Введение
1. Обзор литературы
1.1 Получение и происхождение метана
1.2 Свойства метана
1.3 Применение метана
1.4 Кратка история хранилищ
1.5 Предпосылки низкотемпературного хранения
1.6 Особенности сжижения природного газа
1.7 Анализ нормативной базы в области хранения сжиженного метана ....
1.8 Изучение термодинамических свойств метана
2. Моделирование процесса
2.1 Физическая модель
2.2 Математическая модель
3. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение
Купить

Газовая промышленность является молодой и быстро развивающейся отраслью, которая вбирает в себя самые выдающиеся достижения науки, технологии и техники. Её развитие сопровождается качественным совершенствованием всех направлений, связанных с добычей, переработкой, хранением и реализацией газа[1]
Задачи производства сжиженного природного газа (СПГ) имеет важную роль для России как перспективное направление в экономики страны. СПГ широко применяется не только в промышленности, но и для газоснабжения населения, на коммунально-бытовых и сельскохозяйственных предприятий [2]. Для многих удаленных населенных пунктов использование СПГ является более экономичным способом снабжения этих мест газом по сравнению с другими способами транспортировки газа. Также, на протяжении уже многих лет продолжается программа по применению СПГ как моторное топливо для транспорта [3].
При конструировании подготовительных комплексов и реализации сжиженного природного газа (СПГ) возникает проблема его хранения. После добычи первой большой промышленной партии СПГ в 1937 году появилась необходимость проектирования конструкций
низкотемпературных хранилищ для сжиженного газа. Первым таким проектом стал низкотемпературный резервуар вместимостью 54,88 м3 и был осуществлен в 1939 году в штате Вирджиния, США. Материалом для резервуара был сплав из стали с 2% - м содержанием никеля, а как тепловую изоляцию использовали пробковые плиты толщиной 750 мм. На сегодняшний момент при использовании сжиженного газа применяют различные конструктивно - технологические способы их хранения [4].
Основной компонент природного газа - это метан, обймное содержание которого составляет от 90 до 97% [5]. При проектировании криогенных циклов сжиженого ПГ необходимо учитывать этот факт.
Свойства ПГ в значительной степени определяются метана. В первом приближении анализ процессов тепломассопереноса в хранилищах можно выполнять без учета влияния примесей на теплофизические свойства природного газа (ПГ). При разработке систем производства СПГ необходимо отметить то, что метан занимает переходное положение, по его теплофизическим свойствам, между традиционными продуктами разделения воздуха и рабочим телом паровых холодильных циклов, фреонами, аммиаком. Из-за этого уже при температуре окружающей среды свойства метана в большей степени отличаются от свойств идеального газа, чем свойства воздуха и его компонентов [4].
Для надежного и устойчивого использования системы газоснабжения на основе резервуарных установок сжиженного газа является присутствие в хранилищах избыточного давления. Исходя из практики отечественных и зарубежных предприятий по реализации СПГ необходимое избыточное давление в резервуарах принимается в размере 0,04—0,05 МПа (изб.). Таким давлением обеспечивается устойчивая и надежная работа установок регазификации и регулирования давления, подающих паровую фазу потребителю [1].
В Российской Федерации поставление потребителям сжиженного газа осуществляется в основном на базе групповых резервуарных установок с емкостями, расположенными под землей. При хранении сжиженного газа в резервуарных установках условия являются неизотермическими из-за воздействия температуры наружного воздуха и грунта. По этой причине важнейшую роль при реализации рациональных условий эксплуатации резервуарных систем газоснабжения играет изучение температурных условий хранения сжиженного природного газа в подземных и надземных резервуарах.
Одной из причин опасности сжиженного газа является его низкая температура кипения (110,7...111,5К), что является фактором, который не позволяет обеспечить его хранение без потерь, а также способствует
изменению плотности и других термодинамических параметров. Эти причины могут спровоцировать образование стратифицированных макрослоев СПГ в хранилищах при пополнении резервуаров, в которых имеются остатки топлива, новой порцией газа, с плотностью и температурой, различающиеся по аналогичным параметрам в остатке топлива [6,7]. При дальнейшем процессе тепломассообмена в стратифицированных слоях газа, которые приводят к изменению плотности, могут возникать режимы интенсивного перемешивания, названные «ролловер», в процессе которого происходит практически мгновенное испарение больших масс СПГ и резкое повышение давления в резервуаре, способное привести к разрушению хранилища с катастрофическими последствиями [8].
На основе вышесказанного, сформулированы цель работы, которая заключается в разработке программы для моделирования термодинамических параметров в метане при подводе или отведение тепла, на основе результатов которой можно достичь оптимального режима при хранении газа, что приведет к уменьшению скорости испарения жидкости в емкости, номинальное значение которого имеет значение 0,05% об./сут, и в свою очередь предотвратить начало развития процесса «ролловера» [3].

Купить