گاز طبیعی مایع و یا LNG مخفف (Liquefied Natural Gas) می باشد که سرشار از متان و یا همان گاز طبیعی است که جهت راحتی برای جابجایی و ذخیره کردن به شکل مایع آن تبدیل شده و در بازار جهانی وجود دارد. به طور کلی این گاز شفاف، بیرنگ، بی بو، غیرخورنده و غیرسمی است.
زمانیکه گاز طبیعی مایع با هوای گرم تماس پیدا کند بخار قابل رویتی از آن متصاعد می شود. درجه حرارت این بخار با گرم شدن از درجه حرارت هوا بیشتر خواهد شد و شروع به بالا رفتن خواهد کرد. این بخار پس از مخلوط شدن با هوا فقط زمانی قابل اشتعال خواهد شد که 5 تا 15درصد آن گاز طبیعی باشد. اگر گاز طبیعی موجود در آن کمتر از 5 درصد باشد آتش نخواهد گرفت. اگر میزان گاز طبیعی موجود در آن بیش از 15 درصد باشد اکسیژن هوا برای سوزاندن آن کافی نخواهد بود.
گاز طبیعی مایع به عنوان یک مایع قابل انفجار نیست. فقط بخار گاز طبیعی مایع در یک فضای بسته به داشتن 5 تا 15 درصد گاز طبیعی قابل انفجار است. همچنین استفاده از این گاز مزایای خاص خود را دارد که شامل موارد زیر می شود:
گاز طبیعی مایع چه در سطح بین المللی و چه در سطح منطقه ای با هزینه نسبتاََ کمتری تولید می شود و نسبت به گازوئیل تمیزتر می سوزد. چون گاز طبیعی مایع قابلیت فشرده سازی بیشتری دارد به عنوان جایگزین گازوئیل برای استفاده در ماشین های سنگین از گاز طبیعی فشرده شده (CNG) مناسب تر است.
گاز طبیعی مایع هنگام استفاده در موتورها نسبت به گازوئیل آلودگی کمتری ایجاد می کند.
با ما همراه باشید تا در ادامه به طور در مورد فرآیند تولید گاز طبیعی LNG توضیح دهیم.
فرآیند تولید گاز LNG
مرحله اول، پیش تصفیه سازی
خوراک گازی از ایستگاه های گاز به هر کدام از قطارهای ال ان جی وارد می شوند تا ابتدا برای جداسازی جامد-مایع به منظور جلوگیری از تشکیل کف در واحد زدایش اسیدهای گازی از میان فیلترها عبور میکند.
زدایش گازهای اسیدی مانند(CO2) و (H2S) با استفاده از یک محلول آمین اختصاصی در ستون جذب رخ می دهد.
حذف CO2 تا حدود ppm 50 از یخ زدگی در واحد پایین دست مایع سازی جلوگیری می کند.
سیستم تبرید دوباره آمونیاک با عبور جریان از یک جداکننده آب اشباع شده ای که از گاز شیرین بوجود آمده را خنک می کند تا برای جدا کردن آن قابل دسترسی باشد.
آب خنک و مایع شده که حاوی آمین است دوباره به عنوان جریان برگشتی به برج جذب آمین برگشت داده می شود.
واحد آب زدایی جریان را تا مقدار مجاز کمتر از 0/1 ppm از آب خشک می کند. این واحد شامل سه دستگاه غربال مولکولی است که دو عدد از آن ها بر اساس فرآیند جذب و سومین دستگاه بر اساس بازیابی و تولید فشار موردنیاز برای فرایند عمل می کند.
جریان در ادامه مسیر خود وارد واحد زدایش جیوه می شود. برای ورود خوراک به واحد مایع سازی باید هرگونه جیوه ای از این ترکیب حذف شود.
قسمت حذف هیدروکربن های سنگین
آخرین مرحله از پیش تصفیه حذف هیدروکربن های سنگین مانند پنتان و بنزن از خوراک است. مقدار مجاز این مواد برای جلوگیری از یخ زدگی خوراک در واحد پایین دستی کمتر از 1 ppm است.
واحد تبرید آمونیاک
آمونیاک به عنوان یک مبرد قابل دسترس و طبیعی، نسبت به سایر مبردها مانند اتانول و پروپان از لحاظ اشتعال پذیری و آلودگی دارای کاربرد بیشتری در صنعت دارد. به علاوه در سال 1993 گزارشاتی درباره میزان هدر رفت مبردها در سیکل هایی تبرید آمونیاک به عنوان بهترین جایگزین نسبت به سایر مبردها به کار می رود.
در این واحد از پیش خنک سازی گاز ورودی، به 8- درجه سانتی گراد برای ورود به چرخه فرآیند استفاده می شود. سیستم آمونیاک شامل یک یا دو واحد بهم پیوسته تبرید است. دستگاه های تبرید از دو توربین بخار موازی تشکیل شده اند که از گاز بازیافتی واحد استفاده می کنند. این واحد تاثیر مستقیم و بسیار مثبتی روی سیستم می گذارد زیرا با ثابت نگه داشتن دما از فرسوده شدن و تخریب دستگاه های فرایندی جلوگیری می کند.
واحد مایع سازی
در این واحد گاز ورودی از دمای 8- درجه سانتی به 162- سانتی گراد خنک و تبدیل به مایع می شود. واحد مایع سازی OSMR بر پایه فرآیند SMR است که شامل یک سیستم فشرده سازی بخار با استفاده از چندین مبرد با هسته های منحنی و مبدل های حرارتی از جنس آلومینیوم هستند که به آن جعبه سرد (cold box) می گویند. در ادامه فرایند این جریان وارد یک جدا کننده می شود تا هرگونه حالت دو فازی خوراک از بین برود.
جریان باقی مانده دوباره به جعبه سرد وارد می شود و تا دمای 162- سرد و مایع سازی می شود.
اساس عمل این تبدیل شدن بر اساس پدیده ژول-تامسون است. به این صورت که خوراک با عبور از یک شیر انبساطی و کاهش فشار ناگهانی دمای مبرد که آمونیاک است ناگهان به شدت کاهش پیدا می کند. گاز ورودی یا همان خوراک پس از تبادل حرارتی با جریان مبرد به کمپرسورهایی بزرگ با توربین های بزرگ ارسال می شود و متراکم می گردد.
مرحله آخر گاز طبیعی مایع شده به مخازن نگهداری ارسال می شود.
در هر کدام از قطارهای ال ان جی دو سیستم موازی از دستگاهی تبرید وجود دارد که هر کدام شامل کمپرسور، کولر و جعبه سرد هستند.
مخازن نگهداری ال ان جی (روی سطح زمین)
مخازن نوع یک یا single tank
در این نوع مخازن یک مخزن درون یک مخزن دیگر قرار دارد. مخزن داخلی وظیفه نگهداری مایع با دمای بسیار پایین را بر عهده دارد. مخزن خارجی که از جنس کربن استیل معمولا ساخته می شود وظیفه عایق کردن مخزن داخلی را به عهده دارد.
به علاوه جنس مخازن داخلی از فولادهای حاوی نیکل ساخته می شوند. برای اینکه در این سیستم نشتی بوجود نیاید ورود و تخلیه گاز از طریق سقف مخزن انجام می گیرد.
مخازن نوع دو یا double containment tank
تنها تفاوت این مخزن با نوع یک در این است که مخزن خارجی هم می تواند در مواقعی که در مخزن داخلی نشتی ایجاد می شود این گاز مایع شده را نگهداری کند.
مخازن نوع سه یا full containment tank
در این نوع مخازن تمامی راه های احتمالی نشت گاز به بیرون در نظر گرفته شده است. مخازن بیرون مانع خروج گازهای ایجاد شده توسط مخازن داخلی به بیرون می شوند.