276062057

700

Temperatura, K

Rys.2 Skumulowane ciepło odebrane od gazu ziemnego w trakcie jego skraplania

Im wyższe jest ciśnienie skraplania, tym mniej wyraźny jest obszar skraplania gazu (por. rysunek 1).

W najprostszy sposób gaz ziemny może zostać skroplony w jednostopniowej chłodziarce Joule-Thomsona lub Braytona przedstawionych na rysunku 3. Czynnikiem roboczym chłodziarek może być metan lub azot. Gaz ziemny przepływa przez wymiennik ciepła, gdzie ulega ochłodzeniu od temperatury otoczenia i następnie skropleniu. Wymiennik ciepła jest równocześnie rekuperatorem chłodziarki i stanowi podstawowy element skraplarki gazu. Wadą układu przedstawionego na tym rysunku jest duża różnica temperatur pomiędzy parującym metanem lub azotem, a ochładzanym gazem ziemnym, decydująca o niskiej efektywności termodynamicznej procesu. Poprawę efektywności można uzyskać przez zastąpienie czystego gazu mieszaniną azotu, metanu i etanu.

Skraplanie gazu ziemnego może odbywać się w układach kaskadowych z użyciem trzech czystych czynników: propanu, etylenu i propanu - rysunek 5. W układach takich moc chłodnicza jest wytwarzana na trzech poziomach temperatury i występują znacznie mniejsze różnice temperatur pomiędzy skraplanym gazem i parującymi czynnikami chłodniczymi niż w przypadku układu jednostopniowego przedstawionego na rysunku 3.