ASTclimat

Россия, Санкт-Петербург, 197341, ул. Афонская д.2, лит.А.

8(812) 716-777-2

Вентиляция и кондиционирование ресторана и кафе
Вентиляция и кондиционирование салона красоты
Вентиляция и кондиционирование стоматологии
Вентиляция и кондиционирование офисных помещений
Вентиляция и кондиционирование коттеджа
Вентиляция и дымоудоление склада
Вентиляция и кондиционирование квартиры
Вентиляция и кондиционирование автосервиса
Вентиляция и кондиционирование магазина
Вентиляция и кондиционирование гостиниц
Вентиляция покрасочной камеры
Вентиляция и кондиционирование учебных заведений
Вентиляция и кондиционирование фитнес клубов
Главная > Системы отопления > Получение природного газа из смеси пропан-бутан

Получение природного газа из смеси пропан-бутан

Смеси углеводородов (пропан-бутан), находящихся при относительно небольших давлениях или при пониженных температурах в жидком состоянии, а при нормальных условиях — в газообразном, составляют группу сжиженных углеводородных газов (СУГ).

Сырьем для производства сжиженных газов являются попутные нефтяные газы, жирные газы газоконденсатных месторождений и газы переработки нефти.

Помимо использования СУГ в качестве топлива (автотранспорт, бытовое потребление) пропан-бутан находит все более широкое применение в системах автономного теплоснабжения, что объясняется сохраняющимся до сих пор низким уровнем газификации отдельных регионов России и экономической выгодностью использования пропан-бутана в качестве энергоносителя.

Использование пропан-бутана в системах теплоснабжения позволяет получить следующие преимущества перед альтернативными видами топлива:

  • автономность — независимость от внешних источников газоснабжения (магистральных газопроводов);
  • экологичность — пропан-бутан является экологически чистым видом топлива;
  • надежность и безопасность — использование современного оборудования и качественный монтаж, выполненный отечественными авторизированными компаниями, гарантируют длительную бесперебойную работу системы автономного газоснабжения;
  • простота в эксплуатации — системы автономного газоснабжения не требуют ежедневного обслуживания и работают по принципу «поставил и забыл». Система может быть полностью автоматизирована;
  • экономичность и доступность пропан-бутана.

В настоящее время пропан-бутан — самое экономичное топливо после природного газа. Традиционно конкуренцию пропан-бутановым смесям составляют дизельное топливо и электроэнергия. Экономическая эффективность сжиженного газа подтверждается простым сопоставлением цен на различные виды топлива. Отопление сжиженным газом почти в 2 раза дешевле отопления дизельным топливом и в 3 раза дешевле отопления электроэнергией (смотрите таблицу).

Источник энергии Цена Цена за 1 кВт*ч
Пропан-бутан 10 руб/л 1,20
Электроэнергия 3 руб/(кВт*ч) 3,00
Дизельное топливо 19 руб/л 1,91

Традиционно системы автономного газоснабжения пропан-бутаном используются, если подключение магистрального газа невозможно. Мы предлагаем рассмотреть возможность использования СУГ в качестве стартового, резервного и аварийного топлива.

Внезапное падение давления магистрального газа, появление водяного конденсата в трубопроводах, «веерные» отключения — явления достаточно частые и повсеместные. Наличие резервной системы сегодня жизненно необходимо. Например, областные газовые хозяйства не имеют права выделять лимиты для котельных, у которых нет резервного топлива. Для промышленных предприятий с непрерывным производственным циклом (например, стекольная, металлургическая промышленность) перебои с подачей газа просто недопустимы и могут причинить серьезные экономические убытки. Бесперебойность функционирования систем энергоснабжения может быть обеспечена только резервным топливом.

Один из эффективных и широко применяемых вариантов дублирующей системы топливообеспечения, пригодной для большинства потребителей природного газа, — использование смесителей FAS 4000, вырабатывающих смесь пропан-бутана с воздухом.

С технической точки зрения недостатком пропан-бутана как резервного топлива является его отличие от природного газа по физико-химическим свойствам, из-за чего оборудование, предназначенное для работы на метане, не может быть напрямую переведено на использование пропан-бутана. Более высокие по сравнению с природным газом теплота сгорания и плотность СУГ не дают возможности сжигать их в газогорелочных устройствах, предназначенных для метана, без изменения конструкции последних.

Данная проблема имеет эффективное технологическое решение. Оптимальные свойства, практически аналогичные свойствам природного газа, пропан приобретает в смеси с воздухом. Для замены природных газов необходимо приготовить смесь бутан — воздух (47 % бутанов и 53 % воздуха) и пропан - воздух (58 % пропана и 42 % воздуха). Такие смеси имеют теплоту сгорания соответственно 55 902 и 52 080 кДж/м3. Их можно транспортировать при низких давлениях (до 5 кПа) и температурах (до -18 °С для бутана и -53 °С для пропана). Возможно приготовление газовоздушных смесей, имеющих более низкую температуру конденсации, вплоть до -37 °С для бутанов (смесь соответствует границе безопасности). Однако в этом случае необходимо использовать специальные газогорелочные устройства. Газовоздушные смеси приготавливают в смесителях автоматического действия. Их работу можно контролировать автоматически в зависимости от теплоты сгорания, числа Воббе или плотности смеси. Различают смесители низкого (до 5 кПа), среднего (выше 5 кПа до 0,3 МПа) и высокого (выше 0,3-1,2 МПа) давления. Давление газовоздушной смеси выбирается в зависимости от результатов технико-экономических расчетов.

Однородная пропановоздушная смесь благодаря своим характеристикам может использоваться как прямой заменитель природного газа без доработки или замены газового оборудования. В этом состоит главное преимущество ее использования в качестве резервного источника теплоты. В некоторых источниках смесь пропана с воздухом называют искусственным природным газом (synthetic natural gas, SNG).

Использование смесительной установки позволяет избежать простоев, связанных с оперативным переводом оборудования на другой вид топлива и его регулировкой. Перевод системы на альтернативное топливо занимает от 3 до 60 с. При этом переход системы на газоснабжение пропан-бутаном происходит автоматически, без вмешательства персонала и не требует дорогостоящей пусконаладочной работы.

Стандартная технологическая схема системы резервного топливообеспечения, основанной на применении смесителей, включает:

  • резервуары для сжиженного газа (в большинстве проектов принято подземное размещение);
  • насосы для подачи сжиженного газа в испаритель;
  • испарители СУГ (установка для перевода пропан-бутана из жидкой фазы в газовую перед подачей на вход смесительной установки);
  • компрессоры (для смесительных установок высокого давления);
  • смесительную установку.

Установка смесителей также позволяет использовать СУГ в качестве стартового топлива. В этом случае объект подключается к автономному газоснабжению пропан-бутаном временно — до подвода магистрального газопровода. После перехода на природный газ система газоснабжения сжиженным углеводородным газом становится резервной. Если после подключения к магистральному газу компании не требуется резервная система газоснабжения, возможен демонтаж оборудования и выкуп по остаточной стоимости.

Таким образом, благодаря установке системы стартового (резервного) газоснабжения объект получит возможность начать работу, не дожидаясь получения допусков по метану или подвода магистральной трубы. Использование СУГ в качестве стартовой системы особенно актуально для промышленных предприятий, загородных баз отдыха, поселений и коттеджных поселков. Технологически схема использования СУГ в качестве стартового топлива не отличается от резервной схемы, приведенной выше.

Несомненно, важным вопросом для заказчика являются инвестиционные затраты на проектирование и монтаж системы резервного газоснабжения. Стоимость и конфигурация системы будут зависеть от целой совокупности факторов, среди которых можно отметить:

  • требуемую производительность смесительной установки (объем пропано-воздушной смеси, получаемый в единицу времени);
  • требуемое выходное давление газа (для получения высоких давлений используются специальные смесительные установки);
  • используемый вид сжиженного газа (пропан или пропан-бутан);
  • предполагаемый режим функционирования системы (режим аварийного топливо-обеспечения, покрытия пиковых нагрузок);
  • использование пропан-бутана как стартового топлива, частичное использование пропан-бутана как основного топлива;
  • масштабируемость системы — проектирование с расчетом возможного наращивания мощности системы в дальнейшем.

Наибольшей гибкостью в этом отношении обладают системы, построенные на базе установок модульного типа.

Независимо от сложности выбранной системы резервного газоснабжения инвестиционные затраты не превысят убытков от 3-5 сут простоя предприятия без газа (без учета испорченного сырья и поломки оборудования, вызванного отключением газоснабжения).

В настоящее время системы резервного газоснабжения пропан-бутаном на основе смесителей FAS 4000 получают все большую популярность в России. Так, в настоящее время ведутся работы по разработке системы (резервуарный парк со смесительной установкой производительностью 650 м3/ч) для завода «Фольксваген» (Москва).

Очевидные преимущества систем резервного и стартового газоснабжения пропан-бутаном позволяют прогнозировать широкое применение смесительных установок FAS 4000 в ближайшем будущем.