Блок регенерации метанола из насыщенного водой раствора



Блок регенерации метанола из насыщенного водой раствора
Блок регенерации метанола из насыщенного водой раствора
Блок регенерации метанола из насыщенного водой раствора

 


Владельцы патента RU 2493902:

Общество с ограниченной ответственностью "ПРОТЭК" (RU)
Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" (RU)

Изобретение может быть использовано при подготовке газа к переработке с целью предотвращения кристаллогидратов. Блок регенерации метанола содержит последовательно установленные емкость для насыщенного водой метанола, теплообменник, противонакипное устройство, ректификационную колонну, сборник регенерированного метанола, испаритель, выполненный в виде тепловой трубы, в которой расположены греющие трубы и опускная труба испарителя, и установленный с возможностью подачи в ректификационную колонну газообразной среды, и топочная камера. При этом ректификационная колонна, испаритель и топочная камера образуют единый вертикальный блок. Изобретение позволяет минимизировать отложение солей на поверхности аппаратуры и уменьшить размеры используемого оборудования. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к средствам осушки углеводородных газов (природного и нефтяного), в частности к процессам выделения используемого при этом метанола из воды, и может быть использовано при подготовке газа к переработке с целью предотвращения кристаллогидратов.

Известна ((http://sapr-n.ru/regeneraciya_metanolnoj_vody.html) технологическая линия ректификации насыщенного водой метанола. Линия содержит последовательно установленные разделительную емкость, теплообменник, противонакипное устройство, ректификационную колонну, где происходит процесс ректификации. Верхняя часть колонны соединена с холодильником, предназначенным для охлаждения паров метанола, выход холодильника соединен со сборником метанола. Нижняя часть ректификационной колонны соединена с огневым испарителем.

Недостатком известного средства следует признать его значительные габариты, а также образование накипи на жаровых трубах испарителя, удаление которой является технически сложной задачей.

Техническая задача, на решение которой направлено разработанное средство, состоит в оптимизации процесса регенерации метанола из насыщенного водой раствора.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного средства, состоит в уменьшении размеров используемого оборудования при одновременном уменьшении соляных отложений на поверхности используемой аппаратуры.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный блок регенерации метанола из насыщенного водного раствора.

Разработанное устройство содержит последовательно установленные емкость для насыщенного водой метанола, теплообменник, противонакипное устройство, ректификационную колонну и сборник регенерированного метанола, а также испаритель, установленный с возможностью подачи в нижнюю часть ректификационной колонны газообразной среды, нагретой до температуры, обеспечивающей разделение смеси метанола и воды, причем испаритель выполнен в виде, по меньшей мере, одной тепловой трубы, в которой расположена, по меньшей мере, одна греющая труба.

В зависимости от объема перерабатываемого насыщенного водой раствора метанола блок может содержать более одного испарителя и/или испаритель, содержащий более одной греющей трубы.

В большинстве вариантов реализации греющие трубы в каждом испарителе расположены параллельно друг другу и равномерно по объему испарителя.

Предпочтительно суммарное поперечное сечение всех греющих труб в одном испарителе составляет не более 70% от величины поперечного сечения испарителя.

Преимущественно в качестве испарителя использована тепловая труба с водным раствором метанола в качестве рабочего вещества.

При реализации разработанного блока подают насыщенный водный раствор метанола через теплообменник и противонакипное устройство в среднюю часть ректификационной колонны, подают в нижнюю часть ректификационной колонны из испарителя газообразную среду, нагретую до температуры, обеспечивающей разделение смеси метанола и воды (насыщенный водный раствор метанола) с последующим сбором регенерированного метанола, причем в качестве испарителя используют, по меньшей мере, одну тепловую трубу, в которой расположена, по меньшей мере, одна греющая труба.

Предпочтительно использованы тепловые трубы и греющие трубы кругового или овального поперечного сечения.

На графическом материале (фиг.1-фиг.3) представлены продольный разрез тепловой трубы-испарителя, а также два ее поперечных разреза, при этом использованы следующие обозначения: внешняя стенка 1 тепловой трубы, греющие трубы 2, рабочее вещество 3 тепловой трубы, коаксиально расположенная труба 4, труба 5, подводящая тепловую энергию от нагревателя.

Используемая установка регенерации метанола отличается от традиционной установки меньшими габаритами за счет объединения выпарной колонны и испарителя в один вертикальный агрегат.

Испаритель выполнен в виде тепловой трубы, в которой расположены греющие трубы. Испаритель может быть выполнен как в виде одной тепловой трубы, так и секционирован, т.е. по факту несколько тепловых труб - испарителей установлены параллельно. Внутри тепловой трубы находится рабочее вещество - водный раствор метанола (температура кипения около 130°C), который в процессе испарения-конденсации переносит тепло из зоны нагрева в зону греющих труб-испарителей воды. Нагрев нижней части тепловой трубы осуществляется в топочной камере, которая входит в единый вертикальный блок совместно с ректификационной колонной и испарителем. Топочная камера снабжена горелками, равномерно расположенными в нижней части агрегата. Выделяемое ими тепло тепловая труба передает непосредственно в греющие трубы.

За счет такой модернизации необходимая площадь блока регенерации метанола уменьшается более чем в четыре раза.

Использование внутренних поверхностей цилиндрических труб для подогрева и испарения воды позволяет минимизировать отложение солей на поверхностях теплообмена. Это достигается за счет нанесения на внутреннюю поверхность труб антиадгезионных покрытий или полировки. Кроме того, внутренняя поверхность труб легко очищается от отложений механическим путем при минимальном демонтаже установки. Специфика работы тепловой трубы обеспечивает постоянную температуру по всей длине труб-испарителей и не допускает перегрева труб в каких-либо областях. Этот эффект также препятствует образованию солевых отложений на трубах.

В дальнейшем разработанный способ будет рассмотрен на примере использования установки регенерации по насыщенному водой метанолу, производительностью равной 2 м3/ч.

Испаритель состоит из 16 греющих вертикальных труб диаметром 70 мм и длиной 1.5 м каждая. Греющие трубы помещены в цилиндрическую часть тепловой трубы диаметром ~1,2 м и расположены равномерно на окружности диаметром ~800 мм. В центре тепловой трубы выполнена цилиндрическая труба диаметром ~0.4 м, которая служит опускной трубой испарителя. В эту трубу поступает пар из греющих труб. Внизу опускная труба и греющие трубы соединены общим коллектором. Вверху греющие трубы выступают над поверхностью тепловой трубы на ~70 мм. Над греющими трубами установлена съемная решетка, ограничивающая унос капельной жидкости.

Из цилиндрической части тепловой трубы в топочную камеру (печь) выступают 50 труб диаметром 70 мм и длиной ~1.75 м каждая. Эти трубы вместе с верхней частью объединены общей полостью тепловой трубы, по меньшей мере, частично заполненной рабочей жидкостью (рабочим веществом). Испаряясь в нижней части тепловой трубы под действием тепла горелок и конденсируясь на поверхности греющих труб, рабочая жидкость передает тепло, необходимое для греющих труб. Замкнутая циркуляция рабочего вещества поддерживается действием массовых или капиллярных сил. В корпусе установки над греющими трубами установлены люки. Внизу коллектора под греющими трубами также расположен люк. Эти люки предназначены для очистки внутренней поверхности греющих труб. Все элементы выполнены из стали (предпочтительно - Ст20). Боковая поверхность тепловой трубы покрыта теплоизоляцией. Топочная камера имеет внутреннюю футеровку.

1. Блок регенерации метанола из насыщенного водой раствора, содержащий последовательно установленные емкость для насыщенного водой метанола, теплообменник, противонакипное устройство, ректификационную колонну и сборник регенерированного метанола, а также испаритель, установленный с возможностью подачи в ректификационную колонну газообразной среды, нагретой до температуры, обеспечивающей разделение смеси метанола и воды, отличающийся тем, что испаритель выполнен в виде, по меньшей мере, одной тепловой трубы, в которой расположена, по меньшей мере, одна греющая труба.

2. Блок по п.1, отличающийся тем, что он содержит более одного испарителя.

3. Блок по п.1, отличающийся тем, что использован испаритель, содержащий более одной греющей трубы.

4. Блок по п.3, отличающийся тем, что греющие трубы в каждом испарителе расположены параллельно друг другу и равномерно по объему испарителя.

5. Блок по п.1, отличающийся тем, что суммарное поперечное сечение всех греющих труб в одном испарителе составляет не более 70% от величины поперечного сечения испарителя.

6. Блок по п.1, отличающийся тем, что использована тепловая труба с водным раствором метанола в качестве рабочего вещества.



 

Похожие патенты:

Предложен патрон для осушителя воздуха, имеющий входное отверстие, соединяемое с источником сжатого воздуха, выходное отверстие, соединяемое с резервуаром, и влагопоглотитель, расположенный между входным и выходным отверстиями, предназначенный для удаления влаги из воздуха, проходящего через патрон для осушителя воздуха.

Изобретение относится к пневматическим системам управления экскаваторами и кранами, работающими в условиях отрицательных температур. .

Изобретение относится к осушке сжатого газа с помощью осушителя с сосудами высокого давления. .

Изобретение относится к области очистки газа от примесей, преимущественно от различного рода жидких сред, и может быть использовано для подготовки газа в газовой, газодобывающей, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к осушителю воздуха, предназначенному для маслорасширительных баков, используемых в электрооборудовании. .

Изобретение относится к области химии. .
Изобретение относится к подготовке природного и попутного нефтяного газа к транспорту, а именно к осушке и очистке природных газов. .

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для промысловой регенерации абсорбента влаги триэтиленгликоля при осушке природного газа.

Изобретение относится к газовой, газоперерабатывающей, химической и нефтяной промышленности и может быть использовано в процессах и аппаратах для сепарации жидкости из газового потока после его контакта с жидкостью при осушке природного и нефтяного газа.

Группа изобретений относится к криогенной технике и технологии, а именно к способам и устройствам осушки, очистки и сжижения природного газа, отбираемого из магистрального газопровода, и других низкомолекулярных газов, получаемых на нефтехимическом производстве газоразделения, а также при хранении и выдаче товарных сжиженных и газообразных газов на газораспределительных станциях. Согласно способу осушки и очистки природного газа с последующим сжижением в трехпоточной вихревой трубе с получением холодного, горячего газообразных и жидкого потоков проводят сепарацию образовавшегося сжиженного газа и сбор в накопительной емкости-сепараторе. При этом охлаждение или нагрев природного газа проводят до температуры максимальной конденсации углеводородной фракции C4 и выше путем подачи холодного или горячего потоков газа вихревой трубы в рекуперативные теплообменники. После этого проводят многоступенчатую центробежную сепарацию газового потока от образовавшегося углеводородного конденсата - фракции C4, водного конденсата, гидратов и механических примесей - шлама, которые выводят в емкость-сепаратор для дальнейшей переработки. Отсепарированный газ после охлаждения холодным потоком в рекуперативном теплообменнике направляют на вход вихревой трубы, а выходящий из нее холодный поток после дросселирования направляют совместно с отсепарированной жидкой фазой из горячего потока вихревой трубы в расходный сепаратор. Из верхней части расходного сепаратора отводят газообразный товарный продукт, а из нижней части - товарную сжиженную фракцию природного газа. Устройство для осушки и очистки природного газа с последующим его сжижением содержит линию подачи исходного потока природного газа, рекуперативные теплообменники с линиями подачи холодного и горячего потоков вихревой трубы, сепаратор, вихревую трубу с линиями подачи и отвода разделенных газообразного и сжиженного потоков газа, емкость-сепаратор сбора и разделения компонентов очистки газа. Устройство дополнительно содержит следующие аппараты: рекуперативный теплообменник охлаждения газа, поступающего из магистрального газопровода, рекуперативный теплообменник подогрева того же газа, многоступенчатый центробежный сепаратор, рекуперативный теплообменник охлаждения газа, поступающего в вихревую трубу, расходный сепаратор. Вихревая труба содержит сепарационное устройство. Аппараты соединены между собой трубопроводами с запорно-регулирующими вентилями. При этом многоступенчатый центробежный сепаратор имеет корпус с тангенциальным входным патрубком, сепарационный элемент, размещенный соосно корпусу с образованием кольцевого канала. Внутри сепарационного элемента размещен внутренний патрубок с тангенциальными щелями и имеющий нижний и верхний конические отражатели. В средней части патрубка имеются размещенные по периметру тангенциальные прямоугольные прорези. В верхней части патрубка установлен диффузор с коническим отражателем и находятся окна, напротив которых имеются окна сепарационного элемента. Над сепарационным элементом установлен сетчатый отбойник, над которым в корпусе установлен патрубок с коническим отражателем. В днище корпуса сепаратора установлен патрубок, соединенный через запорно-регулирующий вентиль большого сечения с емкостью-сепаратором. Техническим результатом заявленной группы изобретений является повышение эффективности разделения тяжелой жидкой фазы от газа, а также предотвращение образования кристаллогидратов и повышение эффективности сжижения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для сжатия и осушения газов. Устройство имеет компрессорное устройство, которое содержит с одной стороны последовательно соединенные компрессорные элементы, образующие первую ступень низкого давления и одну или более последующих ступеней высокого давления, соединенные с помощью напорной трубки, и с другой стороны выходную трубку, в которую встроено выходное устройство охлаждения, и сушильное устройство, которое снабжено участком осушения и участком восстановления, при этом участок осушения наполнен осушающим веществом и снабжен входом, соединенным с выходной трубкой компрессорного устройства, и выходом, который также служит в качестве выхода для подачи сжатого и осушенного газа, а участок восстановления приспособлен для поглощения влаги из осушающего вещества с помощью восстанавливающего газа, который направляют через вход и выход и трубку восстановления, которая присоединена к входу. Часть восстанавливающего газа нагревают с помощью теплообменника газ-газ с первичной частью, которая встроена в трубку восстановления, и вторичной частью, расположенной в напорной трубке между ступенями низкого давления и высокого давления, в которую газ подают с напорной стороны компрессорного элемента. Изобретение обеспечивает эффективное сжатие и осушку газа и снижение энергозатрат. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к процессам выделения метанола из воды и может быть использовано при подготовке природного газа к переработке с целью предотвращения кристаллогидратов. Способ регенерации метанола включает подачу насыщенного водой раствора метанола через теплообменник и противонакипное устройство в среднюю часть ректификационной колонны и подачу в нижнюю часть ректификационной колонны из испарителя газообразной среды для разделения смеси метанола и воды с последующим сбором регенерированного метанола. При этом используют объединение испарителя и ректификационной колонны в один вертикальный агрегат и в качестве испарителя используют тепловую трубу, в которой расположена греющая труба. Изобретение обеспечивает уменьшение размеров оборудования и уменьшение соляных отложений на поверхности труб. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к подготовке природного и попутного нефтяного газа. Способ и устройство для осушки и очистки природных газов включает смешение с рециркулируемым газом регенерации, сепарацию от капельной жидкости и механических примесей, двухступенчатую адсорбцию паров тяжелых углеводородов и воды на синтетическом углеродном адсорбенте и адсорбенте композитного типа, соответственно, при одновременном косвенном охлаждении адсорбентов хладоагентом до температуры адсорбции, но не выше 50°С и не ниже температуры замерзания воды или температуры гидратообразования, регенерацию адсорбентов при пониженном давлении путем косвенного нагрева адсорбентов теплоносителем до температуры регенерации 80-150°С, и отдува десорбирующихся паров очищенным газом, подаваемым в количестве от 0,1% до 2,0% к расходу очищаемого газа, рециркуляцию газа регенерации с помощью жидкостно-кольцевого насоса с использованием конденсата водяного пара в качестве рабочей жидкости, а регенерированные адсорбенты охлаждают путем косвенного охлаждения хладоагентом до температуры адсорбции. Технический результат заключается в повышении выхода товарного газа, уменьшении энергоемкости процесса, упрощении устройства, уменьшении кол-во выбросов вредных веществ. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области добычи природного газа, в частности к ведению процесса осушки газа с использованием автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) установок комплексной подготовки газа (УКПГ) газоконденсатных месторождений Крайнего Севера (газодобывающих комплексов). Осуществляют контроль средствами АСУ ТП расхода газа по каждой i-й технологической нитке газодобывающего комплекса, его сравнение с предельно допустимыми значениями и автоматическое поддержание расхода с соблюдением условия . Оценивают гидравлические сопротивления абсорберов каждой технологической линии подготовки газа, и те абсорберы, которые только что прошли ревизию, и их работоспособность восстановлена в полном объеме, эксплуатируют в режиме максимальной производительности, а те абсорберы, которые находятся в эксплуатации достаточно длительное время, эксплуатируют в щадящем режиме, для чего АСУ ТП определяет значение поправки на производительность каждого абсорбера AQ; с учетом параметров, которые невозможно и/или нецелесообразно измерять, и использует эту поправку для задания и поддержания производительности i-го абсорбера на уровне, вычисляемом по формуле Qрезул. i=Qi-ΔQi, где Qi - расчетное значение необходимой производительности i-й технологической нитки, при этом АСУ ТП следит за выполнением условия, чтобы общая производительность газодобывающего комплекса была равна заданной центральной диспетчерской службой для газодобывающего комплекса. Способ обеспечивает заданную степень осушки газа при минимальных энергетических и материальных затратах и соблюдении всех ограничений на технологические параметры процесса с помощью АСУ ТП и ведет к снижению численности персонала, занятого в обслуживании газодобывающего комплекса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Осушаемый газ (I) смешивают с газом регенерации (II) и подают в сепаратор газа (1) для отделения капельной влаги и механических примесей. Отсепарированный газ (IV) подают в адсорбер 2 с радиальным вводом осушаемого газа и композитным адсорбентом (4), расположенным между теплообменными элементами спирально-радиального типа. В качестве хладагента используют атмосферный воздух (V). После проскока влаги в адсорбере 2 для осушки газа подключают адсорбер 3, а в адсорбере 2 осуществляют регенерацию адсорбента. Для регенерации адсорбента во внутреннее пространство теплообменных элементов с помощью газодувки 7 подают воздух (VIII), нагретый в каталитическом нагревателе 5 воздуха. После прогрева подают часть осушенного газа (IX) в количестве от 5 до 10 объемов адсорбера. После этого подачу продувочного газа прекращают, а во внутреннее пространство теплообменных элементов для охлаждения адсорбента с помощью газодувки 7 подают атмосферный воздух. Предложенное изобретение позволяет снизить материалоемкость, пожаровзрывобезопасность и энергоемкость процесса осушки газа и уменьшить количество выбросов вредных веществ и парниковых газов в атмосферу. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройству и способу холодной осушки газов. Устройство для холодной осушки газа содержит теплообменник, первая часть которого представляет собой испаритель контура охлаждения, а вторая часть предназначена для охлаждения газа и конденсации паров воды из этого газа, и контур охлаждения, заполненный хладагентом и содержащий компрессор, конденсатор, первое средство расширения, байпасный трубопровод, на котором установлено второе средство расширения и регулирующий клапан, который регулируют с помощью блока управления в зависимости от сигналов, поступающих от измерительных элементов. Один измерительный элемент 15 предназначен для измерения самой низкой температуры или точки росы газа во второй части теплообменника, а дополнительный измерительный элемент 16 предназначен для измерения температуры хладагента в испарителе. Блок управления обеспечен алгоритмом, который определяет, работает ли устройство при нулевой нагрузке или при полной нагрузке, на основе сигнала от дополнительного измерительного элемента 16, и в случае нулевой нагрузки блок управления осуществляет регулирование клапана только на основе сигнала от дополнительного измерительного элемента, а в случае полной нагрузки осуществляет регулирование клапана только на основе сигнала от измерительного элемента 15. Изобретение обеспечивает эффективную осушку газа. 2 н. и 15 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике, предназначенной для осаждения и удаления влаги из сжатых газов. Резервуар для осаждения и удаления влаги представляет собой корпус, к обечайке которого прикреплены сваркой ряд вертикальных гофрированных оцинкованных пластин с наклонными перегородками и который имеет дренажную трубу. Наклонные перегородки установлены по высоте пластин и образуют каналы для отвода жидкости, имеющие треугольную форму. Перегородки выполнены изогнутыми в средней части. Корпус также снабжен перемычкой, установленной под нижней перегородкой и соединяющей соседние пластины. В гофрированных пластинах выполнены прорези, снабженные лепестками, отогнутыми в противоположные стороны. При этом корпус покрыт сплошным слоем термостойкой теплопроводной пасты с чередующимися по его длине участками различной толщины - ребрами. Изобретение обеспечивает эффективное охлаждение, осаждение и удаление влаги из сжатых газов за счет улучшения теплообмена с окружающей средой. 1 ил.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для осушки газа, в частности сжатого. Устройство содержит аппарат осушки, корпус которого у первого в осевом направлении торца ротора разделен на по меньшей мере три секции для пропускания трех газовых потоков: основного, регенерационного и потока охлаждения. Первая секция (6) образует выход для основного потока, вторая секция (7) образует вход для потока охлаждения, а третья секция (8) образует вход для регенерационного потока. У второго в осевом направлении торца ротора корпус содержит по меньшей мере две секции: первую (9), которая образует вход для основного потока, и вторую (10), которая образует выход для потока охлаждения и регенерационного потока. Вторая секция (7) состоит из двух частей, соединенных между собой. Первая часть (7А) образует вход для охлаждающего потока, вторая часть (7В) образует дополнительный выход для охлаждающего потока. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области теплотехники. Устройство для компримирования и осушки газа содержит многоступенчатый компрессор со ступенью низкого давления, ступенью высокого давления и нагнетательным патрубком и адсорбционный осушитель с зоной осушения и зоной регенерации, причем между ступенью низкого давления и ступенью высокого давления помещен промежуточный холодильник, и при этом устройство дополнительно снабжено теплообменником, имеющим главную камеру с входной частью и выходной частью для первой первичной текучей среды, а концы трубок теплообменника соединены с отдельной входной камерой и выходной камерой для каждого трубного пучка; и при этом первый трубный пучок образует охлаждающий контур промежуточного холодильника, служащий для разогрева газа из ступени высокого давления для регенерации адсорбционного осушителя. Технический результат - упрощение конструкции и монтажа, снижение себестоимости устройства. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх