Using LNG cooling capacity for regasification at air separation plants

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Today, improvement of air separation unit circuitry to reduce either the plant’s cost or the specific energy cost of producing a unit of product is an urgent task. In addition, the issue of the possible use of LNG’s cooling potential for its regasification is becoming increasingly relevant. To study the possible combination of regasification and air separation processes and to determine the estimated dependencies to conclude on the effectiveness of such solution compared to the conventional air separation circuit. Hysys-14 software environment was used to model three air separation circuits with different options for actuating the LNG flow. We specified the relationships between nitrogen sweep efficiency and specific energy costs on the pressure in the cycle. The calculations showed that the energy costs of nitrogen are lower by an average of 46.6%, 27.2%, and 62.4%, respectively, for the first, second, and third circuits compared to the conventional air separation circuit with a pressure reducing valve and the sweep efficiency is higher by an average of 116%, 83%, and 166%, respectively. The study showed that the use of LNG cooling capacity in the air separation unit’s process flow can significantly increase the sweep efficiency, reduce specific energy costs per unit of product, and reduce the cost of the plant. The paper discusses the advantages and disadvantages of each circuit and suggests possible applications of the obtained results.

About the authors

Georgiy N. Cherkasov

Bauman Moscow State Technical University

Author for correspondence.
Email: g.cherkasov@omzglobal.com
ORCID iD: 0009-0007-3223-955X
SPIN-code: 4340-6747
Russian Federation, Moscow

Nikolai A. Lavrov

Bauman Moscow State Technical University

Email: 79035596471@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2324-8247
SPIN-code: 9187-7444

Professor, Dr. Sci. (Engineering)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Pestich SD, Nefedova MA. Improving Safety in Liquefied Natural Gas Regasification. Academy. 2018;6(33):4–8. (In Russ.) EDN URYVNZ
  2. Falman AG, Ageysky DE. LNG Regasification Prospects. Vestnik MAX. 2015;(2):46–49. (In Russ.) EDN TVRHUP
  3. Otsuka T. Evolution of an LNG Terminal: Senboku Terminal of Osaka Gas. In: 23rd World gas conference; 2006; Amsterdam. Amsterdam; 2006.
  4. Tesch S, Morosuk T, Tsatsaronis G. Exergetic and economic evaluation of safety-related concepts for the regasification of LNG integrated into air separation processes. Energy. 2017;141:2458–2469. doi: 10.1016/j.energy.2017.04.043
  5. Han F, Wang Zh, Jiang Y, et al. Energy assessment and external circulation design for LNG cold energy air separation process under four different pressure matching schemes. Case Studies in Thermal Engineering. 2021;27. doi: 10.1016/j.csite.2021.101251 EDN: QSQGAQ
  6. Inoue A. Utilization of LNG Cold for Air Separation Plant. Journal of Cryogenics and Superconductivity Society of Japan. 1971;5(5):227–233. doi: 10.2221/jcsj.5.227
  7. Katalog. Kriogennoye oborudovaniye. Cryogenmash; 2008. (In Russ.)
  8. Gromov AF, Pochueva NN. Nitric and nitric-oxygen air separation plants of average productivity of new generation. Industrial gases. 2009;(5):32–41. (In Russ.) EDN SCCNSL
  9. Arkharov AM, Arkharov IA, Belyakov VP, et al. Cryogenic Systems. Moscow: Mashinostroenie; 1999. (In Russ.) EDN: XWGTEP

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Calculation of the air separation plant for 1000 kg/h liquid nitrogen.

Download (110KB)
3. Fig. 2. Schematic diagram of the air separation plant using the LNG cooling capacity.

Download (238KB)
4. Fig. 3. Calculation of the air separation plant with LNG regasification in the main heat exchanger at 0.6 MPa.

Download (94KB)
5. Fig. 4. Schematic diagram of the air separation plant with an auxiliary heat exchanger (LNG gasifier).

Download (264KB)
6. Fig. 5. Calculation of the air separation plant with LNG regasification in the auxiliary heat exchanger R14 LNG at 0.6 MPa.

Download (99KB)
7. Fig. 6. Product nitrogen liquefaction and LNG gasification unit.

Download (123KB)
8. Fig. 7. Calculation of the air separation plant for 1000 kg/h liquid nitrogen with a nitrogen liquefaction unit.

Download (94KB)
9. Fig. 8. Calculation of the air separation plant with LNG regasification in the main heat exchanger at 0.13 MPa.

Download (96KB)
10. Fig. 9. Calculation of the air separation plant with LNG regasification in the auxiliary heat exchanger R14 LNG at 0.13 MPa.

Download (83KB)

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».