مایع‌سازی اتان (C₂H₆) یکی از فرآیندهای مهم در صنایع گاز و پتروشیمی است که معمولاً برای ذخیره‌سازی، انتقال یا استفاده در فرآیندهای شیمیایی انجام می‌شود. اتان در شرایط استاندارد (دما و فشار محیط) به صورت گاز است و برای تبدیل آن به مایع باید تحت فشار و دمای پایین قرار گیرد.
شرایط مایع‌سازی اتان
اتان در فشار اتمسفر (۱ atm) در دمای -۸۸٫۶ درجه سانتی‌گراد به مایع تبدیل می‌شود. اما در صنعت، برای کاهش هزینه‌های سرمایش، معمولاً از فشارهای بالاتر استفاده می‌شود تا دمای مایع‌سازی افزایش یابد.
روش‌های مایع‌سازی اتان
۱. فشرده‌سازی و سرمایش (تراکمی-تبرییدی)
– اتان ابتدا فشرده شده و سپس با عبور از مبدل‌های حرارتی و سیستم‌های تبریدی (مانند سیکل‌های کاسکِید با پروپان، اتان و متان) خنک می‌شود تا به نقطه‌ی شبنم برسد.
– این روش در واحدهای LNG (گاز طبیعی مایع‌شده) و NGL (مایعات گاز طبیعی) استفاده می‌شود.
۲. انبساط ژول-تامسون (فرآیند ترمودینامیکی)
– در این روش، گاز اتان پس از فشرده‌سازی، از طریق یک شیر انبساط (شیر ژول-تامسون) عبور داده می‌شود تا با کاهش فشار، دمای آن به شدت افت کند و به حالت مایع تبدیل شود.
۳. سیکل‌های مایع‌سازی کاسکِید (Cascade Liquefaction)
– در این روش از چندین مبرد (مانند پروپان، اتیلن و متان) به صورت مرحله‌ای استفاده می‌شود تا اتان تا دمای مورد نظر سرد شود.
کاربردهای اتان مایع
– به عنوان خوراک واحدهای پتروشیمی برای تولید اتیلن (در کراکینگ بخار).
– به عنوان سوخت در برخی کاربردهای ویژه.
– ذخیره‌سازی و انتقال آسان‌تر نسبت به حالت گاز.
چالش‌های مایع‌سازی اتان
– نیاز به تجهیزات سرمایشی پیشرفته و انرژی بر.
– خطرات ناشی از ذخیره‌سازی در دمای بسیار پایین (ایجاد ترک در فلزات به دلیل انقباض شدید).
– نیاز به عایق‌بندی مناسب برای جلوگیری از نفوذ گرما و تبخیر مجدد.
