questa forma, dal gas naturale si può ottenere anche un altro vettore energetico, l'idrogeno. Il metano è CH4, il propano è C3H8 e il butano è C4H10.

La componente idrogeno è presente in tutti questi combustibili fossili, basta isolarla.

I principali vantaggi dell'idrogeno sono la compatibilità ambientale e l'ampia distribuzione in natura, tuttavia, l'alto prezzo della sua liquefazione e le perdite dovute alla costante evaporazione annullano questi vantaggi.

Per trasferire l'idrogeno da uno stato gassoso a uno liquido, deve essere raffreddato a -253 ° C. Per questo vengono utilizzati sistemi di raffreddamento multistadio e unità di "compressione/espansione". Finora, tali tecnologie sono troppo costose, ma sono in corso lavori per ridurne i costi.

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Inoltre, a differenza del GPL e del GNL, l'idrogeno liquefatto è molto più esplosivo. La sua minima perdita in combinazione con l'ossigeno dà una miscela gas-aria, che si accende alla minima scintilla. E lo stoccaggio dell'idrogeno liquido è possibile solo in speciali contenitori criogenici. Ci sono ancora troppi svantaggi del carburante a idrogeno.

Rischio di incendio/esplosione e mitigazione

Un contenitore di gas sferico comunemente usato nelle raffinerie.

In una raffineria o in un impianto a gas, il GPL deve essere stoccato in serbatoi pressurizzati. Questi contenitori sono cilindrici, orizzontali o sferici. Di solito queste navi sono progettate e realizzate secondo alcune regole. Negli Stati Uniti, questo codice è regolato dall'American Society of Mechanical Engineers (ASME).

I contenitori di GPL sono dotati di valvole di sicurezza in modo che, se esposti a fonti di calore esterne, rilasciano GPL nell'atmosfera o nel camino.

Se un serbatoio è esposto a un incendio di durata e intensità sufficienti, può essere soggetto a un'esplosione di vapore liquido in espansione (BLEVE). Questo di solito è un problema per le grandi raffinerie e gli impianti petrolchimici che gestiscono contenitori molto grandi. Di norma, i serbatoi sono progettati in modo tale che il prodotto esca più velocemente di quanto la pressione possa raggiungere un livello pericoloso.

Uno dei mezzi di protezione utilizzati negli ambienti industriali è dotare tali contenitori di una misura che fornisca un grado di resistenza al fuoco. I grandi contenitori GPL sferici possono avere pareti in acciaio fino a 15 cm di spessore e sono dotati di valvola limitatrice di pressione certificata. Un grande incendio vicino alla nave ne aumenterà la temperatura e la pressione. La valvola di sicurezza superiore è progettata per scaricare la pressione in eccesso e prevenire la distruzione del contenitore stesso.Con una durata e un'intensità sufficienti del fuoco, la pressione creata dal gas in ebollizione e in espansione può superare la capacità della valvola di rimuovere l'eccesso. Se ciò accade, il contenitore sovraesposto può rompersi violentemente, espellendo parti ad alta velocità, mentre i prodotti rilasciati possono anche prendere fuoco, causando potenzialmente danni catastrofici a qualsiasi cosa nelle vicinanze, compresi altri contenitori.

Le persone possono essere esposte al GPL sul posto di lavoro per inalazione, contatto con la pelle e contatto con gli occhi. L'amministrazione per la sicurezza e la salute sul lavoro (OSHA) ha fissato il limite legale (limite di esposizione ammissibile) per l'esposizione al GPL sul posto di lavoro a 1.000 ppm (1.800 mg/m 3 ) in una giornata lavorativa di 8 ore. L'Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro (NIOSH) ha fissato un limite di esposizione raccomandato (REL) di 1.000 parti per milione (1.800 mg/m 3 ) in una giornata lavorativa di 8 ore. A livelli di 2000 ppm, 10% limite di esplosività inferiore, il gas di petrolio liquefatto è considerato direttamente pericoloso per la vita e la salute (solo per motivi di sicurezza legati al rischio di esplosione).

Perché liquefare il gas naturale?

Il carburante blu viene estratto dalle viscere della terra sotto forma di una miscela di metano, etano, propano, butano, elio, azoto, acido solfidrico e altri gas, nonché i loro vari derivati.

Alcuni di essi sono utilizzati nell'industria chimica e altri vengono bruciati in caldaie o turbine per generare calore ed elettricità. Inoltre, un certo volume dell'estratto viene utilizzato come carburante per motori a gas.

I calcoli dei lavoratori del gas mostrano che se il carburante blu deve essere consegnato su una distanza di 2.500 km o più, spesso è più redditizio farlo in forma liquefatta che tramite gasdotto

Il motivo principale per la liquefazione del gas naturale è semplificarne il trasporto su lunghe distanze. Se il consumatore e il pozzo di produzione del gasolio si trovano vicini l'uno all'altro sulla terraferma, è più facile e redditizio posare un tubo tra di loro. Ma in alcuni casi, la costruzione di un'autostrada risulta essere troppo costosa e problematica a causa delle sfumature geografiche. Pertanto, ricorrono a varie tecnologie per la produzione di GNL o GPL in forma liquida.

Economia e sicurezza dei trasporti

Dopo che il gas è liquefatto, è già sotto forma di liquido pompato in appositi contenitori per il trasporto via mare, fiume, strada e/o ferrovia. Allo stesso tempo, tecnologicamente, la liquefazione è un processo piuttosto costoso dal punto di vista energetico.

In diversi impianti, questo richiede fino al 25% del volume di carburante originale. Cioè, per generare l'energia richiesta dalla tecnologia, è necessario bruciare fino a 1 tonnellata di GNL ogni tre tonnellate di esso in forma finita. Ma il gas naturale ora è molto richiesto, tutto ripaga.

In forma liquefatta, il metano (propano-butano) occupa 500-600 volte meno volume che allo stato gassoso

Finché il gas naturale è allo stato liquido, non è infiammabile e non esplosivo. Solo dopo l'evaporazione durante la rigassificazione, la miscela di gas risultante è idonea alla combustione in caldaie e cucine. Pertanto, se si utilizza GNL o GPL come combustibili idrocarburici, devono essere rigassificati.

Utilizzare in vari campi

Molto spesso, i termini "gas liquefatto" e "liquefazione del gas" sono menzionati nel contesto del trasporto di un vettore energetico di idrocarburi. Cioè, prima viene estratto il carburante blu, quindi viene convertito in GPL o GNL. Inoltre, il liquido risultante viene trasportato e quindi riportato nuovamente allo stato gassoso per una particolare applicazione.

Il GPL (gas di petrolio liquefatto) è composto per il 95% o più da una miscela di propano-butano e il GNL (gas naturale liquefatto) è per l'85-95% di metano. Questi sono tipi di carburante simili e allo stesso tempo radicalmente diversi.

Il GPL da propano-butano viene utilizzato principalmente come:

• carburante per motori a gas;
• combustibile per iniezione nei serbatoi di gas degli impianti di riscaldamento autonomi;
• liquidi per il riempimento di accendini e bombole di gas con una capacità da 200 ml a 50 litri.

Il GNL viene solitamente prodotto esclusivamente per il trasporto a lunga distanza. Se per lo stoccaggio del GPL è disponibile una capacità sufficiente in grado di resistere a una pressione di diverse atmosfere, per il metano liquefatto sono necessari speciali serbatoi criogenici.

Le apparecchiature di stoccaggio del GNL sono altamente tecnologiche e occupano molto spazio. Non è redditizio utilizzare tale carburante nelle autovetture a causa dell'alto costo delle bombole. I camion GNL sotto forma di singoli modelli sperimentali stanno già guidando sulle strade, ma è improbabile che questo carburante "liquido" troverà ampia applicazione nel segmento delle autovetture nel prossimo futuro.

Il metano liquefatto come combustibile è oggi sempre più utilizzato in esercizio:

• locomotive diesel ferroviarie;
• navi marittime;
• trasporto fluviale.

Il GPL e il GNL, oltre ad essere utilizzati come vettore energetico, sono utilizzati direttamente in forma liquida negli impianti gas e petrolchimici. Sono usati per produrre varie materie plastiche e altri materiali a base di idrocarburi.

Proprietà e capacità di propano, butano e metano liquefatti

La principale differenza tra il GPL e altri tipi di carburante è la capacità di cambiare rapidamente il suo stato da liquido a gassoso e viceversa in determinate condizioni esterne. Queste condizioni includono la temperatura ambiente, la pressione interna nel serbatoio e il volume della sostanza. Ad esempio, il butano si liquefa a una pressione di 1,6 MPa se la temperatura dell'aria è di 20 ºС. Allo stesso tempo, il suo punto di ebollizione è solo -1 ºС, quindi in caso di forte gelo rimarrà liquido, anche se la valvola della bombola è aperta.

Il propano ha una densità di energia maggiore del butano. Il suo punto di ebollizione è -42 ºС, quindi, anche in condizioni climatiche difficili, mantiene la capacità di formare rapidamente gas.

Il punto di ebollizione del metano è ancora più basso. Passa allo stato liquido a -160 ºС. Il GNL non è praticamente utilizzato per le condizioni domestiche, tuttavia, per l'importazione o il trasporto su lunghe distanze, la capacità del gas naturale di liquefarsi a una certa temperatura e pressione è di grande importanza.

trasporto in cisterna

Qualsiasi gas di idrocarburo liquefatto ha un alto coefficiente di espansione. Quindi, in una bombola da 50 litri piena contiene 21 kg di propano-butano liquido. Quando tutto il “liquido” evapora, si formano 11 metri cubi di sostanza gassosa, che equivalgono a 240 Mcal. Pertanto, questo tipo di combustibile è considerato uno dei più efficienti ed economici per i sistemi di riscaldamento autonomi. Puoi leggere di più a riguardo qui.

Quando si utilizzano gas idrocarburici, è necessario tenere conto della loro lenta diffusione nell'atmosfera, nonché della bassa infiammabilità e dei limiti di esplosività a contatto con l'aria. Pertanto, tali sostanze devono essere maneggiate correttamente, tenendo conto delle loro proprietà e dei requisiti speciali di sicurezza.

Tabella delle proprietà

Gas di petrolio liquefatto: perché è migliore di altri combustibili

Il settore delle applicazioni del GPL è piuttosto ampio, ciò è dovuto alle sue caratteristiche termofisiche e ai vantaggi operativi rispetto ad altri tipi di carburante.

Trasporto. Il problema principale della fornitura di gas convenzionale agli insediamenti è la necessità di posare un gasdotto, la cui lunghezza può raggiungere diverse migliaia di chilometri. Il trasporto di propano-butano liquefatto non richiede la costruzione di comunicazioni complesse. Per questo vengono utilizzate normali bombole o altri serbatoi, che vengono trasportati su strada, ferrovia o mare su qualsiasi distanza. Data l'elevata efficienza energetica di questo prodotto (su una bottiglia SPB puoi cucinare pasti per la famiglia per un mese), i vantaggi sono evidenti.

risorse prodotte. Gli scopi dell'utilizzo di idrocarburi liquefatti sono simili agli scopi dell'utilizzo del gas principale. Questi includono: gassificazione di strutture e insediamenti privati, generazione di elettricità attraverso generatori di gas, funzionamento di motori di veicoli, produzione di prodotti dell'industria chimica.

Alto potere calorifico. Il propano liquido, il butano e il metano vengono convertiti molto rapidamente in una sostanza gassosa, la cui combustione rilascia una grande quantità di calore.Per butano - 10,8 Mcal/kg, per propano - 10,9 Mcal/kg, per metano - 11,9 Mcal/kg. L'efficienza delle apparecchiature termiche che funzionano a GPL è molto superiore all'efficienza dei dispositivi che utilizzano materiali combustibili solidi come materie prime.

Facilità di regolazione. La fornitura di materie prime al consumatore può essere regolata sia in modalità manuale che automatica. Per fare ciò, esiste un'intera gamma di dispositivi responsabili della regolazione e della sicurezza del funzionamento del gas liquefatto.

Alto numero di ottani. SPB ha un numero di ottano di 120, il che lo rende una materia prima più efficiente per i motori a combustione interna rispetto alla benzina. Quando si utilizza propano-butano come carburante per motori, il periodo di revisione del motore aumenta e il consumo di lubrificanti si riduce.

Ridurre il costo della gassificazione degli insediamenti. Molto spesso il GPL viene utilizzato per eliminare i picchi di carico sui principali sistemi di distribuzione del gas. Inoltre, è più redditizio installare un sistema autonomo di gassificazione per un insediamento remoto che tirare una rete di gasdotti. Rispetto alla posa del gas di rete, gli investimenti specifici in conto capitale si riducono di 2-3 volte. A proposito, maggiori informazioni possono essere trovate qui, nella sezione sulla gassificazione autonoma degli impianti privati.

Raffreddamento a gas

Nel funzionamento degli impianti possono essere utilizzati sistemi di raffreddamento a gas di diversi principi. Nell'implementazione industriale, ci sono tre metodi principali di liquefazione:

• cascata - il gas passa in sequenza attraverso una serie di scambiatori di calore collegati a sistemi di raffreddamento con diversi punti di ebollizione del refrigerante. Di conseguenza, il gas condensa ed entra nel serbatoio di accumulo.
• refrigeranti misti: il gas entra nello scambiatore di calore, vi entra una miscela di refrigeranti liquidi con diversi punti di ebollizione che, bollendo, riducono in sequenza la temperatura del gas in ingresso.
• turbo espansione - differisce dai metodi di cui sopra in quanto viene utilizzato il metodo di espansione del gas adiabatico. Quelli. se negli impianti classici si riduce la temperatura per ebollizione del refrigerante e degli scambiatori di calore, qui l'energia termica del gas viene spesa per il funzionamento della turbina. Per il metano sono state utilizzate installazioni basate su turboespansori.

gas USA

Gli Stati Uniti non sono solo la patria della tecnologia di produzione di gas ridotta, ma anche il più grande produttore di GNL dalla propria materia prima. Pertanto, quando l'amministrazione Donald Trump ha presentato l'ambizioso programma Energy Plan - America First con l'obiettivo di rendere il Paese la principale potenza energetica del mondo, tutti gli attori della piattaforma globale del gas dovrebbero ascoltarlo.

Questo tipo di svolta politica negli Stati Uniti non è stata una grande sorpresa. La posizione repubblicana degli Stati Uniti sugli idrocarburi è chiara e semplice. Questa è energia a basso costo.

Le previsioni per le esportazioni di GNL negli Stati Uniti sono varie. Il più grande intrigo nelle decisioni commerciali sul "gas" si sta sviluppando nei paesi dell'UE. Davanti a noi si sta svelando un quadro della più forte concorrenza tra il gas "classico" russo attraverso il Nord Stream 2 e il GNL importato dagli americani. Molti paesi europei, tra cui Francia e Germania, vedono la situazione attuale come un'ottima opportunità per diversificare le fonti di gas in Europa.

Per quanto riguarda il mercato asiatico, la guerra commerciale tra Stati Uniti e Cina ha portato a un completo rifiuto degli ingegneri energetici cinesi dal GNL americano importato.Questa mossa apre enormi opportunità per fornire gas russo attraverso gasdotti alla Cina per molto tempo e in enormi volumi.

Vantaggi del gas liquefatto

Numero di ottano

Il numero di ottani del gasolio è superiore alla benzina, quindi la resistenza agli urti del gas liquefatto è maggiore anche della benzina di altissima qualità. Ciò consente di ottenere un maggiore risparmio di carburante in un motore con un rapporto di compressione più elevato. Il numero di ottano medio del gas liquefatto - 105 - è irraggiungibile per qualsiasi marca di benzina. Allo stesso tempo, la velocità di combustione del gas è leggermente inferiore a quella della benzina. Ciò riduce il carico sulle pareti del cilindro, sul gruppo pistone e sull'albero motore e consente al motore di funzionare in modo fluido e silenzioso.

Diffusione

Il gas si miscela facilmente con l'aria e riempie i cilindri con una miscela omogenea in modo più uniforme, quindi il motore funziona in modo più fluido e silenzioso. La miscela di gas brucia completamente, quindi non ci sono depositi carboniosi su pistoni, valvole e candele. Il gasolio non rimuove la pellicola d'olio dalle pareti del cilindro e inoltre non si mescola con l'olio nel basamento, non compromettendo così le proprietà lubrificanti dell'olio. Di conseguenza, cilindri e pistoni si consumano meno.

Pressione del serbatoio

Il GPL si differenzia dagli altri carburanti per autoveicoli per la presenza di una fase vapore sopra la superficie della fase liquida. Nel processo di riempimento del cilindro, le prime porzioni di gas liquefatto evaporano rapidamente e riempiono l'intero volume. La pressione nella bombola dipende dalla pressione del vapore saturo, che a sua volta dipende dalla temperatura della fase liquida e dalla percentuale di propano e butano in essa contenuta. La pressione di vapore saturo caratterizza la volatilità dell'HOS.La volatilità del propano è maggiore di quella del butano, quindi la sua pressione alle basse temperature è molto più alta.

Scarico

Durante la combustione vengono rilasciati meno ossidi di carbonio e azoto e idrocarburi incombusti rispetto alla benzina o al diesel, senza rilascio di idrocarburi aromatici o anidride solforosa.

impurità

Il gasolio di alta qualità non contiene impurità chimiche come zolfo, piombo, alcali, che migliorano le proprietà corrosive del carburante e distruggono le parti della camera di combustione, il sistema di iniezione, la sonda lambda (sensore che determina la quantità di ossigeno nel miscela di carburante), catalizzatore gas di scarico.

Processo produttivo

La materia prima per la produzione è gas naturale e refrigerante.

Esistono due tecnologie per la produzione di GNL:

• ciclo aperto;
• ciclo di espansione dell'azoto.

La tecnologia a ciclo aperto utilizza la pressione del gas per generare l'energia necessaria per il raffreddamento. Il metano che passa attraverso le turbine viene raffreddato ed espanso, lasciando un liquido. Questo è un metodo semplice, ma presenta uno svantaggio significativo: solo il 15% del metano viene liquefatto e il resto non guadagnando abbastanza pressione, esce dal sistema.

Tecnologie per la produzione di GNL

Se ci sono consumatori diretti di gas vicino all'impianto, questa tecnologia può essere utilizzata in sicurezza, poiché è meno costosa: la quantità minima di elettricità viene spesa per il processo di produzione. Il risultato è un minor costo del prodotto finale. Ma se non ci sono consumatori, non è economicamente fattibile utilizzare questo metodo: grandi perdite di materia prima.

Tecnologia di produzione che utilizza l'azoto:

• in un circuito chiuso contenente turbine e compressori, l'azoto circola costantemente;
• l'azoto, dopo essersi raffreddato, viene inviato ad uno scambiatore di calore, dove in parallelo viene erogato metano;
• il gas viene raffreddato e liquefatto;
• l'azoto viene inviato al compressore e alla turbina per il raffreddamento e il passaggio attraverso il ciclo successivo.

Tecnologia di separazione dei gas a membrana

I vantaggi di questa tecnologia:

• 100% utilizzo di materie prime;
• compattezza dell'attrezzatura e semplicità del suo funzionamento;
• alta affidabilità e sicurezza.

C'è solo un inconveniente: un elevato consumo di elettricità (si consumano fino a 0,5 kW/h per ogni 1 nm3 / h di prodotti finiti), che aumenta notevolmente il costo.

Schema di layout dell'impianto di azoto

Depurazione e liquefazione dei gas

In sostanza, la liquefazione del gas naturale è un processo di purificazione e raffreddamento. Solo la temperatura richiesta è meno 161 gradi Celsius.

Per ottenere questo ordine di temperature, viene utilizzato l'effetto Joule Thompson (cambiamento della temperatura del gas durante la regolazione adiabatica - flusso di gas lento sotto l'azione di una caduta di pressione costante attraverso la valvola a farfalla). Con il suo aiuto, la temperatura del gas purificato scende al valore al quale il metano condensa. (la nota richiede chiarimenti)

L'impianto di liquefazione deve avere linee separate di trattamento e recupero del refrigerante. Inoltre, singole frazioni di gas provenienti dal campo (propano, etano, metano) possono fungere da refrigerante in diversi stadi di raffreddamento.

La debutanizzazione fa parte del processo di distillazione delle materie prime in frazioni, durante le quali le frazioni la cui temperatura di condensazione è più elevata, vengono separate, il che consente di purificare il prodotto finale da impurità indesiderate.Ogni prodotto di condensazione viene salvato come prezioso sottoprodotto per l'esportazione.

Al prodotto finale viene aggiunta anche la condensa Stabilizzatori, che riducono la pressione del vapore del carburante condensato, rendendolo più conveniente per lo stoccaggio e il trasporto. Consentono inoltre di rendere gestibile e meno oneroso per l'utente finale il processo di transizione del metano dallo stato liquido a quello gassoso (rigassificazione).

Come ottenere

Il GNL è prodotto dal gas naturale mediante compressione seguita da raffreddamento. Quando liquefatto, il gas naturale viene ridotto di volume di circa 600 volte. Il processo di liquefazione procede per fasi, in ciascuna delle quali il gas viene compresso 5-12 volte, quindi viene raffreddato e trasferito alla fase successiva. La vera e propria liquefazione avviene durante il raffreddamento dopo l'ultima fase di compressione. Il processo di liquefazione richiede quindi un notevole dispendio di energia[fonte non specificata 715 giorni] dall'8 al 10% della sua quantità contenuta nel gas liquefatto.

Nel processo di liquefazione vengono utilizzati vari tipi di installazioni: acceleratore, turboespansore, turbina-vortice, ecc.

Realizzazione di un impianto GNL

Tipicamente, un impianto GNL è composto da:

• impianti di pretrattamento e liquefazione del gas;
• linee di produzione di GNL;
• serbatoi di stoccaggio;
• attrezzature per il carico di autocisterne;
• servizi aggiuntivi per fornire all'impianto energia elettrica e acqua per il raffrescamento.

Tecnologia di liquefazione

Processi di liquefazione di grandi impianti GNL:

• AP-C3MRTM - Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• AP-X - Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• #AP-SMR (refrigerante misto singolo) - Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• Cascade-ConocoPhillips
• MFC (cascata di fluidi misti) - Linde
• PRICO (SMR) - Nero e Veatch
• DMR (refrigerante a doppia miscela)
• Liquefin-Air Liquide

GNL e investimenti

Elevata intensità di metalli, complessità del processo tecnologico, necessità di seri investimenti di capitale, nonché durata di tutti i processi associati alla creazione di infrastrutture di questo tipo: giustificazione degli investimenti, procedure di gara, attrazione di fondi presi in prestito e investitori, progettazione e costruzione, solitamente associate a gravi difficoltà logistiche, — creano ostacoli alla crescita della produzione in questo settore.

In alcuni casi, gli impianti mobili di liquefazione possono essere una buona opzione. Tuttavia, le loro prestazioni di picco sono molto modeste e il consumo energetico per unità di gas è superiore a quello delle soluzioni fisse. Inoltre, la composizione chimica del gas stesso può diventare un ostacolo insormontabile.

Al fine di ridurre i rischi e garantire un ritorno sull'investimento, sono in fase di elaborazione piani per l'esercizio degli impianti con 20 anni di anticipo. E la decisione di sviluppare un giacimento dipende spesso dal fatto che l'area sia in grado di fornire gas per un lungo periodo di tempo.

Gli impianti sono sviluppati per un sito specifico e condizioni tecniche, che sono in gran parte determinate dalla composizione della carica di gas in entrata. La pianta stessa è organizzata secondo il principio di una scatola nera. All'ingresso delle materie prime, all'uscita dei prodotti, che richiede una partecipazione minima del personale al processo.

La composizione delle apparecchiature del sito, la sua quantità, capacità, sequenza delle procedure necessarie per preparare la miscela di gas alla liquefazione sono sviluppate per ogni specifico impianto in conformità con le esigenze del Cliente e dei consumatori di prodotti.