3-200nm3/hの酸素の植物の予備品のスキッドはターボ低温学のエキスパンダーを取付けました

3-200nm3 / h酸素工場予備品スキッドマウントされた極低温ターボエキスパンダー

1.説明

ターボエキスパンダー（ターボエキスパンダーまたは膨張タービンとも呼ばれます）は、 それを通る高圧 ターボエキスパンダーまたは軸流 タービンです 。 ガス は、 圧縮機 や 発電機の 駆動によく使用される仕事を生み出すために膨張し ます。

仕事は膨張する高圧ガスから引き出されるので、膨張は 等エントロピー 過程（すなわち、定 エントロピー 過程） によって近似され 、そして タービンからの 低圧 排気ガス は非常に低い 温度 、−１５０℃にある。動作圧力とガスの特性に応じて、C以下。 膨張ガスの部分液化は珍しいことではない。

ターボエキスパンダーは 、 天然ガス から の エタン および 天然ガス液体 （NGL） の抽出 、ガス （ 酸素 、 窒素 、 ヘリウム 、 アルゴン 、 クリプトンなど ） の 液化 などの工業プロセス における 冷却 源として非常に広く使用されています。 そして他の低温プロセス。

現在運転中のターボエキスパンダーは、約７５０Ｗ〜約７．５ＭＷ（１ｈｐ〜約１０，０００ｈｐ）の範囲の大きさである 。

2.申し込み

生の天然ガスは、主にメタン（CH ₄ ）、最短および最軽量の 炭化水素 分子、ならびに エタン （C ₂ H ₆ ）、 プロパン （C ₃ H ₈ ）、 ノルマルブタン （ n ） などのさまざまな量の重質炭化水素ガスからなる。 －Ｃ _４ Ｈ _１０ ）、 イソブタン （ ｉ － Ｃ _４ Ｈ _１０ ）、 ペンタン およびさらに 高分子量の 炭化水素。 原料ガスはまた 、二酸化炭素 （ＣＯ _２ ）、 硫化水素 （Ｈ _２ Ｓ）、ならびに メタンチオール （ＣＨ _３ ＳＨ）および エタンチオール （Ｃ _２ Ｈ _５ ＳＨ） などの メルカプタン などの 様々な量の 酸性ガスを 含む 。

最終副産物に加工される場合（ 天然ガス処理を 参照 ）、これらのより重質の炭化水素はまとめてNGL（天然ガス液体）と呼ばれます。 NGLの抽出には 、図に示すように ターボエキスパンダー ^[7] と低温 蒸留塔 （ 脱メタン 塔 と呼ばれる）が含まれることがよくあります。 脱メタン塔への入口ガスは、 熱交換器 （ コールドボックスと呼ばれる） 内で最初に約－５１℃に冷却され 、これ は入口ガス を部分的に 凝縮させる 。 得られた気液混合物は、次にガス流と液体流に分離される。

気液分離器 からの液体流 はバルブを通って流れ 、62 bar から21 bar（6.2から2.1 MPa）の 絶対圧力から スロットル膨張 を受け ます 。これは 等エンタルピー過程（すなわち、定エンタルピー過程）です。流れが脱メタン塔に入るにつれて、流れの温度は約－５１℃から約－８１℃に低下する。

気液分離器からのガス流はターボエキスパンダーに入り、そこで 絶対圧力62 バール から21バール（6.2から2.1 MPa） から 等エントロピー 膨張 を受けて 、ガス流の温度を約-51℃から約 - に下げますそれが脱メタン塔に入るときの91℃は蒸留 還流 として役立つ 。

脱メタン塔の 上部 トレイ からの液体 （約－９０℃）は、コールドボックスを通って送られ、そこで入口ガスを冷却するにつれて約０℃に温められ、次いで脱メタン塔の下部に戻される。 。 脱メタン塔の下部からの別の液体流（約２℃）をコールドボックスに通し、そして約１２℃で脱メタン塔に戻す。 実際、入口ガスは 脱メタン塔の底部を「再沸騰」させるのに必要な熱を供給し、ターボエキスパンダーは脱メタン塔の頂部に還流を供給するのに必要な熱を除去する。

約－９０℃での脱メタン塔からのオーバーヘッドガス生成物は、 パイプライン による最終用途消費者への分配に適した品質の処理済み天然ガスである 。 それはコールドボックスを通って送られ、そこで入口ガスを冷却するにつれて暖められる。 次いで、ターボエキスパンダーによって駆動されるガス圧縮機内で圧縮され、さらに 分配パイプラインに入る前に 電気モーター によって駆動される第二段階ガス圧縮機内で圧縮される 。

脱メタン塔からの底部生成物もまた、それがＮＧＬとして系を離れる前に入口ガスを冷却するので、コールドボックス内で温められる。