Установка подготовки топливного газа для применения в когенерирующих установках

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2550719:

Подерюгин Виктор Иванович (RU)
Останин Андрей Викторович (RU)

Использование: очистка топливного газа от конденсата тяжелых углеводородов (C₅-C₁₅) и примесей с выделением легких фракций (C₁-C₄) для применения в когенерирующих установках. Установка содержит приемную газовую линию 1, входной трубопровод 2, охлаждающую камеру 3, смеситель 4, сепаратор 5, накопитель конденсата 6, вихревую трубу 7 и выкидную газовую линию 8. Приемная газовая линия 1 посредством входного трубопровода 2, проходящего через охлаждающую камеру 3, соединена с первым входом 9 смесителя 4. Второй вход 10 смесителя 4 соединен с выходом по газу 11 сепаратора 5, выход по конденсату 12 которого соединен с накопителем конденсата 6. Выход смесителя 4 соединен с входом 13 вихревой трубы 7, выход горячего потока 14 которой соединен с входом сепаратора 5. Выход холодного потока 15 вихревой трубы 7 соединен через регулирующий клапан 16 с выкидной газовой линией 8 и через регулирующий клапан 17 с входом 18 охлаждающей камеры 3, выход 19 которой соединен с выкидной газовой линией 8. Технический результат - повышение степени очистки газа от конденсатообразующих фракций. 1 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройствам распределения газов при помощи вихревых труб и предназначено для очистки топливного газа от конденсата тяжелых углеводородов (C₅-C₁₅) и примесей с выделением легких фракций (C₁-C₄) для применения в когенерирующих установках.

Уровень техники

Известна установка подготовки газа, включающая устройство для повышения или понижения давления газа, приемную и выкидную газовые линии, вихревую трубу, содержащую улитку и соединенные с ней трубопровод холодного потока и как минимум один трубопровод горячего потока, охлаждающую камеру, в которую заключен трубопровод горячего потока, а также блок конденсации, соединенный своим входом с выходом трубопровода горячего потока, одним своим выходом - с выходом конденсата установки, а другим своим выходом - с охлаждающей камерой, при этом выход трубопровода холодного потока соединен с выкидной газовой линией, вход охлаждающей камеры соединен с приемной газовой линией, выход охлаждающей камеры соединен с входом устройства для повышения или понижения давления газа, выход которого соединен с входом вихревой трубы (Патент RU №2181459 С1, кл. F17D 1/02, дата публикации: 2002.04.20).

Признаки известного устройства, совпадающие с признаками заявленного технического решения, заключаются в наличии приемной и выкидной газовых линий, вихревой трубы, сепаратора (блока конденсации), охлаждающей камеры.

Причина, препятствующая получению технического результата, который обеспечивается заявленным техническим решением, заключается в том, что выделение тяжелых фракций углеводородов осуществляется в условиях повышенного рабочего давления и повышенной концентрации тяжелых углеводородов, что снижает эффективность разделения газового потока в вихревой трубе.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является установка для подготовки попутного нефтяного или природного газа к транспорту по газопроводу, содержащая устройство для повышения или понижения давления, приемную газовую линию, по которой в установку поступает исходный попутный нефтяной или природный газ, выкидную газовую линию, по которой из установки в газопровод для дальнейшего транспорта поступает очищенный от тяжелых фракций углеводородов попутный нефтяной или природный газ, две вихревые трубы, эжектор и накопитель конденсата, при этом вход первой вихревой трубы через устройство для повышения или понижения давления связан с приемной газовой линией и выходом холодного потока второй вихревой трубы, выход холодного потока первой вихревой трубы соединен с выкидной газовой линией, выход горячего потока первой вихревой трубы через эжектор, в котором данный поток является рабочим телом, соединен с входом первого сепаратора, выход по конденсату которого соединен с накопителем конденсата, а выход по газу - с входом второй вихревой трубы, выход холодного потока второй вихревой трубы связан с упомянутой приемной газовой линией для возможности объединения данного холодного потока с исходным попутным нефтяным или природным газом для подачи объединенного таким образом потока на вход первой вихревой трубы, выход горячего потока второй вихревой трубы соединен с входом второго сепаратора, выход по конденсату которого соединен с накопителем конденсата, а выход по газу через упомянутый эжектор соединен с входом первого сепаратора (Патент RU №2271497 С1, МПК F17D 1/02, опубликовано 10.03.2006).

Признаки известного устройства, совпадающие с признаками заявленного технического решения, заключаются в наличии приемной и выкидной газовых линий, вихревой трубы, сепаратора, охлаждающей камеры, смесителя (эжектора), накопителя конденсата.

Причина, препятствующая получению технического результата, который обеспечивается заявленным техническим решениям, заключается в недостаточно низкой температуре входного газа, что снижает эффективность конденсации тяжелых углеводородов.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении степени очистки газа от конденсатообразующих фракций.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в применении режима пониженной температуры входного газа, смешиваемого с горячим потоком газа с выхода вихревой трубы.

Достигается технический результат тем, что установка подготовки топливного газа содержит приемную газовую линию, по которой в установку поступает исходный топливный газ, охлаждающую камеру, смеситель, сепаратор, накопитель конденсата, вихревую трубу и выкидную газовую линию, по которой из установки в газопровод поступает очищенный от тяжелых фракций углеводородов топливный газ, при этом приемная газовая линия посредством входного трубопровода, проходящего через охлаждающую камеру, соединена с первым входом смесителя, второй вход смесителя соединен с выходом сепаратора по газу, выход по конденсату которого соединен с накопителем конденсата, выход смесителя соединен с входом вихревой трубы, выход горячего потока которой соединен с входом сепаратора, а выход холодного потока - с выкидной газовой линией и входом охлаждающей камеры, выход которой соединен с выкидной газовой линией.

Новые признаки заявленного технического решения заключаются в том, что приемная газовая линия посредством входного трубопровода, проходящего через охлаждающую камеру, соединена с первым входом смесителя, второй вход смесителя соединен с выходом сепаратора по газу, выход смесителя соединен с входом вихревой трубы, выход холодного потока вихревой трубы соединен с выкидной газовой линией и входом охлаждающей камеры, выход которой соединен с выкидной газовой линией.

Краткое описание чертежей

На фиг. показана функциональная схема установки подготовки топливного газа для применения в когенерирующих установках.

Осуществление изобретения

Установка подготовки топливного газа (предназначенная для применения в когенерирующих установках) содержит приемную газовую линию 1, входной трубопровод 2, охлаждающую камеру 3, смеситель 4 (выполнен в виде либо компрессора, либо эжектора), сепаратор 5, накопитель конденсата 6, вихревую трубу 7 и выкидную газовую линию 8. Приемная газовая линия 1 посредством входного трубопровода 2, проходящего через охлаждающую камеру 3, соединена с первым входом 9 смесителя 4.

Второй вход 10 смесителя 4 соединен с выходом по газу 11 сепаратора 5, выход по конденсату 12 которого соединен с накопителем конденсата 6. Выход смесителя 4 соединен с входом 13 вихревой трубы 7. Выход горячего потока 14 вихревой трубы 7 соединен с входом сепаратора 5. Выход холодного потока 15 вихревой трубы 7 соединен через регулирующий клапан 16 с выкидной газовой линией 8 и через регулирующий клапан 17 с входом 18 охлаждающей камеры 3, выход 19 которой соединен с выкидной газовой линией 8.

Работа установки заключается в следующем.

Относительно холодный исходный топливный газ от источника газа (не показан) по приемной газовой линии 1 поступает во входной трубопровод 2, расположенный в охлаждающей камере 3, где он дополнительно охлаждается. Далее дополнительно охлажденный газ поступает на вход 9 смесителя 4, на другой вход 10 которого поступает горячий газ с выхода 11 сепаратора 5. В результате смешения холодного и горячего потоков в смесителе 4 происходит конденсация тяжелых фракций и далее образовавшаяся таким образом смесь газа и капель конденсированных тяжелых углеводородов поступает на вход 13 вихревой трубы 7.

В вихревой трубе 7 газ подвергается вихревому разделению на холодный поток (выход 15), содержащий в процентном отношении больше легких фракций, и горячий поток (выход 14), содержащий в процентном отношении больше тяжелых фракций и примесей. Холодный поток при помощи регулирующих клапанов 16 и 17 разделяется на два холодных потока: первый холодный поток через клапан 16 поступает непосредственно в выкидную газовую линию 8; второй холодный поток через клапан 17 поступает на вход 18 охлаждающей камеры 3, где он выполняет функцию охлаждающего агента. С выхода 19 охлаждающей камеры 3 второй холодный поток поступает в выкидную газовую линию 8, предварительно соединяясь с упомянутым первым холодным потоком. Второй холодный поток, проходя через охлаждающую камеру 3 с расходом, определяемым отношением проходных сечений клапанов 16 и 17, дополнительно охлаждает исходный поток топливного газа так, чтобы вызвать необходимую конденсацию содержащихся в нем тяжелых фракций при его дальнейшем смешивании с горячим потоком, поступающим через вход 10 в смеситель 4 с выхода 11 сепаратора 5. Это необходимо для того, чтобы газ, поступающий на вход 13 вихревой трубы 7, гарантированно обеспечил минимально низкую составляющую T·ΔS^R (где ΔS^R - составляющая энтропии, T - температура газа на входе вихревой трубы).

Горячий поток с выхода 14 вихревой трубы 7, содержащий в процентном отношении больше тяжелых фракций и примесей, поступает в сепаратор 5, где осуществляется выделение из него конденсата. Образовавшийся таким образом конденсат с выхода 12 сепаратора 5 поступает в накопитель конденсата 6. Оставшаяся часть горячего потока газа с выхода 11 сепаратора 5 поступает на вход 10 смесителя 4, где смешивается с предварительно охлажденным исходным газом, вызывая конденсацию содержащихся в нем тяжелых углеводородов.

Установка подготовки топливного газа, содержащая приемную газовую линию, по которой в установку поступает исходный топливный газ, охлаждающую камеру, смеситель, сепаратор, накопитель конденсата, вихревую трубу и выкидную газовую линию, по которой из установки в газопровод поступает очищенный от тяжелых фракций углеводородов топливный газ, при этом приемная газовая линия посредством входного трубопровода, проходящего через охлаждающую камеру, соединена с первым входом смесителя, второй вход смесителя соединен с выходом сепаратора по газу, выход по конденсату которого соединен с накопителем конденсата, выход смесителя соединен с входом вихревой трубы, выход горячего потока которой соединен с входом сепаратора, а выход холодного потока - с выкидной газовой линией и входом охлаждающей камеры, выход которой соединен с выкидной газовой линией.

Похожие патенты:

Магистральный газопровод // 2532972

Изобретение относится к магистральному трубопроводному транспорту, предназначенному, преимущественно, для транспортировки газа. Газопровод содержит линейные участки труб для перемещения транспортируемого газа от входа названного участка к его выходу, при этом, по меньшей мере, на части линейных участков установлена бесшовная труба, длина которой равна длине этого участка, которая выполнена из стекло - или углепластика, и имеет внутренний диаметр не менее 2500 мм.

Газово-поршневой электрогенератор с низкой газовой концентрацией // 2525567

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Газово-поршневой электрогенератор, состоящий из двигателя (11) с низкой газовой концентрацией менее 30%, электрогенератора (12), системы (1) доставки мелкодисперсной водяной пыли, устройства (2) для охлаждения испарителя воды, электрического перекидного клапана (3), клапана-регулятора (4) давления, смесителя (5), температурного контроллера (6), переключателя датчика (7) тепловой нагрузки, камеры (8) сгорания газового двигателя, воздушного фильтра (9) и клапана (10) регулятора скорости.

Способ магистрального транспорта газа // 2502914

Изобретение относится к энергосберегающим технологиям транспорта газа и может быть использовано при создании автоматизированной системы управления технологическим процессом магистрального газопровода на компрессорных станциях.

Способ трубопроводной транспортировки гелийсодержащего природного газа удаленным потребителям // 2502913

Изобретение относится к области транспортировки гелия и природного газа от месторождений потребителям. Удаленным потребителям общий поток добываемого с месторождения гелиесодержащего природного газа до транспортировки его в двухниточный магистральный газопровод направляют на установку для комплексной подготовки газа с последующим разделением его на два потока.

Способ перекачки газа (варианты) и компрессорная станция для его осуществления (варианты) // 2484360

Способ транспортировки газа по магистральному газопроводу и устройство для его осуществления // 2476761

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для транспортировки газа по магистральным газопроводам, а также к электротехнической промышленности для передачи электроэнергии.

Устройство для очистки газа и удаления конденсата из газопровода // 2460008

Изобретение относится к очистке газов и может быть использовано для очистки газов в системах газоснабжения, а именно для очистки газа и удаления конденсата водяных паров и углеводородов.

Способ газоснабжения населенных пунктов // 2458283

Изобретение относится к способам газоснабжения городов и населенных пунктов с использованием морских танкеров-газовозов. .

Система подачи ингибитора гидратообразования в трубопровод // 2456500

Изобретение относится к системам введения ингибирующих веществ в газопроводы и может быть использовано при ингибировании образования гидратов газа в трубопроводе, применяемом для транспортирования газообразных углеводородов.

Способ трубопроводной транспортировки гелия от месторождений потребителям // 2454599

Изобретение относится к области транспортировки гелия и других газов от месторождений удаленным потребителям. .

Способ откачки газа из отключенного участка газопровода // 2576951

Способ предназначен для откачки газа из отключенного участка газопровода для проведения ремонтных работ. Способ включает подачу газа в сопло газового эжектора и перекачку этим газовым эжектором газа из отключенного участка газопровода в параллельную нитку или в участок, следующий за отключенным участком, при этом к отключенному участку газопровода дополнительно подключают жидкостно-газовый эжектор, сопло которого сообщено с гидронасосом, а выход из жидкостно-газового эжектора через сепаратор сообщают с параллельной ниткой газопровода или с участком газопровода, следующим за отключенным участком, при этом вход в гидронасос сообщают с емкостью с жидкостью, размещенной под сепаратором, после чего по мере уменьшения интенсивности откачки отключают газовый эжектор и производят откачку газа из отключенного участка газопровода жидкостно-газовым эжектором, включив подачу жидкости на его сопло. Технический результат - обеспечение полной откачки газа из отключенного участка. 1 ил.

Газовая установка // 2577881

Изобретение относится к газовой промышленности. Установка содержит газопровод, газоход (2), продувочные свечи, состоящие из запорного устройства, выводящей трубы и оголовка (5), и решетчатую опорную мачту (3) для крепления и поддерживания газохода. Вертикальные стойки (4) решетчатой опорной мачты выполнены из металлического полого профиля замкнутого сечения. В качестве выводящей трубы продувочной свечи использована вертикальная стойка решетчатой опорной мачты газохода, которая посредством патрубка присоединена к газопроводу. Обеспечивается уменьшение материалоемкости газовой установки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ транспортировки газа в сжиженном состоянии // 2577904

Изобретение относится к топливно-энергетическому комплексу, в частности к способу транспортировки сжиженных природных газов на значительные расстояния от источника к потребителю. Способ транспортировки газа в сжиженном состоянии включает подготовку промыслового газа, адиабатическое расширение газа с понижением его температуры для перевода газа в сжиженное состояние, включающее формирование значений входного давления и температуры газа в соответствии с зависимостью изменения давления и температуры газа в процессе адиабатического расширения, в результате чего обеспечивают околокритическое состояние газа для входа в газопровод, при этом поддерживают напорный градиент давлений вдоль трассы газопровода и теплоизоляцию стенок газопровода для поддержания устойчивого температурного режима. Технический результат - увеличение плотности потока транспортируемого газа благодаря использованию околокритической области давления и температуры при переводе природного газа в сжиженное состояние. 3 з.п. ф-лы.

Устройство для компримирования природного газа // 2613552

Изобретение относится к области магистрального транспорта газа, в частности к компрессорным станциям подземных хранилищ газа. Технический результат изобретения - повышение надежности и эффективности работы устройства на протяжении полного периода закачки в подземное хранилище газа в широком диапазоне изменения технологических параметров, а также сокращение оборудования. Устройство для компримирования природного газа включает центробежный газовый нагнетатель, состоящий из двух секций сжатия, установленных на одном валу в общем корпусе, соединенных с валом приводного газотурбинного двигателя, причем технологическая обвязка устройства выполнена с возможностью переключения секций сжатия с помощью запорной арматуры для обеспечения последовательного и параллельного режима работы секций нагнетателя, также устройство содержит три управляющие запорные арматуры, фильтр-сепаратор, аппараты воздушного охлаждения газа. 1 ил.

Установка паровой конверсии сернистого углеводородного газа // 2625159

Изобретение раскрывает установку паровой конверсии сернистого углеводородного газа, которая оснащена линией ввода сырьевого газа и линией вывода конвертированного газа с рекуперационным устройством, включает также нагреватель и конвертор, при этом установка оборудована узлом адсорбционного обессеривания, состоящим, по меньшей мере, из двух переключаемых адсорберов, по меньшей мере один из которых, находящийся в режиме регенерации адсорбента, соединен с линией вывода конвертированного газа в дефлегматор, установленный в качестве рекуперационного устройства и оснащенный линией вывода подготовленного газа, а остальные адсорберы, находящиеся в режиме адсорбции, установлены на линии ввода сырьевого газа, кроме того, установка оснащена блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией подачи сырьевого газа после адсорбера и оснащенным линиями ввода воды, подачи дегазированного водного конденсата из дефлегматора и вывода солевого концентрата, при этом нагреватель установлен на линии подачи парогазовой смеси из дефлегматора в конвертор. Технический результат заключается в переработке сернистого углеводородного газа, в снижении энергопотребления и металлоемкости оборудования. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ получения радиационно-модифицированного полимерного покрытия на стальной трубе и стальная труба с радиационно-модифицированным полимерным покрытием // 2640228

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к технологии производства стальных труб с полимерным покрытием, используемых для строительства и эксплуатации нефте- и газопроводов, систем теплоснабжения и водоснабжения, в том числе труб большого диаметра. Способ получения радиационно-модифицированного полимерного покрытия на стальной трубе включает нанесение по крайней мере одного грунтовочного слоя на поверхность стальной трубы, нанесение по крайней мере одного адгезионного слоя на грунтовочный слой с последующим нанесением по крайней мере одного полимерного слоя на основе полимера выбранного из группы: полиолефины, полисилоксаны, полиамиды, синтетические каучуки, на адгезионный слой и радиационной модификацией покрытия при помощи по крайней мере одного ускорителя электронов с дозой облучения 1-100 Мрад при отношении скорости перемещения к скорости вращения трубы равной 0,1-5,0. Также изобретение относится к способу получения радиационно-модифицированного полимерного покрытия на стальной трубе, включающему нанесение по крайней мере одного грунтовочного слоя на поверхность стальной трубы, с последующим нанесением по крайней мере одного полимерного монослоя, содержащего полимер выбранный из группы: полиолефины, полисилоксаны, полиамиды, синтетические каучуки и клеевой состав на основе полиолефинов, и радиационной модификацией покрытия при помощи по крайней мере одного ускорителя электронов с дозой облучения 1-100 Мрад при отношении скорости перемещения к скорости вращения трубы равной 0,1-5,0 и стальной трубе с радиационно-модифицированным полимерным покрытием, содержащей покрытие на основе слоев, полученных по любому из указанных способов, при этом покрытие радиационно-модифицировано при помощи по крайней мере одного ускорителя электронов. Техническим результатом заявленной группы изобретений является повышение ударной прочности сопротивлению пенетрации покрытия, адгезионной прочности и стабильность адгезии полимерного покрытия в процессе длительной эксплуатации труб. 3 н.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Энергоцентр (варианты) // 2641283

Изобретение раскрывает энергоцентр, включающий источник топлива, оснащенный линией подачи топлива в блок получения электроэнергии с линией вывода дымового газа, блок получения теплоносителя, при этом в качестве источника топлива используется объект подготовки, транспорта или хранения нефти или газа, на линии подачи топлива размещен блок метанирования с линией подачи воды, соединенный линией подачи прямого теплоносителя/возврата обратного с блоком получения теплоносителя, установленным на линии вывода дымовых газов. Также раскрываются вариант энергоцентра для получения электроэнергии, теплоносителя и теплоносителя из котельной, а также вариант получения теплоносителя из котельной. Технический результат заключается в повышении качества исходного топлива, повышении метанового индекса и снижении теплотворной способности за счет оснащения установки блоком метанирования. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ отбора газа пускового, топливного, импульсного и для собственных нужд с технологических коммуникаций компрессорных цехов компрессорной станции в качестве топливного при выводе смежного цеха в ремонт // 2641770

Изобретение относится к области магистрального транспорта газа и может быть использовано для отбора газа пускового, топливного, импульсного и для собственных нужд с технологических коммуникаций компрессорных цехов компрессорной станции в качестве топливного при выводе смежного цеха в ремонт. Способ включает остановку работающих газотурбинных агрегатов и закрытие кранов на входе-выходе компрессорного цеха (КЦ), открытие крана на рециркуляционном трубопроводе, перевод отбора газа на собственные нужды КЦ, открытие крана на соединительном трубопроводе между коллекторами топливного (пускового) газа и выработку газа из контура КЦ. Дополнительно обеспечивают большую глубину откачки газа из отключенных коммуникаций компрессорного цеха регулировкой штатной запорной арматуры, расположенной на расстоянии менее 500 мм от Т-образного соединения цеховых газопроводов, за счет создания эффекта эжекции при частичном закрытии одного из кранов на рабочем газопроводе повышенного давления и дополнительной регулировкой другого на эжектируемом газопроводе низкого давления. Технический результат: сокращение выбросов природного газа из коммуникаций компрессорного цеха в атмосферу. 1 ил.