Способ сжижения природного газа и устройство для его осуществления



Способ сжижения природного газа и устройство для его осуществления
Способ сжижения природного газа и устройство для его осуществления
Способ сжижения природного газа и устройство для его осуществления
Способ сжижения природного газа и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2500959:

Лазарев Александр Николаевич (RU)

Изобретение относится к низкотемпературному сжижению газа, например природного газа. При реализации способа вихревую трубу размещают вертикально в трехсекционной емкости-сепараторе, разделенной горизонтальными перегородками. В средней секции горячий конец вихревой трубы охлаждают холодным потоком, поступающим тангенциально из нижней секции после рекуперации теплоты при охлаждении исходного потока газа на входе в вихревую трубу в нижней секции. Из горячего потока сепарируется жидкая фаза, которая смешивается с поступающей жидкой фазой холодного потока и с отсепарированной остаточной жидкой фазой, выделенной в верхней секции емкости-сепаратора. Газообразная фракция выводится из верхней секции, а сжиженная фракция выводится из средней секции. Устройство содержит адсорбер, фильтр, теплообменник, вихревую трубу с охлаждаемым горячим концом трубы. Горячий конец трубы имеет сепарационное устройство в виде соосно установленного внутреннего конуса в конической части горячего конца с возможностью изменения зазора между коническими поверхностями. Внутренний конус в верхней части имеет донышко, соединенное с цилиндической частью, в верхней части которой имеются сквозные прямоугольные окна, находящиеся в верхней секции емкости. Цилиндрическая часть соединена со штоком с рукояткой, выходящей за пределы емкости, шток закреплен во втулке с резьбой. В верхней секции емкости размещено регулирующее устройство для изменения расхода газа. Использование изобретения позволит повысить эффективность сжижения газа. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к низкотемпературному сжижению природного газа или другого низкомолекулярного газа, например, нефтяного или нефтехимического и может использоваться на газораспределительных станциях (ГРС), в производстве и хранении сжиженных газов в качестве моторных топлив, применяемых в автотранспорте, в газовой и других отраслях промышленности.

Сжижение природного газа осуществляется с использованием криогенных процессов, основанных на редуцировании высоконапорного газа,. находящегося в магистральном газопроводе до сравнительно низкого давления, при котором находится сжиженный газ, отправляемый потребителю. Указанная технология относится к классу вихревых труб, работающих с применением эффекта Ранка-Хильша.

Известны способы и установки для сжижения природного газа например, (патент RU 2298725, F17C 9/02, 2005-[1]), в которых используется подземное резервное хранилище сжиженного природного газа (СПГ), работающее в совокупности с расходным хранилищем СПГ. Целью использования расходного хранилища является пополнение испарившегося в подземном хранилище СПГ, а также выдача части СПГ - потребителю через регазификатор, одновременно поддерживая гарантированное избыточное давление газа в подземном и резервном хранилищах посредством переключения регазификаторов.

Несмотря на достигнутые цели, а именно - стабильную работу и безопасное хранение в подземном хранилище СПГ с одновременной подачей потребителю необходимого объема газа из расходного хранилища, данный способ имеет следующие недостатки:

- пополнение сжиженным газом подземного хранилища осуществляется только из расходного хранилища;

- отсутствует процесс сжижения испарившейся части газа в подземном хранилище СПГ;

- без использования холодильных циклов сложно поддерживать ритмичную работу отпуска готового продукта потребителям, эффективное и безопасное хранение СПГ, из-за внешних теплопритоков и естественного испарения газа в хранилище СПГ.

Известен способ (патент RU 2157487, F25J 1/00, 1999-[2]), в котором исходный поток газа делится на два, одна часть поступает на захолаживание и сжижение, а другая- в вихревую трубу с образованием холодного и горячего потоков. Холодный поток охлаждает первую часть потока газа, а горячий поток газа после редуцирования поступает потребителю.

Техническим результатом заявленного изобретения является возможность утилизации холода, образующегося при редуцировании, позволяющего сжижение газа осуществлять бескомпрессорным способом, однако, ему присущи недостатки:

- на редуцирование в вихревую трубу подается часть общего потока газа, поэтому сжижению подвергается только часть этого потока;

- другая часть редуцируется посредством обычного дроссельного вентиля, что, как известно, менее эффективно, по сравнению с вихревой трубой;

- на очистку поступает та часть газа, которая дросселируется вентилем, а не наоборот. Именно, эта часть потока газа, поступающего в вихревую трубу должна быть очищенной от примесей, т.к. при сверхвысоких скоростях возможна "забивка" сопла, вследствие кристаллообразования;

Прототипом заявляемого изобретения, в части способа является (патент JP 3492388, В 26193797А, 1992 - [3]), в котором исходный поток газа после сжижения в низкотемпературном блоке, подается в переохладитель. Выходящий из переохладителя поток газа делится на две части - основной и дополнительный.

Основной поток газа после дросселирования вентилем поступает в емкость-сборник готового продукта. Дополнительный поток, отбираемый после переохладителя (до вентиля), дросселируется другим вентилем и доохлаждает в переохладителе основной поток газа. Дополнительный поток газа на выходе из переохладителя смешивается с испарившейся частью сжиженного газа, прошедшего дроссельный вентиль, а затем теплообменник, расположенный в нижней части емкости-сборника сжиженного газа и после смешения, поступает в компрессор подачи товарного газа.

Несмотря на достигнутый результат - получение сжиженного и газообразного товарных продуктов, предлагаемый способ имеет недостатки:

- нерациональное использование давления магистрального газопровода, в частности, после сжижения газа в низкотемпературном блоке, проводится многократное редуцирование газа дроссельными вентилями;

- усложненная схема холодильных циклов, т.к. уже сжиженный газ многократно подвергается дросселированию посредством вентилей;

- экономически неоправданно использование компрессора для подачи газообразного продукта потребителю после переохладителя. Целесообразно отбор газообразного продукта осуществлять из верхней части емкости-сборника, находящейся под давлением сжиженного продукта, выполняющего функции сепаратора.

На фиг.1 изображена принципиальная технологическая схема для реализации заявляемых способа и устройства для его осуществления. На фиг.2 - емкость-сепаратор с вихревой трубой (увеличено). На фиг.3 - сечение А-А емкости-сепаратора по фиг.2. На фиг.4 - регулирующее устройство расхода горячего потока (вихревой трубы) из емкости-сепаратора.

На фигурах 1, 2, 3 и 4 представлены: А - адсорбер от влаги; Ф - фильтр от механических примесей; Т - теплообменник рекуперативного типа; С - сборник СНГ; I - поток входа исходного потока газа в вихревую трубу; II - поток выхода сжиженного газа из нижней секции емкости-сепаратора; III - поток сжиженного газа после теплообменника Т; IV - поток выхода газообразной фракции; V - поток выхода СПГ; 1 - вихревая труба; 2 - трех секционная емкость-сепаратор; 3 - нижняя горизонтальная перегородка; 4 - патрубок ввода исходного потока газа I в вихревую трубу; 5 - диафрагма вихревой трубы; 6 - конический горячий конец вихревой трубы; 7 - верхняя горизонтальная перегородка; 8 - полый конус элемента сепарирующего устройства; 9 - цилиндрическая часть сепарирующего устройства; 10 - окна цилиндрической части 9; 11 - винтовой шток; 12 - рукоятка винтового штока 11; 13 - винтовая втулка; 14 - корпус золотникового устройства; 15 - регулирующий игольчатый клапан; 16 - винтовой шток регулирующего клапана; 17 - винтовая втулка; 18 - рукоятка винтового штока 16; 19 - патрубок выхода газообразной фракции; 20 - патрубок тангенциального ввода холодного потока; 21 - патрубок выхода СПГ; 22 - патрубок исходного потока газа в вихревую трубу; 23 - патрубок выхода сжиженного газа из нижней секции емкости-сепаратора; 24 - сливной патрубок отсепарированной жидкой фазы из верхней секции емкости.

Сущность предлагаемого изобретения способа сжижения природного газа и устройство для его осуществления поясняется фигурой 1 и фигурой 2.

Исходный поток газа I, предварительно осушенный от влаги в адсорбере А и очищенный от механической пыли в фильтре Ф, предварительно охлаждается в рекуперативном теплообменнике Т жидкой фазой II, поступающей из нижней части емкости-сепаратора и поступает на вход вихревой трубы, расположенной в нижней части секционированной емкости-сепаратора.

В вихревой трубе, имеющей холодный и горячий концы образуются соответственно холодный и горячий потоки газа. Дополнительно из горячего потока газа вследствие его охлаждения, циркулирующим по наружной поверхности вихревой трубы холодным потоком III, происходит конденсация жидкой фазы, которая после сепарации выделяется в верхней части емкости-сепаратора, а затем отводится в среднюю часть емкости-сепаратора, откуда выводится в качестве товарного продукта - СПГ V. Горячий поток после его сепарации от жидкой фазы выводится в качестве газообразного продукта IV.

Основная сепарация жидкой фазы из горячего потока газа осуществляется в средней секции емкости-сепаратора, откуда сжиженный газ выводится в качестве готового продукта.

Таким образом, по сравнению с известными способами сжижения газа, предлагаемый способ обладает существенными преимуществами:

- на редуцирование подается весь поток исходного газа, предварительно охлажденный в рекуперативном теплообменнике обратных потоков, причем охлаждение производится холодным потоком газа с наиболее низкой температурой, выходящим из вихревой трубы;

- предлагаемый способ включает последовательное ступенчатое охлаждение исходного газа, получение двухфазного потока, конденсацию и сепарацию основной и остаточной жидкой фазы из газа, с получением сухого и сжиженного газа в качестве готовых продуктов;

- отсутствие многоступенчатого редуцирования, осуществляется максимально эффективное использование высокого давления магистрального газопровода с помощью вихревой трубы;

- минимальные холодопотери, за счет помещения генератора холода-вихревой трубы в секционную емкость, позволяющую осуществить комплексно процессы охлаждения, конденсации, разделения и сепарации в одном аппарате.

Для выполнения технического результата способа сжижения газа в вихревой трубе, размещенной в емкости-сепараторе осуществляется, при условии выполнения перепада давления до и после вихревой трубы, а, следовательно, на входе в емкость и на выходе из нее, регулированием отбора горячего потока газа. Для наиболее эффективной работы вихревой трубы необходимо поддержание отношение давлений P1/P2≤4÷4 и режима работы вихревой трубы при µ=0,5÷0,6, где µ - доля холодного потока по отношению к исходному.

Аналогом устройства для реализации предлагаемого способа сжижения газа является способ (патент RU 2157487, F25J 1/00, 1999 - [2]).

Работа устройства предусматривает деление исходного потока на две части, одна поступает на охлаждение в теплообменник холодным потоком вихревой трубы, а другая часть в вихревую трубу. Холодный поток после теплообменника, а горячий поток из вихревой трубы выводятся в качестве готовых продуктов, соответственно сжиженного и газообразного газов.

Как уже было отмечено, при рассмотрении данного способа и устройства для его реализации, ему присущи следующие недостатки.

- на разделение в вихревую трубу поступает только часть потока (0,05÷0,2 от общего расхода газа);

- энергетическому разделению в вихревой трубе подвергается только часть общего потока газа, другая часть сжижается в теплообменнике, за счет холодного потока вихревой трубы, а затем дросселируется в сборник готового продукта сжиженного газа;

- несепарируемый горячий поток вихревой трубы отправляется сразу потребителю в виде газообразной фракции, но он содержит жидкую фазу, а потому целесообразна сепарация двухфазного потока.

Наиболее близким по технической сущности изобретения, реализующего способ является прототип устройства (патент RU 2285212, F25J 1/00, 2004 - [4]).

Технический результат устройства достигается тем, что исходный поток после очистки разделяют на три потока.

Первый поток направляют в разделительную вихревую трубу, второй поток соединен- с последовательной системой рекуперативных теплообменников и с дроссельным устройством, третий поток с соединен с вихревой трубой с дополнительным потоком, холодный поток из которой после редуцирования и рекуперативных теплообменников направляют в сеть газообразного продукта, горячий поток отправляют потребителю редуцированного газа более высокого давления.

Деление исходного потока газа на три линии, наличие двух вихревых труб и минимум трех дроссельных устройств усложняет технологическую схему процесса, требует значительного исходного давления для многоступенчатого редуцирования газа.

Как известно, эффективная работа вихревой трубы зависит от стабильного перепада давлений до и после нее, а наличие дополнительных дроссельных устройств, работающих на эффекте Джоуля-Томсона и, также требующих необходимого перепада давления, вызывает сложности в поддержании стабильного режима.

Отмеченные недостатки устранены в предполагаемом изобретении устройства. Сущность устройства для реализации предлагаемого способа приведена на фигуре 2 и фигуре 3.

Устройство включает адсорбер (осушитель) А, фильтр Ф, теплообменник Т (на фиг.2, 3 и 4 не показаны), вихревую трубу 1, размещенную вертикально в трехсекционной емкости-сепараторе 2 и, закрепленную на нижней горизонтальной перегородке 3 таким образом, что в нижней секции емкости расположен патрубок 4 ввода исходного потока газа I и холодный конец с диафрагмой 5 вихревой трубы 1. В средней секции емкости-сепаратора 2 расположен конический горячий конец 6, который сверху перекрывается верхней горизонтальной перегородкой 7 на некотором расстоянии от среза конического конца 6, образуя некоторый зазор. В верхней горизонтальной перегородке 7 имеется цилиндрическое отверстие равное диаметру цилиндрической части сепарирующего устройства 9 соединенного с полым конусом 8, что позволяет при осевом перемещении конуса 8 регулировать зазор между конической внутренней поверхностью горячего конца вихревой трубы и конусом с цилиндрической вставкой. Внутри конического конца 6 вихревой трубы 1 установлен полый конус 8 с донышком вверху и цилиндрической части сепарирующего устройства 9, в верхней части которой имеются окна 10 по его периферии. На верхнем конце устройства 9 закреплен винтовой шток 11 с возможностью осевого перемещения посредством вращения рукоятки 12, и жестко связанных с винтовым штоком цилиндрической части сепарирующего устройства 9 и полого конуса 8. Винтовой шток 11 с рукояткой 12 выведены из верхней секции емкости-сепаратора 2 за ее пределы через винтовую втулку 13.

В верхней секции емкости установлен корпус золотникового устройства 14 с регулирующим игольчатым клапаном 15 связанным винтовым штоком 16 через винтовую втулку 17 с рукояткой 18, расположенной снаружи емкости-сепаратора 2. К корпусу золотникового устройства 14 подведен патрубок 19, который также закреплен на стенке емкости-сепаратора 2.

В средней секции емкости-сепаратора 2 имеется патрубок тангенциального ввода 20 сжиженного газа III, патрубок 21 вывода сжиженного газа (поток V).

В нижней секции емкости-сепаратора 2 имеется патрубок 22 ввода исходного потока газа I, и патрубок 23 вывода сжиженного газа.

В верхней секции имеется патрубок 19 вывода газообразной фракции IV, на верхней горизонтальной перегородке 7 имеется патрубок 24 для слива отсепарированного сжиженного газа.

По сравнению с известными изобретениями предлагаемое устройство имеет следующие преимущества:

- предлагаемое устройство представляет собой комбинацию нескольких аппаратов с законченными циклами процессов, в частности генератор холода и тепла, параметры которого рационально использованы для сжижения газа, образования двухфазных систем и разделения на составляющие фазы;

- комбинированный аппарат представляет собой вихревую трубу, заключенную в трехсекционную емкость, что позволяет эффективно использовать получаемый холод вихревой трубы для процессов конденсации, разделения и сепарации в разделенных секциях емкости;

- компактность конструкции и возможность регулирования осуществляемых процессов внутри емкости позволяет управлять производством, при получении требуемых параметров и качество товарных продуктов.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Исходный поток газа I, после предварительного охлаждения жидкой сжиженной фракцией газа II, отбираемой из нижней части емкости-сепаратора 2, подается (посредством патрубка 22) в камеру энергетического разделения вихревой трубы 1, в которой образуются холодный и горячий потоки газа соответственно на диафрагме 5 (холодном конце вихревой трубы 1) и коническом конце 6 (горячем конце вихревой трубы 1).

Регулирование процессом сжижения и разделения образовавшейся смеси в полости вихревой трубы осуществляют золотниковым устройством 14, изменяя отбор горячего потока газа с помощью рукоятки 17 винтовым штоком 16 с клапаном 15. Регулирование сепарационным процессом осуществляется рукояткой 12, позволяющей изменять зазор между конической поверхностью горячего конца 6 вихревой трубы и полым конусом 8. Вывод горячего потока газа IV производится через патрубок 19.

В средней секции емкости-сепаратора 2 производится охлаждение горячего конца 6 вихревой трубы 1 циркулирующим холодным потоком сжиженного газа, отбираемого с нижней секции емкости-сепаратора 2 (поток II) после рекуперативного теплообменника Т (см. фиг.1) исходного потока газа, подаваемого тангенциально (поток III) через патрубок 20.

Остаточная жидкая фаза, сепарируемая в верхней секции емкости стекает через сливной патрубок 24, смешивается с сжиженной фракцией, находящейся в средней секции и отводится через патрубок 21, в качестве готового продукта потоком V в сборник СПГ - емкость С (см. фиг.1).

Для дополнительного разъяснения работы и достигаемого технического результата заявляемым изобретением можно отметить ниже следующее.

В известных изобретениях только часть потока подвергается вихревому сжижению, а остальная часть дросселируется посредством вентилей, что менее эффективно, так как при работе дроссельных вентилей используется только эффект Джоуля-Томпсона, а дросселирование в вихревых трубах используется результат охлаждения и сжижения от двух эффектов Джоуля-Томпсона и Ранка-Хильша, что более эффективно при сжижении всего потока исходного газа, так как:

- на редуцирование в вихревую трубу подается весь поток высоконапорного природного газа, с давлением газа, при котором он находится в магистральном газопроводе, поэтому сжижению и последующему разделению подвергается весь поток газа, а не его часть;

- при раздельной подаче газа в вихревую трубу и дроссельный вентиль, очистке подвергается только часть газа, которая дросселируется вентилем, а не та, которая поступает в вихревую трубу. Но, именно эта часть требует тщательной очистке, поскольку режим работы в вихревой трубе происходит при сверхвысоких скоростях, проходя через улитку сопла с минимальным щелевым сечением, что недопустимо при загрязненном газе, поскольку оно может быть забито примесями газа;

- в прототипе способа сжижения газа после низкотемпературного блока, предназначенного для сжижения газа, используется переохлаждающее устройство, с последующим ступенчатым дросселированием, посредством трех дроссельных вентилей для образования газожидкостной смеси и отделения сконденсированной жидкой фракции в емкости-сепараторе с встроенным теплообменником.

Это усложняет технологический процесс сжижения и выделения остаточной жидкой фазы из газа, поскольку для многоступенчатого дросселирования исходный поток сжижаемого газа должен обладать значительным начальным давлением.

В заявляемом способе вихревая труба размещена в секционной емкости-сепараторе, в которой происходят одновременно (в замкнутом пространстве) однократное редуцирование предварительно охлажденного всего (а, не части) исходного потока газа, его последующее сжижение и разделение с двухступенчатой сепарацией сжиженной фракции в сепарационном устройстве в средней и верхней секциях емкости и последующего вывода из секций разделенных товарных продуктов.

Причем процессы сжижения и сепарации осуществляются в емкости-сепараторе со встроенной в нее вихревой трубой, что позволяет осуществить все низкотемпературные процессы в одном аппарате, без холодопотерь во внешнюю среду.

Технический результат изобретения, более обстоятельно поясняется в следующем:

- исходный поток высоконапорного магистрального газа (с давлением 3,0-5,0 МПа), пройдя предварительную осушку и очистку, предварительно охлаждается в рекуперативном теплообменнике и поступает на вход вихревой трубы, находящейся в секционированной емкости-сепараторе. Охлаждение исходного газа с температурой порядка +(25-30)°C до -(1-15)°C осуществляется холодным потоком сжиженного газа, отбираемого из нижней секции емкости-сепаратора, имеющего температуру -(25-28)°C;

- в процессе вихревого энергоразделения охлажденного природного газа в вихревой трубе, (в режиме µ=0,5-0,6, где µ - доля холодного потока по отношению к исходному), холодный поток, представляющий собой сжиженную фракцию газа, накапливается в нижней секции, затем подается в среднюю секцию в качестве охлаждающего агента, посредством тангенциального ввода.

Благодаря тангенциальному вводу холодного потока и придания ему вращательного циркулирующего движения в средней секции, осуществляется эффективное охлаждение наружной конической поверхности горячего конца вихревой трубы;

- охлаждение наружной поверхности горячего конца вихревой трубы приводит к охлаждению закрученного горячего потока, находящегося внутри горячего конца вихревой трубы.

- в результате дроссельного расширения в сопле вихревой трубы, с одновременным процессом охлаждения, происходит вихревое энергетическое разделение вращающегося потока на осевой и периферийный;

- наличие сепарационного устройства на горячем конце вихревой трубы позволяет разделить и отсепарировать осевой поток, представляющей собой газообразную метановую фракцию, и периферийный, представляющий собой сжиженную фракцию углеводородов C3-C4, которые выводится в среднюю секцию.

Данный способ сжижения природного газа и устройство для его осуществления может быть реализован газораспределительных станциях (ГРС), а также на автономных производствах мобильных топлив и других производствах газоразделения. Актуальность предлагаемого способа сжижения природного газа состоит в том, что позволяет использовать магистральные газопроводы, которые решают не только сырьевую проблему и вопросы доставки данного вида сырья практически в любую точку России, но и использовать наличие в них значительного давления, которое позволяет применить высокоэффективные процессы сжижении, которые рассмотрены в предлагаемом изобретении.

Источники информации

1. Патент RU 2298725, F17C 9/02, 2005.

2. Патент RU 2157487, F25J 1/00, 1999.

3. Патент JP 3492388, В 26193797, 1992 - прототип способа.

4. Патент RU 2285212,F25j 1/00, 2004 - прототип устройства.

1. Способ сжижения природного газа, включающий предварительную осушку от влаги, очистку от механической пыли, охлаждение газа, дросселирование газа в вихревой трубе с получением холодного и горячего газообразных потоков и жидкого потока, отличающийся тем, что вихревую трубу размещают вертикально в трехсекционной емкости-сепараторе, разделенной горизонтальными перегородками, в средней секции горячий конец вихревой трубы охлаждают циркулирующим холодным потоком, поступающим тангенциально из нижней секции после рекуперации теплоты при охлаждении исходного потока газа на входе в вихревую трубу в нижней секции, при этом из горячего потока сепарируется жидкая фаза, которая смешивается с поступающей жидкой фазой холодного потока и с отсепарированной остаточной жидкой фазой, выделенной в верхней секции емкости-сепаратора, газообразная фракция выводится из верхней секции, а сжиженная фракция выводится из средней секции в качестве товарных продуктов.

2. Устройство для реализации способа по п.1, содержащее адсорбер, фильтр, теплообменник, вихревую трубу с охлаждаемым горячим концом трубы, отличающееся тем, что вихревая труба размещена в трехсекционной емкости-сепараторе вертикально, причем в нижней секции размещен холодный конец трубы, в средней секции размещен горячий конец трубы, имеющий сепарационное устройство в виде соосно установленного внутреннего конуса в конической части горячего конца с возможностью изменения зазора между коническими поверхностями, внутренний конус в верхней части имеет донышко, соединенное с цилиндической частью, в верхней части которой имеются сквозные прямоугольные окна, находящиеся в верхней секции емкости, цилиндрическая часть соединена со штоком с рукояткой, выходящей за пределы емкости, шток закреплен во втулке с резьбой, позволяющей при вращении рукоятки и соосном перемещении конусов изменять кольцевой зазор между ними, в верхней секции емкости размещено регулирующее устройство, состоящее из камеры с внутренним полым пространством и сквозным отверстием, шток с регулирующим игольчатым клапаном на конце и рукояткой для регулирования выходного отверстия в камере, для изменения расхода газа, патрубка, соединенного с камерой и закрепленного на обечайке емкости, для выхода регулируемого расхода газа, в средней секции имеется патрубок тангенциального ввода холодного потока газа после рекуперации холода в теплообменнике исходного потока сжиженного газа, а в верхней секции патрубок вывода газообразного продукта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сжижения газов и их смесей, в частности к частичному сжижению природного газа на газораспределительных станциях. Способ включает разделение потока природного газа высокого давления на технологический и продукционный потоки.

Установка для производства бинарного льда содержит замкнутый контур хладагента, включающий последовательно соединенные трубопроводом первый компрессор, маслоотделитель, конденсатор, ресивер, отделитель жидкости, первый электромагнитный клапан, четыре параллельные линии, каждая из которых содержит терморегулирующий вентиль и кристаллизатор-испаритель.

Установка сжижения природного газа включает подающую и возвратную магистрали, последовательно расположенные по прямому потоку первый и второй двухпоточные теплообменники, расширительное устройство и сепаратор, и магистраль детандирования.

Изобретение относится к низкотемпературному заполнению и хранению сжиженного природного газа (СПГ) в хранилищах. .

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к технологии сжижения природных или других нефтехимических газов. .

Изобретение относится к топливно-энергетическому комплексу и может быть применено при отработке нефтяных месторождений в экстремальных климатических условиях для повышения эффективности эксплуатации месторождений за счет максимально полной утилизации и использования попутного нефтяного газа.

Изобретение относится к технике получения сжиженных углеводородных газов и их очистки от метанола и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.

Изобретение относится к технологии подготовки и переработки попутного газа в товарную продукцию. Способ заключается в том, что попутный нефтяной газ после охлаждения в рекуперативном теплообменнике сепарируют в многоступенчатом центробежном сепараторе от нефтебензиновых жидких фракций, водного конденсата и механических примесей, которые выводят для дальнейшей переработки на газофракционирующую установку, а газообразную фракцию направляют на двухступенчатое компремирование. На первую ступень совместно с отсепарированной газообразной фракцией подают паровую фазу из наземного изотермического хранилища для повторного сжижения, а сжатый после первой ступени газ направляют на сжижение в трехпоточную вихревую трубу с образованием холодного, горячего газообразных и жидкого потоков. На вторую ступень компремирования направляют смесь горячего потока из вихревой трубы и холодного потока после рекуперативных теплообменников. Сжатый на второй ступени поток газа после рекуперативного охлаждения направляют в сепаратор, после чего газообразную фракцию направляют в магистральный газопровод или топливную сеть, а сжиженный газ совместно с отсепарированной из горячего потока вихревой трубы жидкой фазой в наземное изотермическое хранилище. Использование изобретения позволит повысить эффективность технологических процессов для выделения целевых углеводородных фракций. 1 ил.

Группа изобретений относится к области сжижения природных газов высокого давления и их смесей. В способе частичного сжижения природного газа прямой поток после охлаждения дросселируют и разделяют на продукционный и технологический потоки. Продукционный поток охлаждают, дросселируют, разделяют в ректификационной колонне на жидкую фракцию и паровую фракцию. Паровую фракцию направляют на реконденсацию с последующим направлением части реконденсированного продукционного потока в ректификационную колонну в качестве флегмового орошения. Другую часть реконденсированного продукционного потока дросселируют и разделяют на жидкостную фазу, являющуюся готовым продуктом, и паровую фазу, направляемую далее в качестве обратного потока для охлаждения прямого потока. Предварительно охлажденный технологический поток дросселируют, испаряют за счет реконденсации продукционного потока, а после повторного дросселирования направляют в обратный поток. Также описан вариант способа частичного сжижения природного газа. Предложенная группа изобретения позволит получить сжиженный природный газ с малым содержанием высококипящих компонентов, в том числе диоксида углерода, обладающего повышенными эксплуатационными характеристиками, при снижении энергетических затрат на его производство. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технологии подготовки и переработки природного или попутного нефтяного газов в сжиженный газ, представляющий собой пропан-бутановую фракцию. Исходный поток охлаждают, сепарируют и выделяют легкую часть низкомолекулярного углеводородного сырья с последующим его сжижением с выделением жидкой пропан-бутановой фракции в вихревом энергетическом разделителе. Вихревой энергетический разделитель представляет собой трехсекционную емкость, в которой вертикально размещена вихревая труба таким образом, что разделена на три секции горизонтальными перегородками - верхнюю, среднюю и нижнюю. При этом в верхней секции размещен холодный конец с теплообменником-змеевиком вихревой трубы, в средней - горячий конец, а в нижней - регулирующее устройство расхода горячего потока и сепарационное устройство по отделению из горячего потока жидкой фазы, содержащее клапан. Изобретение направлено на повышение ресурсов чистого углеводородного сырья, используемого во многих отраслях промышленности, когда исходное сырье содержит много нежелательных примесей. 2 ил.

Группа изобретений относится к системе и способу сжижения газа. Способ сжижения газа содержит следующие этапы. Подаваемый поток вводят в ожижитель, содержащий, по меньшей мере, теплый расширитель и холодный расширитель. Подаваемый поток сжимают в ожижителе до давления выше критического давления и охлаждают сжатый подаваемый поток до температуры ниже критической температуры для образования плотнофазного потока высокого давления. Плотнофазный поток высокого давления отводят из ожижителя и снижают давление плотнофазного потока высокого давления в устройстве расширения для образования результирующего двухфазного потока. Затем непосредственно подают результирующий двухфазный поток в резервуар для хранения. Выделенную часть результирующего двухфазного потока объединяют мгновенно с выкипающим паром жидкости в резервуаре для хранения для образования объединенного потока пара. Причем температура плотнофазного потока высокого давления ниже, чем температура выпускного потока холодного расширителя. Также описана система сжижения атмосферного газа. Группа изобретений направлена на создание простого и недорого способа сжижения с эффективным и полезным извлечением мгновенно выделяющихся паров из резервуаров. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Способ и система предназначены для оптимизации операций изоляции диоксида углерода и направлены на управление рабочими параметрами наземной установки для сжатия диоксида углерода (CO2) или трубопровода для поддержания потока CO2 в жидком или сверхкритическом состоянии при транспортировке к месту изоляции. В способах и системе используют датчики для определения, является ли течение однофазным или двухфазным, и обратную связь для регулировки давления и/или температуры на входе трубопровода. Техническим результатом является снижение потерь полезной мощности, вырабатываемой электростанцией при разделении и сжатии потока CO2, текущего в трубопроводе. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 16 ил., 1 табл.

Способ предназначен для раздачи природного газа потребителям газа низкого давления с получением сжиженного газа. Способ заключается в отводе потока газа из магистрального трубопровода высокого давления, расширении его в многоступенчатой турбине с получением в ней механической энергии, теплообмене в теплообменнике и раздаче полученного газа низкого давления потребителю, при этом газ из магистрального трубопровода высокого давления направляют на вход тракта горячего теплоносителя теплообменного устройства и охлаждают, а на выходе из тракта его направляют в многоступенчатую турбину, где охлажденный поток газа расширяют до давления меньше заданного давления подачи потребителю в трубопроводе низкого давления, при котором подаваемый поток сжатого природного газа меняет свои параметры и свое агрегатное состояние, переходя из однофазного на входе в многоступенчатую турбину в двухфазный поток на выходе из нее, при этом из последнего отделяют в сепараторе жидкую фазу и направляют для раздачи в трубопровод сжиженного газа, а оставшуюся после отделения часть потока направляют на вход тракта холодного теплоносителя теплообменного устройства для подогрева при теплообмене с подаваемым потоком сжатого природного газа из магистрального трубопровода высокого давления и далее сжимают эту часть в дожимающем компрессоре до давления, равного давлению в трубопроводе низкого давления, одновременно нагревая ее до положительных температур, а затем направляют для раздачи в трубопровод низкого давления, причем на сжатие этой части природного газа в компрессоре используют механическую энергию расширения, полученную в многоступенчатой турбине, при этом отделение сжиженной части природного газа осуществляют после каждой ступени турбины. Техническим результатом изобретения является создание высокоэффективного способа раздачи природного газа с одновременным получением максимального количества сжиженного газа за счет механической энергии, полученной при расширении от перепада давлений в магистральном трубопроводе высокого давления и трубопроводе низкого давления. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ сжижения газа, заключающийся в том, что предварительно очищенный и осушенный природный газ охлаждают и конденсируют в теплообменнике предварительного охлаждения, затем сепарируют, отделяя жидкую этановую фракцию, которую направляют на фракционирование, а газовый поток с первого сепаратора последовательно охлаждают в теплообменнике сжижения, используя смешанный хладагент, переохлаждают газообразным азотом в теплообменнике переохлаждения, давление переохлажденного СПГ снижают в жидкостном детандере, и переохлажденный СПГ направляют на сепарирование, после чего сжижаемый газ направляют в емкость хранения СПГ, отсепарированный газ направляют в систему топливного газа. Установка для сжижения газа содержит теплообменник предварительного охлаждения, пять сепараторов, два дросселя, теплообменник сжижения, три компрессора, предназначенных для сжатия смешанного хладагента, пять воздушных охладителей, два насоса, жидкостный детандер, теплообменник переохлаждения, турбодетандерный агрегат, включающий детандер и компрессор, два компрессора азотного цикла. Технический результат, достигаемый группой изобретений, заключается в снижении энергетических затрат, необходимых для выполнения процесса сжижения газа. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности, конкретно к технологиям ожижения природного газа. Способ производства сжиженного природного газа, согласно которому входящий поток газа очищают от примесей и компримируют до разделения его на технологический и продукционный потоки. Технологический поток пропускают через детандер, оборудованный газовой турбиной, вращающий момент которой используют для компримирования входящего потока газа до разделения его на технологический и продукционный потоки. Технологический поток очищают от примеси тяжелых углеводородов путем их конденсации в сопловом аппарате детандера, который выполняют из теплопроводящего материала. Жидкую фазу переохлаждают перед скачиванием в емкость потребителя. Использование изобретение позволяет повысить производительность при снижении энергопотребления. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к области сжижения природных газов высокого давления и их смесей. Способ частичного сжижения природного газа по варианту 1 включает предварительное охлаждение прямого потока газа высокого давления. После охлаждения прямой поток дросселируют и разделяют в ректификационной колонне на жидкую фракцию и паровую фракцию. Паровую фракцию направляют на реконденсацию с последующим направлением части реконденсированного продукционного потока в ректификационную колонну в качестве флегмового орошения, а также дросселированием другой части реконденсированного продукционного потока и разделением ее на жидкостную фазу, являющуюся готовым продуктом, и паровую фазу, направляемую далее в качестве обратного потока для охлаждения прямого потока. Жидкую фракцию из ректификационной колонны расширяют и, за счет реконденсации паровой фракции из ректификационной колонны, испаряют, далее нагревают прямым потоком, а после повторного дросселирования направляют в обратный поток. В отличие от способа по варианту 1 в способе частичного сжижения природного газа по варианту 2 часть прямого потока после охлаждения расширяют и соединяют с обратным потоком. Предложенная группа изобретений позволит получить сжиженный природный газ с малым содержанием высококипящих компонентов, в том числе диоксида углерода, обладающего повышенными эксплуатационными характеристиками, при снижении энергетических затрат на его производство. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к криогенной технологии газоразделения попутных нефтяных газов. Способ комплексной осушки и очистки попутного нефтяного газа включает газодинамическую сепарацию, мембранную технологию удаления кислых соединений. Поступающий попутный нефтяной газ подвергают двухступенчатой осушке и очистке. Удаляют основное количество воды и тяжелых углеводородных фракций С5 и выше в многоступенчатом основном центробежном сепараторе при низком давлении (0,3…0,5 МПа). Затем очищенную легкую углеводородную фракцию компримируют до давления 3,0…6,0 МПа, доочищают в дополнительном центробежном сепараторе, а затем подвергают очистке методом мембранной технологии от кислых соединений H2S и CO2. Очищенную фракцию легких углеводородов подвергают вихревому энергоразделению в трехпоточной вихревой трубе, из которой образующийся холодный поток направляют на рекуперацию холода для охлаждения исходного потока ПНГ, а затем выводят в качестве товарной сжиженной фракции С3-С4. Отсепарированную фракцию горячего потока вихревой трубы направляют на рецикл на компрессию, в смеси с предварительно отсепарированной легкой углеводородной фракцией. Горячий поток вихревой трубы выводят в качестве товарного топливного газа. Изобретение позволяет оптимально выбрать режимы разделения и последовательность осушки и очистки от нежелательных примесей. 1 ил.
Наверх