Способ сжижения природного газа

 

СПОСОБ СЖИЖЕНИЯ ПРИРОДН ГАЗА,включаияций стадии охлаждени использованием двух холодильных лов, очистки, подачи очищенного га первую ректификационную колонну вывода получаемого кубового прод разделения получаемого головного дукта на жидкую фазу,, которую во п0ЧЬг-0 Э о 00 со со щают в верхнюю часть первой ректификационной колонны, и газовую фазу, которую после сжижения и переохлаждения подают в нижнюю часть второй ректификационной колонны с последующей подачей в ее верхнюю часть, вывода получаемого головного продукта, дросселирования получаемого кубового продукта и отвода получаемых, при этом жидкой и паровой фаз, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, рабочее вещество второго холодильного цикла охлаждают путем теплооейлейа с рабочим вздеством первого холодильного цикла, состоящего из трех ступеней охлаждения, а паровую фазу получаемого при дросселировании кубового продукта второй ректификационной колонны подгивт в ее верхнюю часть при помощи эжектора,

СООЭ СОВЕТСКИХ

ОВИ ЛИР

РЕСПУБЛИК

09 (Н) З(5Р F 25 J 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ (2l ) 2163057/23-26 (22) 30.07.75 (31) P 2438443.8 (32) 09.08.74 (33) ФРГ (46) 15 ° 07.83,. Бюл. в 26 (72) Вольфганг Ферг (ФРГ) (7l ) Линде Al (ФРГ) (53) 621.593(088.8) (56) 1. Патент Chloe Р 3440828, кл. F 25 J 3/02, 1969. (54) (57) СПОСОБ СЖИИЕНИЯ ПРИРОДНОГО

ГАЗА, включающий стадии охлаждения с использованием двух холодильных цик лов,очисткн, подачи очищенного газа в первую ректификационную колонну, вывода получаемого кубового продукта, разделения получаемого головного про.дукта на жидкую фазу,, которую возвращают в верхнюю часть первой ректифи- кационной колонны, и газовую фазу, которую после сжижения и переохлаждения подают в нижнюю часть второй ректификационной колонны с последукицей подачей в ее верхнюю часть, вывода получаемого головного продукта, дресселирования получаемого кубового продукта и отвода. получаемых. при этом жидкой и паровой фаз о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, рабочее вещество второго холодильного цикла охлаждают путем теплообмейа с рабочим веществом первого холодильного цикла, состоящего из трех ступеней охлаждения, а паровую Фазу получаемого при дроссе- I лировании кубового продукта второй ректификационной колонны подают в ее верхнюю часть при помощи эжектора.

1029833

Изобретение относится к газовой промышленности, а именно к способам сжижения природного газа.

Наиболее близким к изобретению является способ сжижения природного газа, включающий стадии охлаждения с использованием двух холодильных цик- лов, очистки, подачи очищенного газа в первую ректификационную колонну, вывода получаемого кубового продукта, разделения получаемого головного про- о дукта на жидкую фазу, которую возвращают в верхнюю часть первой ректификационной колонны, и газовую фазу,,которую после сжижения и переохлаждения подают н нижнюю часть второй рек-15 тификационной колонны с последующей подачей в ее верхнюю часть, вывода получаемого головного продукта, дросселирования получаемого кубового продукта и отвода получаемой при этом - 2О жидкой и паровой фаз (1).

Недостаток известного способа заключается в больших энергоэатратах.

Цель изобретения — снижение энеюгоэа.срат. 25

Указанная цель достигается согласно способу сжижвния природного газа, включающему стадии охлаждения с использованием двух холодильных циклов, очистки, подачи очищенного газа в пер" вую ректификационную колонну, вывода получаемого кубового продукта, разделения получаемого головного продукта на жидкую фазу, которую нозврашают в верхнюю часть первой ректификацион" ной колонны, и газовую фазу, которую после сжижения и переохлаждения подают s нижнюю часть второй ректификационной колонны с .последующей подачей н ее верхнюю часть, вывода получаемого головного продукта,дроссели" 40 рования получаемого кубоного продукта и отвода получаемых при этом жидкой и паровой фаз, рабочее вещество второго холодильного цикла охлаждают путем теплообмена с рабочим ве- 45 щестном первого холодильного цикла, состоящего из трех ступеней охлажде" ния, а паровую фазу получаемого при дросселировании кубового продукта второй ректификационной колонны по5О дают н ее верхнюю часть при помощи эжектора.

На чертеже представлен один иэ возможных вариантов схемы сжижения природного газа по предлагаемому спо" собу.

Природный газ, состоящий в основном из азота, метана; этана, пропана и нысококипящих углеводородов, под давлением приблизительно 44 ата подают в установку по трубопроводу 1. 60

После охлаждения в теплообмвннике 2выделившиеся высококипящие углеводороды и вода отделяются в сепараторе

3 и отводятся через трубопровод .4, а отсепарированный природный газ осу-65 шают и отводят по трубопроводу 5 для дальнейшего охлажцвния в твплообмвнниках б и 7, а затем в первую ректификационную колонну где выделяют, пропан-этановую фракцию с высококипящими углеводородами и вь1водят на дальнейшую очистку и разделение по трубопроводу 8. Верхний продукт колонны 9 охлаждают в теплообменнике 10 и выделившуюся жидкую фракцию отделяют в сепараторе 11 и возвращают в колонну 8, а газообразную фракцию иэ сепаратора 11 частично потоком 12 охлаждают в твплообмвннике 13 и подают через эжвктор 14 в верхнюю часть второй ректификационной колонны 15 низкого давления, потокоМ 16 обогревают куб колонны 15 и дросселируют в среднюю часть-колонны потоком 17 через рекуперативный теплообменник 18 дросселируют в верхнюю часть колонны 15.

Обогащенный азотом продукт головки ,колонны 15 выводят из установки для утилизации по трубопроводу 19, рекупврируя холод н теплообменниках 18, 10, 7, б и 2. Кубовый продукт колонны 15, состоящий н основном из метана, дросселируют до атмосферного давления в сепараторе 20, из которого жидкую фазу отводят по трубопроноду

21 из установки, а паровую фазу поджимают н эжекторе 14 потоком 12 и их смесь вводят н верхнюю часть колонны 15.

Основное количество холода, потребляемого при сжижении, образуют в двух каскадно расположенных рефрижераторных циклах.

Первый цикл трехступенчатый, холодильным агентом в нем является смесь пропана и этана. Холод, вырабатываемый н цикле, отдается н теплообменниках 10 и 7 при низком давлении кипения холодильного агента, в теплообменнике б — при среднем пройежуточном давлении, в твплообменнике 2— при высоком промежуточном давлении.

Второй холодильный цикл одноступенчатый, холодильным агентом является смесь азота, метана, этана и пропана, охлаждаемая B теплообмекниках

2, б и 7 и конденсируемая н теплообменниках 10 и 13, в теплообменнике

13 производят и испарение холодильно" го агента.

Преимуществом предлагаемой комбинации рефрижераторных холодильных циклон является возможность уменьшения температурного напора в теплообменниках при охлаждении природного газа, возможность значительной деметанизации подогреваемого кубоного продукта первой колонны за счет большой кратности орошения, обеспечивавмой значительной конденсацией головки колонны в теплообменнике 10 и значи-, тельной конденсацией в нем же.холодиль- ного агента второго цикла охлаждения.

1О2ЗВ33

Составитель В.Mopes

Редактор М. Келемещ Техред К.Иьщьо Корректор С. Ыекмар

Заказ 5015/60 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5 й-Филиал ППП "Патент, r.Óèãîðîä, ул.Проектная, 4

Сжатие паровой Фазы, образуемой после дросселирования кубового продукта колонны низкого давления, в вжекторе позволяет уменьщить потери продукта и полезно использовать эиер5 гию расщирения разделяемого природйого газа.

Общий расход энергии в предлагае" мом способе значительно снижается и составляет 0,26 кВт.ч/нмР