Search

Summarization: The main goal of this master thesis is to present the refrigeration cycles used in the industry of LNG and simulate the most widely used for the liquefaction of natural gas. In this case, a comparison between the different refrigeration cycles was contacted and C3MR liquefaction process was selected to be modelled. The simulation was based on Air Products and Chemicals Inc. (APCI) technology as well as Swenson’s patent from 1977, ‘SINGLE MIXED REFRIGERANT, CLOSED LOOP PROCESS FOR LIQUEFYING NATURAL GAS’. Simulation was designed for a large scale project of 3 MTPA production of LNG and was conducted in Aspen HYSYS, a software widely used in the oil and gas industry, in collaboration with ASPROFOS Engineering that provided a license for the software. The outcome of the simulation was used to conduct a cost analysis of the liquefaction unit. The cost of each unit was compared to the total equipment cost and the conditions of each unit are given in detail, with compressors turning out to be the most expensive part of equipment, accounting for almost 81% of the total equipment cost. For concluding on the sustainability of the project, a financial analysis was also conducted over a thirty-year period and the results were very promising. A project of this magnitude turned out to be very efficient and profitable, with a payback period, only for the liquefaction unit and not the whole liquefaction plant, being less than a year. Περίληψη: Ο κύριος σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι να παρουσιάσει όλες τις μεθόδους υγροποίησης που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία για την παραγωγή υγροποιημένου φυσικού αερίου και να προσομοιώσει τη μέθοδο που χρησιμοποιείται στην πλειοψηφία των περιπτώσεων. Στη συγκεκριμένη περίπτωση, η μέθοδος που επιλέχθηκε για προσομοίωση ήταν η διαδικασία κλειστού βρόχου με τη χρήση ενός μικτού ψυκτικού (πατέντα US4033735A) και πιο συγκεκριμένα η τεχνολογία που αναπτύχθηκε από την Air Products and Chemicals Inc. (APCI), C3MR, που χρησιμοποιεί προπάνιο για την προκαταρκτική ψύξη του ψυκτικού υγρού αλλά και του φυσικού αερίου. Η προσομοίωση βασίστηκε στο σχεδιασμό μίας μεγάλης μονάδας παραγωγής υγροποιημένου αερίου, συνολικής χωρητικότητας τριών εκατομμυρίων τόνων ετησίως και διεξήχθη στο λογισμικό της Aspen, HYSYS, ένα λογισμικό που χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία για το σχεδιασμό εργοστασίων. Η άδεια χρήσης του προγράμματος δόθηκε από την ASPROFOS Engineering Α.Ε., μία εταιρεία του ομίλου ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΠΕΤΡΕΛΑΙΑ (ΕΛΠΕ), η οποία παρέχει εξειδικευμένες υπηρεσίες σε έργα Πετρελαίου, Φυσικού Αερίου, Πετροχημικών και Υποδομών. Το αποτέλεσμα της προσομοίωσης χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση του κόστους της μονάδας υγροποίησης. Το κόστος και οι συνθήκες του επιμέρους εξοπλισμού παρατίθενται αναλυτικά και γίνεται μία σχετική σύγκριση μεταξύ των μονάδων από την οποία προκύπτει ότι το μεγαλύτερο κόστος σε μία μονάδα υγροποίησης αφορά την εγκατάσταση και λειτουργία των συμπιεστών (σχεδόν το 81% του συνολικού κόστους του εξοπλισμού). Προκειμένου να υπάρξει μία καταληκτική απόφαση για τη βιωσιμότητα της μονάδας, μία βασική τεχνοοικονομική ανάλυση διεξήχθη, για λειτουργία τουλάχιστον τριάντα χρόνων και τα αποτελέσματα ήταν ιδιαίτερα ικανοποιητικά. Το μέγεθος του έργου αποδείχθηκε επικερδές, με χρόνο αποπληρωμής λιγότερο από ένα χρόνο μόνο για τη μονάδα υγροποίησης και όχι για ολόκληρη εγκατάσταση εργοστασίου υγροποίησης φυσικού αερίου.