Зрідженням природного газу називається переведення його в рідкий стан під дією температур, які є меншими порівняно з критичною. Цей процес дає можливість його резервування і заощадження для подальшого використання, а також для організації перевезення будь-яким видом транспорту. Речовина часто застосовується у вигляді альтернативного палива в моторах автотранспортних засобів, при обробці металів, в мобільних електростанціях і так далі. Крім усього іншого, у багатьох приватних будинках можна зустріти котел на зрідженому газі. Витрати на створення установок для його виробництва залежать від місця розташування розробок, а також типу і складу сировини, що видобувається. Зараз найбільш перспективними з них вважаються плавучі, оскільки транспортування шляхом спорудження підводних газопроводів часто є нереальним.
Підготовка і початок зрідження
Технологічні схеми тих установок, які використовуються для зрідження, одна від іншої відрізняються, в першу чергу, холодильним циклом. На його вибір насамперед впливає склад і тиск газу, який сюди надходить. Ці параметри, в свою чергу, знаходяться під впливом декількох факторів, серед яких: пора року, місце видобутку і навіть термін його розробки. Перед тим як почати зріджувати гази і направляти в установку, необхідно очистити їх від кислих домішок і осушити. На стартовій фазі процесу з сировини масово виділяються вуглеводні, серед яких висококиплячі нафтенові, ароматичні та парафінові. В іншому випадку може відбутися закупорювання арматури та апаратури установок. Щоб ефективно і якісно зріджувати гази, необхідно пам'ятати, що велика кількість важких вуглеводнів у їх складі веде до високої температури зрідження і низьких витрат енергії. Якщо ж у їх складі присутній азот, то це призводить до підвищення випаровуваності та енерговитрат.
Каскадний метод і холодильні цикли
В основі промислових способів зрідження лежить принцип випаровування рідини, процес адіабатного газового розширення, а також ефект Джоуля-Томсона. Зріджений природний газ утворюється за рахунок використання декількох холодильних установок (отже і середовищ). У даному випадку середовище, що характеризується меншою точкою кипіння, конденсується під тиском за рахунок випаровування більш високо киплячої сусідньої. Цей спосіб є найбільш поширеним і відомий як каскадне зрідження. У більшості випадків холодильним агентом на першому етапі виступає пропан (іноді аміак), а на другому - етилен. Таким чином, зрідження природного газу здійснюється в даному випадку під впливом етилену, що випаровується. Що стосується холодильних циклів, що побудовані на згаданому вище ефекті Джоуля-Томсона, то серед них розрізняють як з одноразовим, так і з подвійним дроселюванням, а також з попереднім охолодженням за рахунок спеціального потоку і стороннього агента.
Зрідження великими параметрами
Зріджувати гази можна також шляхом використання однопоточного каскадного циклу. Тут холодильним агентом виступає багатокомпонентна суміш, до складу якої входить азот з вуглеводнями. Цей метод разом з його модифікаціями застосовують найчастіше у великих установках, продуктивність яких становить від двох до п'яти мільйонів кубічних метрів готового продукту на добу. Зріджувати гази таким способом вигідно в плані відносно низьких витрат енергії. З іншого боку, однопоточний каскадний цикл потребує великої кількості металомісткого обладнання.
