Способ осушки сжатого газа


 


Владельцы патента RU 2568704:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к адсорбционной осушке газов и может найти применение в различных отраслях промышленности. Способ осушки сжатого газа включает компримирование осушаемого газа, его охлаждение после каждой ступени сжатия с использованием атмосферного воздуха в качестве хладагента, адсорбционную осушку охлажденного сжатого газа последней ступени, а также регенерацию насыщенного адсорбента продувкой частью сжатого газа одной из ступеней сжатия с получением газа регенерации, который рециркулируют или выводят с установки. При этом, по меньшей мере, на последней ступени сжатия охлаждение сжатого газа осуществляют в условиях дефлегмации с получением конденсата и газа дефлегмации, который направляют на осушку, газ регенерации рециркулируют на одну из ступеней сжатия, а при положительной температуре атмосферного воздуха, по меньшей мере, часть конденсата очищают и смешивают с атмосферным воздухом, используемым в качестве хладагента. Техническим результатом является увеличение выхода осушенного сжатого газа, а также уменьшение объема загрузки адсорбента и снижение энергозатрат. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к адсорбционной осушке газов и может найти применение в различных отраслях промышленности.

Известны установка для осушки сжатого газа и способ, осуществляемый с помощью этой установки [RU 2403952, МПК B01D 53/26, опубл. 20.11.2010 г.], который включает компримирование газа с получением сжатого газа, его охлаждение и осушку в установке, включающей по меньшей мере два адсорбера, каждый из которых содержит по меньшей мере два слоя адсорбента, причем при осушке охлажденный сжатый газ пропускают сначала через первый слой адсорбента, затем через второй слой адсорбента и получают осушенный сжатый газ. После насыщения влагой адсорбент регенерируют, удаляя часть адсорбированной воды за счет теплоты сжатия, а оставшуюся часть - обратной продувкой нагретым осушенным газом.

Недостатками известного способа является большой объем загрузки адсорбента из-за отсутствия вывода конденсата, образующегося при охлаждении сжатого газа, и его попадания в рабочий адсорбер.

Наиболее близки по технической сущности к заявляемому изобретению установка для осушки сжатого газа и способ, осуществляемый с помощью этой установки [RU 2496557, МПК B01D 53/26, опубл. 27.10.2013 г.], который включает сжатие газа за две или более ступени, его охлаждение после каждой ступени сжатия и осушку охлажденного сжатого газа последней ступени осушающим веществом (например, адсорбентом) с получением осушенного сжатого газа и насыщенного влагой адсорбента, который регенерируют путем обратной продувки нагретой частью сжатого газа одной из ступеней сжатия. Отработанный восстанавливающий газ (газ регенерации) сбрасывают (выводят с установки) или охлаждают и рециркулируют на стадию осушки, смешивая с помощью эжектора с охлажденным сжатым газом. Охлаждение осуществляют хладоагентом, в качестве которого используют жидкость или газ, например атмосферный воздух.

Недостатками известного способа являются:

- большой объем загрузки адсорбента из-за рециркуляции газа регенерации и повторного поглощения паров воды, рециркулируемых вместе с газом регенерации, что при полной рециркуляции не позволяет осушать газ из-за накопления влаги в контуре циркуляции, а вывод с установки газа регенерации с содержащейся в нем влагой, неизбежный в связи с этим, снижает выход осушенного сжатого газа,

- отсутствие вывода конденсата, образующегося при охлаждении сжатого газа, и попадание конденсата в адсорбент, что в результате приводит к соответствующему увеличению объема загрузки адсорбента,

- высокие энергозатраты на избыточное сжатие газа на последней ступени из-за рециркуляция газа с помощью эжектирующего устройства, которое приводит к потере давления сжатого осушенного газа.

Задачей изобретения является увеличение выхода осушенного сжатого газа, снижение энергозатрат и уменьшение объема загрузки адсорбента.

При реализации изобретения в качестве технического результата достигается:

- увеличение выхода осушенного сжатого газа за счет рециркуляции газа регенерации на одну из ступеней сжатия,

- уменьшение объема загрузки адсорбента и снижение энергозатрат за счет охлаждения сжатого газа в условиях дефлегмации и снижения содержания в нем паров воды, а также за счет снижения температуры сжатого газа путем испарительного охлаждения атмосферного воздуха, используемого в качестве хладоагента.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем компримирование осушаемого газа, его охлаждение после каждой ступени сжатия с использованием атмосферного воздуха в качестве хладоагента, адсорбционную осушку охлажденного сжатого газа последней ступени, а также регенерацию насыщенного адсорбента продувкой частью сжатого газа одной из ступеней сжатия с получением газа регенерации, который рециркулируют или выводят с установки, особенность заключается в том, что по меньшей мере на последней ступени сжатия охлаждение сжатого газа осуществляют в условиях дефлегмации с получением конденсата и газа дефлегмации, который направляют на осушку, газ регенерации рециркулируют на одну из ступеней сжатия, а при положительной температуре атмосферного воздуха по меньшей мере часть конденсата очищают и смешивают с атмосферным воздухом, используемым в качестве хладоагента.

При высокой температуре и низкой влажности атмосферного воздуха, с целью максимально возможного снижения его температуры, на смешение с атмосферным воздухом, используемым в качестве хладоагента, целесообразно подавать смесь конденсата с дополнительным количеством деионизированной воды или конденсата водяного пара со стороны.

При необходимости углубления степени осушки газа регенерацию адсорбента целесообразно осуществлять при повышенной температуре и пониженном давлении.

При высокой температуре осушаемого газа перед компримированием целесообразно осуществлять его предварительное охлаждение.

При необходимости (например, при использовании центробежных компрессоров) перед сжатием газа на любой из ступеней может быть дополнительно осуществлена его сепарация.

Вывод газа регенерации с установки путем сброса в атмосферу, как правило, применяют при осушке газов, не являющихся загрязнителями атмосферы (воздух, азот, углекислый газ и т.п.).

В предлагаемом способе охлаждение сжатого газа в условиях дефлегмации позволяет сконденсировать и вывести с установки в виде конденсата основное количества влаги, за счет чего пропорционально уменьшить объем загрузки адсорбента. Дополнительным эффектом является дегазация конденсата в процессе дефлегмации, что важно, например, при осушке горючих газов для упрощения последующей утилизации конденсата.

Смешение по меньшей мере части очищенного конденсата с атмосферным воздухом, используемым в качестве хладоагента, при плюсовой температуре воздуха позволяет осуществить его испарительное охлаждение, за счет чего снизить температуру и объем газа перед сжатием, за счет чего снизить затраты энергии на сжатие газа. Кроме того, при этом уменьшается влагосодержание охлажденного сжатого газа на последней ступени, что дополнительно снижает объем загрузки адсорбента.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Осушаемый газ (I) сжимают компрессором 1 (на схеме условно показана одна ступень сжатия), полученный сжатый газ (II) охлаждают в условиях дефлегмации во фракционирующем холодильнике-конденсаторе 2 с получением газа дефлегмации (III), который подвергают осушке в адсорбере 3 с получением осушенного газа, основную часть которого (IV) направляют потребителю, а небольшую часть (V) используют для регенерации насыщенного влагой адсорбента в адсорбере 4, например, путем продувки при повышенной температуре и пониженном давлении. Газ регенерации (VI) либо (VII) смешивают со сжимаемым газом на одной из ступеней компримирования - вариант 1, либо (VIII) сбрасывают в атмосферу - вариант 2 (показано пунктиром). По меньшей мере часть (IX) конденсата, полученного при дефлегмации, смешивают с атмосферным воздухом (X), используемым в качестве хладоагента, с целью его дополнительного испарительного охлаждения. Оставшуюся часть (XI) выводят. При высокой температуре осушаемого газа его перед сжатием дополнительно охлаждают, например, в теплообменнике 5 (показан пунктиром).

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером. 300 нм3/час пропана с давлением 0,2 МПа, температурой 40°C и содержанием паров воды 53,5 г/м3 смешивают с газом регенерации и сжимают до 0,8 МПа, охлаждают во фракционирующем холодильнике-конденсаторе, в который в качестве хладоагента подают атмосферный воздух с температурой 30,2°C, полученный смешением атмосферного воздуха с температурой 40°C и влажностью 50% с конденсатом, полученным на установке, что позволяет получить 293,4 нм3/час газа дефлегмации с температурой 40°C и 9,06 кг/час конденсата. Газ дефлегмации осушают композитным адсорбентом на основе окиси алюминия, модифицированной хлоридом кальция, с получением 288,5 нм3/час сжатого осушенного пропана с содержанием паров воды 9 мг/м3, что соответствует температуре точки росы около -60°C. После проскока паров воды насыщенный адсорбент регенерируют с получением 2 нм3/час рециркулируемого газа регенерации. Конденсат с установки не выводят, полностью используя его на испарительное охлаждение хладоагента. Общий объем загрузки адсорбента (в двух адсорберах при 8-часовой циклограмме) составил 231 кг, а расчетный расход электроэнергии на сжатие - 18,4 кВт·ч.

Способ по прототипу в аналогичных условиях позволяет получить только 260,5 нм3/час сжатого осушенного пропана, загрузка составила адсорбента 966 кг, а расход электроэнергии на сжатие - 21,2 кВт·ч.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить выход осушенного сжатого газа при снижении объема загрузки адсорбента и энергозатрат и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

1. Способ осушки сжатого газа, включающий компримирование осушаемого газа, его охлаждение после каждой ступени сжатия с использованием атмосферного воздуха в качестве хладагента, адсорбционную осушку охлажденного сжатого газа последней ступени, а также регенерацию насыщенного адсорбента продувкой частью сжатого газа одной из ступеней сжатия с получением газа регенерации, который рециркулируют или выводят с установки, отличающийся тем, что, по меньшей мере, на последней ступени сжатия охлаждение сжатого газа осуществляют в условиях дефлегмации с получением конденсата и газа дефлегмации, который направляют на осушку, газ регенерации рециркулируют на одну из ступеней сжатия, а при положительной температуре атмосферного воздуха, по меньшей мере, часть конденсата очищают и смешивают с атмосферным воздухом, используемым в качестве хладагента.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на смешение с атмосферным воздухом, используемым в качестве хладагента, подают смесь конденсата с деионизированной водой или конденсатом водяного пара со стороны.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что регенерацию адсорбента осуществляют при повышенной температуре и пониженном давлении.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что перед сжатием осуществляют предварительное охлаждение осушаемого газа.

5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что перед сжатием газа на любой из ступеней осуществляют его сепарацию.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам адсорбционной осушки газов. Способ включает компримирование предварительно очищенного сырого газа с получением компрессата, охлаждение компрессата до температуры адсорбции сторонним теплоносителем, по меньшей мере, частью редуцированного осушенного газа, сепарацию компрессата с получением конденсата и газа сепарации, адсорбционную осушку компрессата и регенерацию адсорбента, при этом осушенный газ редуцируют до давления использования, нагревают компрессатом и подают потребителю.

Группа изобретений относится к способу сепарации жидкости от газа и к устройству для его осуществления, например, перед процессом осушки газа от влаги или процессом его компримирования.

Описан способ безотходной подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений, включающий сепарацию скважинной продукции в смеси с продуктом каталитической переработки с получением газа сепарации и конденсата, комплексную подготовку газа сепарации с получением товарного газа и широкой фракции легких углеводородов, каталитическую переработку широкой фракции легких углеводородов с получением газа как продукта каталитической переработки, при этом каталитическую переработку широкой фракции легких углеводородов осуществляют после смешения последней с конденсатом.

Изобретение относится к способам адсорбционной осушки и может найти применение в нефтегазовой и других отраслях промышленности для осушки горючих газов. Способ включает адсорбционную осушку отсепарированного газа, регенерацию адсорбента путем продувки нагретым газом, для чего снижают давление до давления ниже давления адсорбции с получением редуцированного газа, продувают адсорбент первой частью газа окисления с получением первого продувочного газа, затем продувают адсорбент второй частью газа окисления, после продувают редуцированным газом с получением второго продувочного газа, поднимают давление до давления адсорбции и охлаждают адсорбент путем продувки осушенного газа, которую затем смешивают с остальной частью осушенного газа, при этом смесь первого и второго продувочных газов подвергают каталитическому окислению кислородсодержащим газом с получением газа окисления, который разделяют на две части и направляют на продувку адсорбента.

Изобретение относится к адсорбционной осушке газов и может найти применение в различных отраслях промышленности для осушки газа до температуры точки росы минус 70°C и ниже.

Изобретение относится к способу адсорбционной осушки газов и может найти применение в нефтегазовой и других отраслях промышленности для осушки горючих газов. Способ включает адсорбционную осушку предварительно очищенного осушаемого газа при температуре адсорбции, регенерацию адсорбента путем косвенного нагрева адсорбента до температуры регенерации теплоносителем, последующий отдув паров воды из свободного пространства адсорбера частью осушенного газа, а также охлаждение регенерированного адсорбента до температуры адсорбции воздухом.

Группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к патронам влагоотделителя для устройств обеспечения сжатым воздухом тормозов транспортных средств.

Изобретение относится к отделению частиц от газовых потоков с помощью туманоуловителя с волоконным слоем. Волокнистый слой в сборе содержит опору, имеющую верхний конец, нижний конец и цилиндрическую стенку.

Изобретение относится к устройству для удаления влаги из газовых сред. Адсорбционный осушитель содержит две секции, объединенные в один аппарат посредством общего корпуса и связанные между собой распределительными обвязками для газовых потоков, верхние входные и нижние выходные камеры с патрубками для осушаемого и осушенного газа и единые магистрали для теплоносителя.

Изобретение относится к аппарату для отделения капель жидкости, увлекаемых газом или паром, проходящим через аппарат. Сепаратор жидкости содержит блоки из параллельных гофрированных пластин, расположенных на расстоянии друг от друга.

Установка адсорбционной осушки жидких меркаптанов может быть использована в газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности, в частности, для осушки или предосушки природного одоранта. На установке в качестве адсорбента используются цеолиты КА или NaA, заполняющие, по меньшей мере, четыре аппарата с функцией адсорбера-десорбера, при этом осушка жидких меркаптанов проводится в двух адсорберах, соединенных последовательно, первый адсорбер обеспечивает грубую осушку меркаптанов, второй адсорбер обеспечивает тонкую осушку меркаптанов; регенерация адсорбента проводится в третьем адсорбере потоком горячего десорбирующего метансодержащего газа, а охлаждение адсорбента после регенерации - потоком холодного метансодержащего газа в четвертом адсорбере. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам очистки воздуха, и может быть использовано для судовых энергетических установок при очистке воздуха от морской воды, соли и твердых частиц на входе судовых газотурбинных двигателей. Устройство очистки воздуха содержит корпус, инерционный сепаратор, коагулятор и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля. Инерционный сепаратор состоит, по крайней мере, из одного пакета зигзагообразных вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами. Влагоулавливающие элементы установлены в зигзагообразных каналах инерционного сепаратора, образованных вертикально ориентированными профилями, как у вершин, так и во впадинах каждой волны профиля. Зигзагообразные вертикально ориентированные профили имеют переднюю и заднюю кромки в виде влагоулавливающих элементов, а коагулятор выполнен распределенным по всему объему инерционного сепаратора в виде сетчатых элементов, установленных на влагоулавливающих элементах инерционного сепаратора. Технический результат заключается в устранении вибраций и повышении степени очистки воздуха. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтрующий блок для фильтра текучей среды содержит множество последовательно монтированных фильтрующих модулей, каждый из которых содержит соединительный элемент, впускной элемент и выпускной элемент. Впускной элемент каждого из указанных фильтрующих модулей имеет выступающую трубу, соединенную с соединительной трубой другого фильтрующего модуля так, чтобы фильтрующие модули могли быть монтированы простым образом путем непосредственного ввинчивания соединительной трубы соединительного элемента одного фильтрующего модуля в выступающую трубу впускного элемента другого фильтрующего модуля без использования инструментов или крепежных средств. Технический результат: обеспечение снижения стоимости монтажа. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к системе трубопроводов для текучей среды. Система трубопроводов для текучей среды включает в себя трубопровод и агрегат для подготовки текучей среды. Агрегат имеет байпасный трубопровод. На пути потока текучей среды байпасного трубопровода расположен гидравлический диод. Переходная сцепка имеет трубопровод сцепки для соединения трубопроводов. Подвижной состав сцеплен посредством переходной сцепки. Способ подготовки текучей среды заключается в том, что узел для подготовки текучей среды и узел для ограничения потока агрегата для подготовки текучей среды располагаются в ряд на пути потока текучей среды трубопроводного участка, который перемыкается байпасным трубопроводом агрегата. На пути потока текучей среды байпасного трубопровода располагается гидравлический диод. Достигается увеличение эффективности воздуховодов у единиц подвижного состава. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности и используется в системе промысловой подготовки газа при пониженном расходе поступающего газа. Устройство низкотемпературной подготовки газа содержит низкотемпературный сепаратор, включающий каплеотбойное устройство, с газовым выходом для осушенного и отбензиненного газа, газо-газовый эжектор со входом для газа высокого давления и низконапорным входом, своим выходом соединенный со входом низкотемпературного сепаратора, устройство отличается тем, что газовый выход низкотемпературного сепаратора дополнительно соединен с низконапорным входом газо-газового эжектора с образованием циркуляционного контура, в циркуляционном контуре установлен клапан-регулятор расхода газа и на низконапорном входе газо-газового эжектора установлен дополнительный газо-газовый эжектор с низконапорным входом для газа низкого давления. Заявлен также способ низкотемпературной подготовки газа. Технический результат - обеспечение эффективной работы низкотемпературного сепаратора при расходах поступающего газа ниже диапазона эффективной работы сепаратора за счет увеличения до заданной величины скорости набегания газа на каплеотбойное устройство сепаратора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх