Способ компрессии гидратообразующих газов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннк

Социалист нческнк

Республик (»>931956 (61) Дополнительное к авт. свид-ву В 802604 (22) Заявлено 11.0780 (21) 2955893/25-06 с присоединением заявки М (23) ПриоритетОпубликовано 3005,82, Бюллетень ff920

Дата опубликования описания 30. 05. 82

Р1 М К з

F 04 В 37/12

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 51 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Л.Ф.Смирнов и Э.A.Áàêóì

Физико-химический институт AH HH oA CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОМПРЕССИИ ГИДРАТООБРАЗУКФЯИХ

ГАЗОВ

Изобретение относится к способам компрессии гибратообразующих гаЗов.

По основному авт.св. М 802604 известен способ компрессии. гидратообразующих газов путем образования гидратов при контакте газа низкого давления с водой, перемещения гидратов в зону плавления и нагрева с разложением их на воду и газ высокого давления, с проведением процесса плавления в нескольких секциях эоны плавления поочередно, в порядке их заполнения, причем в каждой иэ них перед началом плавления повышают давление впуском газа иэ секции с закончившимся процессом плавления (1).

Известный способ имеет тот недостаток, что фазовый переход образования — плавления гидратов используется лишь для получения одного продукта - сжатого газа, а возможные полезные эффекты этого перехода не реализуются. Например, в этом способе нельзя получить опресненную воду, если в качестве исходной используется соленая вода, поскольку наряду в гидратами, при их перемещении иэ камеры образования s секции плавления будет попутно перемещаться и рассол.

Цель изобретения — повышение экономичности компрессии гидратообразующего газа.

Поставленная цель достигается тем, что перед повышением давления в каждой,иэ секций впуском газа и секции с закончившимся процессом плавления дополнительно осуществляют этим же газом продувку гидратов.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для осущест- вления предлагаемого способа.

15 устройство для компрессии гидратообраэующих газов содержит кристаллизатор 1, снабженный на входе вентилем 2 и внутри .водоохлаждаемым контуром 3, и плавитель 4, составлен20 ный иэ шести секций 5 - 10, оборудованных в нижней части фильтрующими перегородками 11. Плавитель 4 снабжен системой трубопроводов для соединения верхних эон полостей сек25 ций, составленной иэ соединительного коллектора 12 и патрубков с запорными кранами 13 — 18. Кристаллиэатор 1 соединен с секциями плавителя

4 трубопроводом 19 для транспортиро30 вання гидратной суспеязии, уравни931956 тельным трубопроводом 20 для газа и сливным трубопроводом 21 для мине« ралиэованной воды. Трубопроводы 1921 встроены в теплообменник 22 и находятся между собой s тепловом контакте. 5

Верхние зоны полостей секции 510 соединены трубопроводами с запорными кранами 23 — 27 и 28, уравнительным трубопроводом 20 и трубопроводами с вентилями 29 — 34 с вы- 10 ходным трубопроводом 35. Полости секций оборудованы водонагревательными контурами 36, 37, 38 - 41 и соединены с трубопроводом 19 при помощи патрубков с запорными кранами

42 — 47. Данные части секций соеди- нены со сливным трубопроводом 21 патрубками с эапорными кранами 48 - 53.

В разрыве трубопровода 19 установлен насос 54.

Донные части секций соединены дополнительно трубопроводом 55 через краны 56 - 61. Устройство имеет теплообменник 62 со встроенными трубопроводами 63 н 64 вывода раствора повышенного солесодержания и ввода . исходного раствора в кристаллизатор, которые находятся в тепловом контакте между собой.

Предлагаемый способ. реализуЕтся следуюцим образом.

Через вентиль 2 в кристаллиэатор

1 подают газ, подлежащий сжатию, который контактирует в нем с минерализованной водой, подаваемой в кристаллизатор 1 по трубопроводам 21 и

64. Полость кристаллиэатора 1 охлаждают холодной водой, циркулирующей по контуру 3, вследствие чего при интенсивном перемешивании с ней образуются кристаллы газовых гидра- 40 тов. Вместе с минерализованной во» дой кристаллы гидратов образуют суспенэию с концентрацией гидратов порядка 15-10 Ъ. Суспензию выводят из кристаллизатора насосом 54 и подают 45 по трубопроводу 19 при низком давлении Р в одну иэ секций плавителя 4, например в секцию 5, через патрубок с краном 42. 8 секции 5 происходит частичное осушение суспензии вследствие отделения минералиэованной воды от кристаллов под действием силы тяжести и ее стока через фильтрующую перегородку ll„ патрубок с краном 48 и трубопровод

21. При заполнении секции 5 закрыты вентиль 29, краны 13 и 56 и открывают кран 23, обеспечивая таким путем выравнивание давления в крис- таллизаторе 1 и секции 5 через уравнительный трубопровод 20.

Одновременно с заполнением гидратами секции 5, в секции 6 производят плавление гидратов. и сжатый гаэ выводят через вентиль 30 и трубопро-, вод 35 потребителю Теплоту, необхо- 65 димую для разложения гидратов, подводят с горячей водой, циркулирующей по контуру 37. При этом предварительно перекрывают краны 49, 43, 24, 57 и 14. K этому моменту времени плавление гидратов в секции 7 окончено, и подача горячей воды в контур 38 прекращена. Вентиль 31 и краны 25, 44, 50 и 58 закрыты. Открыты кран 15 и кран 16 секции 8, которая подготовлена к плавлению гидратов. Часть газа иэ секции 7 пропускают в секцию 8 до тех пор, пока давление в обеих зонах не выравняется, после чего закрывают кран

16 и s секцию 8 через контур 39 подают горячую воду, вызывая таким образом плавление гидратов. Образующийся в процессе разложения гидратов газ выводят через вентиль 32.

В этот момент открывают кран 17 секции. 9 и часть газа из .секции 7 перетекает в секцию 9, которая к этому времени полностью заполнена гидратами. Переток газа проводят до тех пор, пока давление в секциях 7 и 9 не выравняется на уровне, более низком, чем s секции 7 после предыдущего перепуска газа в секцию 8. После выравнивания давления в секциях 7 и 9 закрывают кран 17 и открывают кран 18. Происходит повышение давления в секции 10, которая также заполнена гидратами и подготовлена к их плавлению. После выравнивания давлений в секциях 7 и 10 кран 18 закрывают. К этому времени заканчивают заполнение секции 5,закрывают краны 42 н 23 и открывают кран 13, производят продувку гидратов в секции 5, в результате которой происходит одновременно выдавли юние оставшейся после заполнения секции 5 гидратами минерализоваяной воды, час- тичное поддлавление поверхности и осушение гидратов. В результате подплавления поверхности гндратов образуется вода, которая вместе с продувочным газом омывает пленку рассола с поверхности кристаллов, вслед-. ствие чего достигается лучшая очистка гидратов газа, поэволяюцая после плавления последних получать газ высокого давления и опресненную воду.

Иинерализованная вода вместе с продувочным газом выводится из плавителя через кран 48, а после выравнивания давления в секциях 7 и 5 закрывают краны 15 и 13, открывают краны 58 и 25 и опресненная вода нэ секции 7 выдавливается по трубопроводу 55 потребителю. После слива всей опресненной воды иэ секции 7 закрывают кран 58, открывают краны 44 и 50 и заполняют суспенэией секцию 7. К этому моменту секция 8 работает в режиме плавления и выдает потребителю сжатый гаэ через вен931956 тиль 32. В секции 6 плавление оканчивается через некоторый промежуток времени. Закрывают вентиль 30 и открывают краны 14 и 17. Происходит выравнивание давления в секциях 6 и

9, после чего кран 17 закрывают, а в контур 40 подают горячую воду, после чего в ней начинается плавление гидратов с выдачей rasa через вентиль 33. В тот же момент времени открывают кран 18 и выравнивают давление в секциях 6 и 10. Процесс повторяют в аналогичной последовательности. При этом краны 45 - 47 используют для -подачи суспенэии s соответствующие моменты времени, кра.ны 26 — 28 для уравнивания давления в кристаллизаторе 1 и секциях плавителя 4 при заполнении секций 8 - 10 и для выдавливания опресненной воды из секций 8 — 10 краны 51 — 53 для дренирования минерализованной воды при заполнении и выдавливании оставшейся минералиэованной воды и воды, образовавшейся в результате подплавления поверхности гидратов в секциях 8 - 10, вентили 32 — 34для выдачи из них газа высокого давления и краны 59 — 61 - для вывода опресненной воды из секций 8 — 10.

Подпитка кристаллизатора минерализованной водой осуществляется по трубопроводу 64, встроенному в теплообменник 62, в котором происходит подохлаждение ее за счет.теплообмена с рассолом, сбрасываемым иэ кристаллизатора по трубопроводу 63.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с прототипом состоят в попутном получении наряду с

5 газом высокого давления пресной воды. Прн работе, например, на метане при сжатии 1 кг газа (при любой степени сжатия) можно получится 7 кг пресной воды, что приведет к поникению производительности по сжатому газу всего на 2 — 5 %. В пресную во ду переходит вся вода,-вошедшая в состав гидратов, за вычетом ее потерь при подплавлении гидратов при выдавливании оставшейся минералиэо1Ç ванной воды и продувки гидратов поп ле заполнения очередной секции.

Формула изобретения эй Способ компрессии гидратообразующих газов по авт. св. Ю 802604, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, перед повыаением давления в каждой из секций впуском газа иэ секции с закончившимся процессом плавления дополнительно осуществляют этим же газом продувку гидратов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 802604 по заявке 9 2761183/06, кл. F 03 В 37/12, 1979.

931956

Составитель В.Савушкин

Редактор A.Âëàñåíêî Техред И. Гайду Корректор И.Муска

Заказ 3698/42 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж.-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4