4
Spis treści
Streszczenie ... 7 Summary ... 8 Spis rysunków ... 9 Spis tabel ... 13 1. WSTĘP ... 172. TECHNOLOGIA SKROPLONEGO GAZU ZIEMNEGO ... 19
2.1. Właściwości fizykochemiczne LNG ... 19
2.2. Proces rozładunku skroplonego gazu ziemnego ... 21
2.3. Magazynowanie LNG ... 24
3. CEL, TEZA I ZAKRES PRACY ... 29
3.1. Tematyka i cel pracy doktorskiej ... 29
3.2. Uzasadnienie podjęcia tematu ... 30
3.2.1. Przegląd literatury związanej z tematem ... 31
3.2.2. Zagadnienia niedostatecznie opisane w podjętej tematyce badawczej ... 32
3.3. Teza pracy doktorskiej ... 33
3.4. Ograniczenia zakresu tematycznego ... 34
4. RÓWNOWAGA FAZOWA CIECZ-PARA DLA GAZU ZIEMNEGO W WARUNKACH KRIOGENICZNYCH... 35
4.1. Podstawy teoretyczne obliczeń równowagowych w warunkach kriogenicznych ... 35
4.2. Równania stanu wykorzystywane w procesach niskotemperaturowych gazu ziemnego (LNG) 41 4.2.1. Wprowadzenie ... 41
4.2.2. Równanie stanu Soave-Redlicha-Kwonga (SRK) ... 41
4.2.3. Równanie stanu Penga-Robinsona (PR) ... 43
4.2.4. Równanie wirialne ... 44
4.2.5. Równanie Benedicta-Webba-Rubina (BWR) ... 45
4.2.5. Równanie Lee-Kesslera ... 45
4.3. Obliczenia równowagowe dla zróżnicowanego składu LNG. ... 46
5
4.3.2. Wyniki obliczeń równowagowych ... 49
4.4. Wnioski z rozdziału ... 61
5. ZMODYFIKOWANY MODEL TERMODYNAMICZNY PROCESU MAGAZYNOWANIA LNG ... 62
5.1. Wprowadzenie ... 62
5.2. Analiza przepływu ciepła ... 63
5.2.1. Podstawy wymiany ciepła ... 63
5.2.2. Rurociąg rozładunkowy... 63
5.2.2. Zbiornik magazynowy ... 68
5.3. Proces rozładunku skroplonego gazu ziemnego ... 75
5.3.1. Założenia dla modelowania ... 76
5.3.2. Analiza zmian ciśnienia i temperatury ... 77
5.3.3. Analiza przepływu dwufazowego ... 79
5.3.4. Opis matematyczny modelu ... 84
5.3.5. Wyniki obliczeń ... 87
5.4. Modelowanie procesu magazynowania skroplonego gazu ziemnego (LNG) ... 96
5.4.1. Proces odparowania gazu ... 96
5.4.2. Zmiany parametrów termodynamicznych magazynowanego LNG ... 98
5.4.3. Algorytm obliczeniowy ... 98
5.4.4. Model równowagowy (MEQ) ... 101
5.4.5. Model nierównowagowy z międzyfazową wymianą ciepła (NEQ) ... 105
5.4.6. Model rozwarstwienia cieczy (MST) oraz zjawisko roll-over ... 115
6. MODELOWANIE PROCESU MAGAZYNOWANIA LNG - CZĘŚĆ OBLICZENIOWA ... 128
6.1. Wprowadzenie ... 128
6.2. Model równowagowy (MEQ) ... 128
6.3. Model nierównowagowy z międzyfazową wymianą ciepła (NEQ) ... 147
6.4. Model rozwarstwienia cieczy (MST) ... 166
6
7. PODSUMOWANIE I WNIOSKI KOŃCOWE ... 184
7.1. Potwierdzenie realizacji celów pracy ... 184 7.2. Potwierdzenie postawionej tezy ... 189 7.3. Ocena wkładu zaproponowanych rozwiązań w stan wiedzy nt. procesów technologicznych związanych z LNG ... 190 7.4. Refleksja krytyczna i ocena otrzymanych wyników. ... 190 7.5. Perspektywy dalszych badań w dziedzinie modelowania magazynowania skroplonego gazu ziemnego ... 192
