В 2023 году "НОВАТЭК" получил патенты сразу на две новые собственные технологии сжижения газа — "Арктический каскад модифицированный" и "Арктический микс".
На первом СПГ-проекте компании "Ямал СПГ" уже используется собственная запатентованная технология сжижения "Арктический каскад". За прошедшее с запуска завода время она подтвердила свою надежность и эффективность. Тем не менее развитие СПГ-бизнеса и планируемое увеличение объемов производства сжиженного газа требует внедрения новых технологий.
Все дело в хладагентах
В мире существует достаточно ограниченное количество технологий сжижения, и все можно условно разделить на два вида — технологии на чистых и на смешанных хладагентах. В основе большинства процессов используются смешанные. При этом состав смеси в каждом конкретном случае подбирается специально и зависит от климатических особенностей региона и состава природного газа.
Такие технологии используются и на первых трех линиях крупнейшего на сегодняшний день СПГ-проекта "НОВАТЭКа" "Ямал СПГ". Однако для четвертой линии компания разработала собственную технологию "Арктический каскад". Ее принципиальное отличие от остальных как раз в применении чистых хладагентов — этана и азота.
Идея, лежащая в основе технологии, — воспользоваться холодным климатом Арктики для конденсации этана с использованием его в цикле предварительного охлаждения, а затем переохладить его азотом.
Технология на смешанных хладагентах не позволяла в полной мере использовать холод окружающей природной среды. Кроме того, для смешанного хладагента требуются сложные многопоточные теплообменники, которые могут производить ограниченное число заводов.
Таким образом, реализованное решение позволило использовать достаточно простое технологическое оборудование, выпускаемое российскими предприятиями, а также обеспечить высокие показатели энергоэффективности.
Модифицируй все
В марте 2023 года "НОВАТЭК" получил патент на технологию сжижения газа "Арктический каскад модифицированный". Как понятно из названия, ее прототипом является технология "Арктический каскад". Основной принцип сжижения у них схож: суть его сводится к предохлаждению природного газа этаном и дальнейшему охлаждению в азотном контуре. Но есть ряд особенностей.
В оригинальной технологии использовался привод всех технологических компрессоров от одной турбины через единый мультипликатор. Такое решение оказалось достаточно сложным в обслуживании и регулировании, а отсутствие отечественных мультипликаторов большой мощности оставляло мало возможностей для масштабирования решения. Модифицированная технология не имеет этих ограничений за счет применения простых компрессоров с индивидуальным приводом (один компрессор — один привод).
Как отмечают в департаменте СПГ-проектов, технология усовершенствована с учетом уже полученного за время эксплуатации опыта, позволяет сократить количество единиц оборудования, повысить энергоэффективность процесса. При этом технология дает возможность строить установки сжижения большей производительности — порядка 3 млн т/год в арктическом климате.
Смешать, но не взбалтывать
В июне этого года "НОВАТЭК" получил еще один патент — на технологию сжижения "Арктический микс". В ней компания вернулась к использованию смешанных хладагентов, однако свои особенности есть и здесь.
Если на первых трех линиях "Ямала СПГ" применяется технология сжижения с предварительным охлаждением проппаном (чистый хладагент) и последующим охлаждением смешанным хладагентом, то технология "Арктический микс" основана на применении трех раздельных последовательных контуров охлаждения со смешанными хладагентами: на предварительном охлаждении, сжижении и переохлаждении природного газа.
Основное преимущество "Арктического каскада" заключалось в использовании холодного климата Арктики для конденсации этана. Но одновременно оно являлось и главным ограничителем: максимально эффективно технология может использоваться при температуре окружающего воздуха не выше 20 °С. Смешанные хладагенты таких ограничений не имеют. Поэтому технология позволяет строить установки в различных регионах, не ограниваясь Крайним Севером. При этом она специально разработана для реализации линий сжижения на базе ОГТ с производительностью технологической линии более 6 млн т СПГ в год и позволяет использовать основное технологическое оборудование российских производителей.
Разработка собственных технологий — важный шаг для "НОВАТЭКа" в развитии современных и эффективных методов сжижения газа. Эта работа позволит строить более мощные установки в арктическом климате и обеспечит возможность существенного увеличения производства СПГ. По заявлению председателя правления "НОВАТЭКа" Леонида Михельсона, технология "Арктический каскад модифицированный" может быть использована на заводе "Обский СПГ", а технология "Арктический микс" — на планируемом "Мурманском СПГ".