Основным компонентом природного газа является метан, имеющий низкую температуру кипения при атмосферном давлении (—162°С), поэтому перевод его в сжиженное состояние возможен только с использованием криогенной техники. Выбор холодильного цикла и технологической схемы установки зависит от назначения установки и ее производительности, от давления и состава сжижаемого газа, от требований, предъявляемых к продукту (состав, давление и температура ). Существенное влияние на выбор холодильного цикла сжижения оказывают наличие и возможности применения того или иного типа оборудования. Принятая технологическая схема во многом определяет экономические показатели процесса сжижения, так как непосредственно влияет на общие капитальные вложения в основное технологическое оборудование и на эксплуатационные расходы.
Наибольшее применение в мировой практике нашли следующие холодильные циклы:
а) — классические каскадные циклы на однокомпонентных хладагентах и однопоточные каскадные циклы с холодильным агентом, являющимся многокомпонентной смесью;
б) — простые дроссельные холодильные циклы; детандерные дроссельные холодильные циклы и циклы с использованием многокомпонентных холодильных агентов.
При анализе циклов сжижения природного газа следует учитывать особенности, определяемые составом природного газа.
Основным компонентов в природном газе, который поступает в установки сжижения, является метан. Кроме него в состав природного газа входят такие компоненты, как этан, пропан, изобутан и более тяжелые предельные и непредельные углеводороды. Обычным является наличие диоксида углерода, сероводорода и следов воды. Находящиеся в метане примеси могут внести существенные коррективы в выбор схемы и ее анализ. Из-за относительно высоких температур перехода в твердое состояние перед сжижением природного газа необходимо избавиться от находящегося в нем диоксида углерода, сероводорода и воды, что исключит возможность формирования твердой фазы уже в начальной стадии сжижения и забивку аппаратов.
Необходимы также знания о выделяемых в процессе сжижения компонентах, составляющих природный газ, так как они могут влиять на параметры сжижения. Способы очистки и осушки природного газа перед его сжижением изложены ниже.