Диссертация (1172966)
Текст из файла
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)ИМЕНИ И.М.
ГУБКИНАНа правах рукописиФЕДОРОВА ЕЛЕНА БОРИСОВНАКОМПЛЕКСНОЕ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕПРОИЗВОДСТВА СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗАСпециальность 05.17.07 – Химическая технология топлива ивысокоэнергетических веществДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степени доктора технических наукНаучный консультант:доктор химических наук, профессорМельников Вячеслав БорисовичМосква – 20192ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................... 61СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНИКИ ИТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА СПГ ...............................................................
221.1Общая характеристика индустрии СПГ ......................................................... 221.2Крупнотоннажное производство СПГ: состояние и перспективы .............. 271.2.1Современное состояние крупнотоннажного производства СПГ ............... 271.2.1.1 Крупнотоннажные заводы СПГ ..................................................................... 281.2.1.2 Крупнотоннажная транспортировка СПГ ................................................... 361.2.1.3 Крупнотоннажные регазификационные терминалы СПГ ..........................
481.2.2Проблемы и перспективы крупнотоннажного производства СПГ ............ 511.2.3Производство СПГ на шельфе Мирового океана: состояние иперспективы .................................................................................................................. 561.3Малотоннажное производство СПГ: состояние и перспективы .................. 601.3.1Современное состояние малотоннажного производства СПГ .................. 601.3.2Роль и значение малотоннажного производства СПГ в России .................
711.3.3Проблемы и перспективы малотоннажного производства СПГ ............... 79ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 ............................................................................................. 822ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВЫХПЕРЕХОДОВ В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЯХ УГЛЕВОДОРОДОВ………………………………………………………………………………………….842.1Введение............................................................................................................. 852.2Методы описания фазового состояния газожидкостных системуглеводородов ................................................................................................................ 8632.3Исследование фазового равновесия смесей углеводородных компонентовприродного газа .............................................................................................................
972.4Исследование фазового равновесия смесей углеводородных компонентовприродного газа с азотом............................................................................................ 119ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 ........................................................................................... 1513ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЛЕКСНОГООБОСНОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА СПГ .......................................................... 1553.1Введение........................................................................................................... 1563.2Основные современные технологические и технические решенияпроизводства СПГ ....................................................................................................... 1573.2.1Идеальные процессы сжижения газов .........................................................
1573.2.2Реальные холодильные циклы ........................................................................ 1633.2.3Технические и технологические решения ..................................................... 1673.2.3.1 Каскадные технологии ................................................................................... 1743.3Роль и значение подготовки газа для производства СПГ ...........................
1993.3.1Входная сепарация .......................................................................................... 2013.3.2Удаление кислых газов .................................................................................... 2023.3.3Осушка газа ..................................................................................................... 2083.3.4Исследование процесса адсорбционной осушки газа с целью егопоследующего сжижения ........................................................................................... 2093.3.5Удаление ртути ..............................................................................................
2373.3.6Подготовка газа при малотоннажном производстве СПГ ...................... 2393.4Роль и значение методов и технологий получения низких температур …2413.4.1Исследование динамики охлаждения смесей компонентов природного газа………………………………………………………………………………...24543.4.2Повышение энергоэффективности технологий сжижения природногогаза на основе смесевых хладагентов ....................................................................... 2493.5Взаимосвязь техники и технологий производства СПГ .............................
2553.5.1Особенности проектирования производства СПГ для Арктическихусловий .......................................................................................................................... 2563.5.2Исследование процессов сжижения метана угольных отложений ......... 264ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 ........................................................................................... 2724КОМПЛЕКСНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГОИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВПРОИЗВОДСТВА СПГ ............................................................................................ 2774.1Методика построения инфраструктуры средне- и малотоннажного СПГ 2814.2Логистико-математическая модель эффективности применения СПГ .....
291ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 ........................................................................................... 2995РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДОКУМЕНТОВ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИВ ОБЛАСТИ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ СПГ ............................... 3005.1Анализ современного состояния стандартизации в области сжиженногоприродного газа ........................................................................................................... 3005.1.1Задачи импортозамещения в области СПГ................................................. 3015.1.2Состояние стандартизации в сфере СПГ в зарубежных корпоративныхсистемах ......................................................................................................................
3035.1.2.1 Стандарт NFPA 59A (ANSI/NFPA 59A) ....................................................... 3045.1.2.2 Стандарт EN 1473 ......................................................................................... 3075.1.2.3 Другие зарубежные системы стандартизации .......................................... 3115.1.3Состояние стандартизации в сфере СПГ в Российской Федерации ....... 3125.2Комплексный подход к разработке национальной системы стандартизациив области СПГ ..............................................................................................................
31855.2.1Особенности индустрии СПГ как объекта стандартизации .................. 3185.2.2Структурное деление индустрии СПГ......................................................... 3225.2.3Построение системы документов по стандартизации ............................ 325ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5 ........................................................................................... 330ЗАКЛЮЧЕНИЕ .........................................................................................................
332СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ..................................................................................... 337СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................................................................................... 338ПРИЛОЖЕНИЯ ........................................................................................................ 3586ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследования. Вместе с развитием экономик стран иростом качественного уровня жизни населения растет спрос на энергоресурсы.
Внастоящее время, по данным ежегодного отчета «BP Statistical Review of WorldEnergy 2019», на долю ископаемых источников энергии – нефти, угля и газа –приходится более 85 % мирового энергопотребления.Однако, мировая энергетика развивается неравномерно: из-за стремительнорастущих экономик Китая, Индии и ряда других стран перемещаются основныецентрыпотребленияэнергоресурсов.Меняетсяиструктурамировогоэнергобаланса: традиционные источники энергии – уголь, нефть и атомнаяэнергия – постепенно вытесняются природным газом и возобновляемымиисточниками энергии (ВИЭ), такими как солнечная и ветровая энергия,биотопливо.
Изменение структуры мирового энергобаланса вызвано двумяосновными причинами. Первой причиной является технический прогресс,которыйспособствуетповышениюэнергоэффективностииспользованияисточников энергии и, следовательно, их доступности. Второй причиной –стремление снизить отрицательное влияние на экологию выбросов от сжиганияископаемого топлива, в первую очередь, выбросов окиси углерода (СО) иуглекислого газа (СО2). При этом, в соответствии с большинством прогнозов,ожидается опережающий рост потребления природного газа по отношению костальным энергоресурсам.
В частности, как отметил министр энергетикиА. Новак на заседании Правительства РФ от 25.10.2018 г.: «В настоящее времябольшинство экспертов сходится в мнении, что спрос на природный газ будетустойчиво расти с сегодняшних 3,7 трлн. м3 газа до более чем 5 трлн. м3 газа в2035 году, этот прирост составит более 40 %. Это означает, что доля газа какодного из наиболее доступных и чистых источников энергии в мировомэнергобалансе вырастет с сегодняшних 23 % до 26 %. При этом, как уже сказал7Дмитрий Анатольевич, наиболее активно развивающимся сегментом будетпоставка природного газа именно в сжиженном состоянии.»1Природный газ является одним из основных видов топлива для генерацииэлектроэнергии, для применения в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) –для отопления, подогрева воды и приготовления пищи.
Компоненты природногогаза являются также ценным химическим сырьем для производства пластическихмасс, растворителей, резины и удобрений. Кроме того, природный газ служитсырьем для производства топлив и масел высокого качества на основе процессакаталитического превращения газа в жидкости (процесс GTL – «Gas To Liquid»).С середины двадцатого века природный газ начали применять в качестве топливана различных видах транспорта. Т.
о., природный газ широко применяется вразличных отраслях народного хозяйства, являясь альтернативой углю, нефти,нефтепродуктам и атомной энергии.Природный газ обладает определенными преимуществами по сравнению сдругими видами ископаемого топлива. Сгорая, природный газ производит, восновном, углекислый газ и водяной пар. Он генерируетменьшевредныхвыбросов в атмосферу, чем уголь или нефть, что делает его наиболее чистым иэкологичным видом топлива. При сжигании природный газ производит на 61 %меньше диоксида углерода (СО2), на 100 % диоксида серы (SO2), на 95 % оксидаазота (N2O), чем уголь.2Выбросы в атмосферу при сжигании ископаемого топлива зависят не толькоот вида топлива, но и от того, насколько эффективно оно используется.Газообразноетопливообычносжигаетсялегчеи эффективнее, чем угольили нефть. По данным Energy Information Administration (EIA), США, дляпроизводства 1 кВт электроэнергии в 2015 году электростанциям необходимобыло сжечь:−угля в эквиваленте 10 495 БТЕ3;Из стенограммы заседания Правительства РФ от 25.10.2018 г.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
