Способ частичного сжижения природного газа (варианты)



Способ частичного сжижения природного газа (варианты)
Способ частичного сжижения природного газа (варианты)
Способ частичного сжижения природного газа (варианты)
Способ частичного сжижения природного газа (варианты)
Способ частичного сжижения природного газа (варианты)
Способ частичного сжижения природного газа (варианты)

 


Владельцы патента RU 2525759:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" (RU)

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.

 

Группа изобретений относится к области сжижения природных газов высокого давления и их смесей.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ частичного сжижения природного газа, включающий предварительное охлаждение прямого потока газа высокого давления, отделение части прямого потока, ее расширение и соединение с обратным потоком, охлаждение прямого потока, дросселирование и разделение в сборнике-сепараторе парожидкостной смеси на паровую и жидкостную фазы (см. RU 2212598 C1, опубл. 20.09.2003, МПК7 F25J 1/00).

Недостатком известного способа является низкая эффективность разделения компонентов смеси за счет изотермической двукратной сепарации жидкой и паровой фаз. Для достижения повышенной чистоты продукта при изотермическом разделении из сборника-сепаратора установки приходится извлекать чрезвычайно малое количество пара, которое затем реконденсируется и выдается потребителю в качестве конечного продукта, Так как доля чистого пара весьма мала, величину прямого потока требуется увеличивать, что возможно только за счет сокращения доли потока, уходящего на расширение в расширяющее устройство. При уменьшении этого потока сокращается производительность расширительного устройства и коэффициент сжижения установки снижается. Потери производительности в таком способе сжижения могут достигать 20% и более по сравнению со способом сжижения без реконденсации в зависимости от требуемой чистоты продукта.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая группа изобретений, заключается в получении сжиженного природного газа с малым содержанием высококипящих компонентов, в том числе диоксида углерода, обладающего повышенными эксплуатационными характеристиками, при снижении энергетических затрат на его производство.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе частичного сжижения природного газа, включающего предварительное охлаждение прямого потока газа высокого давления, прямой поток после охлаждения дросселируют и разделяют на продукционный и технологический потоки, при этом продукционный поток охлаждают, дросселируют, разделяют в ректификационной колонне на жидкую фракцию и паровую фракцию, которую 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, а предварительно охлажденный технологический поток дросселируют, испаряют за счет реконденсации продукционного потока, а после повторного дросселирования направляют в обратный поток.

Предварительно охлажденный технологический поток перед дросселированием может быть направлен в испаритель-конденсатор ректификационной колонны, а жидкая фракция из ректификационной колонны может быть сжата, направлена на испарение и нагрев с промежуточным дросселированием, а затем направлена в обратный поток.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе частичного сжижения природного газа, включающего предварительное охлаждение прямого потока газа высокого давления, отделение части прямого потока, ее расширение и соединение с обратным потоком, охлаждение другой части прямого потока, прямой поток после охлаждения разделяют на продукционный и технологический потоки, при этом продукционный поток охлаждают, дросселируют, разделяют в ректификационной колонне на жидкую фракцию и паровую фракцию, которую 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, а предварительно охлажденный технологический поток дросселируют, испаряют за счет реконденсации продукционного потока, а после повторного дросселирования направляют в обратный поток.

При этом предварительно охлажденный технологический поток перед дросселированием может быть направлен в испаритель-конденсатор ректификационной колонны, а жидкая фракция из ректификационной колонны может быть сжата, направлена на испарение и нагрев с промежуточным дросселированием, а затем направлена в обратный поток.

Группа изобретений поясняется чертежами, где на фиг.1-3 представлены схемы установок для реализации способа частичного сжижения природного газа по варианту 1, на фиг.4-6 - схемы установок для реализации способа частичного сжижения природного газа по варианту 2.

Схема для реализации способа частичного сжижения природного газа по варианту 1 (фиг.1) включает в себя источник газа высокого давления 1, предварительный теплообменник 2, регулирующий дроссель 3, подогревающий теплообменник 4, регулирующий дроссель продукционного потока 5, ректификационную колонну 6 с выходом кубовой жидкости 7, регулирующий дроссель технологического потока 8, теплообменник-реконденсатор 9, регулирующий дроссель 10, сборник-сепаратор 11, выход чистого жидкого продукта (сжиженного природного газа) 12, перепускной дроссель 13, обратный поток 14.

Схема для реализации способа частичного сжижения природного газа по варианту 1 (фиг.2) дополнительно предусматривает наличие испарителя-конденсатора 20 в составе ректификационной колонны 6.

Схема для реализации способа частичного сжижения природного газа по варианту 1 (фиг.3) дополнительно включает дожимающий криогенный насос 15, горячий теплообменник 16 и промежуточный дроссель 17.

Схема для реализации способа частичного сжижения природного газа по варианту 2 (фиг.4) включает в себя источник газа высокого давления 1, предварительный теплообменник 2, промежуточный теплообменник 18, расширяющее устройство 19, подогревающий теплообменник 4, регулирующий дроссель продукционного потока 5, ректификационную колонну 6 с выходом кубовой жидкости 7, регулирующий дроссель технологического потока 8, теплообменник-реконденсатор 9, регулирующий дроссель 10, сборник-сепаратор 11, выход чистого жидкого продукта (сжиженного природного газа) 12, перепускной дроссель 13, обратный поток 14.

Схема для реализации способа частичного сжижения природного газа по варианту 2 (фиг.5) дополнительно предусматривает наличие испарителя-конденсатора 20 в составе ректификационной колонны 6.

Схема для реализации способа частичного сжижения природного газа по варианту 2 (фиг.6) дополнительно включает дожимающий криогенный насос 15, горячий теплообменник 16 и промежуточный дроссель 17.

Способ по варианту 1 (см. фиг.1) реализуется следующим образом.

Газ высокого давления (прямой поток), представленный смесью: Метан 91%, Этан 3%, Пропан 1,5%, н-Бутан 0,5%, CO2 1%, N2 3%, с начальной температурой 293,15 К и давлением 15 МПа подают в предварительный теплообменник 2, где его охлаждают до 250-230 К. Последующее расширение газа в регулирующем дросселе 3 происходит до 5-8 МПа. Далее прямой поток разделяют на продукционный (25%) и технологический (75%) потоки, которые параллельно направляют на охлаждение в подогревающий теплообменник 4. После расширения в регулирующем дросселе 5 в ректификационную колонну 6 с десятью теоретическими тарелками подают продукционный поток в состоянии насыщенного пара с давлением 2,3 МПа. В ректификационной колонне 6 продукционный поток разделяется в результате тепломассообмена на жидкую (20%) и паровую (140%) фракции. Далее продукционный поток в виде паровой фракции направляют на реконденсацию в теплообменник-реконденсатор 9. Реконденсированный продукционный поток из ректификационной колонны 6 разделяют на флегмовый поток (43%), который возвращают в ректификационную колонну 6 на орошение, и поток (57%), который расширяется через регулирующий дроссель 10 в сборник-сепаратор 11 с давлением 0,6 МПа, где происходит его разделение на жидкостную фазу (70%), являющуюся готовым продуктом, и паровую фазу (30%). Жидкостную фазу направляют потребителю через выход чистого жидкого продукта 12. Чистота конечного продукта по CO2 - 50 ppm, содержание азота - 1%, суммарное содержание углеводородов C 2 + менее 0,05%. Выход продукта составляет 14,2% от массового потока сырьевого газа (прямого потока). Паровую фазу направляют в качестве обратного потока в предварительный теплообменник 2 для охлаждения прямого потока.

Технологический поток, охлажденный в подогревающем теплообменнике 4 до температуры 161 К, направляют, после расширения в регулирующем дросселе 8 до давления 1,7 МПа, в теплообменник-реконденсатор 9, где он испаряется и нагревается до температуры 167 К. Затем технологический поток полностью испаряется в подогревающем теплообменнике 4 и после повторного расширения в регулирующем дросселе 13 до давления 0,6 МПа его направляют в обратный поток 14 совместно с паровой фазой из сборника-сепаратора 11. Температура обратного потока 14 на выходе из установки составляет 283,15 К.

Полученный сжиженный природный газ обладает высоким качеством, поскольку доля метана в нем стабильна и составляет не менее 98,5%. Пониженное содержание углеводородов C 2 + и диоксида углерода предотвращает закупорку арматуры и аппаратов при отгрузке, хранении и регазификации сжиженного природного газа кристаллами диоксида углерода и тяжелых углеводородов C 5 + , позволяет устранить явление ролловера при смешивании различных партий продукта, стабилизировать теплоту сгорания топлива, устраняет образование нагара в форкамерах двигателей при пиролизе углеводородов C 5 + , снижает содержание оксидов азота в продуктах сгорания. Понижение содержания азота в сжиженном природном газе позволяет увеличить плотность сжиженного природного газа, что положительно сказывается на эксплуатационных характеристиках, связанных с транспортом сжиженного природного газа, увеличивается теплотворная способность.

Для увеличения производительности ректификационной колонны по чистому парообразному продукту может быть установлен испаритель-реконденсатор 20 (см. фиг.2), который частично испаряет поток жидкости из ректификационной колонны 6 за счет охлаждения технологического потока. Это позволит увеличить количество чистого пара, отгоняемого из ректификационной колонны, до 160% от продукционного потока за счет сокращения величины жидкой фракции до 10% от продукционного потока. При этом производительность установки составит 15,7% от массового потока сырьевого газа (прямого потока) при сохранении качества продукта на прежнем уровне.

На линии прямого потока перед предварительным теплообменником 2 может быть установлен горячий теплообменник 16 с промежуточным дроссельным вентилем 17 (см. фиг.3). Таким образом, прямой поток от источника газа высокого давления 1 перед охлаждением в предварительном теплообменнике 2 подают на охлаждение в горячий теплообменник 16. Жидкую фракцию откачивают из ректификационной колонны 6 при помощи дожимающего криогенного насоса 15 и подают в горячий теплообменник 16 на испарение с последующим расширением через дроссель 17 до давления обратного потока и нагрев до температуры обратного потока. Из горячего теплообменника 16 поток смешивают с обратным потоком. Предложенный способ позволит дополнительно повысить производительность способа на 5-6%, а также утилизировать природный газ в виде обратного потока на 2% больше по сравнению со способом без криогенного насоса 15 и горячего теплообменника 16 (см. фиг.2).

Способ по варианту 2 (см. фиг.4) реализуется следующим образом.

Газ высокого давления (прямой поток), представленный смесью: Метан 98,5%, Этан 0,5%, Пропан 0,375%, н-Бутан 0,125%, CO2 0,5%, с начальной температурой 293,15 К и давлением 3,5 МПа подают в предварительный теплообменник 2, где его охлаждают до 230 К. Далее прямой поток разделяют на два потока, первый из которых (67%) направляют в расширяющее устройство 19 - турбодетандер с политропным КПД 75%, где он расширяется до давления обратного потока - 0,6 МПа - и, затем, объединяется с обратным потоком 14 на входе в промежуточный теплообменник 18, а второй поток (33%) охлаждают в промежуточном теплообменнике 18. Часть прямого потока после промежуточного теплообменника 18 разделяют на продукционный (47%) и технологический (53%) потоки, которые параллельно направляют на охлаждение в подогревающий теплообменник 4. После расширения в регулирующем дросселе 5 в ректификационную колонну 6 с десятью теоретическими тарелками подают продукционный поток в состоянии насыщенного пара с давлением 2,5 МПа. В ректификационной колонне 6 продукционный поток разделяется в результате тепломассообмена на жидкую (27%) и паровую (129%) фракции. Далее продукционный поток в виде паровой фракции направляют на реконденсацию в теплообменник-реконденсатор 9. Реконденсированный продукционный поток из ректификационной колонны 6 делится на флегмовый поток (43%), который возвращается в колонну на орошение, и поток (57%), который расширяется через регулирующий дроссель 10 и поступает в сборник-сепаратор 11 с давлением 0,6 МПа, где происходит его разделение на жидкостную фазу (66%), являющуюся готовым продуктом, и паровую фазу (34%). Жидкостную фазу направляют потребителю через выход чистого жидкого продукта 12. Чистота конечного продукта по CO2 - 50 ррm, суммарное содержание углеводородов C 2 + менее 0,05%. Выход продукта составляет 7,5% от массового потока сырьевого газа (прямого потока). Паровую фазу направляют в качестве обратного потока в промежуточный и предварительный теплообменники 18 и 2, соответственно, для охлаждения прямого потока. Температура обратного потока 14 на выходе из установки составляет 283,15 К.

Технологический поток, охлажденный в подогревающем теплообменнике 4 до температуры 163 К, направляют, после расширения в регулирующем дросселе 8 до давления 1,7 МПа, в теплообменник-реконденсатор 9, где он испаряется и нагревается до температуры 167 К. Затем технологический поток полностью испаряется в подогревающем теплообменнике 4 и после повторного расширения в регулирующем дросселе 13 до давления 0,6 МПа его направляют в обратный поток совместно с паровой фазой из сборника-сепаратора 11.

Полученный сжиженный природный газ обладает высоким качеством, поскольку доля метана в нем стабильна и составляет не менее 99,995%. Пониженное содержание углеводородов C 2 + и диоксида углерода предотвращает закупорку арматуры и аппаратов при отгрузке, хранении и регазификации сжиженного природного газа кристаллами диоксида углерода и тяжелых углеводородов C 5 + , позволяет устранить явление ролловера при смешивании различных партий продукта, стабилизировать теплоту сгорания топлива, устраняет образование нагара в форкамерах двигателей при пиролизе углеводородов C 5 + , снижает содержание оксидов азота в продуктах сгорания.

Для увеличения производительности ректификационной колонны 6 по чистому парообразному продукту может быть установлен испаритель-реконденсатор 20 (см. фиг.5), который частично испаряет поток жидкости из ректификационной колонны 6 за счет охлаждения технологического потока. Это позволит увеличить количество чистого пара, отгоняемого из ректификационной колонны 6, до 140% от продукционного потока за счет сокращения величины жидкой фракции до 16% от продукционного потока. При этом производительность установки составит 8,2% от массового потока сырьевого газа (прямого потока) при сохранении качества продукта на прежнем уровне.

На линии прямого потока перед предварительным теплообменником 2 может быть установлен горячий теплообменник 16 с промежуточным дроссельным вентилем 17 (см. фиг.6). Таким образом, прямой поток от источника газа высокого давления 1 перед охлаждением в предварительном теплообменнике 2 подают на охлаждение в горячий теплообменник 16. Жидкую фракцию откачивают из ректификационной колонны 6 при помощи дожимающего криогенного насоса 15 и подают в горячий теплообменник 16 на испарение с последующим расширением через дроссель 17 до давления обратного потока и нагрев до температуры обратного потока. Из горячего теплообменника 16 поток смешивают с обратным потоком. Предложенный способ позволит дополнительно повысить производительность способа на 4-5%, а также утилизировать природный газ в виде обратного потока на 1,5% больше по сравнению со способом без криогенного насоса 15 и горячего теплообменника 16 (см. фиг.6).

Применяемые в настоящий момент высокотемпературные адсорбционные системы очистки не позволяют существенно снизить концентрацию тяжелых углеводородов в природном газе. Предлагаемая низкотемпературная очистка позволит отказаться от применения дорогостоящей высокотемпературной очистки при одновременном увеличении качества получаемого продукта.

Таким образом, использование данной группы 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.

1. Способ частичного сжижения природного газа, включающий предварительное охлаждение прямого потока газа высокого давления, отличающийся тем, что прямой поток после охлаждения дросселируют и разделяют на продукционный и технологический потоки, при этом продукционный поток охлаждают, дросселируют, разделяют в ректификационной колонне на жидкую фракцию и паровую фракцию, которую 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, а предварительно охлажденный технологический поток дросселируют, испаряют за счет реконденсации продукционного потока, а после повторного дросселирования направляют в обратный поток.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно охлажденный технологический поток перед дросселированием направляют в испаритель-конденсатор ректификационной колонны.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что жидкую фракцию из ректификационной колонны сжимают, направляют на испарение и нагрев с промежуточным дросселированием, а затем направляют в обратный поток.

4. Способ частичного сжижения природного газа, включающий предварительное охлаждение прямого потока газа высокого давления, отделение части прямого потока, ее расширение и соединение с обратным потоком, охлаждение другой части прямого потока, отличающийся тем, что прямой поток после охлаждения разделяют на продукционный и технологический потоки, при этом продукционный поток охлаждают, дросселируют, разделяют в ректификационной колонне на жидкую фракцию и паровую фракцию, которую 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, а предварительно охлажденный технологический поток дросселируют, испаряют за счет реконденсации продукционного потока, а после повторного дросселирования направляют в обратный поток.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что предварительно охлажденный технологический поток перед дросселированием направляют в испаритель-конденсатор ректификационной колонны.

6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что жидкую фракцию из ректификационной колонны сжимают, направляют на испарение и нагрев с промежуточным дросселированием, а затем направляют в обратный поток.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к низкотемпературному сжижению газа, например природного газа. При реализации способа вихревую трубу размещают вертикально в трехсекционной емкости-сепараторе, разделенной горизонтальными перегородками.

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 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.

Изобретение относится к технологии раздельного извлечения компонент газовых смесей, в частности очистки гексафторида урана от легколетучих примесей. Способ охлаждения газовой смеси включает предварительную очистку сжатого атмосферного воздуха, предварительное захолаживание сжатого атмосферного воздуха, охлаждение сжатого атмосферного воздуха в турбодетандере до заданной температуры, отвод работы, затраченной на расширение, регулирование холодопроизводительности. Предварительную очистку сжатого атмосферного воздуха производят на цеолите, обеспечивающем очистку до точки росы 203K. Предварительное захолаживание сжатого атмосферного воздуха осуществляют в рекуперативном теплообменнике. Отвод работы, затраченной на расширение, осуществляют нагревом промежуточного рабочего тела на тормозящем устройстве. Регулирование холодопроизводительности обеспечивают изменением числа оборотов турбины турбодетандера. Использование изобретения позволяет обеспечить необходимую степень очистки гексафторида урана от легколетучих примесей, существенно упрощает технологическое и конструктивное исполнение схемы охлаждения, обеспечивает необходимый интервал температур даже при самых теплонапряженных режимах работы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к криогенной технике. Способ получения сжиженного метана высокой чистоты, включающий предварительное охлаждение компрессата, его разделение на технологический поток, который охлаждают, редуцируют и нагревают продуктовым и технологическим потоками, и продуктовый поток, который охлаждают, редуцируют и сепарируют с получением сжиженного метана и газа сепарации. Природный газ предварительно подвергают мягкому паровому каталитическому риформингу совместно с водным конденсатом и деминерализованной водой с получением риформата. Риформат смешивают с нагретым технологическим потоком и сжимают компрессором, оснащенным в качестве привода двигателем внутреннего сгорания, с получением компрессата, предварительное охлаждение которого осуществляют сторонним хладоагентом до температуры не ниже температуры гидратообразования. Перед разделением компрессата на технологический и продуктовый потоки его осушают и очищают от углекислого газа с получением метана высокой чистоты, водного конденсата и отходящего газа, содержащего CO2, при этом газ сепарации нагревают продуктовым и технологическим потоками, смешивают с отходящим газом, содержащим CO2, и используют в качестве топлива для привода компрессора. Техническим результатом является повышение выхода жидкого метана высокой чистоты. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх