کشور ایران به‌عنوان دومین دارنده مخازن گاز طبیعی در جهان، قابلیت تبدیل شدن به یکی از قطب‌های جهانی گاز طبیعی را دارد که این مهم، در گروی توسعه فناوری‌های فرآوری، انتقال و تبدیل آن می‌باشد. در این بین، دستیابی به فناوری مایع‌سازی گاز طبیعی و افزایش توان صادرات گاز کشور از اهمیت بالایی برخوردار بوده و امکان ارائه این منبع انرژی با ارزش افزوده بیشتر را فراهم می‌کند. به‌دلیل تنگناهای فناورانه این فرآیند به‌ویژه در بخش تجهیزات آن و نیز عدم همکاری کشورهای دارنده دانش فنی فناوری تولید گاز طبیعی مایع به‌علت تحریم‌های ظالمانه علیه کشور، تا امروز دستیابی به این فناوری ممکن نشده است. شرایط کشور، دستیابی به دانش بومی فناوری تولید گاز طبیعی مایع را اقتضا می‌نماید.

کتاب حاضر که به منزله مقدمه‌ای بر فناوری گاز طبیعی مایع به‌شمار می‌رود، با هدف آشنایی با جنبه‌های مختلف این شاخه مهم از علوم مهندسی و در پنج فصل نگارش یافته است. در فصل نخست، مقدمه‌ای شامل کلیات فناوری مایع‌سازی گاز طبیعی و جنبه‌های فنی حاکم بر آن ارائه شده است. در فصل دوم، مروری بر مبانی علمی فناوری مایع‌سازی با تمرکز بر عملکرد چرخه‌های سردسازی تراکم بخار و انبساطی و نیز تجهیزات و مبردهای مورد استفاده در آنها انجام شده است. در فصل سوم، انواع فرآیندهای تجاری مایع‌سازی گاز طبیعی مورد بررسی قرار می‌گیرند و فصل چهارم به معرفی برخی از مهم‌ترین کاربردهای فناوری گاز طبیعی مایع در حوزه‌های اوج‌سایی مصرف گاز، سوخت خودروهای سنگین و سوخت حمل و نقل دریایی می‌پردازد. در فصل پنجم نیز وضعیت کنونی صنعت گاز طبیعی مایع و چشم‌انداز آن در دهه‌های آینده مورد بررسی قرار گرفته است.

فهرست مطالب

مقدمه ناشر 5

پیشگفتار مؤلفان 13

فصل اول: مقدمه 15

1-1- مقدمه 15

1-2- ضرورت تولید LNG 16

1-3- گاز طبیعی مایع در ایران 21

1-4- خواص ترمودینامیکی LNG 21

1-5- زنجیره تأمین LNG 24

1-6- واحدهای مورد نیاز برای تولید LNG 25

1-6-1- حذف گازهای اسیدی 27

1-6-1-1- فناوری جذب با حلال 28

1-6-1-1-1- جذب شیمیایی 28

1-6-1-1-2- جذب فیزیکی 37

1-6-1-2- فناوری جذب سطحی 39

1-6-1-3- فناوری جداسازی فیزیکی 42

1-6-2- حذف آب 43

1-6-2-1- فناوری جذب سطحی 44

1-6-3- حذف جیوه 45

1-6-4- حذف نیتروژن 47

1-6-5- حذف هیدروکربنهای سنگین 48

1-6-6- گاز تبخیری (BOG) 50

1-6-7- تأسیسات جانبی 51

فصل دوم: مبانی علمی فناوری مایع‌سازی گاز طبیعی 53

2-1- مقدمه 53

2-2- مبانی سردسازی 55

2-2-1- چرخه‌های تراکم-بخار 57

2-2-1-1- چرخه تراکم-بخار ایده‌آل 60

2-2-1-2- چرخه تراکم- بخار واقعی 64

2-2-2- چرخه‌های انبساطی 68

2-2-3- چرخه‌های جذبی 71

2-2-4- چرخه‌های خودتبرید 75

2-3- تحلیل عملکرد چرخه‌های سردسازی 76

2-3-1- آنالیز قانون اول (تحلیل انرژی) 76

2-3-2- آنالیز قانون دوم (تحلیل اکسرژی) 78

2-4- چرخه‌های سردسازی پیشرفته 82

2-5- مبانی مایع‌سازی گازها 89

2-6- انواع مبردها 101

2-6-1- مبردهای خالص 104

2-6-2- مبردهای آمیخته 110

فصل سوم: فرآیندهای مایع‌سازی گاز طبیعی 113

3-1- مقدمه 113

3-2- فرآیندهای انبساطی 114

3-2-1- فرآیندهای انبساطی چرخه باز (OCX) 116

3-2-1-1- فرآیندهای انبساطی چرخه باز تک‌مرحله‌ای 117

3-2-1-1-1- فرآیندهای OCX-1 و OCX-2 شرکت Mustang 117

3-2-1-1-2- فرآیند ZR-LNG شرکتGasconsult 119

3-2-1-2- فرآیندهای انبساطی چرخه باز دو مرحله‌ای 120

3-2-1-2-1- فرآیند OCX-R شرکت Mustang 120

3-2-1-2-2- فرآیند OCX-Angle شرکت Mustang 121

3-2-2- فرآیندهای انبساطی چرخه بسته 122

3-2-2-1- فرآیندهای انبساطی چرخه بسته تک‌مرحله‌ای 122

3-2-2-1-1- فرآیند انبساط نیتروژن با یک/دو و سه منبسط‌کننده 122

3-2-2-1-2- فرآیند AP-NTM شرکت APCI 126

3-2-2-2- فرآیندهای انبساطی چرخه بسته دو مرحله‌ای 129

3-2-2-2-1- فرآیند انبساط ترکیبی متان- نیتروژن 129

3-2-2-2-2- فرآیند انبساط یکپارچه متان به همراه تبخیر آنی 130

3-2-2-2-3- فرآیند NDX-1 شرکت Mustang 131

3-2-2-2-4- فرآیند AP-HNTM شرکت APCI 132

3-2-2-2-5- فرآیند Niche LNG شرکت ABB Lummus 134

3-2-2-3- فرآیندهای انبساطی چرخه بسته سه مرحله‌ای 136

3-2-2-3-1- فرآیند C3 Precooled Niche LNG شرکت ABB Lummus 136

3-3- فرآیندهای تراکم-بخار 137

3-3-1- فرآیندهای تراکم-بخار با مبرد خالص 137

3-3-1-1- فرآیندهای آبشاری 137

3-3-1-1-1- فرآیند Classical Cascade شرکت Technip و Linde 141

3-3-1-1-2- فرآیند Optimized Cascade شرکت ConocoPhillips 143

3-3-2- فرآیندهای تراکم بخار با مبرد آمیخته 144

3-3-2-1- فرآیند مبرد آمیخته تک‌مرحله‌ای (SMR) 145

3-3-2-1-1- فرآیند PRICO شرکت Black & Veatch 147

3-3-2-1-2- فرآیند PRICO-PLUS شرکت Black & Veatch 149

3-3-2-1-3- فرآیند AP-SMR شرکت Air Products 150

3-3-2-1-4- فرآیند CryoMan-SMRTM شرکت UMIP 151

3-3-2-1-5- فرآیند LIMUM®1 شرکت Linde 153

3-3-2-1-6- فرآیند LIMUM®3 شرکت Linde 155

3-3-2-1-7- فرآیند BP Self Refrigerated شرکت BP 156

3-3-2-1-8- فرآیند IPSMR® شرکت Chart Industries 158

3-3-2-1-9- فرآیند KSMRTM شرکت KOGAS 160

3-3-2-1-10- فرآیند CIITM شرکت Engie 161

3-3-2-2- فرآیند مبرد آمیخته دو مرحله‌ای (DMR) 163

3-3-2-2-1- فرآیند AP-C3MR شرکت Air Products 165

3-3-2-2-2- فرآیند AA-MRTM شرکت LNG Limited 166

3-3-2-2-3- فرآیند OSMR شرکت LNG Limited 169

3-3-2-2-4- فرآیند LIPROM شرکت Linde 171

3-3-2-2-5- فرآیند PCMR شرکت Kryopak 173

3-3-2-2-6- فرآیند  DMRشرکت Shell 174

3-3-2-2-7- فرآیند  Liquefinشرکت  Axens 176

3-3-2-2-8- فرآیند DMR شرکت APCI 178

3-3-2-2-9- فرآیند Tealarc شرکت Technip 179

3-3-2-2-10- فرآیند DMR شرکت Technip و Snamprogetti 182

2-3-2-2-11- فرآیند DMR شرکت ExxonMobil 183

3-3-2-2-12- فرآیند DMR-PRICO شرکت Black & Veatch 184

3-3-2-3- فرآیند مبرد آمیخته آبشاری 185

3-3-2-3-1- فرآیند MFC شرکت Linde 185

3-3-2-3-2- فرآیند CO2-MFC شرکت Linde 188

3-3-2-3-3- فرآیند AP-X شرکت Air Products 189

3-4- طبقه‌بندی فرآیندها بر اساس ظرفیت 191

3-5- خلاصه فصل 193

فصل چهارم: کاربردهای فناوری گاز طبیعی مایع 195

4-1- مقدمه 195

4-2- اوجسایی و واحدهای سیار 196

4-3- استفاده از LNG به‌عنوان سوخت در حمل و نقل 199

4-3-1- ویژگی‌های LNG به‌عنوان سوخت 203

4-3-1-1- معیار فنی 204

4-3-1-2- معیار زیستمحیطی 207

4-3-1-3- معیار ایمنی 208

4-3-2- فناوری LCNG 211

4-3-2-1- وضعیت LCNG در جهان 212

4-3-2-2- انواع جایگاه‌های سوخت‌رسانی LNG و LCNG 213

4-3-2-2-1- جایگاه‌های ثابت 218

4-3-2-2-2- جایگاه‌های سیار 225

4-3-3- استفاده از LNG به‌عنوان سوخت در خودروهای سنگین 230

4-3-3-1- جایگاه‌های سوخت‌رسانی LNG 231

4-3-3-2- مطالعات تطبیقی از سایر کشورها و بررسی راهبردهای توسعه خودروهای سنگین LNGسوز 234

4-3-3-2-1- توسعه خودروهای سنگین LNGسوز در اتحادیه اروپا 235

4-3-3-2-2- توسعه خودروهای سنگین LNGسوز در آمریکا 240

4-3-3-2-3- توسعه خودروهای سنگین LNGسوز در چین 243

4-3-3-2-4- توسعه خودروهای سنگین LNGسوز در سایر کشورها 247

4-3-4- استفاده از LNG در سوخت‌رسانی به کشتی‌ها 249

4-3-4-1- وضعیت کشتی‌های با سوخت LNG در دنیا 250

4-3-5- استفاده از LNG به‌عنوان سوخت در حمل و نقل ریلی 256

4-3-5-1- وضعیت لکوموتیوهای LNGسوز در جهان 257

فصل پنجم: وضعیت کنونی صنعت گاز طبیعی مایع 259

5-1- مقدمه 259

5-2- تاریخچه‌ای بر تجارت LNG 260

5-3- وضعیت کنونی بازار LNG 263

5-4- فرصتهای آینده و چشم‌انداز پیش‌رو 270

5-4-1- انگیزههای کشورهای مختلف برای واردات LNG 272

5-4-2- آیا LNG بهترین انتخاب است؟ 273

5-5- عوامل نوظهور و محرک‌های بازار LNG 275

5-5-1- رشد اقتصادی آهسته 275

5-5-2- افزایش بهره‌وری انرژی 275

5-5-3- گریز از سرمایه‌گذاری مستقیم خارجی 276

5-5-4- هزینه حمل و نقل کمتر 276

5-5-5- دسترسی به بازارهای جدید 277

5-5-6- ظهور انواع جدیدی از مصرف‌کنندگان 277

5-5-7- افزایش نقدینگی بازار 278

5-6- پیش‌بینی بازار LNG در آینده 280

5-6-1- سناریوهای محتمل 280

5-6-2- پیش‌بینی‌های محتمل 285

5-7- جمع‌بندی 290

مراجع 297

. 37

. 51

. 113

. 134

.. 147

. 297