Уральские технологии малотоннажного СПГ. Соло на вихревой трубе

В октябре 2022 года ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» запатентовало новый способ сжижения природного газа. Команда LNGnews.RU связалась с пресс-центром уральского газотранспортного предприятия и попросила рассказать чуть подробнее о сути инновации в сфере технологии малотоннажного СПГ. Приводим ниже оригинальный материал Т.Пискуновой


Соло на вихревой трубе

За последнее десятилетие развития отечественного рынка СПГ это уже второй патент уральских газовиков на производство СПГ. Следует напомнить, что первый патент на производство СПГ и комплекс необходимого для этого оборудования был выдан ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» в 2014 году. Тогда уральские газовики защитили авторское право на технологию малотоннажного производства с помощью турбодетандерной установки. Она основана на перепаде давления между магистральным и газораспределительным газопроводами. Комплекс по сжижению был построен на площадке ГРС-4 г. Екатеринбурга в 2012 году. А СПГ, полученный этим способом, изначально предназначался для заправки экспериментального отечественного газотурбовоза, эксплуатируемого РЖД.

В этом году Федеральная служба по интеллектуальной собственности РФ зарегистрировала новый способ сжижения. Он основан на дроссельном цикле с использованием вихревых труб. Технология также реализуется за счет газа, отбираемого из линии высокого давления на ГРС, до того, как он поступит в сети низкого давления. Но в отличие от турбодетандерного цикла, производственную линию можно собрать на станции с малым перепадом давления и очень небольшим объемом идущего через нее голубого топлива, например, 20 тыс. куб. м/час. Для сравнения, разрешенная пропускная способность ГРС-4 составляет 270 тыс. кубометров. Речь идет о сельских станциях или станциях, снабжающих небольшие города. Это важно, поскольку таких ГРС больше всего и в нашем Обществе, и в целом по стране.

Авторами идеи являются руководитель проектно-конструкторского и инжинирингового центра ИТЦ Олег Мишин и начальник конструкторского отдела Вадим Шестаков. Они объясняют, что каждый отдельный элемент нового способа хорошо известен, как, впрочем, и в любом изобретении. Цикл сжижения путем дросселирования с предварительным охлаждением газа был использован нашими инженерами, например, еще на первом комплексе по производству СПГ на АГНКС в г. Первоуральске, введенном в эксплуатацию в 2001 году. Вихревые трубы тоже давно применяются в различных отраслях промышленности, включая нефтегазовую. Но предложенное сочетание обладает мировой новизной и позволяет многократно использовать полезный эффект от каждого из элементов.

Неочевидное – но вероятное

Этот способ еще дешевле, чем малотоннажное производство СПГ по турбодетандерному циклу, которое само по себе является весьма энергоэффективным и малозатратным. Обычно перед сжижением, для обеспечения приемлемого качества, магистральный газ подготавливают и очищают от примесей. Труднее всего бороться с углекислотой, и стоимость установки подготовки газа сопоставима со стоимостью оборудования для сжижения. Запатентованный способ позволяет производить СПГ в соответствии с техническим регламентом Таможенного Союза, но без предварительной очистки. Правда, на выходе готовый продукт имеет более высокую температуру, чем получаемый на более производительных установках, и не предназначен для длительного хранения и транспортировки. Но он безоговорочно подходит для заправки газомоторной техники. Также его можно использовать для работы энергетического оборудования, например, стационарных газопоршневых генераторов, котельных для собственных нужд и т.п. Единственное условие – объекты должны находиться недалеко, в радиусе до 100 км от места производства.

Кроме вихревой трубы в криогенный цикл включены промежуточные сепараторы. Вихревой эффект позволяет использовать в процессе сжижения энергию окружающей среды – атмосферное тепло или атмосферный холод в зависимости от времени года, что также снижает стоимость конечного продукта. А сепараторы в нужных точках выводят из газовой смеси нежелательные элементы без потери холода.

Работа над изобретением продолжалась довольно долго.

– Аналитические методы применимы только к бинарным смесям, а природный газ включает не менее восьми компонентов, поэтому для расчетов мы использовали специальное программное обеспечение, которое позволяет осуществлять математическое моделирование для многокомпонентных смесей, – рассказал Олег Мишин. – Решение неочевидное и требует тщательной оптимизации. Чтобы его найти, мы просчитали не менее 10–15 вариантов.

Татьяна ПИСКУНОВА

Фото предоставлены ПКиИЦ


LNGnews.Ru

При цитировании или любом ином использовании информации из данной статьи ссылка на LNGnews.RU обязательна (п. 9.3. пользовательского соглашения).

Поделиться этой новостью

Добавить комментарий