Способ сжижения природного газа и установка для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2538192:

Открытое акционерное общество "Газпром" (RU)

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.

 

Группа изобретений относится к области сжижения газов и их смесей и может быть использована при переработке природного газа.

Из уровня техники известен способ сжижения газа на шельфе или побережье арктических морей (патент России №2344359, кл. F25J 1/00, опубл. 20.01.2009). Способ реализуется на установке, состоящей из двух контуров: контура очистки газа от примесей, выделения из него тяжелых углеводородов, азота и сжижения природного газа и контура циркуляции хладагента, в котором поток хладагента после сжатия и охлаждения разделяют в узле деления на два потока в соотношениях от 1:19 до 1:33. Больший поток хладагента направляют на охлаждение в теплообменник, а меньший - через дроссельный вентиль в куб отпарной колонны, затем оба потока хладагента, после выравнивания давлений в них, смешивают. Недостаток известного способа состоит в том, что он обладает высокими энергетическими затратами.

Наиболее близкими техническими решениями, принятыми заявителем в качестве прототипа, являются способ сжижения газа и установка для его осуществления (патент России №2344360, кл. F25J 1/00, опубл. 20.01.2009). Известный способ реализуется на установке, состоящей из двух контуров: контура очистки газа от примесей, выделения из него тяжелых углеводородов, азота и сжижения природного газа и контура циркуляции хладагента, в котором поток хладагента после сжатия и охлаждения разделяют в узле деления на два потока в соотношениях от 1:19 до 1:33. Больший поток хладагента направляют на охлаждение в теплообменник, а меньший - через дроссельный вентиль в куб отпарной колонны, затем оба потока хладагента, после выравнивания давлений в них, смешивают. Установка для сжижения природного газа включает контур очистки газа от примесей, выделения из него тяжелых углеводородов и азота и сжижения природного газа, а также контур циркуляции хладагента. Узел деления сжижаемого газа выполнен с двумя выходами, к которым подключены первая и вторая линии сжижаемого газа, которые объединяются в узле смешения потоков сжижаемого газа. Первая линия сжижаемого газа проходит через первый теплообменник, а вторая линия сжижаемого газа - через второй теплообменник. Обе линии содержат вентили и измерители давления, обеспечивающие выравнивание давлений сжижаемого газа в первой и второй линиях перед их объединением в узле смешения потоков сжижаемого газа, выход которого соединен с первым сепаратором, верхняя часть которого соединена с отпарной колонной третьей линией сжижаемого газа, проходящей через первый теплообменник. Верхняя часть отпарной колонны соединена трубопроводом со вторым теплообменником, а нижняя часть отпарной колонны соединена четвертой линией сжижаемого газа, проходящей через теплообменник-переохладитель. Контур циркуляции хладагента включает узел деления сжатого хладагента с двумя выходами, к которым подключены первая и вторая линии хладагента, объединяющиеся в первом узле смешения потоков хладагента. Первая линия хладагента проходит через третий теплообменник, а вторая линия - через третий дроссельный вентиль и куб отпарной колонны. Обе линии содержат вентили и измерители давления, обеспечивающие выравнивание давлений хладагента в первой и второй линиях перед их объединением в первом узле смешения потоков хладагента. Использование известных способа и установки приводит к высоким энергетическим затратам.

Технический результат, достигаемый группой изобретений, заключается в снижении энергетических затрат, необходимых для выполнения процесса сжижения газа.

Технологическая схема сжижения природного газа представлена на чертеже.

Сущность способа сжижения газа заключается в том, что предварительно очищенный и осушенный природный газ охлаждают и конденсируют в теплообменнике предварительного охлаждения до температуры минус 52-54°С, затем сепарируют, отделяя жидкую этановую фракцию, которую направляют на фракционирование, а газовый поток с первого сепаратора последовательно охлаждают в теплообменнике сжижения до температуры минус 120-125°С, переохлаждают газообразным азотом в теплообменнике переохлаждения до температуры минус 150-160°С. Давление переохлажденного сжиженного природного газа (СПГ) снижают в жидкостном детандере до 0,11-0,13 МПа. Переохлажденный СПГ направляют на сепарирование, после чего сжижаемый газ направляют в емкость хранения СПГ. Отсепарированный газ направляют в систему топливного газа, смешанный хладагент, состоящий из азота, метана, этана, пропана, бутана и пентана из теплообменника предварительного охлаждения компримируют до давления от 3,0 до 3,1 МПа, охлаждая до температуры 26-30°С, и разделяют в сепараторах на потоки тяжелого жидкого хладагента и легкого газообразного смешанного хладагента. Причем потоки тяжелого жидкого хладагента подают насосами для смешения с тяжелым жидким хладагентом из последнего сепаратора, потоки тяжелого жидкого смешанного хладагента и легкого газообразного смешанного хладагента направляют для охлаждения до температуры минус 52-54°С за счет подачи обратного смешанного потока низкого давления тяжелого и легкого смешанного хладагента. Затем тяжелый жидкий смешанный хладагент переохлаждают в теплообменнике предварительного охлаждения, дросселируют до давления 0,25-0,27 МПа и подают вместе с легким смешанным хладагентом, направленным из теплообменника сжижения, для охлаждения трубных потоков теплообменника предварительного охлаждения. Легкий смешанный хладагент конденсируют и последовательно переохлаждают в теплообменнике предварительного охлаждения и теплообменнике сжижения. Переохлажденный сжиженный легкий смешанный хладагент, полученный на выходе теплообменника сжижения, направляют на дросселирование до давления 0,25-0,27 МПа и далее на охлаждение его трубных потоков. Газообразный азот низкого давления из теплообменника азотного цикла последовательно компримируют в компрессоре турбодетандера до давления 1,2-1,4 МПа и в компрессорах азотного цикла до давления 3,5-3,7 МПа, охлаждают в воздушных охладителях до температуры 26-30°С, и в теплообменнике азотного цикла до температуры минус 107-109°С за счет обратного потока азотного хладагента низкого давления, затем азот расширяют до давления 0,8-1,0 МПа и направляют для переохлаждения потока СПГ в теплообменник переохлаждения, затем рекуперативно нагревают в теплообменнике азотного цикла до температуры 22-24°С потоком азота высокого давления и возвращают на всас компрессора турбодетандерного агрегата.

Сущность установки для осуществления способа сжижения газа заключается в том, что она 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. В установке вход теплообменника предварительного охлаждения предназначен для подачи природного газа. Первый выход теплообменника предварительного охлаждения соединен с входом первого сепаратора, выход газового потока которого соединен с первым входом теплообменника сжижения, первый выход которого соединен с входом теплообменника переохлаждения, первый выход которого соединен через жидкостной детандер с входом второго сепаратора, выход отсепарированного газа которого предназначен для передачи в систему топливного газа. Выход сжиженного газа второго сепаратора соединен с емкостью хранения сжиженного природного газа (СПГ), выход жидкой этановой фракции первого сепаратора соединен с входом блока фракционирования. Выход смешанного хладагента теплообменника предварительного охлаждения соединен с входом первого компрессора, выход которого соединен с входом воздушного охладителя, последовательно соединенного с входом сепаратора, предназначенного для разделения на потоки тяжелого жидкого хладагента и легкого газообразного смешанного хладагента. Упомянутые первый компрессор, воздушный охладитель и сепаратор образуют первую ступень, по крайней мере, трехступенчатого компрессора, все ступени которого идентичны. Выход легкого газообразного смешанного хладагента сепаратора i-й ступени (где i=1,2) соединен с входом компрессора (i+1)-й ступени трехступенчатого компрессора, выход легкого газообразного смешанного хладагента сепаратора последней ступени соединен со вторым входом теплообменника предварительного охлаждения. Выходы потоков тяжелого жидкого хладагента сепараторов первой и второй ступени через первый и второй насосы соответственно объединены с выходом потока тяжелого жидкого хладагента сепаратора третьей ступени для подачи на третий вход теплообменника предварительного охлаждения. Второй выход теплообменника предварительного охлаждения соединен со вторым входом теплообменника сжижения, второй выход которого через второй дроссель соединен с входом теплообменника сжижения, предназначенным для охлаждения его трубных потоков. Третий выход теплообменника предварительного охлаждения через первый дроссель объединен с третьим выходом теплообменника сжижения для подачи в межтрубное пространство теплообменника предварительного охлаждения для охлаждения его трубных потоков. Второй выход теплообменника переохлаждения соединен с входом теплообменника азотного цикла, первым и вторым выходами соединенного с входами соответственно детандера и компрессора турбодетандерного агрегата, выходы которых соединены с входами передачи холода потоку СПГ теплообменника переохлаждения и второго компрессора азотного цикла соответственно, выход последнего из которых соединен с последовательно соединенными пятым воздушным охладителем, первым компрессором азотного цикла и четвертым воздушным охладителем, выход которого предназначен для подачи потока азота высокого давления на другой вход теплообменника азотного цикла.

Установка сжижения природного газа, на которой реализуется способ сжижения природного газа, включает в себя два контура:

- контур смешанного хладагента;

- контур азотного хладагента.

В состав установки, предназначенной для осуществления способа сжижения природного газа, входят следующие элементы и блоки:

- теплообменник предварительного охлаждения - 1;

- с первого по пятый сепараторы - 2, 20, 8, 11, 14;

- первый и второй дроссели - 3, 5;

- теплообменник сжижения - 4;

- с первого по третий компрессоры - 6, 9, 12, предназначенные для сжатия смешанного хладагента;

- с первого по пятый воздушные охладители - 7, 10, 13, 23, 25;

- первый и второй насосы - 15, 16;

- жидкостной детандер 19;

- теплообменник переохлаждения - 17;

- теплообменник азотного цикла - 18;

- турбодетандерный агрегат, включающий детандер 21 и компрессор - 22;

- два компрессора азотного цикла - 24, 26;

- блок фракционирования - 27;

- емкость хранения СПГ - 28.

Предварительно очищенный и осушенный природный газ подают на сжижение и затем охлаждают за счет холода смешанного хладагента в теплообменнике предварительного охлаждения 1 до температуры минус 52-54°С. Двухфазный поток проходит через первый сепаратор 2, где происходит отделение этановой фракции, после чего жидкость из первого сепаратора направляют на фракционирование. Газовый поток направляют в теплообменник сжижения 4 и охлаждают до температуры минус 120-125°С.

Далее сжиженный природный газ (СПГ) переохлаждают в теплообменнике переохлаждения 17 азотом до температуры минус 150-160°С.

Давление переохлажденного СПГ, выходящего из теплообменника переохлаждения 17, снижают в жидкостном детандере 19 до 0,11-0,13 МПа. СПГ низкого давления поступает в сепаратор 20, и затем его направляют в емкость хранения СПГ.

Применение жидкостного детандера 19 позволяет сэкономить количество энергии, затрачиваемой на процесс сжижения, за счет использования энергии расширения сжиженного газа.

Контур смешанного хладагента

Смешанный хладагент состоит из азота, метана, этана, пропана, бутана и пентана.

Смешанный хладагент компримируют в компрессорах 6, 9, 12 до давления 3,0-3,1 МПа. Между ступенями сжатия его охлаждают в воздушных охладителях (7, 10, 13) до температуры 26-30°С. Двухфазные потоки подают в сепараторы 8, 11, 14 смешанного хладагента для разделения на поток «тяжелого жидкого смешанного хладагента» и поток «легкого газообразного смешанного хладагента». При этом потоки «тяжелого жидкого смешанного хладагента» из сепараторов 8 и 11 подают насосами 15, 16 для смешения с жидкостью из сепаратора 14. Состав и количество «тяжелого жидкого смешанного хладагента» по ступеням зависит от состава смешанного хладагента, который выбирают таким образом, чтобы обеспечить наименьшие затраты при сжижении природного газа в зависимости от температуры окружающей среды.

Потоки тяжелого и легкого смешанного хладагента охлаждают в теплообменнике 1 до температуры минус 52-54°С за счет обратного потока тяжелого и легкого смешанного хладагента низкого давления.

Тяжелый смешанный хладагент переохлаждают в теплообменнике 1 и дросселируют на дросселе 3 до давления 0,25-0,27 МПа в межтрубное пространство теплообменника 1, куда поступает также легкий смешанный хладагент из теплообменника сжижения 4 для охлаждения трубных потоков теплообменника 1.

Легкий смешанный хладагент конденсируют и переохлаждают в теплообменниках 1 и 4. Затем переохлажденный сжиженный легкий смешанный хладагент дросселируют на дросселе 5 до давления 0,25-0,27 МПа в межтрубное пространство теплообменника сжижения 4 и охлаждают трубные потоки теплообменника сжижения 4.

Потоки тяжелого и легкого смешанного хладагента низкого давления объединяют и возвращают в межтрубное пространство теплообменника 1 для охлаждения его трубных потоков.

Смешанный хладагент низкого давления выходит из теплообменника 1 в виде пара с температурой 20-25°С, который направляют для прохождения нового цикла циркуляции хладагента.

Смешанный хладагент используют для охлаждения потока газа до температуры минус 120-125°С.

Контур азотного хладагента

Газообразный азот низкого давления компримируют в компрессоре 22 турбодетандерного агрегата с приводом от детандера 21 до давления 1,2-1,4 МПа и в компрессорах азотного цикла 24, 26, до давления 3,5-3,7 МПа, охлаждают в воздушных охладителях 23, 25 до температуры 26-30°С и в теплообменнике азотного цикла 18 до температуры минус 107-109°С за счет обратного потока азотного цикла низкого давления.

Далее азот расширяют в детандере 21 до давления 0,8-1,0 МПа, и он отдает свой холод потоку СПГ в теплообменнике переохлаждения 17, затем рекуперативно нагревают в теплообменнике азотного цикла 18 до температуры 22-24°С потоком азота высокого давления и возвращают на всас компрессора 22.

Снижение энергетических показателей, затрачиваемых на процесс сжижения газа, достигается за счет использования смешанного хладагента на стадии предварительного охлаждения и сжижения и азотного цикла на стадии переохлаждения.

1. Способ сжижения газа, заключающийся в том, что предварительно очищенный и осушенный природный газ охлаждают и конденсируют в теплообменнике предварительного охлаждения до температуры минус 52-54°C, затем сепарируют, отделяя жидкую этановую фракцию, которую направляют на фракционирование, а газовый поток с первого сепаратора последовательно охлаждают в теплообменнике сжижения до температуры минус 120-125°C, переохлаждают газообразным азотом в теплообменнике переохлаждения до температуры минус 150-160°C, давление переохлажденного сжиженного природного газа (СПГ) снижают в жидкостном детандере до 0,11-0,13 МПа, и переохлажденный СПГ направляют на сепарирование, после чего сжижаемый газ направляют в емкость хранения СПГ, отсепарированный газ направляют в систему топливного газа, смешанный хладагент, состоящий из азота, метана, этана, пропана, бутана и пентана, из теплообменника предварительного охлаждения компримируют до давления от 3,0 до 3,1 МПа, охлаждая до температуры 26-30°C и разделяют в сепараторах на потоки тяжелого жидкого хладагента и легкого газообразного смешанного хладагента, причем потоки тяжелого жидкого хладагента подают насосами для смешения с тяжелым жидким хладагентом из последнего сепаратора, потоки тяжелого жидкого смешанного хладагента и легкого газообразного смешанного хладагента направляют для охлаждения до температуры минус 52-54°C за счет подачи обратного смешанного потока низкого давления тяжелого и легкого смешанного хладагента, затем тяжелый жидкий смешанный хладагент переохлаждают в теплообменнике предварительного охлаждения, дросселируют до давления 0,25-0,27 МПа и подают вместе с легким смешанным хладагентом, направленным из теплообменника сжижения, для охлаждения трубных потоков теплообменника предварительного охлаждения, легкий смешанный хладагент конденсируют и последовательно переохлаждают в теплообменнике предварительного охлаждения и теплообменнике сжижения, переохлажденный сжиженный легкий смешанный хладагент, полученный на выходе теплообменника сжижения, направляют на дросселирование до давления 0,25-0,27 МПа и далее на охлаждение его трубных потоков, газообразный азот низкого давления из теплообменника азотного цикла последовательно компримируют в компрессоре турбодетандера до давления 1,2-1,4 МПа и в компрессорах азотного цикла до давления 3,5-3,7 МПа, охлаждают в воздушных охладителях до температуры 26-30°C, и в теплообменнике азотного цикла до температуры минус 107-109°C за счет обратного потока азотного хладагента низкого давления, затем азот расширяют до давления 0,8-1,0 МПа и направляют для переохлаждения потока СПГ в теплообменник переохлаждения, затем рекуперативно нагревают в теплообменнике азотного цикла до температуры 22-24°C потоком азота высокого давления и возвращают на всас компрессора турбодетандерного агрегата.

2. Установка для осуществления способа по п.1, характеризующаяся тем, что она 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, вход теплообменника предварительного охлаждения предназначен для подачи природного газа, первый выход которого соединен с входом первого сепаратора, выход газового потока которого соединен с первым входом теплообменника сжижения, первый выход которого соединен с входом теплообменника переохлаждения, первый выход которого соединен через жидкостный детандер с входом второго сепаратора, выход отсепарированного газа которого предназначен для передачи в систему топливного газа, а выход сжиженного газа второго сепаратора соединен с емкостью хранения сжиженного природного газа (СПГ), выход жидкой этановой фракции первого сепаратора соединен с входом блока фракционирования, выход смешанного хладагента теплообменника предварительного охлаждения соединен с входом первого компрессора, выход которого соединен с входом воздушного охладителя, последовательно соединенного с входом сепаратора, предназначенного для разделения на потоки тяжелого жидкого хладагента и легкого газообразного смешанного хладагента, причем упомянутые первый компрессор, воздушный охладитель и сепаратор образуют первую ступень, по крайней мере, трехступенчатого компрессора, все ступени которого идентичны, при этом выход легкого газообразного смешанного хладагента сепаратора i-й ступени (где i=1, 2) соединен с входом компрессора (i+1)-й ступени трехступенчатого компрессора, выход легкого газообразного смешанного хладагента сепаратора последней ступени соединен со вторым входом теплообменника предварительного охлаждения, выходы потоков тяжелого жидкого хладагента сепараторов первой и второй ступени через первый и второй насосы соответственно объединены с выходом потока тяжелого жидкого хладагента сепаратора третьей ступени для подачи на третий вход теплообменника предварительного охлаждения, второй выход которого соединен со вторым входом теплообменника сжижения, второй выход которого через второй дроссель соединен с входом теплообменника сжижения, предназначенным для охлаждения его трубных потоков, третий выход теплообменника предварительного охлаждения через первый дроссель объединен с третьим выходом теплообменника сжижения для подачи в межтрубное пространство теплообменника предварительного охлаждения для охлаждения его трубных потоков, второй выход теплообменника переохлаждения соединен с входом теплообменника азотного цикла, первым и вторым выходами соединенного с входами соответственно детандера и компрессора турбодетандерного агрегата, выходы которых соединены с входами передачи холода потоку СПГ теплообменника переохлаждения и второго компрессора азотного цикла соответственно, выход последнего из которых соединен с последовательно соединенными пятым воздушным охладителем, первым компрессором азотного цикла и четвертым воздушным охладителем, выход которого предназначен для подачи потока азота высокого давления на другой вход теплообменника азотного цикла.



 

Похожие патенты:

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.

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.

Группа изобретений относится к системе и способу сжижения газа. Способ сжижения газа содержит следующие этапы.

Изобретение относится к технологии подготовки и переработки природного или попутного нефтяного газов в сжиженный газ, представляющий собой пропан-бутановую фракцию.

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.

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 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.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способу получения сверхчистого сжатого гелия в баллонах. Газообразный гелий с концентрацией 99,99% подают на всасывание в компрессор [1], где сжимают до давления 15-25 кгс/см2. Далее гелий подают в блок очистки [2], где охлаждают до температуры жидкого азота (77К) и очищают от влаги, масла, газообразных примесей, после чего гелий подают в блок теплообменников [3], где разделяют на две части. Одну часть - детандерный поток (примерно 70%) расширяют в детандере [4] и охлаждают при этом. Вторую часть - дроссельный поток (примерно 30%) охлаждают, очищают от неона в неоновом адсорбере [5] и дросселируют в сборник жидкого гелия, частично сжижая. Часть гелия или весь гелий после неонового адсорбера с чистотой 99,9999% - 99,99999% по линии [8] направляют на нагреватель [9], далее в компрессор [10], где сжимают и закачивают в баллоны [11]. Изобретение позволяет получить очищенный от примесей гелий выше 99,99%. 1 ил.

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в газовой промышленности для сжижения природного газа. Способ сжижения природного газа, включающий предварительное охлаждение, очистку от масла и капельной влаги, адсорбционную осушку и очистку от углекислого газа компрессата, полученного сжатием смеси природного газа и технологического потока газа, охлаждение компрессата до полной конденсации, очистку от твердых примесей фильтрованием и разделение на технологический поток. Его используют для охлаждения и предварительного охлаждения компрессата и далее направляют на смешение с природным газом. Продуктовый поток, который редуцируют и разделяют на сжиженный природный газ, выводимый в качестве продукта, и газ сепарации, которым охлаждают компрессат, а затем используют в качестве топливного газа для привода компрессора. Осушку компрессата осуществляют после его охлаждения сторонним хладоагентом, технологическим потоком газа и топливным газом до температуры, близкой к температуре гидратообразования, но превышающей ее, очистку компрессата от углекислого газа осуществляют после его предварительного охлаждения технологическим потоком газа и топливным газом до температуры, близкой к температуре точки росы по углекислому газу, но превышающей ее. Очищенный компрессат разделяют на технологический и продуктовый потоки и производят их раздельное охлаждение и редуцирование, кроме того, газы регенерации осушки и очистки компрессата от углекислого газа смешивают с газом сепарации. Техническим результатом является повышение выхода сжиженного природного газа. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для сжижения природного газа и утилизации попутного газа путем его сжижения. Устройство содержит линию подачи газа, три вихревых трубы с линиями отвода частично нагретого и охлажденного газа, связанные между собой каскадно через линии охлажденного газа. Также содержит теплообменные аппараты, линию отвода сжиженного газа и емкость для сбора конденсата. Теплообменные аппараты размещены на линиях отвода частично нагретого газа первых двух вихревых труб. На линиях отвода охлажденного газа из вихревых труб установлены дроссели, а линии отвода частично нагретого газа всех вихревых труб подведены к вводу первой вихревой трубы. При этом первые две вихревые трубы оснащены сепарационными узлами, которые снабжены линиями отвода газа и линиями отвода механических примесей, подключенными к емкости сбора механических примесей. Техническим результатом является снижение габаритов и массы устройства, обеспечение оптимального охлаждения. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к способу охлаждения одно- или многокомпонентного потока косвенным теплообменом со смесью охлаждающего средства в циркуляционном контуре смеси охлаждающего средства. Смесь охлаждающего средства сжимают в две ступени, разделяют на низкокипящую, сжатую до конечного давления циркуляционного контура смеси охлаждающего средства, фракцию смеси охлаждающего средства и одну высококипящую, сжатую до промежуточного давления фракцию смеси охлаждающего средства. Высококипящую фракцию смеси охлаждающего средства нагнетают до давления низкокипящей фракции смеси охлаждающего средства и перед косвенным теплообменом или непосредственно в его начале объединяют с низкокипящей фракцией смеси охлаждающего средства. Техническим результатом является создание способа охлаждения, который требует меньших затрат на оборудование и регулирование. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к водозаборному блоку трубопроводов, который может быть подвешен к морской структуре. Блок содержит пучок из первого трубчатого канала и второго трубчатого канала, которые по существу простираются бок о бок в направлении длины. Каждый содержит ближайший участок, содержащий средства подвески, последующий соединительный участок, последующий удаленный участок, содержащий водозаборную секцию. Указанный удаленный участок простирается между первым удаленным краем и соединительным участком соответствующего трубчатого канала. Указанный соединительный участок соединяет по текучей среде ближайший участок и удаленный участок. Причем первый и второй трубчатые каналы поперечно соединяются между собой с помощью одной распорной втулки в сочетании с соответствующими соединительными участками, при этом в полностью подвешенном состоянии часть удаленного участка первого трубчатого канала простирается дальше в направлении длины, чем второй трубчатый канал. Также описаны способ получения сжиженного углеводородного потока и способ получения потока парообразных углеводородов. Группа изобретений позволяет снизить риск полного прекращения транспортирования воды в ближайший участок из-за закупорки в удаленной части водозаборного блока трубопроводов. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх