ก๊าซธรรมชาติเหลว: การผลิตและเทคโนโลยีระดับโลก

มักพบในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ คำย่อ LNG ไม่ชัดเจนสำหรับผู้อ่านหรือผู้สนใจอื่นๆ เสมอไป ดังนั้นคำถามจึงเกิดขึ้นเป็นระยะๆ เกี่ยวกับวิธีการแปล LNG และความหมาย

ก๊าซธรรมชาติเหลวคืออะไร

ส่วนประกอบหลักของก๊าซคือมีเทนซึ่งมีความเข้มข้นไม่ต่ำกว่า 75% ของมวล ก๊าซธรรมชาติต่างจากก๊าซเหลวอย่างไร? หลังมีลักษณะดังต่อไปนี้:

• ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น (ก๊าซธรรมชาติมีกลิ่นของไข่เน่า เนื่องจากมีสารประกอบกำมะถัน – เมอร์แคปแทน และหลังจากการสกัดแล้ว จะมีการเติมกลิ่นเข้าไป ช่วยให้คุณสังเกตเห็นการรั่วไหลได้ทันเวลา)
• ความหนาแน่นของ LNG เกือบครึ่งหนึ่งของน้ำ (0.425-0.46 กก./ลิตร)
• เดือดที่อุณหภูมิ -159°C;
• ไม่ติดไฟในสถานะรวมนี้
• ไม่มีผลเป็นพิษ
• แก๊สไม่รุนแรง
• ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของไอระเหยจะมาพร้อมกับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ
• ในสภาพพื้นที่เปิดโล่งที่อุณหภูมิ 25°C และ 760 มม. rt. ก๊าซอัดแบบคอลัมน์จะมีสถานะเป็นก๊าซดั้งเดิม ละลายในอากาศ
• ในระหว่างกระบวนการระเหย ก๊าซสามารถจุดไฟได้หากสัมผัสกับแหล่งกำเนิดเปลวไฟ (ความเข้มข้นในอากาศที่จำเป็นสำหรับการจุดไฟคือ 5-15% ปริมาตร – นั่นคือการจุดไฟจะไม่เกิดขึ้นต่ำกว่าหรือสูงกว่าค่าเหล่านี้ )

น้ำมันเป็นทองคำดำ

ดังนั้นความแตกต่างระหว่างก๊าซธรรมชาติและก๊าซเหลวจึงชัดเจน

ก๊าซธรรมชาติถูกทำให้เป็นของเหลวได้อย่างไร

เป้าหมายหลักในการผลิตผลิตภัณฑ์เหลวคือ:

• การรับสินค้าขั้นสุดท้ายเป็นสินค้าการค้า
• การแยกตัวของบิวเทน โพรเพน ส่วนของก๊าซอีเทน
• การสกัดฮีเลียม

ในการผลิตก๊าซเหลวจะดำเนินการโดยใช้เทคโนโลยีหลายขั้นตอน การเปลี่ยนจากระยะหนึ่งไปอีกขั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการบีบอัดการไหล 12 เท่า จนกว่าสถานะรวมของการไหลจะเปลี่ยนไป ข้อเสียของวิธีนี้คือการสูญเสียพลังงานถึง 25% ที่เอาต์พุต

จนถึงปัจจุบันมีการพัฒนาเทคโนโลยีสองอย่างในการรับ LNG:

• บีบอัด
• เทคโนโลยีที่ใช้กระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อน

ในกรณีแรก กระบวนการควบแน่นจะดำเนินการด้วยแรงดันคงที่ ซึ่งส่งผลเสียต่อความเข้มของพลังงานโดยรวม ในตัวแปรที่สอง การไหลจะถูกทำให้เย็นลง ตามด้วยการควบคุมปริมาณที่คมชัดไปยังพารามิเตอร์อุณหภูมิที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม หลังจากขั้นตอนแรก ระดับของการทำให้เป็นของเหลวของแก๊สเพียง 4% ทางออกคือการใช้เทคโนโลยีน้ำตกที่เพิ่มประสิทธิภาพการทำความเย็นได้ถึง 100%

ถ่านหิน: ที่มา คุณสมบัติ และการจำแนกประเภทของถ่านหิน

ต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษในการผลิต LNG กับอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนและฉนวนคุณภาพสูง เนื่องจากเป็นตัวกำหนดความเป็นไปได้ของต้นทุนพลังงานเพิ่มเติม ดังนั้น ด้วยอุณหภูมิที่ลดลงภายในเครื่องปฏิกรณ์หรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน 1°C เมื่อก๊าซผสม 100,000 ลบ.ม. ไหลผ่าน ต้นทุนของการบีบอัดในแง่ของกำลังเพิ่มขึ้น 5 กิโลวัตต์

มีตัวเลือกการทำงานเจ็ดแบบสำหรับเทคโนโลยีการทำให้เป็นของเหลวผสมก๊าซ:

• สำหรับการผลิต LNG ความจุสูง 82% เลือกกระบวนการผลิตของ Air Products: AP-SMR, AP-C3MR, AP-X
• อันดับที่สองคือเทคโนโลยีที่เรียกว่า Optimized Cascade ซึ่ง ConocoPhillips เป็นเจ้าของทั้งหมด
• สถานที่ที่สามถูกครอบครองโดยการติดตั้ง GTL ขนาดเล็กที่มีไว้สำหรับใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมแบบปิด
• หน่วยติดตั้งส่วนบุคคลในการผลิต LNG ในโลกมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวัฏจักรของการสังเคราะห์เชื้อเพลิงมอเตอร์ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติ

เพื่อให้แน่ใจว่ามีแหล่งก๊าซธรรมชาติ (เกี่ยวกับการผลิตนอกชายฝั่ง) เรือเดินทะเลพิเศษจึงถูกนำไปใช้งาน เช่นเดียวกับแท่นลอยน้ำ (พัฒนาโดยเชลล์) ที่ติดตั้งอุปกรณ์ทำความเย็น อันที่จริง การทำให้เป็นของเหลวเกิดขึ้นตามกลไกในแหล่งกำเนิด

ไม่สามารถสรุปผลที่ชัดเจนเกี่ยวกับประสิทธิภาพของแต่ละรายการได้ เนื่องจากขึ้นอยู่กับสถานการณ์และกำหนดโดยสถานการณ์เท่านั้น

อย่างไรก็ตาม หากเราพิจารณาโรงงานเดียวสำหรับการผลิต LNG ในรัสเซีย อุปกรณ์ของโรงงานจะเป็นดังนี้:

• อุปกรณ์สำหรับเตรียมวัสดุตั้งต้น โดยเฉพาะระบบการทำให้บริสุทธิ์ด้วยแก๊ส
• อุปกรณ์สำหรับลูปกระบวนการหลัก
• น้ำรีไซเคิล คอนเดนเสท ไอน้ำในกระบวนการผลิต
• ถังเก็บความเย็นที่ออกแบบมาสำหรับเก็บของเหลว ประเภทตู้แช่ (ภาชนะ Doire)
• อุปกรณ์สำหรับการขนถ่าย LNG โดยไม่สูญเสียการระเหย
• ขนส่งรถบรรทุกน้ำมันและวิธีการขนส่งอื่นๆ
• เครื่องสำรองไฟและน้ำเย็นเป็นสารทำความเย็น

เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับความสนใจมากที่สุดกับเทคโนโลยีที่ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้ถึง 50% เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เป้าหมาย มันขึ้นอยู่กับการใช้พลังงานของตัวเอง (ศักยภาพ) ของก๊าซเหลวและการระบายความร้อนตามธรรมชาติของการไหลเมื่อความดันในท่อหลักลดลงถึงระดับความดันผู้บริโภค (ประมาณ 6 MPa ถึง 1.2 MPa)

ประวัติการผลิตก๊าซธรรมชาติเหลว

เป็นครั้งแรกที่ความพยายามในการรับก๊าซธรรมชาติอัดในระดับของการผลิตหนึ่งครั้งได้ดำเนินการเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 ในปีที่สิบเจ็ดของศตวรรษที่ 20 โรงงานของอเมริกาได้รับก๊าซเหลวซึ่งมีความแตกต่างพื้นฐานกับก๊าซธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ในขณะนั้นยังไม่มีวิธีแก้ไขปัญหาทางเทคโนโลยีสำหรับการดำเนินการขนส่งของเหลว ซึ่งทำให้การพัฒนาคอมเพล็กซ์อุตสาหกรรมช้าลงอย่างมีนัยสำคัญ

นิกเกิล – โลหะแห่งอนาคต?

การก่อสร้างโรงงานในประเทศแห่งแรกสำหรับการผลิต LNG ตามโครงการที่พัฒนาแล้วได้ดำเนินการในปี 2549 โครงการ Sakhalin-2 ได้วางรากฐานสำหรับโครงการดังกล่าว แก๊ซพรอมมีบทบาทพิเศษในการปรับปรุงคอมเพล็กซ์ซึ่งมีเป้าหมายคือการตระหนักถึงตัวเองในฐานะผู้นำในหมู่ บริษัท พลังงานที่มีอยู่ในตลาดโลกดังนั้นการก่อสร้างโรงงาน LNG ในรัสเซียการผลิตและโอกาสที่เป็นที่ยอมรับจึงกลายเป็น ก้าวสำคัญในการขยายอิทธิพลของบริษัทในตลาดโลก สามปีต่อมา ในปี 2009 การเปิดตัวโรงงาน LNG อย่างเคร่งขรึมเกิดขึ้นในรัสเซีย ซึ่งยังคงดำเนินการอยู่ในปี 2018

การขนส่ง

มีหลายวิธีในการขนส่งก๊าซอัด:

• โดยเรือบรรทุกน้ำมันทางทะเล
• การใช้ยานพาหนะที่ออกแบบมาเพื่อขนส่งก๊าซในถัง
• โดยรถไฟในถังเก็บความเย็น

เมื่อมาถึงผลิตภัณฑ์จะถูกปรับสภาพให้เป็นแก๊สอีกครั้ง – ของเหลวจะกลับสู่สถานะก๊าซและถูกส่งไปยังผู้บริโภคผ่านระบบท่อส่งก๊าซ

ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ เบลเยียม สเปน และฝรั่งเศส ถือเป็นผู้บริโภคก๊าซรายใหญ่ของรัสเซีย

การผลิตทั่วโลก

ประเทศผู้ผลิต (2009): กาตาร์ มาเลเซีย อินโดนีเซีย ออสเตรเลีย แอลจีเรีย ตรินิแดดและโตเบโก ซึ่งกาตาร์เป็นผู้นำ (การผลิต 49.5 พันล้านเซนติเมตร)

แพลตตินัม: ประวัติการค้นพบโลหะ ขอบเขตการใช้งาน เทคโนโลยีการขุด

ประเทศผู้ส่งออก (2552): ญี่ปุ่น สาธารณรัฐเกาหลี สเปน ฝรั่งเศส สหรัฐอเมริกา อินเดีย ซึ่งญี่ปุ่นเป็นผู้นำ อย่างไรก็ตาม ภายในต้นปี 2563 บริษัทต่างๆ ในสหรัฐอเมริกาวางแผนที่จะเปิดโรงงานผลิตแห่งใหม่ซึ่งมีกำลังการผลิตรวมมากกว่า 57.8 ล้านตันต่อปี

ในสหพันธรัฐรัสเซียตามข้อมูลสำหรับปี 2561 มีโรงงาน 2 แห่ง กลุ่มแรกเป็นเจ้าของโดย Gazprom, Shell, Mitsui และ Mitsubishi โดยมีกำลังการผลิต LNG รวม 10.8 ล้านตันต่อปี โรงงานแห่งที่สองสำหรับการผลิตก๊าซธรรมชาติเหลวตั้งอยู่ใน Yamal-Nenets Autonomous Okrug ซึ่ง Novatek เป็นเจ้าของ บริษัทวางแผนที่จะสร้างโรงงานเพิ่มเติมซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Arctic LNG ที่แหล่งก๊าซธรรมชาติ Nyakhartinskoye

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับก๊าซธรรมชาติเหลว

• ปลายศตวรรษที่ 20 (1971) อุบัติเหตุครั้งใหญ่ที่สุดในเติร์กเมนิสถานขณะเจาะหลุมสำรวจก๊าซ นักธรณีวิทยากลุ่มหนึ่งในขั้นตอนการทำงานได้พบกับโพรงในพื้นดิน อันเป็นผลมาจากการติดตั้งอุปกรณ์ทั้งหมดลงไปหลายร้อยเมตรอย่างแท้จริง ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย จึงตัดสินใจจุดไฟเผาแก๊สด้วยความหวังว่าจะหมดไฟอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม ปริมาณสำรองมีมากจนก๊าซยังคงเผาไหม้อยู่ในปัจจุบัน นักท่องเที่ยวได้ฉายาว่า “ประตูสู่นรก”
• ความยาวรวมของท่อส่งก๊าซในรัสเซียเกินระยะทางจากดาวเทียมโลกถึงเรา 2 เท่า หากเราแปลงค่าเป็นขนาดของเส้นศูนย์สูตร ความยาวของท่อส่งก๊าซจะเกิน 20 เท่า
• เรือบรรทุก LNG ที่ใหญ่ที่สุดมีความยาว 3.5 เท่าของสนามฟุตบอล (345 ม.)