Беспламенный нагреватель углеводородного газа

Авторы патента:

C10L3/10 - обработка природного или синтетического природного газа

Владельцы патента RU 2739736:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к устройствам для нагрева углеводородных газов и может быть применено для беспламенного нагрева природного газа в газовой промышленности. Беспламенный нагреватель включает мембранное устройство 1, установленное на линии 6 подачи нагреваемого углеводородного газа и оснащенное линией подачи очищенного газа и линией вывода смеси тяжелых углеводородных компонентов газа с парами воды, конвертор 4, представляющий собой реактор низкотемпературной каталитической паровой конверсии, оснащенный линией 11 вывода конвертированного газа, и реактор 5 селективного каталитического окисления водорода с линией 12 ввода воздуха и линией 13 вывода газопаровой смеси, на которой расположены рекуперационный теплообменник 3 и дефлегматор 2, соединенный с линией подачи очищенного газа и оснащенный линией 9 подачи водного конденсата, линией 8 вывода нагретого газа и линией 7 подачи газа дефлегмации в линию подачи нагреваемого углеводородного газа. Изобретение обеспечивает исключение расхода топлива со стороны и снижение пожаровзрывоопасности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для нагрева углеводородных газов и может быть применено, например, для беспламенного нагрева природного газа в газовой промышленности.

Известна установка подготовки попутного нефтяного газа [RU 2624626, МПК C10G 9/38, C10L 3/10, C10G 5/06, B01D 5/00, F25J 3/02, опубл. 05.07.2017 г.], включающая конвертор, нагреватель, дефлегматор и блок подготовки воды.

Недостатком известной установка являются невозможность ее использования для нагрева газа.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является каталитический водогрейный котел [RU 2269725, МПК F24H 1/00, опубл. 02.10.2008 г.], включающий генератор синтез-газа (конвертор), камеру смешения конвертированного газа со вторичным воздухом и охлаждаемый реактор с пространством для каталитического окисления синтез-газа и пространством для прохода нагреваемой воды.

Недостатками данного котла являются расход топлива со стороны и высокая температура (800-950°С) продуктов окисления, образующихся при полном окислении конвертированного газа, которая превышает температуру самовоспламенения углеводородного газа, что делает нецелесообразным применение данного котла (нагревателя) для нагрева углеводородного газа из-за высокой пожаровзрывоопасности.

Задача изобретения - исключение расхода топлива со стороны и снижение пожаровзрывоопасности.

Техническим результатом является исключение расхода топлива со стороны и снижение пожаровзрывоопасности за счет оснащения нагревателя низкотемпературным каталитическим паровым конвертором тяжелых углеводородов, выделенных из газа, и реактором селективного окисления водорода. Дополнительным результатом является увеличение объемного расхода нагретого газа вследствие конвертировании тяжелых углеводородов газа в метан и углекислый газ.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном нагревателе, включающем конвертор и каталитический реактор окисления, особенностью является то, что на линии подачи нагреваемого углеводородного газа установлено мембранное устройство, оснащенное линией подачи очищенного газа и линией вывода смеси тяжелых углеводородных компонентов газа с парами воды, к которой примыкает линия подачи водного конденсата и на которой установлены рекуперациониый теплообменник и, в качестве конвертора, реактор низкотемпературной каталитической паровой конверсии, оснащенный линией вывода конвертированного газа, на которой в качестве каталитического реактора окисления установлен реактор селективного каталитического окисления водорода с линиями ввода воздуха и вывода газопаровой смеси, на которой расположены рекуперациониый теплообменник и дефлегматор, соединенный с линией подачи очищенного газа и оснащенный линиями подачи водного конденсата и вывода нагретого газа, а также линией подачи газа дефлегмации в линию подачи нагреваемого углеводородного газа.

При нагреве сернистого углеводородного газа на линии вывода смеси тяжелых углеводородных компонентов газа и паров воды может быть установлено устройство для обессеривания газа, например, с помощью хемосорбентов.

Реакторы могут быть выполнены с аксиальной или радиальной подачей газа через слой катализатора, а дефлегматор и рекуперациониый теплообменник могут быть выполнены в виде трубчатых аппаратов.

Установка реактора низкотемпературной каталитической паровой конверсии газопаровой смеси, полученной путем нагрева в рекуперационном теплообменнике смеси тяжелых углеводородных компонентов газа, выделенных в мембранном устройстве, с водным конденсатом позволяет превратить тяжелые углеводороды в смесь метана, углекислого газа и водорода, селективное окисление которого кислородом воздуха позволяет получить газопаровую смесь с температурой 350-400°С, что ниже температуры самовоспламенения нагреваемого газа, и использовать ее в качестве теплоносителя. При этом исключается расход топлива со стороны, снижается пожаровзрывоопасность нагрева, а также получается дополнительное количество смеси метана и углекислого газа, являющейся компонентом нагретого газа, в 2-4 раза большее по объему, чем исходные тяжелые углеводороды.

Нагреватель включает мембранное устройство 1, дефлегматор 2, рекуперациониый теплообменник 3, конвертор 4 и реактор селективного окисления 5. При работе нагревателя углеводородный газ, подаваемый по линии 6, смешивают газом дефлегмации, подаваемым по линии 7, и разделяют в устройстве 1 на очищенный сухой газ, который нагревают в дефлегматоре 2 и выводят по линии 8, и смесь тяжелых углеводородов с парами воды, которую после смешения с водным конденсатом, подаваемым по линии 9, и нагрева в теплообменнике 3 по линии 10 подают в конвертор 4, где тяжелые углеводороды конвертируют с получением смеси метана, углекислого газа и водорода, подаваемой по линии 11 в реактор 5, где водород селективно окисляют до паров воды кислородом воздуха, подаваемого по линии 12. Полученную газопаровую смесь по линии 13 через теплообменник 3 подают в дефлегматор 2, где охлаждают и сепарируют с получением газа дефлегмации и водного конденсата. Пунктиром показано размещение на линии 10 перед примыканием линии 9 устройства для обессеривания газа 14, необходимого при нагреве сернистого газа, а также линии 15 для подачи деионизированной воды при пуске нагревателя.

Таким образом, предлагаемый нагреватель позволяет исключить расход топлива со стороны, снизить пожаровзрывоопасность нагрева углеводородного газа и может быть использован в промышленности.

1. Беспламенный нагреватель углеводородного газа, включающий конвертор и каталитический реактор окисления, отличающийся тем, что на линии подачи нагреваемого углеводородного газа установлено мембранное устройство, оснащенное линией подачи очищенного газа и линией вывода смеси тяжелых углеводородных компонентов газа с парами воды, к которой примыкает линия подачи водного конденсата и на которой установлены рекуперационный теплообменник и в качестве конвертора реактор низкотемпературной каталитической паровой конверсии, оснащенный линией вывода конвертированного газа, на которой в качестве каталитического реактора окисления установлен реактор селективного каталитического окисления водорода с линиями ввода воздуха и вывода газопаровой смеси, на которой расположены рекуперационный теплообменник и дефлегматор, соединенный с линией подачи очищенного газа и оснащенный линиями подачи водного конденсата и вывода нагретого газа, а также линией подачи газа дефлегмации в линию подачи нагреваемого углеводородного газа.

2. Нагреватель по п. 1, отличающийся тем, что на линии вывода смеси тяжелых углеводородных компонентов газа и паров воды установлено устройство для обессеривания газа.

Изобретение описывает способ для извлечения конденсирующегося пара из подаваемого газа, содержащий стадии, на которых: i)охлаждают подаваемый газ на первой поверхности (41) конденсации, причем указанную первую поверхность конденсации регулируют по температуре до первой температуры для конденсации части конденсирующегося пара в подаваемом газе, так что подаваемый газ разделяют на предварительную конденсированную фракцию и технологический газ, причем удаляют предварительную конденсированную фракцию на первой поверхности конденсации с помощью механического скребкового средства (56, 66); и ii) охлаждают технологический газ на второй поверхности (42) конденсации, причем вторую поверхность конденсации регулируют по температуре до второй температуры для конденсации дополнительной части остающегося конденсирующегося пара в технологическом газе, так что технологический газ разделяют на последующую конденсированную фракцию и получаемый газ, причем удаляют последующую конденсированную фракцию на поверхности конденсации с помощью механического скребкового средства (56, 66); причем предварительная сконденсированная фракция имеет более высокую температуру точки конденсации, чем последующая конденсированная фракция; и причем предварительная конденсированная фракция имеет более высокую вязкость, чем последующая конденсированная фракция при любой заданной температуре ниже второй температуры, причем способ дополнительно содержит стадии, на которых: а) собирают удаленную последующую конденсированную фракцию на первом местоположении (92с), причем первое местоположение регулируют по температуре до второй температуры; и b) собирают удаленную предварительную конденсированную фракцию на втором местоположении, причем второе местоположение регулируют по температуре до первой температуры.

Способ кондиционирования газа и система для извлечения конденсирующегося пара из подаваемого газа // 2738376

Абсорбирующий раствор на основе гидроксильных производных 1,6-гександиамина и способ удаления кислотных соединений из газообразного отходящего потока // 2735544

Изобретение относится к способам удаления кислотных соединений из газообразного отходящего потока. Изобретение может быть применено для обработки газа промышленного происхождения или природного газа.

Способ и система для извлечения труднодоступного газа из подводных сред, его преобразования в клатраты и безопасной транспортировки для потребления // 2733386

Изобретение относится к вариантам способа извлечения природного газа из коллекторов углеводородов для нефти и газа в подземной среде. Один из вариантов способа включает: (a) при необходимости, бурение скважины в дне океана для извлечения углеводородов в виде природного газа или смеси нефти и природного газа; (b) извлечение углеводородов в виде природного газа или смеси нефти и природного газа; (c) отделение нефти от природного газа в сепараторе; (d) при необходимости, транспортировку, прокачку или подачу по трубопроводу нефти к поверхности океана; (e) очистку природного газа от обломочного материала; (f) транспортировку, прокачку или подачу по трубопроводу природного газа в подводную установку для преобразования газа в клатратный гидрат; (g) преобразование природного газа с получением из него твердых гидратов; (h) сбор твердых гидратов в транспортный контейнер, подходящий для транспортировки твердых гидратов к поверхности океана.

Композиция для удаления серосодержащего соединения // 2732571

Изобретение относится к способу удаления серосодержащего соединения, включающего приведение в контакт композиции, содержащей в качестве активного ингредиента α,β-ненасыщенный альдегид, представленного следующей общей формулой (1), с жидкостью или парами, при этом серосодержащее соединение представляет собой сероводород, соединение, содержащее группу -SH, или их смесь, где содержание α,β-ненасыщенного альдегида составляет от 1 до 99,9 мас.%, где R1 и R2 каждый независимо обозначает алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную группу, имеющую от 6 до 12 атомов углерода, или же они соединены друг с другом, образуя алкиленовую группу, имеющую от 2 до 6 атомов углерода; а R3 обозначает атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 5 атомов углерода, или связан с R1, образуя алкиленовую группу, имеющую от 2 до 6 атомов углерода.

Новые полиамины, способ их синтеза и их применение для селективного удаления h2s из газового потока, содержащего co2 // 2732132

Изобретение относится к новым азотсодержащим соединениям, относящимся к семейству полиаминов, к вариантам способа получения азотсодержащих соединений и их применению в способе селективного удаления H2S из газового потока.

Установка деэтанизации магистрального газа по технологии нтдр (варианты) // 2727505

Изобретение относится к двум вариантам установки низкотемпературной дефлегмации с ректификацией. По одному из вариантов объектом является установка деэтанизации магистрального газа по технологии низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР с линиями газа высокого и низкого давления, включающая блок осушки, рекуперационный теплообменник, детандеры, соединенные с компрессором посредством кинематической или электрической связи, дефлегматор, оснащенный линиями вывода флегмы и газа дефлегмации с детандером, сепаратор с линиями подачи газа низкого давления, широкой фракции легких углеводородов, а также метансодержащего газа из блока фракционирования, отличающаяся тем, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, линия вывода газа дефлегмации соединена с линией подачи газа низкого давления, линия подачи широкой фракции легких углеводородов соединена со вторым рекуперационным теплообменником, размещенным на байпасной линии рекуперационного теплообменника после компрессионной холодильной машины, при этом линия подачи широкой фракции легких углеводородов после второго рекуперационного теплообменника соединена с деметанизатором.

Высокоэластичные полимерные мембраны для процесса разделения // 2726354

Изобретение относится к способу получения высокоэластичной полимерной мембраны, включающему нанесение слоя армированного коллоидальной двуокисью кремния поперечно-сшитого полиорганосилоксана поверх пористой стеклообразной полимерной основы мембраны и слоя поперечно-сшитого химически полиорганосилоксанового высокоэластичного полимера поверх слоя армированного коллоидальной двуокисью кремния поперечно-сшитого полиорганосилоксана, в котором слой поперечно-сшитого химически полиорганосилоксанового высокоэластичного полимера поверх армированного коллоидной двуокисью кремния поперечно-сшитого полиорганосилоксана образуют посредством нанесения разбавленного раствора смеси полиорганосилоксана с концевой эпоксидной группой и полиорганосилоксана с концевой аминогруппой на верхнюю поверхность селективного слоя армированного коллоидальной двуокисью кремния поперечно-сшитого полиорганосилоксана, в котором упомянутая пористая стеклообразная полимерная основа мембраны представляет собой полимер, который выбран из группы, состоящей из полиэфирсульфона, полисульфона, полиимида, полиакрилонитрила, ацетатцеллюлозы, триацетатцеллюлозы и их смесей, в котором полиорганосилоксан с концевой аминогруппой представляет собой сополимер аминоорганометилсилоксана и диметилсилоксана, который содержит множество повторяющихся звеньев формулы (II) и использование таких мембран для разделения смесей двух или более газов или жидкостей.

Установка деэтанизации магистрального газа (варианты) // 2739738

Изобретение относится к криогенным установкам и может быть использовано в газовой промышленности. Предложено два варианта установки деэтанизации магистрального газа, включающей блок осушки, промежуточный сепаратор, дефлегматор, сепаратор, деметанизаторы низкого и высокого давления, деэтанизатор, первый и второй рекуперационные теплообменники, холодильник, компрессор и редуцирующие устройства. При работе первого варианта установки магистральный газ осушают, затем одну его часть сжимают, охлаждают в холодильнике, первом рекуперационном теплообменнике, редуцируют и подают в деметанизатор, а другую часть охлаждают во втором рекуперационном теплообменнике, редуцируют и разделяют в промежуточном сепараторе с получением остатка, выводимого после редуцирования, и газа, направляемого в дефлегматор, из которого после редуцирования выводят флегму и газ дефлегмации, который разделяют в сепараторе совместно с метансодержащим газом на остаток и газ, который нагревают в тепломассообменном блоке дефлегматора, первом рекуперационном теплообменнике и, после смешения с газом регенерации, подаваемым из блока осушки, выводят. В деметанизатор низкого давления подают остатки сепарации и флегму и отходящий газ, а выводят: с верха - метансодержащий газ, из средней части - поток циркулирующего орошения, который нагревают во втором рекуперационном теплообменнике и возвращают, а с низа - деметанизированный конденсат, который направляют в деметанизатор высокого давления для разделения на отходящий газ и углеводородную фракцию, подаваемую в деэтанизатор для разделения на этановую и пропан-бутановую фракции. Второй вариант отличается подачей редуцированного первого потока осушенного магистрального газа в промежуточный сепаратор. Изобретение позволяет повысить выход углеводородов С2+. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.