Зріджений природний газ, або ж, як його зазвичай називають в енергетичній галузі - СПГ (англ. Соотв. Liquefied Natural Gas, скор. LNG) - є звичайним природним газом, який охолоджений до так званої температури зрідження, що становить мінус 162 градуса за Цельсієм. Це робиться для зручності його зберігання і транспортування в рідкому вигляді.
Зберігання зрідженого природного газу здійснюється в спеціальних ізотермічних резервуарах при температурі кипіння, яка підтримується внаслідок того, що СПГ випаровується. Описаний спосіб зберігання зрідженого природного газу пов'язаний з тим, що для основної складової СПГ - метану, критична температура становить мінус 83 градуси Цельсія, що істотно нижче, ніж температура навколишнього середовища. Внаслідок цього скраплений природний газ неможливо зберігати в резервуарах високого тиску (довідка: критична температура для пропану становлять + 97 ° C, а для етану - + 32 ° C). Для того, щоб використовувати зріджений природний газ, його піддають випаровуванню до вихідного стану, здійснюється це без присутності повітря.
Під час процесу повернення природного газу в вихідне пароподібний стан, який називається регазифікації, з одного кубічного метра зрідженого природного газу вдається отримати 600 кубічних метрів звичайного природного газу.
Температура скрапленого газу
Дуже низька температура зрідженого природного газу робить з нього криогенну рідина. Зазвичай речовини з температурою нижче ста градусів за Цельсієм вважаються кріогенними, тому для їх обробки необхідно застосування спеціальних технологій. Щоб порівняти - найнижча зареєстрована температура на нашій планеті складає -89 градусів Цельсія (Антарктида), а найнижча, зареєстрована в населеному пункті - мінус 77 градусів, в селищі Оймякон, що в Якутії.
Кріогенна температура СПГ означає, що контакт із зрідженим природним газом може призвести до того, що контактують матеріали змінять свої властивості, втратять свою функціональність і міцність, стануть ламкими. Саме з цієї причини в галузі СПГ використовуються спеціальні технології і матеріали.
Танкер для перевезення СПГ
Хімічний склад зрідженого природного газу
Природний газ і сира нафта є викопними видами палива, які називають «углеводродамі» внаслідок того, що в них містяться хімічні комбінації атомів водню і вуглецю. Хімічний склад природного газу залежить від того, де він був видобутий, а також від його обробки. Зріджений природний газ - це суміш бутану, пропану і етану з невеликою кількістю більш важких вуглеців а також інших домішок, зокрема, сірководню і вуглекислого газу, води, комплексних і азотних сполук сірки. Ці домішки можуть існувати в початковому природному газі, однак перед скраплення їх необхідно видалити. Метан - найголовніший компонент зрідженого природного газу, в основному, хоча і не завжди, процентна частина метану від загального обсягу становить більше 85%.
Щільність зрідженого газу
З огляду на те, що зріджений природний газ є якоюсь сумішшю, щільність СПГ змінюється незначно з її фактичним складом. Як правило, щільність скрапленого газу перебуває в діапазоне430-470 кілограмів на один кубічний метр, а обсяг цієї речовини становить близько 1/600 від обсягу газу в атмосферних умовах. Завдяки цьому він приблизно на одну третю легший за повітря. Іншим наслідком даних фактів є той факт, що зріджений природний газ має меншу, ніж у води, щільністю, завдяки чому в разі розливу він знаходиться на поверхні, і досить швидко повертається до пароподібному стані.
Інші властивості зрідженого природного газу
У рідкій формі скраплений природний газ не має здатність займатися або вибухати. Під час випаровування при контакті з джерелом горіння може статися займання природного газу, у разі, якщо концентрація випарів в повітрі складе від п'яти до п'ятнадцяти відсотків. Якщо концентрація парів газу менше п'яти відсотків, то для того, щоб відбувся спалах, цього недостатньо, а якщо більше 15 відсотків, то в навколишньому середовищі буде спостерігатися нестача кисню.
Переваги зрідженого природного газу
- Зріджений природний газ дозволяє здійснювати газифікацію об'єктів, які віддалені від магістральних газопроводів на істотні відстані, шляхом створення резерву зрідженого природного газу безпосередньо у споживача, уникаючи при цьому будівництва трубопровідних систем, які коштують дуже дорого.
- Зріджений природний газ можна перевозити між континентами, за допомогою спеціальних танкерів-газовозів, а також за допомогою автомобільних і залізничних видів транспорту, використовуючи для цього цистерни.
- Зріджений природний газ є нетоксичного кріогенної рідиною. Зберігання цієї рідини здійснюється при температурі -162 ° C в спеціальних теплоізольованих ємностях. Зберігання великих обсягів скрапленого природного газу можливо при атмосферному тиску в спеціальних наземних резервуарах.
- В процесі зрідження природного газу його щільність збільшується в багато сотень разів, завдяки чому підвищується ефективність і зручність зберігання цієї речовини, а також транспортування і споживання енергоносія.
Якщо дивитися з точки зору споживача, то перевагою зрідженого природного газу, якщо виходити з його фізичних властивостей і складу, є ще й те, що СПГ - це не тільки джерело сухого природного газу, який транспортується по газопроводах, а й джерело ШФЛУ (широкої фракції легких вуглеводнів) - пропану, етану, пентанов і бутанов. Ці речовини входять до складу зрідженого природного газу, і виділяються з нього в процесі регазифікації.
Ці вуглеводні використовуються в якості екологічно чистого джерела палива для різних видів транспорту, в побуті, а також в якості нафтохімічної сировини. Можливість перевезення широкої фракції легких вуглеводнів в складі СПГ виступає на користь не тільки споживача, але і вирішує проблеми з транспортування ШЛФУ з родовища природного газу.
Зріджений природний газ - це екологічно чистий і безпечний вид палива, що володіє високими октановим числом і енергетичними характеристиками. Вартість скрапленого природного газу у споживача є нижчою, ніж ціни мазуту, зрідженого нафтового газу, і тим більше - дизельного палива.