Сжиженный природный газ (СПГ) становится все более популярным продуктом на рынке углеводородов. В первую очередь речь про крупнотоннажный СПГ. Но есть у него и младший брат —малотоннажный. Его продвижению на рынке активно способствуют специалисты ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» — предприятия, являющегося одним из отечественных драйверов по этой теме.
Холодный расчет
Уральское газотранспортное предприятие занимается этой темой без малого 20 лет. За это время накоплен колоссальный опыт, который материализован в реальные проекты. А многие идеи и разработки местных инженеров имеют патенты Федеральной службы по интеллектуальной собственности.
Конечно, главный и ключевой патент касается способа производства СПГ. Задумка реализована на газораспределительной станции (ГРС) № 4 г. Екатеринбурга. Это уникальная технология малотоннажного производства СПГ с использованием энергии потока транспортируемого газа при перепаде давления между магистральным и распределительным газопроводами с помощью турбодетандерной установки.
В основу концепции были заложены принципы максимально возможного использования вторичных источников энергии, являющихся, по сути, энергетическими потерями при магистральном транспорте газа. Уральским инженерам удалось найти способ, как эффективно использовать эту энергию, применив турбодетандер. Расходование энергии на производство СПГ по турбодетандерному циклу в 13 раз меньше, чем при обычном производстве сжиженного газа.
Давление в магистральном газопроводе поддерживается на уровне от 50 до 75 атмосфер. На газораспределительной станции оно понижается до 3-12 атмосфер и по низким сетям поступает потребителю, — рассказывает генеральный директор ООО „Газпром трансгаз Екатеринбург“ Алексей Крюков. — При редуцировании (снижении давления) выделяется большое количество «бросового» холода. Наши инженеры предложили использовать его для сжижения природного газа. Так и была разработана уникальная технология производства СПГ.
Сколько вешать в граммах?
Однако на этом уральцы не остановились. Сегодня в копилке ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» немало внедренных изобретений, связанных с производством и использованием малотоннажного СПГ, многие запатентованы. Например, на предприятии изобрели специальные весы для взвешивания сжиженного газа.
Изначально для этого использовали обычные автомобильные весы, но при таком способе взвешивания невозможно достоверно учесть, сколько газа находится в хранилище, а какая часть произведенного СПГ была потеряна. Ведь СПГ — это криогенная жидкость, при хранении и перегрузке какая-то ее часть превращается в обычный газ.
Пока речь шла о производстве в малых количествах, это было не критично. Вопрос строгого учета и формирования коммерческой цены продукта, в которой должны учитываться потери, встал остро тогда, когда в регионе началось становление рынка СПГ и появились сторонние потребители.
Любые весы включают две обязательных части: грузоприемное устройство, куда помещается груз, как правило, запакованный в тару, и весоизмерительный модуль. Изобретение уральских инженеров имеет несколько отличительных особенностей. Так, грузоприемным устройством в нем служит герметичная криогенная емкость, которая также является и тарой для хранения сжиженного природного газа.
Сложность заключалась в том, что грузоприемник-хранилище подвергается воздействию внешних факторов — ветра, снега и т. д. Изобретатели учли эти моменты и придумали, как «обмануть природу».
Есть свои «фишки» и в работе массоизмерительного модуля. Он оснащен «умными» тензодатчиками. Для обеспечения максимальной точности они способны изменять свою шкалу в зависимости от массы груза, а также самодиагностироваться. Через аналогово-цифровой преобразователь сигнал о количестве поступившего в емкость СПГ от «умных» датчиков передается на дисплей компьютера.
Рачительный подход
А не так давно на предприятии получили инновационный органический растворитель промышленных масел. И тут не обошлось без СПГ. Изобретение в этом году было подтверждено патентом Федеральной службы по интеллектуальной собственности.
В чем же уникальность данного изобретения? Все известные органические растворители из углеводородов получают в процессе перегонки нефти или путем ректификации и дистилляции смесей. Для этого необходимо специальное оборудование. К тому же их производство требует дополнительных энергозатрат. Уральские газовики предложили способ, при котором растворитель промышленных масел получают без дополнительных финансовых вложений. Его компоненты конденсируются в процессе очистки природного газа при сжижении по турбодетандерному циклу. И если образующийся конденсат не отводить, это приведет к порче теплообменных аппаратов и нарушит работу турбодетандерного агрегата. Поэтому процесс отделения тяжелых углеводородов, являющихся основой растворителя, уже предусмотрен в процессе сжижения природного газа. Оставалось лишь проявить рачительность и разглядеть в отбросном продукте полезные свойства.
Специалисты лаборатории комплексных исследований Центра коллективного пользования Уральского федерального университета провели независимый анализ состава получаемого вещества. Они проверили растворитель на хромато-масс-спектрометре GCMS-QP2010 Ultra методом ионизации (электронного удара). А чтобы определить эффективность обезжиривания при разных условиях, на предприятии дополнительно организовали целую серию экспериментов и опытным путем установили, что вещество удаляет масляную пленку с металлических, стеклянных, керамических и пластмассовых поверхностей и подходит для применения в любых климатических районах в любое время года.
Между тем на предприятии продолжают активно работать над темой малотоннажного производства СПГ. В частности, ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» планирует построить еще один мини-завод на базе ГРС № 1 г. Нижний Тагил. Там уральские газовики собираются внедрить все свои последние разработки и инновации.
