تحلیل فنی-اقتصادی و تحلیل حساسیت فرآیند مایع‌سازی گاز طبیعی با استفاده از چرخه مبرد مخلوط پیش‌سردشده با پروپان

گاز طبیعی مایع‌شده نقش اساسی در گذار جهانی انرژی ایفا می‌کند، زیرا امکان انتقال گاز طبیعی در مسافت‌های طولانی را با میزان انتشار آلاینده کمتر فراهم می‌سازد. ازاین‌رو، بهبود بازده انرژی و امکان‌پذیری اقتصادی فرآیندهای مایع‌سازی گاز طبیعی اهمیت ویژه‌ای دارد. در این پژوهش، یک تحلیل جامع فنی–اقتصادی به‌همراه ارزیابی حساسیت فرآیند مایع‌سازی گاز طبیعی با استفاده از چرخه مبرد مخلوط پیش‌سردشده با پروپان ارائه شده است. یک شبیه‌سازی حالت پایا در نرم‌افزار اسپن هایسیس نسخه ۱۲ توسعه داده شد و برای مدل‌سازی دقیق رفتار برودتی جریان‌های چندجزئی از معادله حالت پنگ–رابینسون استفاده گردید. فرآیند به دو زیرسامانه یکپارچه شامل پیش‌سردسازی با پروپان و زیرسردسازی با مبرد مخلوط تقسیم شد و عملکرد آن با استفاده از شاخص‌های کلیدی نظیر مصرف انرژی، نیاز توان الکتریکی و انتشار غیرمستقیم دی‌اکسید کربن ارزیابی گردید.

نتایج نشان می‌دهد که اگرچه چرخه مبرد مخلوط به توان الکتریکی اندکی بیشتر نسبت به مرحله پیش‌سردسازی با پروپان نیاز دارد، اما منجر به کاهش مصرف کل انرژی، کاهش نیاز به آب خنک‌کننده و کاهش قابل‌توجه انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی می‌شود. از منظر اقتصادی، برآورد هزینه‌ها بر اساس شاخص‌های به‌روز هزینه تجهیزات فرایندی بیانگر آن است که این بهبودهای فنی به عملکرد مالی مطلوبی منجر شده و با سودآوری بالا و دوره بازگشت سرمایه کوتاه در شرایط متعارف بازار گاز طبیعی مایع‌شده همراه است. تحلیل حساسیت همچنین نشان می‌دهد که نرخ‌های بالاتر خوراک گاز طبیعی، دبی‌های متوسط مبرد و فشار ورودی نزدیک به ۶۵ بار، بهترین توازن میان بازده انرژی و بازده اقتصادی را فراهم می‌کنند. در مجموع، یافته‌های این پژوهش تأیید می‌کند که چرخه مبرد مخلوط پیش‌سردشده با پروپان گزینه‌ای کارآمد و عملی برای تولید گاز طبیعی مایع‌شده در مقیاس بزرگ است و به‌طور مؤثری بهبود عملکرد ترمودینامیکی را با نتایج اقتصادی مطلوب پیوند می‌دهد.