Разработка предложений по повышению эффективности сжижения газа на малотоннажных установках

В процессе исследования проводились: изучение фазовых переходов углеводородных компонентов, анализ установок по сжижению природного газа, параметры сжижения ПГ, расчет турбодетандерной установки, выбор оптимальных параметров и оборудования для установки.
В результате исследования была предложена установка дроссельно-детандерного цикла с целью сжижения природного газа на ГРС г. Якутска с конструктивными изменениями , как один из методов увеличения эффективности сжижения и экономичности производства СПГ.

РЕФЕРАТ ……………………………………………………………………………………. 10
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………. 15
1. СЖИЖЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ ………………………………………………. 17
1.1 Общие понятия о СПГ ………………………………………………………………. 17
1.2 Физико-химические свойства ……………………………………………………… 17
1.3 Применение…………………………………………………………………………….. 19
1.4 Малотоннажное СПГ ………………………………………………………………… 20
1.5 Состав комплекса СПГ ……………………………………………………………… 21
2. ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СПГ…………………………………………. 23
2.1Установки по сжижению природного газа ……………………………………… 25
2.1.1 Дроссельный цикл …………………………………………………………………. 25
2.1.2 Дроссельный цикл высокого давления с предварительным
фреоновым охлаждением на АГНКС и ГРС ……………………………………….. 26
2.1.3 Дроссельный цикл с вихревой трубой ………………………………………… 29
2.1.4 Установки с дроссельно-эжекторным циклом высокого давления
и предварительным фреоновым охлаждением …………………………………….. 31
2.1.5 Установки с азотным циклом……………………………………………………. 33
2.2 Анализ установок …………………………………………………………………….. 35
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ УГЛЕВОДОРДНЫХ
СИСТЕМ…………………………………………………………………………………….. 37
3.1Фазовые переходы углеводородных компонентов. …………………………… 37
3.2 Методика описания фазовых переходов углеводородных
компонентов. ……………………………………………………………………………….. 38
3.3 Исследование фазового равновесия смесей углеводородных
компонентов природного газа………………………………………………………….. 41
4. РЕАЛИЗАЦИЯ МАЛОТОННАЖНОГО ПРОИЗВОДТСВА………………… 46
4.1 ГРС г. Якутска…………………………………………………………………………. 46
4.2 Детандер ………………………………………………………………………………… 48

Разработка предложений по повышению эффективности сжижения газа
на малотоннажных установках
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Разраб. Протодьяконов Лит. Лист Листов
М .Г.
Руковод. Рудаченко А.В. 12 123
Консульт. А.В.. Содержание
Рук-ль ООП Шадрина А.В. НИ ТПУ гр.2БМ91
4.3 Принцип работы турбодетандерных установок ………………………………. 49
4.4 Типы турбодетандеров ………………………………………………………………. 50
4.5 Методика расчет детандера ………………………………………………………… 51
4.5.1 Термогазодинамический расчет ………………………………………………… 51
4.6 Методика расчета теплообменного аппарата ………………………………….. 60
4.7 Использование турбодетандеров в производстве СПГ ……………………… 68
5. ФИНАСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИНВНОСТЬ
И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ……………………………………………………………. 71
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения ……………………………………………………………………….. 71
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования…………………. 71
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений……………………………….. 72
5.2 Планирование научно-исследовательских работ……………………………… 74
5.2.1 Структура работ в рамках научного исследования ……………………….. 74
5.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ …………………………….. 76
5.2.3 Разработка графика проведения научного исследования ………………… 76
5.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) …………………………. 81
5.3.1 Расчет материальных затрат НТИ ……………………………………………… 81
5.3.2 Основная заработная плата исполнителей темы …………………………… 82
5.3.3 Дополнительная заработная плата исполнителей темы………………….. 83
5.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ……….. 83
5.3.5 Накладные расходы………………………………………………………………… 84
5.3.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского
проекта……………………………………………………………………………………….. 85
5.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности
исследования ……………………………………………………………………………….. 85
6.СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСЕННОСТЬ ………………………………………………. 89
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности……… 90
6.2 Производственная безопасность ………………………………………………….. 92
6.2.1 Расчет искусственного освещения …………………………………………….. 93
6.2.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов ………………. 96

Лист
Содержание 13
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
6.2.3 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия
опасных и вредных факторов на работника ………………………………………. 103
6.3 Экологическая безопасность …………………………………………………….. 104
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………….. 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………………….. 107
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА …………………………………………………. 108
Abstract……………………………………………………………………………………… 113
1. Liquefied natural gas ………………………………………………………………….. 114
1.1 General concepts of LNG ………………………………………………………… 114
1.2 Physical and chemical properties ………………………………………………….. 114
2. LNG production technologies ……………………………………………………….. 119
2.1 Natural gas liquefaction plants …………………………………………………….. 120
2.1.1 Throttle cycle ……………………………………………………………………….. 120
2.1.2 Nitrogen cycle plants………………………………………………………………. 122

Лист
Содержание 14
Изм. Лист № докум. Подпись Дата