Способ сжижения газовой смеси

 

" тантно-;

-. =кто блнотр„д,Д д

00423990

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 22.05.72 (21) 1786857/23-26 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.04,74. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 11.09.74 (51) М. Кл. F 25j 1/00

1 асударстеенный комитет

Сонета Министров СССР ао делам иэавретений и открытий (53) УДК 621.59(088.8) (72) Авторы изобретения ф. f удков, A )J. Явойрис, Г. Э. Одишария

О. М. Иванцов и А. А. Беспятко

Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (71) Заявитель (54) СПОСОБ СЖИЖЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к технике сжижения газовых смесей, в частности к сжи?кению природных углеводородных газов.

Известен способ сжижения газовой смеси, включающий сжатие газовой смеси, предварительное ее охлаждение и расширение в детандере. Предварительное охлаждение осуществляют циркуляционным потоком низкого давления и дополнительным хладоагентом, например аммиаком.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса расширения в детандере и снижение энергетических и эксплуатационных затрат на процесс сжижения. Это достигается тем, что часть потока природного газа после сжатия охла?кдают холодом, вырабатываемым в замкнутом холодильном цикле, работающем на многокомпонентной углеводородной смеси, а затем смешивают с оставшейся частью природного газа и направляют на дальнейшее охлаждение и расширение в дета ндере с получением в конце расширения жидкости в количестве 25 — 30% (по весу).

На чертеже показана схема установки для осуществления предло?кенного способа сжикения.

Природный газ с давлением 40 атм после очистки от СО и осушки подают в компрессор 1, где совместно с циркуляционными потоками его сжимают до давления 100 атм.

После концевого холодильника 2 общий поток газа разделяют: большую часть газа (63% по объему) направляют в теплообмвнник 3, где за счет холода кипящей многокомпонентной смеси углеводородов (этана, пропана, бутана и пентана) его охлаждают до температуры

234 К, а ос àâøååñÿ количество газа охлаждают до этой же температуры за счет холода ци ркуляционных потоков в теплообменнике 4.

10 Общий поток газа охлаждают далее в теплообменнике 5 до температуры 225 К и снова разделяют: 75% от всего количества напра вляют в детандер 6, где расширяют до давления 16 атм, а 25% — в теплообменникп 7 и 8, 15 где последовательно охлаждают до температуры 164 К. При детандировании со 100 до

16 атм из потока, подвергающегося расширению, образуется примерно 25% жидкости, отделяемой в сепараторе 9. Поток пара из по20 следнего после рекуперации холода в теплообменниках 7, 8 и 4, сжимают компрессором

10 за счет мощности, вырабатываемой детандером, с 16 атм до 23 7 атм и направляют в компрессор 1 на циркуляцию. Поток сжижен2S ного природного газа из теплообменника 8 последовательно дросселируют сначала до давления б атм, за-.см до давления 1, 2 атм с соответствующим разделением жидкости и пара в сепараторах 11 и 12. жидкость из се30 паратора 9 так?ке дросселируют до давления

423990

6 атм. Образующееся в сепараторе 12 небольшое количество пара (7 / от общего потока) поджимают компрессором 13 до давления

6 атм, смешивают с паром из сепаратора 11 (9,5 / от общего потока) и суммарный поток с температурой 159 К после использования холода в теплообменниках 8, 7, 5 и 4 подают в соответствующую ступень.компрессора 1 на циркуляцию.

Сжиженный природный газ в количестве

28 / от всего потока из сепаратора 12 направляют в хранилище. Охлаждение природного газа в теплообменнике 3 достигается за счег холодильного цикла, работающего на смеси углеводородов. Смесь подобрана так, что после сжатия в компрессоре 14 и охлаждения в концевом холодильнике 15 она полностью сжижается. Для описываемой схемы принимают следующий состав смеси (в / ): этан (С Н ) 10; пропан (СЗНЗ) 50; бутан (С4Ни)

30; пентан (С Нд) 10. Смесь сжимают в компрессоре до давления 15 атм, охлаждают в холодильнике 15, переохлаждают в теплообменнике 3, затем дросселируют до давления

1,2 атм и после использования холода вновь засасывают в компрессор. Гаким образом, в предложенном способе используют эффект адиабатического расшире5 ния в турбодетандерах с охлаждением природного газа кипящей многокомпонентной смесью. В результате удается сблизить кривые распределения температур охлаждения (конденсации) и нагрева потоков в теплооб10 менниках, т. е. существенно снизить необратимость за счет неравновесности теплообмена.

Предмет изобретения

Способ сжижения газовой смеси, например

15 природного газа, включающий сжатие газовой смеси, предварительное охлаждение, расширение смеси в детандере и конденсацию, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, часть газовой сме20 си после сжатия охлаждают многокомпонентным холодильным агентом, а затем смешивают с оставшейся частью газовой смеси и направляют на дальнейшее охлаждение и расширение в детандере.

423990

Составитель Г. Бахтюкова

Техред Л. Богданова Корректор М. Лейзерман

Редактор Н. Корченко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2317/)5 Изд. Хе 1483 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5