Установка редуцирования природного газа с выработкой газомоторных топлив (варианты)

Авторы патента:

F25J1/00 - Способы и устройства для сжижения или отверждения газов или их смесей

Владельцы патента RU 2757207:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к установкам редуцирования природного газа с выработкой газомоторных топлив устройствам для получения газа низкого давления. Описаны установки, включающие выходную линию газа низкого давления и входную линию газа высокого давления, на которой установлен блок осушки, соединенный линией вывода газа регенерации с линией газа низкого давления, после которого линия газа высокого давления разделена на две линии: на одной установлены компрессор, холодильник и детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен дефлегматор с линией вывода флегмы, тепломассообменная секция которого соединена с рекуперационным теплообменником и сепаратором линией газа низкого давления, кроме того, сепаратор соединен линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с дефлегматором, а линиями подачи газа фракционирования и широкой фракции легких углеводородов - с блоком фракционирования, оборудованным линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, при этом компрессор соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи, в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, а по меньшей мере одно редуцирующее устройство выполнено в виде детандера. Во второй установке, после разделения на две линии, на одной установлен рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен дефлегматор с линией вывода флегмы, тепломассообменная секция которого соединена с рекуперационным теплообменником и сепаратором линией газа низкого давления, кроме того, сепаратор соединен линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с дефлегматором, а линиями подачи газа фракционирования и широкой фракции легких углеводородов - с блоком фракционирования, оборудованным линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, по меньшей мере одно редуцирующее устройство выполнено в виде детандера, а параллельно рекуперационному теплообменнику на линии подачи части газа высокого давления установлена холодильная машина, компрессор которой соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи. Технический результат - увеличение выхода газомоторных топлив. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для получения газа низкого давления и газомоторных топлив за счет использования перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами и может быть использовано в газовой промышленности.

Известен способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации [RU 2541360, опубл. 10.02.2015 г., МПК F25J 1/00], который включает расположенные на линии газа высокого давления блок осушки с линиями ввода продувочного газа и вывода газа регенерации, компрессор и холодильник, расположенные на линии продукционного газа блок очистки от углекислоты, предварительный и основной (рекуперационный) теплообменники, дроссель (редуцирующее устройство), сепаратор и хранилище для СПГ с криогенным насосом, а также детандер.

Недостатком известной установки является низкий выход СПГ.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка для редуцирования природного газа и получения газомоторных топлив (варианты) [RU 2673970, опубл. 03.12.2018 г., МПК F25J 1/00], которая в одном из вариантов включает блок адсорбционной осушки, компрессор, кинематически или электрически связанный с тремя детандерами (редуцирующими устройствами), холодильник, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с тепломассообменной секцией, сепаратор и блок фракционирования.

Недостатком известной установки является низкий выход СПГ из-за термодинамически неэффективного смешения флегмы и остатка сепарации, имеющих разные температуры и составы и редуцирования газа при относительно невысокой температуре.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выхода газомоторных топлив.

Техническим результатом является увеличение выхода газомоторных топлив за счет установки деметанизатора, соединенного с дефлегматором линией подачи флегмы, на которой установлено редуцирующее устройство, что позволяет дополнительно охладить газ высокого давления, осуществить фракционирование и повысить степень ожижения, а также за счет редуцирования газа при более низкой температуре.

Предложено два варианта установки.

Технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей выходную линию газа низкого давления и входную линию газа высокого давления, на которой установлен блок осушки, соединенный линией вывода газа регенерации с линией газа низкого давления, после которого линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен дефлегматор с линией вывода флегмы, тепломассообменная секция которого соединена с рекуперационным теплообменником и сепаратором линией газа низкого давления, кроме того, сепаратор соединен линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с дефлегматором, а линиями подачи газа фракционирования и широкой фракции легких углеводородов - с блоком фракционирования, оборудованным линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, при этом компрессор соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи, особенность заключается в том, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, а по меньшей мере одно редуцирующее устройство выполнено в виде детандера.

Второй вариант установки отличается размещением, взамен компрессора, холодильника и детандера, компрессионной холодильной машины, компрессор которой соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи.

Установка оборудована адсорбционным блоком осушки. Блок фракционирования может быть выполнен, например, в виде ректификационной колонны. По меньшей мере одно редуцирующее устройство выполнено в виде детандера, а остальные могут быть выполнены в виде редуцирующего вентиля или газодинамического устройства. Кинематическое соединение между компрессором и детандерами в обоих вариантах осуществляют, например, путем их размещения на одном валу, а электрическое соединение - путем оборудования детандера электрогенераторами, питающими электропривод компрессора. На байпасе установки может быть расположена газораспределительная станция. Установка может быть оборудована приборами коммерческого учета газа и жидких продуктов. При высоком содержании углекислого газа и низком содержании тяжелых углеводородов в газе высокого давления целесообразно оснастить установку блоком очистки газа от углекислоты, например, адсорбционного типа. При высоком содержании метана в природном газе в качестве СПГ может выводиться широкая фракция легких углеводородов. В качестве остальных элементов установки могут быть установлены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Размещение деметанизатора, оснащенного линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, позволяет использовать холод, выделяющийся при ее редуцировании, расположение только одного устройства редуцирования газа на линии вывода газа дефлегмации, имеющего более низкую температуру, приводит к росту температурной депрессии из-за увеличения эффекта Джоуля-Томпсона, что снижает температуру газа низкого давления, повышает степень ожижения, и приводит к увеличению выхода газомоторных топлив.

Установка в первом варианте включает блок осушки 1, компрессор 2, детандер 3, редуцирующие устройства 4, 5 (условно показаны детандеры), холодильник 6, рекуперационный теплообменник 7, дефлегматор 8, деметанизатор 9 и блок фракционирования 10. Второй вариант установки включает компрессионную холодильную машину 11. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 12, а на байпасе установки - установлена газораспределительная станция 13 (показано пунктиром).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, поступающий по линии 14, осушают в блоке 1 и разделяют на два потока, первый поток по линии 15 подают на охлаждение в теплообменник 7, второй поток сжимают компрессором 2, охлаждают в теплообменнике 6, редуцируют с помощью детандера 3 и подают в линию 15. Объединенный поток направляют в дефлегматор 8, где подвергают дефлегмации за счет охлаждения подаваемым по линии 16 из деметанизатора 9 газом низкого давления, который затем нагревают в теплообменнике 7, смешивают с газом регенерации адсорбента, подаваемым из блока 1 по линии 17, и выводят с установки. Полученные газ дефлегмации по линии 18 и флегму по линии 19 через редуцирующие устройства 5 и 4, соответственно, подают в деметанизатор 9 совместно с газом фракционирования, подаваемым по линии 20. Из деметанизатора 9 по линии 21 широкую фракцию легких углеводородов подают в блок фракционирования 10, из которого по линии 22 выводят сжиженный природный газ, а по линии 23 - пропан-бутановую фракцию. Работа второго варианта (фиг. 2) отличается тем, что часть газа высокого давления охлаждают в холодильной машине 12. При необходимости в обоих вариантах установки газовый поток перед дефлегматором 8 очищают от углекислого газа в блоке 13, а из линии 21 по меньшей мере часть потока выводят по линии 24 в качестве СПГ (показано пунктиром). Штрих-пунктиром показана кинематическая или электрическая связь между компрессором 2 или компрессором холодильной машины 11 и по меньшей мере с одним из детандеров 3-5.

Таким образом, предлагаемый комплекс позволяет увеличить выход газомоторных топлив и может найти применение в газовой промышленности.

1. Установка редуцирования природного газа с выработкой газомоторных топлив, включающая выходную линию газа низкого давления и входную линию газа высокого давления, на которой установлен блок осушки, соединенный линией вывода газа регенерации с линией газа низкого давления, после которого линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен дефлегматор с линией вывода флегмы, тепломассообменная секция которого соединена с рекуперационным теплообменником и сепаратором линией газа низкого давления, кроме того, сепаратор соединен линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с дефлегматором, а линиями подачи газа фракционирования и широкой фракции легких углеводородов - с блоком фракционирования, оборудованным линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, при этом компрессор соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи, отличающаяся тем, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, а по меньшей мере одно редуцирующее устройство выполнено в виде детандера.

2. Установка редуцирования природного газа с выработкой газомоторных топлив, включающая выходную линию газа низкого давления и входную линию газа высокого давления, на которой установлен блок осушки, соединенный линией вывода газа регенерации с линией газа низкого давления, после которого линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной из которых установлен рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен дефлегматор с линией вывода флегмы, тепломассообменная секция которого соединена с рекуперационным теплообменником и сепаратором линией газа низкого давления, кроме того, сепаратор соединен линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с дефлегматором, а линиями подачи газа фракционирования и широкой фракции легких углеводородов - с блоком фракционирования, оборудованным линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, отличающаяся тем, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, по меньшей мере одно редуцирующее устройство выполнено в виде детандера, а параллельно рекуперационному теплообменнику на линии подачи части газа высокого давления установлена холодильная машина, компрессор которой соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может найти применение при добыче и транспортировке нефти с высоким газовым фактором без её разгазирования посредством намеренного получения газовых гидратов и создания контролируемого потока гидрат-содержащей нефти. Изобретение касается способа транспортировки нефти с высоким газовым фактором с использованием контролируемого потока гидратов, в котором рассчитывают равновесное условие гидратообразования с помощью компьютерной программы; сравнивают рассчитанное равновесное условие гидратообразования с условием транспортировки нефти с высоким газовым фактором; подбирают степень смещения температуры, необходимую для расширения области стабильности гидрата по всему градиенту Р,Т-условий транспортировки нефти; подбирают подходящий термодинамический промотор гидратообразования, в том числе его концентрацию для подобранной степени смещения температуры; добавляют подобранный термодинамический промотор гидратообразования для смещения равновесной температуры; добавляют кинетический промотор гидратообразования для ускорения образования газовых гидратов; при необходимости добавляют антиагломерант для предотвращения агломерации частиц гидрата.

Энерготехнологический комплекс для выработки тепловой и механической энергий и способ работы комплекса // 2756399

Изобретение относится к энергетике, а именно к экологически чистым и экономически выгодным способам и установкам для выработки тепловой и механической энергий. Энерготехнологический комплекс для выработки тепловой и механической энергий включает энергетическую установку (1), состоящую из камеры сгорания, парогазовой турбины, соединенной с генератором электрической энергии, линий подачи кислорода, природного газа, воды и диоксида углерода в камеру сгорания, а также линии охлаждения отработанных газов, выполненной с возможностью конденсации воды и диоксида углерода, установку (2) криогенного разделения воздуха, систему вентиляции угольной шахты (3), при этом система вентиляции угольной шахты (3) соединена линией (5) подачи воздуха из угольной шахты (3) с установкой (2) криогенного разделения воздуха.

Способ сжижения насыщенной углеводородами фракции // 2755970

Предложен способ сжижения насыщенного углеводородами потока, в частности потока природного газа. Сжижение насыщенного углеводородами потока происходит в противотоке с каскадом контуров смеси холодильных агентов, состоящим из трех контуров смеси холодильных агентов.

Дополненная установка по производству сжиженного природного газа и способ ее работы // 2754482

Изобретение относится к установке (1) по производству сжиженного природного газа для производства сжиженного природного газа. Установка (1) содержит две или более параллельных линии (A, B) обработки и сжижения, каждая из которых содержит ступень (14) охлаждения, предназначенную для приема потока (13) очищенного природного газа со стадии (12) обработки газа, блок (16) извлечения газоконденсатных жидкостей для извлечения жидкостей из природного газа (161), тем самым генерируя поток (162) легкого природного газа.

Способ автономного производства сжиженного природного газа и установка для его осуществления // 2753206

Изобретение относится к технологиям сжижения природного газа, а именно к технологии сжижения природного газа с использованием внешнего холодильного цикла, и может быть использовано на площадках, имеющих доступ к природному газу. Газ высокого давления подают в блок ртутной очистки, потом осушают и после осушки поток газа подают в первый теплообменный аппарат предварительного охлаждения, в котором охлаждают хладагентом в виде пропилена, или направляют по байпасной линии на очистку.

Система производства электроэнергии, сжиженного и компримированного природного газа на газораспределительной станции // 2753205

Изобретение относится к области теплоэнергетики, более точно, к системам производства электроэнергии, сжиженного и компримированного природного газа в условиях ГРС. Система подключена к ГРС, включаемой между магистральным газопроводом высокого давления и потребительским газопроводом, и включает детандер-генератор, три последовательно установленных кожухотрубных теплообменных аппарата, блок управляющего контроллера и блок сжижения природного газа.

Установка для сжижения газа // 2753007

Установка для сжижения газа относится к холодильной и криогенной технике и предназначена для сжижения испарившихся составляющих, например топлив в энергетических установках наземного базирования и транспортных средств. Установка для сжижения газа содержит теплообменник, выполненный в виде криогенного сосуда, заключенного в теплоизоляцию и кожух, жидкостный объем которого сообщен с трубопроводами подачи жидкого криогенного хладоагента и сжижаемого газа.

Комплексная система охлаждения метана для сжижения природного газа // 2752223

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для сжижения сырьевого потока природного газа. Сырьевой поток природного газа сжижается косвенным теплообменом с газообразным метановым или природно-газовым хладагентом, циркулирующим в газорасширительном цикле, для получения первого потока СПГ.

Установка для сжижения природного газа // 2751049

Предложена установка для сжижения природного газа, содержащая С3-охладитель, способный охлаждать природный газ, и сжижающий хладагент, предназначенный для сжижения природного газа, с помощью простой конфигурации. Установка (1) для сжижения природного газа содержит охладители (31) и (37), использующие пропан или пропилен в качестве хладагента, и компрессор (35) для сжатия парообразного хладагента, вытекающего из С3-охладителей (31) и (37).

Установка редуцирования природного газа с получением газомоторных топлив (варианты) // 2750864

Изобретение относится к установкам редуцирования газа. Описаны установки редуцирования природного газа с получением газомоторных топлив, включающие выходную линию газа низкого давления и входную линию газа высокого давления, на которой установлен блок осушки, соединенный линией вывода газа регенерации с линией газа низкого давления, после которого линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлены редуцирующее устройство и дефлегматор с линией вывода флегмы, тепломассообменная секция которого соединена с рекуперационным теплообменником и сепаратором линией газа низкого давления, кроме того, сепаратор соединен линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с дефлегматором, а линиями подачи газа фракционирования и широкой фракции легких углеводородов - с блоком фракционирования, оборудованным линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, при этом компрессор соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи, причем в виде детандера выполнено по меньшей мере одно редуцирующее устройство, а в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством.

Установка комплексной подготовки газа с выработкой спг и повышенным извлечением газового конденсата (варианты) // 2757211

Изобретения относятся к установкам комплексной подготовки газа с выработкой сжиженного природного газа (СПГ). Описана установка, включающая входной сепаратор, промежуточный и дополнительный сепараторы, сепаратор СПГ, рекуперативный теплообменник и рекуперативный теплообменник блока СПГ, холодильник и холодильники блока СПГ, детандер и детандер блока СПГ, соединенные с компрессором и компрессором блока СПГ соответственно, деметанизатор, редуцирующие устройства, а также блок фракционирования, блок осушки и очистки газа. Второй вариант установки отличается тем, что второй холодильник расположен на байпасной линии рекуперативного теплообменника блока СПГ. Третий вариант установки отличается тем, что блок СПГ не содержит второго холодильника, а рекуперативный теплообменник выполнен многопоточным. Технический результат - увеличение выхода газового конденсата. 3 н.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.