LNG چیست و چگونه تولید می شود؟

هر شهروندی حداقل یکبار نام گاز طبیعی مایع را شنیده است اما شاید دقیق نداند که LNG چیست و
چه کاربردی دارد؟

در بسیاری از مواقع گاز طبیعی به صورت گاز، از خطوط لوله انتقال یافته و تحویل می گردد؛
اما به جهت استفاده بیشتر از این گاز، امروزه به صورت LNG یا مایع استفاده می شود.

برای کسب اطلاعات در مورد گاز طبیعی مایع، این مقاله را از دست ندهید و تا انتها با ما  همراه باشید.

1# LNG چیست؟

امروزه برای بسیاری از کشورها، گاز طبیعی منبع انرژی حیاتی به شمار می آید.

در میان این کشورها، ایالات متحده آمریکا، یکی از بزرگ ترین تولید کنندگان می باشد.

این گاز توانسته است انرژی اولیه ایالات متحده را به خوبی تامین نماید.

LNG گاز طبیعی مایع به انگلیسی Liquefied Natural Gas است که
برای انتقال و ذخیره بهتر با روش خنک کنندگی به شکل مایع درآمده و
حجم آن حدود ششصد بار کم تر از حالت گازی آن است.

این روش کمک می کند که گاز طبیعی مایع شده به خوبی در مناطقی که امکان انتقال خطوط لوله وجود ندارد، ارسال شود.

به عبارتی اگر بخواهیم دقیق تر بگوییم که مزیت LNG چیست، می توان گفت این روش مناسبی است که
بتوان در مسیرهای طولانی که حمل و نقل و انتقال خطوط لوله برای گاز طبیعی وجود ندارد، آن را به شکل مایع انتقال دهند.

بدین ترتیب برای کشورهایی که از منطقه های تولید فاصله داشته و لوله کشی به صورت مستقیم برای آن ها وجود ندارد،
می توانند با LNG به گاز طبیعی دسترسی داشته باشند.

به طوری که در حالت مایع، با تانکرهای مخصوصی منتقل شده و در سراسر جهان توزیع می گردد.

در ترمینال ها، گاز مایع شده به شکل اولیه خود و گاز برگردانده شده و
با استفاده از شبکه های توزیع، به مصرف کنندگان انتقال داده می­ شود.

2# تجارت گاز طبیعی مایع یا LNG

برای آن که بدانید روش های انتقال LNG چیست، می توان گفت که
هنگامی که قرار است در حجمی بالا و از طریق اقیانوس ها گاز طبیعی مایع انتقال یابد،
از کشتی هایی که مخازن دو جداره دارند، استفاده می شود تا
هم عایق مناسبی برای این ماده ارزشمند باشد و هم ایمنی های لازم صورت بگیرد.

اما هنگامی که کشتی ها به بنادر تحویل LNG می رسند،
گاز طبیعی مایع به مخازن ذخیره سازی که آن ها نیز عایق بسیار مناسبی دارند،
انتقال یافته و در آن ها بارگیری صورت می گیرد.

بدین ترتیب گاز طبیعی برای ورود به شبکه های توزیع آماده بوده و به صورت گاز انتقال خواهد یافت.

از سویی دیگر هنگامی که قرار باشد حمل LNG در حجم و فواصل کم تری صورت گیرد، از کانتینرهایی استفاده می شود که
در کامیون ها قرار گرفته و گاز طبیعی مایع در مقیاس های کم تر انتقال و ارسال می شود.

این نوع تجارت LNG امروزه بسیار در حال رشد است.

این کانتینر ها لازم است که به مخازن برودتی مجهز بوده و
بتوانند گاز طبیعی را به شکل مایع ذخیره نمایند تا در بازارهای مخصوص تحویل داده شود.

3# فرآیند تولید LNG چیست؟

تولید LNG شامل چندین مرحله پردازشی است که در نهایت گاز طبیعی را به مایع تبدیل می‌کند.

هدف اصلی این فرآیند، کاهش حجم گاز طبیعی برای حمل و نقل آسان‌تر و ذخیره‌سازی مطمئن است.

مراحل اصلی تولید LNG به شرح زیر است:

1-3# تصفیه‌سازی (Gas Treating)

پیش از آغاز فرآیند مایع‌سازی، گاز طبیعی باید از مواد ناخالص و آلاینده‌ها پاک‌سازی شود. این مرحله شامل موارد زیر است:

1- حذف آب (Dehydration)

آب موجود در گاز طبیعی می‌تواند در دماهای بسیار پایین یخ بزند و باعث انسداد خطوط شود.

این آب معمولاً از طریق بسترهای جاذب مانند سیلیکاژل یا غربال‌های مولکولی حذف می‌شود.

2- حذف گازهای اسیدی (Acid Gas Removal)

ترکیباتی مانند دی‌اکسید کربن (CO₂) و سولفید هیدروژن (H₂S) که خاصیت اسیدی دارند، در ستون‌های جذب توسط محلول آمین جدا می‌شوند.

حذف CO₂ برای جلوگیری از یخ‌زدگی در حین مایع‌سازی ضروری است.

3- حذف مرکاپتان‌ها (Mercaptans Removal)

برای کاهش بو و جلوگیری از مشکلات زیست‌محیطی، ترکیبات گوگردی با استفاده از فرآیندهای شیمیایی مانند اکسیداسیون از گاز طبیعی جدا می‌شوند.

4- حذف جیوه (Mercury Removal)

جیوه می‌تواند به مبدل‌های حرارتی آسیب برساند.

برای حذف آن، از جاذب‌های جامد مانند سولفید روی (ZnS) استفاده می‌شود.

2-3# پیش‌خنک‌سازی (Pre-Cooling)

پس از تصفیه، گاز طبیعی باید تا دمای حدود -40 درجه سانتی‌گراد پیش‌خنک شود.

در این مرحله از پروپان (C₃H₈) به‌عنوان مبرد اولیه استفاده می‌شود.

این فرآیند باعث می‌شود که هیدروکربن‌های سنگین مانند پنتان (C₅H₁₂) به مایع تبدیل شده و از گاز طبیعی جدا شوند.

3-3# مایع‌سازی (Liquefaction)

گاز پیش‌خنک‌شده وارد مرحله مایع‌سازی می‌شود که شامل فرآیندهای زیر است:

1- فرآیند C3-MR (Propane Pre-Cooled Mixed Refrigerant)

در این روش، از پروپان برای پیش‌خنک‌سازی و از یک مبرد ترکیبی (متان، اتان و نیتروژن) برای کاهش بیشتر دما تا 162- درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود.

این روش به دلیل راندمان بالا و مصرف کمتر انرژی، بسیار محبوب است.

2- فرآیند Cascade Refrigeration

گاز طبیعی در سه مرحله با استفاده از پروپان، اتیلن و متان به تدریج سرد می‌شود.

این روش برای واحدهای کوچک و متوسط LNG استفاده می‌شود.

3- فرآیند AP-X

این روش ترکیبی از فرآیند C3-MR و یک چرخه تبرید اضافی است که توسط شرکت Air Products توسعه یافته است.

این سیستم برای ظرفیت‌های بالا در تأسیسات بزرگ LNG به کار می‌رود.

4-3# جداسازی فازها (Phase Separation)

پس از مایع‌سازی، جریان LNG وارد یک جداکننده می‌شود تا هرگونه بخار اضافی جدا گردد.

این کار باعث بهبود خلوص LNG می‌شود. سپس جریان به جعبه سرد (Cold Box) بازمی‌گردد تا دمای آن به 162- درجه سانتی‌گراد برسد و به طور کامل مایع شود.

5-3# ذخیره‌سازی (Storage)

LNG تولیدشده وارد مخازن دو جداره (Double-Walled Tanks) می‌شود که از جنس فولاد نیکل‌دار ساخته شده‌اند.

این مخازن دارای عایق حرارتی هستند تا دمای بسیار پایین را برای مدت طولانی حفظ کنند.

6-3# انتقال (Transportation)

LNG از طریق کشتی‌های مخصوص (LNG Carriers) با مخازن عایق‌دار به سراسر جهان منتقل می‌شود.

این کشتی‌ها دارای مخازن دو جداره با عایق خلأ هستند که دمای بسیار پایین LNG را حفظ می‌کنند.

نتیجه‌گیری:

فرآیند تولید LNG شامل مراحل تصفیه، پیش‌خنک‌سازی، مایع‌سازی، جداسازی فازها، ذخیره‌سازی و انتقال است.

این فرآیندها به‌منظور کاهش حجم گاز طبیعی، بهبود قابلیت حمل و افزایش ایمنی در حمل‌ونقل انجام می‌شوند.

با استفاده از فناوری‌های مدرن مانند C3-MR ،Cascade و AP-X، تولید LNG با راندمان بالا و هزینه کمتر انجام می‌شود.

4# انواع مخازن ذخیره سازی LNG چیست؟

• مخازن نوع single tank

در مخازن نوع اول، یک مخزن در مخزن دیگری واقع می شود.

وظیفه مخزنی که در داخل واقع شده است و از جنس فولادهایی از ترکیب نیکل ساخته می شود،
نگه داشتن مایع در دمای بسیار پایین است؛
اما مخزن خارجی به طور معمول نقش عایق را داشته و عمدتا از جنس کربن استیل ساخته می شود.

هم چنین به جهت حفظ ایمنی و جلوگیری از نشتی های احتمالی، تمامی عملیات های ورود و یا تخلیه LNG از سقف مخازن single tank صورت می گیرد.

• مخازن نوع double tank

این مخازن بسیار شبیه مخازن نوع اول هستند و تنها تفاوت آن ها این است که قابلیت مخزن خارجی نیز همانند مخزن داخلی بوده و
در شرایطی که مسئله نشتی در مخزن داخلی به وجود آید، مخزن خارجی از گاز طبیعی مایع، نگهداری خواهد کرد.

• مخازن نوع full tank

اما مشخصه نوع سوم مخازن نگهداری LNG چیست؟

این نوع از مخازن، با پیش بینی کامل، مسیرهای نشتی گاز، تولید و ساخته شده اند.

به عبارتی مخازن خارجی، خود مانع از ایجاد نشتی و خروج گاز طبیعی مایع از مخزن داخلی هستند و
ایمنی این نوع از مخازن در حمل و نقل LNG بسیار بالاتر خواهد بود.