Способ осушки газа и блок осушки газа для его реализации



Способ осушки газа и блок осушки газа для его реализации
Способ осушки газа и блок осушки газа для его реализации

 


Владельцы патента RU 2534141:

Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" (RU)

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть использовано при технологических операциях в процессе добычи и транспортирования природного и нефтяного газов. Способ осушки газа заключается в попеременном пропускании осушаемого газа через адсорберы, один из которых используют в режиме осушки, а другой - в режиме регенерации, с отбором и нагревом части осушенного газа для регенерации адсорбента, при этом газ после регенерации адсорберов направляют в первичный охладитель газа для охлаждения и удаления первичного конденсата, после чего направляют в холодильник для дальнейшего понижения температуры и выделения вторичного конденсата, затем осушенный и охлажденный газ подают на вход компрессора, где поднимают его давление до величины не ниже значения входного давления осушаемого газа, предпочтительно выше, и далее газ направляют в ресивер и на вход блока осушки. Блок осушки газа содержит входной трубопровод, два адсорбера с входными и выходными трубопроводами, соединенными последовательно с теплообменником для первичного охлаждения газа, холодильником, конденсатосборником, компрессором и ресивером, клапаны с системой управления, обеспечивающие переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, и дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа в регенерируемый адсорбер. Изобретение обеспечивает эффективную осушку газа с помощью блока осушки с замкнутым циклом регенерации и позволяет исключить выбросы газа в атмосферу. 2 н. и 4 з.п. ф - лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть использовано при технологических операциях в процессе добычи и транспортирования природного и нефтяного газов.

В последнее время при добыче и транспортировании природного газа утверждается концепция повышения надежности и экологичности технологического оборудования и средств автоматики, обеспечивающей заданные параметры технологического цикла указанного процесса.

Известны устройства для осушки воздуха, включающие два адсорбера, соединенных трубопроводами, которые связаны с клапанами, обеспечивающими переключение режимов их работы с режима осушки в режим регенерации по команде от системы управления клапанами (см. заявку Японии N 61-35891 В, МКИ B01D 53/26, 53/02 от 86.08.15; заявка ЕПВ N 0212101, МКИ B01D 53/04, 53/26 от 87.03.04; заявка ФРГ N 3514473, МКИ B01D 53/26, от 86.10.23).

Известен способ и устройство для осушки сжатого воздуха (заявка ФРГ N 3304722, кл B01D 53/26), содержащее два адсорбера, соединенных трубопроводами с установленными на них клапанами, которые обеспечивают поочередное переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа при пониженном давлении, в регенерируемый адсорбер и влагоотделитель с влагоотводящим клапаном, открывающимся согласно ритму переключения адсорберов.

Недостатком известного устройства является то, что выброс накопившегося конденсата и газа регенерации происходит в окружающую среду, а также при высоком давлении. Поэтому использование приведенного устройства невозможно при осушке, например, токсичных и взрывопожароопасных газообразных веществ, например, природного газа, где в конденсате могут содержаться компоненты, опасные для человеческого организма и вредно воздействующие на окружающую среду.

Известен способ осушки газа и устройство для осушки сжатого газа, включающее два адсорбера, соединенных трубопроводами, содержащими клапаны, обеспечивающие переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа при пониженном давлении в регенерируемый адсорбер и влагоотделитель с влагоотводящим клапаном, отличающееся тем, что в нем влагоотделитель разделен на два резервуара: резервуар высокого давления, в полости которого размещен обратный клапан, механически связанный с поплавковым устройством, и резервуар низкого давления с автономно управляемым влагоотводящим клапаном, снабженный предохранительным клапаном (Патент РФ №2165786, МПК B01D 53/26-прототип).

Устройство работает следующим образом.

Влажный газ с конденсатом поступает в резервуар высокого давления влагоотделителя, где конденсат накапливается. Отделенный от конденсата влажный газ поступает в один из адсорберов, работающих поочередно: один в режиме осушки; другой в режиме регенерации. Переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, по мере насыщения влагой, обеспечивается при помощи распределительных клапанов.

Для регенерации адсорбера используется часть осушенного газа, составляющая 25% при холодной регенерации, и 8…10% при тепловой, который при пониженном давлении, за счет дросселирования дросселем, пропускается через регенерируемый адсорбер. В режиме регенерации часть сухого газа подается в адсорбер в обратном направлении. Газ, проходя через внутреннюю полость адсорбера и слой адсорбента, насыщается влагой.

Основными недостатками указанного блока осушки является то, что после регенерации использованный газ регенерации и конденсат сбрасывается в атмосферу, что в значительной степени, ухудшает экологию и приводит к потерям газа.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание блока осушки с замкнутым циклом регенерации, что позволит исключить выбросы газа регенерации в атмосферу.

Решение указанной задачи достигается тем, что, в предложенном способе осушки газа, заключающемся в попеременном пропускании осушаемого газа через адсорберы с отбором и нагревом части осушенного газа для регенерации адсорбента, причем один из адсорберов используют в режиме осушки, другой - в режиме регенерации, согласно изобретению газ после регенерации адсорберов направляют в первичный охладитель газа, где его охлаждают до заданной температуры и удаляют первичный конденсат, после чего газ после регенерации адсорберов направляют в холодильник, где понижают его температуру для выделения вторичного конденсата, после чего осушенный и охлажденный газ после регенерации адсорберов подают на вход компрессора, где поднимают его давление до величины, по крайней мере, не ниже значения входного давления осушаемого газа, предпочтительно выше, при этом после компрессора газ после регенерации адсорберов направляют в ресивер, и далее, на вход блока осушки.

В варианте применения способа дополнительно контролируют степень осушки адсорбента в регенерируемом адсорбере, для чего используют дополнительный преобразователь температуры и влажности, который устанавливают перед компрессором.

В варианте применения способа регенерацию адсорберов осуществляют при рабочем давлении, для чего упомянутый дроссель открывают полностью или вводят параллельный трубопровод с шаровым краном.

Для реализации указанного способа предложен блок осушки газа который, согласно изобретению содержит, как минимум, входной трубопровод, два адсорбера с входными и выходными трубопроводами, заполненные адсорбентом, соединенных между собой системой трубопроводов, клапаны с системой управления, обеспечивающие переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа в регенерируемый адсорбер и основной кондесатосборник с влагоотводящим клапаном, при этом выходные трубопроводы адсорберов соединены предпочтительно последовательно с теплообменником для первичного охлаждения газа регенерации, холодильником, конденсатосборником, компрессором и ресивером, а выходной трубопровод ресивера соединен с входным трубопроводом блока.

В варианте исполнения блок осушки газа содержит дополнительный преобразователь температуры и влажности, установленный перед компрессором.

В варианте исполнения в блоке осушки газа параллельно дросселю установлен дополнительный трубопровод с шаровым краном.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана принципиальная схема предложенного блока осушки газа, на фиг.2 - схема блока в варианте исполнения.

Предложенный способ может быть реализован при помощи блока, имеющего следующую конструкцию.

Агрегаты блока смонтированы на раме. Блок состоит из двух адсорберов 1 и 2, заполненных адсорбентом и снабженных манометрами 3 и 4 соответственно; двух теплообменников 5 и 6, холодильника 7. Теплообменник 5 предназначен для подогрева газа регенерации. Теплообменник 6 предназначен для первичного охлаждения газа регенерации. Холодильник 7 предназначен для окончательного охлаждения газа регенерации. Для первичной очистки газа от механических примесей и капельной влаги на входной магистрали установлен фильтр-влагоотделитель 8. Фильтры 9 и 10 установлены на выходных трубках адсорберов и служат для очистки осушенного газа от механических примесей. Возврат газа регенерации на вход блока осуществляется компрессором 11, установленный на отдельной раме. Смену и переключение адсорберов с режима осушки на режим регенерации осуществляют при помощи 3-ходовых шаровых кранов 12 и 13 с электроприводами. Кран 14, установленный на входной магистрали блока, предназначен для переключения потока сырого газа в один из адсорберов или, минуя блок, в «байпасную» линию. Измерение влажности осушенного газа осуществляется первичным преобразователем температуры и влажности 15, установленным параллельно выходной магистрали. Для сбора и последующего удаления конденсата из пневмосистемы служит конденсатосборник 16. Слив конденсата из конденсатосборника осуществляется автоматически или вручную при помощи электропневмоклапана 17. Для сброса давления газа из агрегатов и трубопроводов блока при техническом обслуживании или появлении аварийной ситуации, установлен электропневмоклапан 18. Для предотвращения потока осушенного газа из магистрали потребителя в блок осушки газа в составе блока предусмотрен обратный клапан 19. Обратные клапаны 20 и 21 предназначены для предотвращения поступления осушенного газа в адсорберы при регенерации. Клапан 22 служит для предотвращения попадания сырого газа в выходную линию компрессора 11 и ресивер 23. Для задания и поддержания давления газа регенерации в заданных пределах на выходных патрубках адсорберов установлен дроссель 24. Ресивер 23 снабжен предохранительным клапаном 25.

В варианте исполнения на входе в компрессор 11 установлен дополнительный преобразователь температуры и влажности 26.

В варианте исполнения параллельно дросселю установлен дополнительный трубопровод 27 с шаровым краном 28.

Для контроля температур процессов нагрева и охлаждения различных устройств и газа в блоке установлены датчики температур. Для контроля давления в различных линиях блока установлено три датчика давления. Шкаф электрооборудования блока установлен в отдельном боксе. Все агрегаты блока связаны между собой трубопроводами с соединительными фитингами.

Предложенный способ реализуется при помощи указанного блока следующим образом.

Через шаровый кран 14, переключенный на расход газа через блок осушки, при выключенных электропневмоклапанах газ поступает в шаровый кран 12, а затем в адсорбер 1, где осуществляется осушка сырого газа. Адсорберы работают поочередно: один - в режиме осушки, другой - в режиме регенерации, а по окончании процесса регенерации - в ожидании.

Режим осушки состоит в том, что влажный газ при рабочем давлении, при этом контроль давления осуществляется по показаниям манометра 3 или 4, попадает в адсорбер 1 или 2, заполненный адсорбентом. Проходя через адсорбент, влажный газ осушается. Далее, пройдя фильтр 9 или 10, поступает на потребление.

Влажность осушенного газа контролируется измерительным преобразователем точки росы 15.

Режим регенерации заключается в следующем. Часть осушенного газа поступает в теплообменник 5, где подогревается до температуры 300…320°C, пройдя обратные клапаны 20, или 21, попадает в адсорбер 1 или 2, корпус которого также нагревается электронагревательным элементом, выполненным в виде ленты, навитой на его наружную поверхность. Сухой горячий газ, проходя через подогретый и насыщенный влагой адсорбент, насыщается влагой, тем самым осушая адсорбент и, пройдя через кран 13, поступает в теплообменник 6, представляющий собой типовой агрегат воздушного охлаждения (АВО), где происходит охлаждение газа регенерации до заданной температуры, превышающей на 10…15°C температуру окружающей среды. Здесь же происходит первичный сбор конденсата в сепараторе, входящем в состав теплообменника АВО. Затем газ поступает в холодильник 7, где происходит дальнейшее понижение его температуры и вторичное выпадение конденсата. Охлажденный и осушенный газ поступает на вход компрессора 11 и далее в ресивер 23. Из ресивера 23 сухой газ возвращается на вход блока.

В варианте исполнения дополнительно контролируют степень осушки адсорбента в регенерируемом адсорбере, для чего используют дополнительный преобразователь температуры и влажности 26, который устанавливают перед компрессором 11. При равенстве значений влажности обоих измерителей процесс регенерации прекращается.

В варианте исполнения регенерацию адсорберов 1 или 2 осуществляют при рабочем давлении, для чего дроссель 24 открывают полностью или вводят параллельный трубопровод 27 с шаровым краном 28.

Система управления (СУ) обеспечивает работу блока в автоматическом режиме.

Использование предложенного технического решения позволит создать блок осушки с замкнутым циклом регенерации, что даст возможность исключить выбросы газа регенерации в атмосферу.

1. Способ осушки газа, заключающийся в попеременном пропускании осушаемого газа через адсорберы, с отбором и нагревом части осушенного газа для регенерации адсорбента, причем один из адсорберов используют в режиме осушки, другой - в режиме регенерации, характеризующийся тем, что газ после регенерации адсорберов направляют в первичный охладитель газа, где его охлаждают до заданной температуры и удаляют первичный конденсат, после чего газ после регенерации адсорберов направляют в холодильник, где понижают его температуру для выделения вторичного конденсата, после чего осушенный и охлажденный газ после регенерации адсорберов подают на вход компрессора, где поднимают его давление до величины, по крайней мере, не ниже значения входного давления осушаемого газа, предпочтительно выше, при этом после компрессора газ после регенерации адсорберов направляют в ресивер и далее на вход блока осушки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно контролируют степень осушки адсорбента в регенерируемом адсорбере, для чего используют дополнительный преобразователь температуры и влажности, который устанавливают перед компрессором.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что регенерацию адсорберов осуществляют при рабочем давлении, для чего упомянутый дроссель открывают полностью или вводят параллельный трубопровод с шаровым краном.

4. Блок осушки газа для реализации способа по п.1, характеризующийся тем, что он содержит, как минимум, входной трубопровод, два адсорбера с входными и выходными трубопроводами, заполненные адсорбентом, соединенных между собой системой трубопроводов, клапаны с системой управления, обеспечивающие переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа в регенерируемый адсорбер и основной кондесатосборник с влагоотводящим клапаном, при этом выходные трубопроводы адсорберов соединены, предпочтительно последовательно, с теплообменником для первичного охлаждения газа регенерации, холодильником, конденсатосборником, компрессором и ресивером, а выходной трубопровод ресивера соединен с входным трубопроводом блока.

5. Блок осушки газа по п.4, отличающийся тем, что он содержит дополнительный преобразователь температуры и влажности, установленный перед компрессором.

6. Блок осушки газа по п.4, отличающийся тем, что параллельно дросселю установлен дополнительный трубопровод с шаровым краном.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу обработки осушенного загрузочного природного газа, включающему введение загрузочного потока (54) в первый разделительный резервуар (22), динамическое расширение газового потока (56), выходящего из резервуара (22), в турбине (24), затем его введение в первую колонну (26) очистки.
Изобретение относится к способу получения горючего газа для газовых двигателей из образующегося при добыче нефти попутного газа, который содержит метан, этан, пропан, углеводороды с более чем тремя атомами углерода и по обстоятельствам пропен, причем получаются газообразная фракция и жидкостная фракция путем частичной конденсации попутного газа, причем процесс конденсации проводится при таких соотношениях давления и температуры, что жидкостная фаза по существу не содержит метана, этана, пропана и по обстоятельствам пропена и что газообразная фаза по существу свободна от н-бутана и изобутана.

Изобретение относится к комплексу для доставки природного газа потребителю, включающему средство его трансформирования в газогидрат. Средство содержит реактор, сообщенный с источником газа и воды, средство охлаждения смеси воды и газа и средство поддержания давления в реакторе не ниже равновесного, необходимого для гидратообразования, средство отгрузки газогидрата в транспортное средство снабженное грузовыми помещениями, выполненными с возможностью поддержания термодинамического равновесия, исключающего диссоциацию газогидрата, и средство разложения газогидрата с получением газа.

Изобретение относится к технологиям малотоннажной утилизации непромышленных газов в газовой промышленности. Изобретение касается малотоннажной установки по утилизации ресурсов малых месторождений природного газа, состоящей из последовательно соединенных очистительного модуля, теплообменника предварительного нагрева, теплообменника-рекуператора для тепловой обработки сырья, реактора плазмохимического синтеза для образования водородно-сажевой смеси, теплообменника-рекуператора для закалки, теплообменника-охладителя для охлаждения смеси, циклона для выделения и подачи в рукавный фильтр для сбора с последующей подачей в гранулятор и конденсатор, гранулятора для гранулирования частиц сажи при увлажнении водой из конденсатора и последующей подачи в сушильный барабан, конденсатора для подачи воды в гранулятор и конденсации воды с подачей водородной смеси в компрессор, сушильного барабана для осушки и выделения, компрессора для сжатия водорода и подачи в мембранный блок для обогащения и последующего выделения.

Изобретение относится к способу подготовки природного газа для транспортирования, включающий получение газовых гидратов путем смешения газа с водой в реакторе непрерывного охлаждения и поддержания требуемых температур полученной смеси с одновременным поддержанием давления не ниже равновесного, необходимого для гидратообразования.

Изобретение относится к способу удаления кислых компонентов из газового потока. Изобретение касается способа производства очищенного углеводородного газа из газового потока, содержащего углеводороды и кислые загрязнители, включающего: (а) охлаждение газового потока до температуры, при которой образуется смесь, содержащая твердые и, возможно, жидкие кислые загрязнители и пар, содержащий газообразные углеводороды; (b) подачу образованной смеси в аппарат и отделение твердых и, возможно, жидких кислых загрязнителей от смеси в этом аппарате, в результате чего получают очищенный углеводородный газ; (с) подачу тепла к по крайней мере части твердых и, возможно, жидких кислых загрязнителей, в результате чего расплавляется по крайней мере часть твердых кислых загрязнителей и образуется нагретый обогащенный загрязнителями поток; (d) отвод нагретого обогащенного загрязнителями потока из аппарата; и при этом способ дополнительно включает: (е) повторный нагрев по крайней мере части нагретого обогащенного загрязнителями потока с образованием повторно нагретого рециркуляционного потока; и (f) рециркуляцию по крайней мере части повторно нагретого обогащенного загрязнителями рециркуляционного потока в аппарат.

Изобретение относится к устройству для подготовки природного газа для транспортирования, включающему реактор, сообщенный с источником газа и воды, средство охлаждения смеси воды и газа и средство поддержания давления в реакторе не ниже равновесного, необходимого для гидратообразования.

Изобретение относится к способу доставки природного газа потребителю. Способ включает получение газовых гидратов, их перемещение потребителю, разложение газогидрата с получением газа и характеризуется тем, что газогидрат получают в виде водогидратной пульпы с содержанием частиц газогидрата около 50% ее объема.
Изобретение относится к реагентам и может быть использовано на объектах нефтегазодобычи для обезвреживания продукции за счет нейтрализации биогенных сернистых соединений.

Группа изобретений относится к области автомобильного транспорта, в частности к пневматическим тормозным системам транспортных средств. Влагоотделительный патрон содержит пружинную крышку и несущий элемент.

Настоящее изобретение относится к способу промысловой регенерации триэтиленгликоля (ТЭГ) выпариванием воды из основного объема влагосодержащего ТЭГ и удалением попутно накопленных этим ТЭГом примесей и воды из остального, специально изъятого из процесса осушки газа объема ТЭГ, экстрагированием примесей дополнительно добавленной водой при интенсивном перемешивании этой смеси с последующим отстаиванием, сливом отстоявшегося из смеси ТЭГ, фильтрованием и регулируемым дозированным возвращением этого, слитого после отстаивания, ТЭГ в основной объем, подаваемый на выпаривание воды.

Изобретение относится к методу определения доли адсорбированного вещества, которое содержится в формованном теле, грануляте или порошке из цеолита, цеолитного соединения или силикагеля в качестве адсорбирующего материала, а также к соответствующему устройству и применению устройства для определения или мониторинга степени насыщения адсорбирующего материала, заложенного на хранение в емкость.

Изобретение относится к технике подготовки углеводородного газа к переработке или транспорту. Установка подготовки углеводородного газа содержит соединенные трубопроводами компрессорную станцию, холодильник газа и сепаратор отделения газа от жидкости.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для промысловой регенерации насыщенного раствора триэтиленгликоля, который используют в качестве абсорбента для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных газов.
Адсорбент для осушки газов, содержащий пористую матрицу и в порах матрицы активное влагопоглощающее гигроскопическое вещество из группы гидрофосфатов или дигидрофосфатов натрия или калия с размерами частиц 1-10 нм в количестве 40-100 вес.% в расчете на сухое вещество матрицы.

Способ относится к очистке природного газа с помощью одного или большего числа адсорберов и к регенерации адсорберов. Способ включает прохождение сырья, содержащего природный газ, через первый адсорбер для получения продукта, содержащего очищенный природный газ; регенерацию второго адсорбера на стадии нагревания, и регенерацию второго адсорбера на стадии охлаждения.

Изобретение предназначено для разделения газожидкостных смесей и может быть использовано на объектах газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности. Газожидкостный сепаратор содержит корпус с патрубком входа газожидкостной смеси, патрубки выхода газа и выхода жидкости.

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.

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.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения газообразного кислорода из сжатого воздуха путем адсорбции. Газообразный кислород, обладающий чистотой, равной или большей, чем заданное значение чистоты, получают путем разделения воздуха за счет адсорбции азота, по меньшей мере, на одном адсорбенте, сорбирующем азот лучше, чем кислород.
Наверх