Сжиженный природный газ

Нюансы производства

Установки для производства СПГ различаются по природе физических процессов, на которых основано их действие:

  • дроссельные;
  • турбодетандерные;
  • турбинно-вихревые и т. д.

На сегодняшний день в мире используются два способа обработки:

  1. Конденсация или компримирование газа на фоне постоянного давления. Данный метод теперь не входит в число эффективных из-за высоких энергетических затрат.
  2. Теплообменные способы с помощью рефрижераторов или дросселей, основанных на изменении температуры газа.

Одним из важнейших технологических требований к производству газа СПГ является высокое качество теплоизоляции и теплообменного оборудования.

Сжиженный природный газ

Если говорить о процессе производства сжиженного газа в целом, то он состоит из четырех обязательных и последовательных этапов:

  1. Добыча газа в буровых, доставка по газопроводу к заводу по сжижению.
  2. Сжижение газа, хранение СПГ в специальных установках.
  3. Отгрузка СПГ в танкеры с транспортировкой по воде.
  4. Разгрузка СПГ в терминалах, хранение, регазификация и поставка потребителю.

Тактико-технические характеристики

Пулемёт «Утёс» и СПГ-9М

Прицеливание при стрельбе прямой наводкой

Гранатомёт имеет следующие тактико-технические характеристики:

  • масса:
    • с прицелом — 47,5 кг,
    • в том числе треножного станка — 12 кг,
    • колёсного хода (для СПГ-9Д) — 14 кг;
  • длина ствола — 850 мм;
  • длина выстрела — 1115 мм (ПГ-9В) или 1062 мм (ОГ-9В);
  • длина гранатомёта — 2110 мм;
  • начальная скорость гранаты — 435 м/с (ПГ-9В) или 316 м/с (ОГ-9В);
  • максимальная скорость гранаты — 700 м/с;
  • бронепробиваемость — 300 мм (ПГ-9В) или 400 мм (ПГ-9ВС);
  • максимальная дальность стрельбы — 1300 м (противотанковая) или 4500 м (противопехотная);
  • дальность прямого выстрела — 800 м;
  • скорострельность — до 6 выстрелов в минуту.

Расчёт гранатомёта составляет 4 человека: командир, наводчик, заряжающий, подносчик.

Страны-потребители

Основными импортёрами СПГ в 2017 году были (в млрд м³/год):

  • Япония — 113,9;
  • Китай — 52,6;
  • Республика Корея — 51,3;
  • Индия — 25,7;
  • Тайвань — 22,5;
  • Испания — 16,6;
  • Турция — 10,9;
  • Франция — 19,8.

На 2014 год 29 стран импортировали СПГ.

За последние десять лет мировой спрос на СПГ увеличился вдвое, составив в 2016 году 258 млн тонн.

Импорт СПГ в западную Европу

На территории Европы расположено около тридцати крупных регазификационных терминалов, суммарная мощность которых по состоянию на конец 2016 г. превышала 218 млрд м³ в эквиваленте природного газа. Однако в число крупнейших потребителей СПГ европейские страны не входят. Общий импорт СПГ в Европу в 2016 г. составил всего лишь 51 млрд м³ в эквиваленте (15,3 % мирового рынка этого продукта). При этом крупные поставки осуществлялись в Испанию (13,2 млрд м³), Великобританию (10,5 млрд м³), Францию (9,7 млрд м³).

Одна из причин низкой активности европейских стран на рынке СПГ — его высокая стоимость, другая причина — давно отлаженные трубопроводные поставки газа из России. В результате существующие регазификационные мощности не востребованы, терминалы работают с довольно низкой загрузкой. В 2016 г. загрузка мощностей терминалов колебалась от 19 % в Нидерландах и 20 % в Великобритании до 31 % в Бельгии и 37 % в Италии.

В октябре 2019 года глава немецкой энергетической компании «Uniper» Андреас Ширенбек оценил в перспективе дефицит газа на континенте, который может достичь 300 миллиардов кубометров в год. По его словам, нынешняя ситуация с СПГ на европейском рынке говорит об увеличении поставок, которые обеспечит в основном Россия. По его словам, альтернативных источников практически нет. Норвегия сделать это не в состоянии из-за истощения месторождений в Северном море, а Алжир снизил экспорт на 20 процентов и сдаёт позиции крупного европейского поставщика из-за повышения внутреннего спроса.

Тактико-технические характеристики

Пулемёт «Утёс» и СПГ-9М

Прицеливание при стрельбе прямой наводкой

Гранатомёт имеет следующие тактико-технические характеристики:

  • масса:
    • с прицелом — 47,5 кг,
    • в том числе треножного станка — 12 кг,
    • колёсного хода (для СПГ-9Д) — 14 кг;
  • длина ствола — 850 мм;
  • длина выстрела — 1115 мм (ПГ-9В) или 1062 мм (ОГ-9В);
  • длина гранатомёта — 2110 мм;
  • начальная скорость гранаты — 435 м/с (ПГ-9В) или 316 м/с (ОГ-9В);
  • максимальная скорость гранаты — 700 м/с;
  • бронепробиваемость — 300 мм (ПГ-9В) или 400 мм (ПГ-9ВС);
  • максимальная дальность стрельбы — 1300 м (противотанковая) или 4500 м (противопехотная);
  • дальность прямого выстрела — 800 м;
  • скорострельность — до 6 выстрелов в минуту.

Расчёт гранатомёта составляет 4 человека: командир, наводчик, заряжающий, подносчик.

Общая справка о метане

Под природными газами понимается метан СН4 – простейший углеводород без цвета и запаха. Метан – третий по распространенности газ во вселенной после водорода и гелия. О происхождении залежей природного газа в земной коре нет окончательного мнения, как и о происхождении нефти.

Природный газ содержит от 70 до 98% метана, остальное приходится на более тяжелые углеводороды: этан, пропан и бутан, а также неуглеводороды: воду, сероводород, углекислый газ, азот, гелий и другие инертные газы. Перед подачей в газотранспортную систему (ГТС) природный газ необходимо очистить и осушить, избавившись от воды, сероводорода, отделить тяжелые углеводороды и другие примеси. В магистрали пары воды могут конденсироваться или образовывать с газом кристаллические соединения – гидраты – и скапливаться на изгибах трубопровода, затрудняя продвижение газа. Сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования. В зависимости от состава природного газа применяют различные технологии осушки и разделения газов. Таким образом, остается чистый метан с незначительными примесями. Через ГТС метан поступает потребителям. Если ваше жилище подключено к газораспределительной системе, то на кухне в конфорке у вас горит именно метан. Этим же метаном после сжатия или сжижения заправляют газобаллонную технику.

Метан – газ без запаха, характерный аромат («При запахе газа звонить 09») ему придают меркаптаны, которые впрыскивают в газ перед закачкой в ГТС (16 г на 1000 м3). Этот метод придумали для обнаружения утечек из ГТС, протяженность которой насчитывает тысячи километров. При утечке меркаптановая отдушка привлекает ворон, скопища которых легко обнаружить во время облета трубопровода на вертолете.

Сжиженный природный газ

Метан в 1,6 раза легче воздуха и при утечке моментально улетучивается. Метан взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 до 17%. Самая взрывоопасная концентрация – 9,5%. Определить наличие в воздухе метана легко по меркаптановым ароматам. В местах природного образования метана, где невозможно его определить по запаху, например в шахтах, используют газоанализаторы. Первыми шахтными газоанализаторами были канарейки. Газобаллонную технику хранят на открытых стоянках, а закрытые ремонтные зоны оснащают принудительной вытяжной вентиляцией. На магистральном газе без какой-либо подготовки работают энергетические установки различной мощности, подключенные непосредственно к трубе.

Что выгоднее?

Давно подсчитано, что технологии перевозки СПГ выгоднее обычного трубопровода на больших расстояниях, превышающих несколько тысяч километров.

Сжиженный природный газ

В России по поводу производства СПГ больше всего волнуется «Газпром». По мнению его ведущих специалистов, российский СПГ уже начал составлять ненужную конкуренцию трубопроводному способу. Одним из аргументов является отсутствие экспортной пошлины и налога на добычу полезных ископаемых на том же «Ямале СПГ». Такую ситуацию называют «потерей бюджетной эффективности».

Кажется, что компромиссное решение нашел Президент Владимир Путин. Он также не видит ничего хорошего в конкуренции двух видов российского природного газа. Вместе с тем технологии СПГ нужно продвигать на внутреннем рынке страны для перестройки общественного транспорта на новый вид топлива – газомоторный. Кроме автобусов, в России найдется множество потребителей СПГ, в основном это жители удаленных пунктов, где нет и не будет никаких газопроводов.

Газовое топливо: особенности применения и перспективы развития

Газовое топливо: особенности применения и перспективы развития

6 ноября 2014

Вопрос: Что такое CNG, LNG, LPG? В чём разница между ними? Каковы особенности применения каждого из этих газов?

Справка эксперта MITASU OIL: CNG (Compressed natural gas) – сжатый природный газ, используемый в качестве моторного топлива. Известен также как компримированный природный газ, а также как сжатый метан. В автомобильном транспорте хранится под давлением до 200 — 250 атмосфер в высокопрочных баллонах, имеющих довольно большой вес. Самый дешёвый вид газового топлива, его стоимость примерно равна 30 – 35% стоимости эквивалентного количества бензина.LNG (Liquefied natural gas) – сжиженный природный газ (СПГ) или сжиженный метан. Если вместо сжатия метан охладить до -160°C, он переходит в жидкое состояние, а его объём уменьшается в 600 раз. Для хранения сжиженного метана применяются теплоизолированные ёмкости, имеющие довольно большой вес и размер, в связи с чем возможности использования LNG на легковом транспорте сильно ограничены, однако во многих развитых странах всё более широкое применение получают магистральные автомобили и большие автобусы, работающие на сжиженном метане или его смеси с дизтопливом.LPG (Liquefied petroleum gas) – сжиженный нефтяной газ, смесь сжиженных под давлением лёгких углеводородов. В качестве моторного топлива обычно используется смесь пропана и бутана. В автомобильном транспорте хранится в тонкостенных баллонах под давлением 10 – 15 атмосфер. Из-за разницы в температурах кипения углеводородов, входящих в состав LPG, соотношение пропана и бутана изменяют в зависимости от температур окружающего воздуха. Летняя смесь имеет соотношение приблизительно 35% пропана, 60% бутана и около 5% других газов (этана и этилена). В зимней смеси содержится 75% пропана, 20% бутана и 5% других газов. Использование пропан-бутановых смесей при отрицательных температурах воздуха затруднено, а при температурах ниже -40°C без подогрева газового баллона невозможно. Пропан-бутановые смеси значительно дороже метана (их стоимость примерно равна 50% стоимости эквивалентного количества бензина), однако на сегодняшний день именно этот вид топлива наиболее распространён. Связано это с простотой хранения пропан-бутана и с тем, что оборудование для эксплуатации автомобиля на LPG значительно дешевле аналогичного «метанового».

Вопрос: Какой из типов газового топлива является наиболее перспективным?

Справка эксперта MITASU OIL: Если говорить о пропан-бутане в перспективе, то необходимо учитывать, что он является производной нефти, а это значит, что он закончится тогда, когда закончится нефть, поэтому наиболее перспективным газовым топливом, безусловно, является метан, разведанные мировые запасы которого существенно превышают запасы нефти, не говоря уже о биогазе, получаемом фактически из отходов и являющемся, по существу, тем же метаном. Что же касается перспектив сжатого и сжиженного метана, то скорее всего дальнейшее развитие получат оба типа топлива и CNG, и LNG, однако области их применения будут отличаться. Сжатый метан, очевидно, получит большее развитие в легковом и лёгком коммерческом автотранспорте, а сжиженный метан более широко будет использоваться в тяжелой технике.

Вопрос: Какие тенденции автомобилестроения в области производства автомобилей, работающих на газе, наблюдаются в настоящее время?

Справка эксперта MITASU OIL: Количество единиц автотранспорта, работающего на газе, во всем мире ежегодно увеличивается. По мере сокращения мировых запасов нефти и ужесточения экологических требований, количество газовых транспортных средств будет расти.

Логистика сжиженного газа

Технологии доставки СПГ по своей динамичности и продвинутости ничуть не уступают способам его получения. Если провести, например, рейтинг современных морских судов по эстетике и дизайну, то победят вовсе не круизные лайнеры. Победят белоснежные танкеры по перевозке сжиженного газа, поражающие своими размерами, разнообразием и уникальными конструкциями.

Сжиженный природный газ

Заводы по сжижению газа обычно локализуются недалеко от мест его добычи. На данном этапе важнейшим элементом является хранение СПГ с серьезнейшими технологическими требованиями с их обязательным выполнением. Криоцистерны строятся по принципу сосудов Дьюара, предназначенных для хранения веществ с температурой, отличающейся от обычной. Главный элемент в таких сосудах – двойные стенки. Криоцистерны для хранения и перевозки СПГ могут располагаться на морских танкерах или специальных автомобилях. Для железнодорожной транспортировки используются специальные вагоны в виде криоцистерн.

Если же газ СПГ уже подвергся регазификации, его отправляют до потребителя по классическому газопроводу.

Технология сжижения природного газа

Сжиженный газ получают из природного с использованием двух физических процессов: сжатия и охлаждения. В финале сжиженный газ уменьшается в объеме в шестьсот раз.

Сжиженный природный газ

Технологический процесс является многоступенчатым. Каждая ступень представляет собой сжатие в 5-10 раз с последующим охлаждением и передачей к следующей ступени. При прохождении от первой до предпоследней ступени газ остается газом. В жидкость он превращается лишь на последней ступени. Для получения одной тонны газа СПГ требуется около полутора тысяч кубометров природного газа.

Технологические ступени со сжатием и охлаждением требуют значительных энергетических затрат, вплоть до 25% от общего количества сжиженного газа.

С чего все начиналось?

В 1811 году был создан Отдельный корпус внутренней стражи, которая занималась охраной и восстановлением порядка внутри государства. В 1817 году, благодаря действиям Александра I, был открыт отряд быстрого реагирования конных жандармов. Год 1842 ознаменовался появлением батальонов пластунов из казаков, которые своими боевыми действиями обучили множество поколений будущего спецназа.

СПГ и инвестиции

Высокая металлоемкость, сложность технологического процесса, необходимость  серьезных капитальных вложений, а так же длительность всех процессов связанных с созданием инфраструктурных объектов такого рода: обоснование инвестиций, тендерные процедуры, привлечение заемных средств и инвесторов, проектирование и строительство, которое обычно сопряжено с серьёзными логистическими трудностями, — создают препятствия для роста производства в этой сфере.

В некоторых случаях мобильные установки по сжижению могут быть неплохим вариантом. Однако их пиковая производительность весьма скромна, а энергозатратность на единицу газа выше чем у стационарных решений. Кроме того химический состав самого газа может стать непреодолимым препятствием.

Чтобы снизить риски и обеспечить возврат вложенных средств разрабатывают планы по эксплуатации установок на 20 лет вперед. А решение о разработке месторождения часто зависит от того способен ли данный участок поставлять газ в течении длительного промежутка времени.

Заводы разрабатываются под конкретную площадку и технические условия, определяемые во многом составом поступающего газового сырья. Сам завод организован по принципу черного ящика. На входе сырье, на выходе продукты, что требует минимального участия персонала в процессе.

Состав оборудования площадки, его колличество, мощность, последовательность процедур которые требуются для подготовки газовой смеси к сжижению разрабатываются для каждой конкретного завода в соответствии с требованиями Заказачика и потребителей продукции.

Потребительские свойства

Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняется и не взрывается. На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро смешивается с воздухом. При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени. Для воспламенения необходимо иметь концентрацию газа в воздухе от 4,4 до 17 % (объемных). Если концентрация менее 4,4 %, то газа будет недостаточно для начала возгорания, а если более 17 %, то в смеси будет слишком мало кислорода. Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.

СПГ рассматривается как приоритетная или важная технология импорта природного газа целым рядом стран, включая Францию, Бельгию, Испанию, Южную Корею и США. Самый крупный потребитель СПГ — это Япония, где практически 100 % потребностей газа покрывается импортом СПГ.

Операторы

  • Россия Россия: на вооружении, по состоянию на 2017 год
  • Киргизия Киргизия: на вооружении, по состоянию на 2017 год
  • Молдавия Молдавия: на вооружении, по состоянию на 2017 год
  • Южный Судан Южный Судан: на вооружении, по состоянию на 2017 год 
  • Исламское государство Исламское государство использует СПГ-9 в боевых действиях на территории Сирии
  • Рабочая партия Курдистана использует СПГ-9 против турецкой армии на территории Турции

Бывшие

  • СССР СССР
  • Афганистан Афганистан: в августе 2002 года Болгария безвозмездно передала афганской армии 12 гранатомётов СПГ-9
  • Болгария Болгария: в 1966 году начался выпуск СПГ-9 (SPG-9), в дальнейшем разработана модификация SPG-9DNM
  • Куба Куба: на вооружении
  • Украина Украина: на вооружении

Страны-потребители

Основными импортёрами СПГ в 2015 году были:

  1. Япония (118 млрд м³ в год);
  2. Республика Корея (43,7 млрд м³);
  3. Китай (26,2 млрд м³);
  4. Индия (21,7 млрд м³);
  5. Тайвань (18,7 млрд м³);
  6. Испания (13,1 млрд м³);
  7. Великобритания (12,8 млрд м³);

На 2014 год 29 стран импортировали СПГ.

За последние десять лет мировой спрос на СПГ увеличился вдвое, составив в 2016 году 258 млрд тонн.

Импорт СПГ в Европу

На территории Европы расположено около тридцати крупных регазификационных терминалов, суммарная мощность которых по состоянию на конец 2016 г. превышала 218 млрд кубометров в эквиваленте природного газа. Однако в число крупнейших потребителей СПГ европейские страны не входят. Общий импорт СПГ в Европу в 2016 г. составил всего лишь 51 млрд кубометров в эквиваленте (15,3 % мирового рынка этого продукта).
При этом крупные поставки осуществлялись в Испанию (13,2 млрд кубометров), Великобританию (10,5 млрд кубометров), Францию (9,7 млрд кубометров).

Одна из причин низкой активности европейских стран на рынке СПГ — его высокая стоимость. В результате существующие регазификационные мощности не востребованы, терминалы работают с довольно низкой загрузкой. В 2016 г. загрузка мощностей терминалов колебалась от 19 % в Нидерландах и 20 % в Великобритании до 31 % в Бельгии и 37 % в Италии.

Физические и химические характеристики

СПГ представляет собой жидкость без запаха и цвета, плотностью 0,41-0,5 кг/л в зависимости от температуры, давления, и содержания высших алканов (плотность чистого метана при температуре кипения — 0,41 кг/л, при повышении давления и понижении температуры плотность растет, примеси высших алканов также повышают плотность). Не токсичен. Температура кипения −158…−163 °C. Современный СПГ состоит на 85-95 % из метана, а в остальные 5 % входят этан, пропан, бутан, азот. Нижняя граница теплоты сгорания — 50 116 кДж/кг, или 20 МДж/л. В процессе обработки природный газ очищают от воды, диоксида серы, диоксида углерода и т. п.

Физические и химические характеристики

СПГ представляет собой жидкость без запаха и цвета, плотностью 0,41-0,5 кг/л в зависимости от температуры, давления, и содержания высших алканов (плотность чистого метана при температуре кипения — 0,41 кг/л, при повышении давления и понижении температуры плотность растет, примеси высших алканов также повышают плотность). Не токсичен. Температура кипения −158…−163 °C. Современный СПГ состоит на 85-95 % из метана, а в остальные 5 % входят этан, пропан, бутан, азот. Нижняя граница теплоты сгорания — 50 116 кДж/кг, или 20 МДж/л. В процессе обработки природный газ очищают от воды, диоксида серы, диоксида углерода и т. п.

Способы сжижения природного газа

  1. Классический каскадный цикл с последовательным использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана путем последовательного снижения их температуры кипения.
  2. Цикл с двойным хладагентом – смесью этана и метана.
  3. Расширительные циклы сжижения.
  4. Новый способ «объединенный» автохолодильный каскадный цикл (ARC), в котором производится ступенчатая конденсация углеводородов с использованием их в качестве хладагентов в последующей ступени охлаждения при циркуляции неконденсирующегося азота.

Преимущество этого нового способа, испытываемого на опытной установке в Нанте (Франция) мощностью 28,3 тыс.м3/сутки, заключается в том, что отсутствует стадия получения и хранения хладагентов, и они извлекаются непосредственно в процессе сжиженияе природного газа. Процесс требует меньших капитальных затрат в сравнении с обычным каскадным циклом, так как необходима только одна машина для циркуляции хладагентов и меньшее число теплообменников.

Каскадная схема, в которой раздельно используются три хладоагента с последовательно снижающейся температурой кипения, требует больших капитальных, но меньших эксплуатационных затрат. Эта схема была последовательно усовершенствована; в настоящее время чаще применяется смесь хладоагентов; новая схема называется самоохлаждающей, так как часть хладоагента – этан и пропан – получаются из сжижаемого природного газа. Капитальные затраты при этом несколько ниже. В большинстве случаев в каскадных схемах используются поршневые компрессоры, сравнительно дорогостоящие как по капитальным, так и по эксплуатационным затратам.

Сжиженный природный газ

Расширительные схемы представляют существенный интерес, так как в них могут использоваться центробежные, более экономичные, машины, но расширительные циклы требуют затрат энергии на 20-30% больших, чем каскадные. Охлаждение достигается изоэнтропийным расширением метана в турбодетандере. Поток газа, предварительно очищенного от воды, углекислого газа и других загрязнений, сжижается под давлением за счет теплообмена с холодным расширенным газовым потоком. Для получения одной части жидкости необходимо подвергнуть сжатию и расширению примерно 10 частей газа.

Интересная модификация расширительной схемы может быть получена при подаче потребителю газа значительно более низкого давления, чем в питающем трубопроводе. Тогда за счет расширения поступающего из трубопровода газа можно получить дополнительное количество СПГ в количестве около 10% подаваемого газа. При этом экономятся капитальные затраты на компрессоры и эксплуатационные расходы на их обслуживание.

Сжиженный природный газ

Перспективы сжиженного водорода

Помимо непосредственного сжижения и использования в таком виде из природного газа также можно получить еще один энергоноситель – водород. Метан это СН4, пропан С3Н8, а бутан С4Н10.

Водородная составляющая присутствует во всех этих ископаемых топливах, надо лишь выделить ее.

Сжиженный природный газГлавные достоинства водорода – экологичность и широкая распространенность в природе, однако высокая цена его сжижения и потери из-за постоянного испарения сводят практически на нет данные плюсы

Чтобы водород из состояния газа перевести в жидкость, его требуется охладить до -253 °С. Для этого используются многоступенчатые системы охлаждения и установки «сжатия/расширения». Пока подобные технологии слишком дороги, но работа по их удешевлению ведется.

Также в отличие от LPG и LNG сжиженный водород гораздо более взрывоопасен. Малейшая его утечка в соединении с кислородом дает газовоздушную смесь, которая воспламеняется от малейшей искры. А хранение жидкого водорода возможно лишь в специальных криогенных контейнерах. Минусов у водородного топлива пока слишком много.

Сжиженный природный газ (СПГ)

При сжижении метан уменьшается в объеме в 600 раз – в этом главное преимущество сжижения, что определяет сферу его применения: автобусы, магистральные тягачи, карьерные самосвалы, то есть там, где топливные емкости должны занимать место по минимуму, а вмещать по максимуму. Один и тот же объем вмещает СПГ в три раза больше, чем КПГ.

Сжижение проходит при температуре –161,5 °С. Процесс энергозатратный и требует криогенного оборудования. Сжиженный метан хранится при температуре внутри термоизолированного сосуда от –160 до –196 °С. Необходима очень качественная термоизоляция. И точно так же, как с КПГ, пере­оборудуют дизельные двигатели в двутопливные. Автомобильное оборудование для СПГ отличается баллоном-термосом и испарителем, остальные узлы такие же.

Сжиженный метан распространен еще менее, чем сжатый. Некоторые автобусные парки строили у себя газовые заправки. Эти опыты до сих пор носят более экспериментальный характер.

Операторы

  • Россия Россия: на вооружении, по состоянию на 2017 год
  • Киргизия Киргизия: на вооружении, по состоянию на 2017 год
  • Молдавия Молдавия: на вооружении, по состоянию на 2017 год
  • Южный Судан Южный Судан: на вооружении, по состоянию на 2017 год 
  • Исламское государство Исламское государство использует СПГ-9 в боевых действиях на территории Сирии
  • Рабочая партия Курдистана использует СПГ-9 против турецкой армии на территории Турции

Бывшие

  • СССР СССР
  • Афганистан Афганистан: в августе 2002 года Болгария безвозмездно передала афганской армии 12 гранатомётов СПГ-9
  • Болгария Болгария: в 1966 году начался выпуск СПГ-9 (SPG-9), в дальнейшем разработана модификация SPG-9DNM
  • Куба Куба: на вооружении
  • Украина Украина: на вооружении

Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения | Энергоресурсы, топливо

Сжиженный природный газ (СПГ) — природный газ, искусственно сжиженный путём охлаждения до −160 °C, для облегчения хранения и транспортировки.

СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в 2 раза меньше плотности воды.

На 75-99 % состоит из метана. Температура кипения −158…−163 °C.

В жидком состоянии не горюч, не токсичен, не агрессивен.

Для использования подвергается испарению до исходного состояния.

При сгорании паров образуется диоксид углерода и водяной пар.

В промышленности газ сжижают как для использования в качестве конечного продукта, так и с целью использования в сочетании с процессами низкотемпературного фракционирования ПНГ и природных газов, позволяющие выделять из этих газов газовый бензин, бутаны, пропан и этан, гелий.

СПГ получают из природного газа путём сжатия с последующим охлаждением.

При сжижении природный газ уменьшается в объёме примерно в 600 раз.

1 тонна СПГ — это примерно 1,38 тыс м3 природного газа.

Процесс сжижения идет ступенями, на каждой из которых газ сжимается в 5-12 раз, затем охлаждается и передается на следующую ступень.

Собственно сжижение происходит при охлаждении после последней стадии сжатия.

Процесс сжижения таким образом требует значительного расхода энергии — до 25 % от её количества, содержащегося в сжиженном газе.

Ныне применяются 2 техпроцесса:

— конденсация при постоянном давлении (компримирование), что довольно неэффективно из-за энергоемкости

— теплообменные процессы: рефрижераторный — с использованием охладителя и турбодетандерный/дросселирование с получением необходимой температуры при резком расширении газа.

В процессах сжижения газа важна эффективность теплообменного оборудования и теплоизоляционных материалов.

При теплообмене в криогенной области увеличение разности температурного перепада между потоками всего на 0,5ºС может привести к дополнительному расходу мощности в интервале 2 — 5 кВт на сжатие каждых 100 тыс м3 газа.

Недостаток технологии дросселирования — низкий коэффициент ожижения — до 4%, что предполагает многократную перегонку.

Применение компрессорно-детандерной схемы позволяет повысить эффективность охлаждения газа до 14 % за счет совершения работы на лопатках турбины.

Термодинамические схемы позволяют достичь 100% эффективности сжижения природного газа:

— каскадный цикл с последовательным использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана путем последовательного снижения их температуры кипения,

— цикл с двойным хладагентом — смесью этана и метана,

— расширительные циклы сжижения.

Процесс сжижения газа:

Оборудование СПГ-завода:

— установка предварительной очистки и сжижения газа,

— технологические линии производства СПГ.

— резервуары для хранения, в тч специальные криоцистерны, устроенные по принципу сосуда Дюара.

— для загрузки на танкеры — газовозы,

— для обеспечения завода электроэнергией и водой для охлаждения.

Существует технология, позволяющая сэкономить на сжижении до 50 % энергии, с использованием энергии, теряемой на газораспределительных станциях при дросселировании природного газа от давления магистрального трубопровода (4-6 МПа) до давления потребителя (0,3-1,2 МПа).

При этом используется как собственно потенциальная энергия сжатого газа, так и естественное охлаждение газа при снижении давления.

При этом дополнительно экономится энергия, необходимая для подогрева газа перед подачей к потребителю.

Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняем и не взрывается.

На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро растворяется в воздухе.

При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени.

Для воспламенения необходимо иметь концентрацию испарений в воздухе от 5 % до 15 %.

Если концентрация до 5 %, то испарений недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в окружающей среде становится слишком мало кислорода.

Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.

СПГ является важным источником энергоресурсов для многих стран, в том числе Японии ,Франции, Бельгии, Испании, Южной Кореи.

Доставка СПГ — это процесс, включающий в себя несколько этапов:

— Транспортируется СПГ на специализированных морских судах танкерах — газовозах, оборудованных криоцистернами, а также на спецавтомобилях.

— Затем СПГ регазифицируется.

Регазифицированный СПГ транспортируется конечным потребителям по газопроводам.

Физические и химические характеристики

СПГ представляет собой жидкость без запаха и цвета, плотностью 0,41-0,5 кг/л в зависимости от температуры, давления, и содержания высших алканов (плотность чистого метана при температуре кипения — 0,41 кг/л, при повышении давления и понижении температуры плотность растет, примеси высших алканов также повышают плотность). Не токсичен. Температура кипения −158…−163 °C. Современный СПГ состоит на 85-95 % из метана, а в остальные 5 % входят этан, пропан, бутан, азот. Нижняя граница теплоты сгорания — 50 116 кДж/кг, или 20 МДж/л. В процессе обработки природный газ очищают от воды, диоксида серы, диоксида углерода и т. п.

История создания

Возможность создания гранатометного комплекса с дальностью прямого выстрела 600 м и бронепробиваемостью до 300 мм была показана в ходе научно-исследовательской работы проведенной в 1959-1960 гг. отделом №16 ГСКБ-47 (ныне ГНПП «Базальт») в г. Красноармейск под руководством П.П. Топчана. Непосредственно отработка комплекса проводилась в рамках ОКР «Копьё» в ходе которой требования к дальности были повышены до 800 м. Головным разработчиком и разработчиком гранаты являлось ГСКБ-47 (Топчан П.П., Дубровин Е.И.), сам гранатомет СПГ-9 разрабатывало Центральное конструкторско-исследовательское бюро спортивно-охотничьего оружия (ЦКИБ СОО) в г. Тула (ответственный исполнитель В.И. Силин). В первой модификации СПГ-9 — ПГ-9В комплекс обеспечивал вероятностное отклонение 0,46 м на дальности 800 м, возможность поражения бронетехники сохранялась до 1300 м.

В 1964 г. ведущие конструкторы гранатометных систем СПГ-9 и РПГ-7 П.П. Топчан, В.И. Барабошкин, В.К. Фирулин были удостоены Ленинской премии.

В 1971 г. разработан и принят на вооружение осколочный выстрел ОГ-9В без маршевого реактивного двигателя с начальной скоростью 315 м/с, гранатомет был модернизирован (СПГ-9М), новый станок и прицел позволили стрелять по навесной траектории на дальность до 4500 м. В 1973 г. разработан новый бронебойный выстрел ПГ-9ВС (главный конструктор Е.И. Дубровин) бронепробиваемость возросла до 400 мм. Дальнейшими модификациями выстрелов стали ОГ-9ВМ (1976 г.) и ОГ-9ВМ1 (1986 г.).

Страны-экспортеры и страны-импортеры сжиженного природного газа в 2016 г.

Ниже в таблице приводятся данные о странах-экспортерах сжиженного природного газа в 2016 г.

№№ п.п. Наименование страны-экспортера млрд. м³
1 Катар 104,4
2 Австралия 56,8
3 Малайзия 32,1
4 Нигерия 23,7
5 Индонезия 21,2
6 Алжир 15,9
7 Тринидад и Тобаго 14,3
8 Россия 14,0
9 Оман 10,6
10 Папуа Новая Гвинея 10,4
11 Бруней 8,3
12 ОАЭ 7,4
13 Норвегия 6,3
14 Перу 5,5
15 США 4,4
16 Экваториальная Гвинея 4,3
17 Остальные страны Европы* 4,2
18 Ангола 0,8
19 Египет 0,7
20 Бразилия 0,6
21 Остальные страны Азиатско-Тихоокеанского региона* 0,5

* Включая реэкспорт.

** Данные приводятся по Statistical Review of World Energy 2017 (англ.) интернет-ресурс https://nangs.org/analytics/bp-statistical-review-of-world-energy-2017-edition-pdf-xlsx-pptx.

Ниже в таблице приводятся данные о странах-импортерах сжиженного природного газа в 2016 г.:

№№ п.п. Наименование страны-импортера млрд. м³
1 Япония 108,5
2 Южная Корея 43,9
3 Китай 34,3
4 Индия 22,5
5 Тайвань 19,5
6 Страны Ближнего Востока 14,2
7 Испания 13,2
8 Соединенное Королевство (Великобритания) 10,5
9 Страны Африки 10,2
10 Франция 9,7
11 Турция 7,7
12 Остальные страны Европы и Евразии 6,9
13 Мексика 5,9
14 Италия 5,7
15 Аргентина 5,2
16 Чили 4,3
17 Таиланд 4,2
18 Пакистан 4,0
19 Бразилия 3,0
20 Сингапур 3,0
21 Остальные страны Центральной и Южной Америки 3,0
22 Бельгия 2,8
23 США 2,5
24 Малайзия 1,6
25 Канада 0,3
26 Остальные страны Азиатско-Тихоокеанского региона 0,1

* Данные приводятся по Statistical Review of World Energy 2017 (англ.) интернет-ресурс https://nangs.org/analytics/bp-statistical-review-of-world-energy-2017-edition-pdf-xlsx-pptx.

Примечание:  Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

сколько стоит какой плита пропан сжиженный газ цена купить сжижают дома для котлов в баллонах перевод м3 безопасность цистерна в россиисжиженный природный газ1 литр расход стоимость куб производство тонна сколько литров перевозка хранение доставка давление газгольдер форсунки завод для сжиженного газагазовый котел колонка на сколько кубов газа сжиженном газе кубометрахзаправка отопление дома сжиженным газомустановка сжиженных газовсжиженный нефтяной газ

Коэффициент востребованности
528