Kako utekočiniti pline? Proizvodnja in uporaba utekočinjenega plina

Več kot 30 let v ZSSR, nato v Rusiji utekočinjeni in stisnjeni plini se uporabljajo v nacionalnem gospodarstvu. V tem času je bila izvedena precej težka pot za organizacijo obračunavanja utekočinjenih plinov, razvoj tehnologij za njihov prenos, merjenje, skladiščenje in transport.

Od gorenja do prepoznavanja

V preteklosti je bil potencial plina kot vira energije v naši državi podcenjen. Ker ni bilo ekonomsko izvedljivih aplikacij, so se lastniki nafte poskušali znebiti lahkih frakcij ogljikovodikov in jih neuporabljajo. Leta 1946 je ločitev plinske industrije v neodvisno industrijo spremenila položaj. Proizvodnja te vrste ogljikovodikov se je dramatično povečala, prav tako tudi razmerje med gorivnim ravnotežjem v Rusiji.

Ko so se znanstveniki in inženirji naučili utekočinjati pline, je postalo mogoče graditi podjetja, ki zmanjšujejo porabo plina, in dobavljati modro gorivo na oddaljena območja, ki niso opremljena s plinovodom, in jih uporabljati v vsakem domu kot avtomobilsko gorivo za proizvodnjo in ga tudi izvoziti za trdno valuto.

Kaj je utekočinjeni naftni plin

Razdeljeni sta v dve skupini:

1. Utekočinjeni plini ogljikovodikov (LPG) - so mešanica kemičnih spojin, ki so sestavljene pretežno iz vodika in ogljika z različno strukturo molekul, to je zmes ogljikovodikov različnih molekulskih mas in različnih struktur.
2. Široke frakcije lahkih ogljikovodikov (NFL) - večinoma vključujejo mešanico lahkih ogljikovodikov heksana (C6) in etana (C2). Njihova značilna sestava: etan 2-5%, utekočinjeni plin frakcij C4-C5 40-85%, heksanska frakcija C6 15-30%, pentanska frakcija ima ostanek.

LP plin: propan, butan

V plinski industriji je UNP uporabljen v industrijskem obsegu. Njihove glavne komponente so propan in butan. Tudi v obliki nečistoč vsebujejo lažje ogljikovodike (metan in etan) in težji (pentan). Vse navedene komponente so nasičenih ogljikovodikov. Sestava LPG lahko vključuje tudi nenasičene ogljikovodike: etilen, propilen, butilen. Butan-butilen je lahko prisoten kot izomerne spojine (izobutan in izobutilen).

Tehnologija utekočinjanja

Na začetku 20. stoletja so se naučili utekočinjati pline: leta 1913 je bila Nobelova nagrada podeljena Nizozemcu K. O. Heikeu za utekočinjenje helija. Nekateri plini se z enostavnim hlajenjem brez dodatnih pogojev prenesejo v tekoče stanje. Vendar pa se večina „industrijskih“ plinov ogljikovodikov (ogljikov dioksid, etan, amoniak, butan, propan) utekočinijo pod pritiskom.

Proizvodnja utekočinjenega plina se izvaja na napravah za utekočinjanje plina, ki se nahajajo bodisi v bližini nahajališč ogljikovodikov bodisi na trasi plinovodov v bližini večjih transportnih vozlišč. Utekočinjen (ali stisnjen) zemeljski plin se lahko brez težav dostavi s cestnim, železniškim ali vodnim transportom do končnega uporabnika, kjer ga je mogoče shraniti, nato ponovno pretvoriti v plinasto stanje in napajati v omrežje za oskrbo s plinom.

Posebna oprema

Za utekočinjanje plinov se uporabljajo posebne naprave. Znatno zmanjšajo količino modrega goriva in povečajo gostoto energije. Z njihovo pomočjo lahko izvajate različne metode predelave ogljikovodikov, odvisno od poznejše uporabe, lastnosti surovine in okoljskih pogojev.

Naprave za utekočinjanje in stiskanje so namenjene za obdelavo plina in imajo blokovno (modularno) zasnovo ali so v celoti zabojniki. Zahvaljujoč postajam za ponovno uplinjanje je mogoče zagotoviti tudi poceni naravna goriva tudi v najbolj oddaljenih regijah. Sistem za ponovno uplinjanje omogoča tudi shranjevanje zemeljskega plina in zagotovijo zahtevano količino, odvisno od potrebe (na primer v obdobjih konične porabe).

Uporaba utekočinjenega plina

Večina različnih plinov v utekočinjenem stanju ima praktično uporabo: t

• Tekoči klor se uporablja za dezinfekcijo in beljenje tkiv, uporablja se kot kemično orožje.
• Kisik - v zdravstvenih ustanovah za bolnike z dihalnimi težavami.
• Dušik - v kriohirurgiji, za zamrzovanje organskih tkiv.
• Vodik je kot reaktivno gorivo. Nedavno so se pojavili avtomobili vodikovih motorjev.
• Argon - v industriji za rezanje kovin in plazemsko varjenje.

Prav tako lahko utekočinite pline iz ogljikovodikov, med katerimi so najbolj priljubljeni propan in butan (n-butan, izobutan):

• Propan (C3H8) je organske snovi izvora razreda alkanov. Pridobiva se iz zemeljskega plina in krekiranja naftnih derivatov. Brezbarven plin brez vonja, rahlo topen v vodi. Uporablja se kot gorivo za sintezo polipropilena, proizvodnja topil v živilski industriji (dodatek E944).
• Butan (C4H10), razred alkanov. Brezbarven, vnetljiv plin, brez vonja, lahko utekočinjen. Pridobivanje iz plinskega kondenzata, zemeljskega plina (do 12%), z razpokanjem naftnih derivatov. Uporablja se kot gorivo, v kemični industriji, v hladilnikih kot hladilno sredstvo, v živilski industriji (aditiv E943).

Značilnosti UNP

Glavna prednost LPG je možnost njihovega obstoja pri sobni temperaturi in zmernih tlakih tako v tekočini kot v plinastem stanju. V tekočem stanju se z lahkoto obdelujejo, shranjujejo in prevažajo, v plinskem stanju pa imajo boljšo karakteristiko zgorevanja.

Stanje sistemov ogljikovodikov je določeno s kombinacijo učinkov različnih dejavnikov, zato je za popolno karakterizacijo potrebno poznati vse parametre. Glavni tisti, ki se lahko neposredno izmerijo in vplivajo na tokove toka, so tlak, temperatura, gostota, viskoznost, koncentracija komponent, razmerje faz.

Sistem je v ravnovesju, če vsi parametri ostanejo nespremenjeni. Pod tem pogojem ni vidnih kvalitativnih in kvantitativnih metamorfoz v sistemu. Spreminjanje vsaj enega parametra krši ravnotežno stanje sistema, kar povzroča enega ali drugega procesa.

Lastnosti

Pri shranjevanju utekočinjenih plinov in njihovem transportu se spremeni agregatno stanje: nekaj snovi izhlapi in se pretvori v plinasto stanje, nekaj pa kondenzira v tekočo. Ta lastnost utekočinjenih plinov je eden od odločilnih dejavnikov pri načrtovanju skladiščnih in distribucijskih sistemov. Ko se vrelišča odvzamejo iz cistern in transportirajo skozi cevovod, del tekočine izhlapi zaradi izgube tlaka, oblikuje se dvofazni tok, katerega parni tlak je odvisen od temperature toka, ki je nižja od temperature v posodi. V primeru prekinitve premika dvofazne tekočine skozi cevovod se tlak na vseh točkah izenači in postane enak parnemu tlaku.