Способ и система для получения сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов - заявка 2017100075 на патент на изобретение в РФ

1. Способ получения сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов, включающий:
обеспечение смеси углеводородов в паровой фазе и пропускание указанной смеси углеводородов через входной газоочиститель, содержащий входную ёмкость, посредством которой из входного газоочистителя отводятся пары углеводородов;
транспортирование паров, поступающих из входного газоочистителя, через приемный газоочиститель компрессора, содержащий всасывающую ёмкость, посредством которой из приемного газоочистителя компрессора отводят поток паров, поступающих в компрессор;
cжатие поступающего в компрессор парообразного потока в агрегате, образованном из одного или большего числа компрессоров, с получением более высокого давления и образованием при этом сжатого парообразного выходящего потока;
уменьшение перегрева сжатого парообразного выходящего потока в системе для уменьшения перегрева, содержащей теплообменник-пароохладитель, включающее приведение, по меньшей мере, части сжатого парообразного выходящего потока в косвенный контакт с теплообменом с потоком из окружающей среды в теплообменнике- пароохладителе, что позволяет передавать теплоту от сжатого парообразного выходящего потока потоку из окружающей среды с получением в результате из сжатого парообразного выходящего потока охлажденного потока перегретых паров углеводородов;
транспортирование, по меньшей мере, части охлажденного потока перегретых паров углеводородов из системы уменьшения перегрева в конденсатор через выходной трубопровод пароохладителя и дополнительное охлаждение части охлажденного перегретого потока углеводородов в указанном конденсаторе с помощью косвенного теплообмена указанной части охлажденного перегретого потока углеводородов с охлаждающим потоком, при этом указанную часть охлажденного перегретого потока углеводородов, по меньшей мере, частично конденсируют с образованием сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов;
отделение от охлажденного перегретого потока углеводородов, проходящего через выходной трубопровод пароохладителя, рециркуляционной части с образованием рециркуляционного потока с определенным расходом на рециркуляцию, поступающего из выходного трубопровода пароохладителя в агрегат, состоящий из одного или большего количества компрессоров, через барабан-сепаратор для противопомпажной рециркуляции, клапан противопомпажной рециркуляции и приемный газоочиститель компрессора, при этом расход на рециркуляцию регулируется с помощью клапана противопомпажной рециркуляции, и
извлечение жидких компонентов из рециркуляционной части охлажденного перегретого потока углеводородов и отвод через выпускной патрубок для жидкости, имеющийся в барабане-сепараторе противопомпажной рециркуляции;
подачу жидких компонентов, отведенных из рециркуляционной части охлажденного потока перегретых паров углеводородов, во входной газоочиститель.
2. Способ по п. 1, в котором система уменьшения перегрева пара содержит байпасную трубопроводную линию пароохладителя для избирательного байпасирования теплообменника-пароохладителя, при этом указанная байпасная трубопроводная линия пароохладителя снабжена клапаном регулирования температуры и регулятором температуры, функционально связанным с клапаном регулирования температуры, при этом способ включает изменение степени открытия клапана в зависимости от температуры охлажденного потока перегретых паров углеводородов в выпускном трубопроводе пароохладителя.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором указанное обеспечение смеси углеводородов в паровой фазе дополнительно включает:
расширение сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов с образованием, по меньшей мере, одного охлаждающего потока;
пропускание указанного, по меньшей мере, одного охлаждающего потока через теплообменник;
косвенный теплообмен, по меньшей мере, одного охлаждающего потока с потоком продукта, при котором, по меньшей мере, один охлаждающий поток поглощает теплоту потока продукта, и в указанном одном охлаждающем потоке происходит фазовый переход, по меньшей мере, от жидкой фазы к паровой фазе;
выпуск, по меньшей мере, одного охлаждающего потока в паровой фазе из теплообменника в виде смеси углеводородов в паровой фазе.
4. Способ по п. 3, в котором поток продукт представляет собой углеводородный поток, который, по меньшей мере, на 80 мол.% состоит из метана, и в процессе указанного косвенного теплообмена, по меньшей мере, одного охлаждающего потока с потоком продукта поток продукта конденсируется с образованием потока сжиженного углеводородного продукта.
5. Способ по п. 4, в котором поток сжиженного углеводородного продукта представляет собой поток сжиженного природного газа.
6. Способ по любому из пп. 1-4, который осуществляют в условиях окружающего атмосферного воздуха, имеющего фактическую температуру, при этом поток, подводимый из окружающей среды, представляет собой поток атмосферного воздуха при фактической температуре.
7. Способ по п. 6, в котором первый перепад температуры в теплообменнике- пароохладителе, между указанной фактической температурой и охлажденным потоком перегретых паров углеводородов в выходном трубопроводе пароохладителя, составляет от 25°С до 65°С.
8. Способ по п. 6 или 7, в котором указанный охлаждающий поток представляет собой второй поток атмосферного воздуха при фактической температуре.
9. Способ по п. 8, в котором второй перепад температуры в конденсаторе между фактической температурой и сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смесью углеводородов составляет от 1°С до 10°С, и этот второй перепад меньше, чем первый перепад температуры.
10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором указанная входная ёмкость содержит, по меньшей мере, входной патрубок газоочистителя и входной патрубок для рециркуляционной жидкой фазы, расположенный в поле сил тяжести ниже, чем входной патрубок газоочистителя, при этом указанная смесь углеводородов, посредством входного патрубка газоочистителя, проходит через входной газоочиститель во входную ёмкость, а жидкие компоненты, отведенные из рециркуляционной части охлажденного потока перегретых паров углеводородов, подают во входную ёмкость через входной патрубок для рециркуляционной жидкой фазы.
11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором жидкие компоненты из рециркуляционной части охлажденного потока перегретых паров углеводородов, испаряют во входной ёмкости.
12. Система компримирования для получения сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов, содержащая
входной газоочиститель, содержащий входную ёмкость, снабженную, по меньшей мере, входным патрубком входного газоочистителя, соединенным с источником исходных паров, обеспечивающим подачу смеси углеводородов в паровой фазе, и выходным патрубком для паровой фазы входного газоочистителя;
приемный газоочиститель компрессора, содержащий входной сепаратор компрессора и снабженный, по меньшей мере, входным патрубком приемного газоочистителя, сообщающимся по текучей среде с выходным патрубком для пара указанного входного газоочистителя, и выходным патрубком приемного газоочистителя для пара, сконфигурированным для выпуска из приемного газоочистителя компрессора парообразного потока, поступающего в компрессор;
агрегат, состоящий из одного или большего числа компрессоров, содержащий всасывающий патрубок, сообщающийся по текучей среде с выходным патрубком для пара приемного газоочистителя, и выпускной патрубок компрессорного агрегата, при этом указанный агрегат выполнен с возможностью сжатия парообразного потока, поступающего в компрессор из приемного газоочистителя компрессора, до более высокого давления с получением в результате в выпускном патрубке сжатого парообразного выходящего потока;
систему уменьшения перегрева, выполненную с возможностью получения охлажденного потока перегретых паров углеводородов из сжатого парообразного выходящего потока, при этом указанная система уменьшения перегрева содержит теплообменник-пароохладитель, сообщающийся по текучей среде с выпускным патрубком компрессорного агрегата, причем указанная система уменьшения перегрева выполнена с возможностью приведения в указанном теплообменнике-пароохладителе, по меньшей мере, части сжатого парообразного выходящего потока в состояние теплообмена при косвенном контакте с потоком из окружающей среды, что позволяет передавать теплоту от сжатого парообразного выходящего потока потоку из окружающей среды;
конденсатор, размещенный для приема, по меньшей мере, части охлажденного потока перегретых паров углеводородов и выполненный с возможностью дополнительного охлаждения части охлажденного потока перегретых паров углеводородов за счет косвенного теплообмена с охлаждающим потоком, при этом указанную часть охлажденного потока перегретых паров углеводородов, по меньшей мере, частично конденсируют с образованием сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов;
выходной трубопровод пароохладителя, проходящий между системой уменьшения перегрева и конденсатором и обеспечивающий сообщение по текучей среде между указанными системой уменьшения перегрева и конденсатором;
линию противопомпажной рециркуляции для компрессорного агрегата, проходящую между выпускным трубопроводом пароохладителя и входным патрубком приемного газоочистителя компрессора, предназначенную для транспортирования рециркуляционного потока рециркуляционной части охлажденного потока перегретых паров углеводородов, с определенным расходом на рециркуляцию, от выходного трубопровода пароохладителя к всасывающему патрубку агрегата, состоящего из одного или большего числа компрессоров, через приемный газоочиститель компрессора;
клапан противопомпажной рециркуляции, установленный на указанной линии противопомпажной рециркуляции для компрессорного агрегата, предназначенный для регулирования расхода на рециркуляцию;
барабан-сепаратор противопомпажной рециркуляции, установленный на указанной линии противопомпажной рециркуляции для компрессорного агрегата и предназначенный для извлечения жидких компонентов из рециркуляционной части охлажденного потока перегретых паров углеводородов и удаления через выпускной патрубок для жидкости;
трубопровод для отвода жидкости, соединяющий выпускной патрубок для жидкости барабана-сепаратора противопомпажной рециркуляции с входным газоочистителем.
13. Система компримирования по п. 12, в которой система с пароохладителем содержит байпасную трубопроводную линию пароохладителя для избирательного байпасирования теплообменника-пароохладителя, при этом указанная байпасная трубопроводная линия пароохладителя снабжена клапаном регулирования температуры и регулятором температуры, функционально связанным с клапаном регулирования температуры для изменения степени открытия указанного клапана регулирования температуры в зависимости от температуры охлажденного потока перегретых паров углеводорода в выходном трубопроводе пароохладителя.
14. Система компримирования по п. 12 или 13, дополнительно содержащая указанный источник исходных паров, который содержит:
систему расширения, выполненную с возможностью приема сжатого и, по меньшей мере, частично сконденсированного потока углеводородов, поступающего из конденсатора и с возможностью расширения сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов с образованием в результате, по меньшей мере, одного охлаждающего потока;
теплообменник, размещенный для приема указанного, по меньшей мере, одного охлаждающего потока, сконфигурированный для прохождения через него, по меньшей мере, одного охлаждающего потока и потока продукта с обеспечением между ними теплообмена при косвенном контакте, при котором, указанный, по меньшей мере, один охлаждающий поток поглощает теплоту из потока продукта и происходит фазовый переход, по меньшей мере, в одном охлаждающем потоке от жидкой фазы к паровой фазе;
выходной трубопровод, сообщающий по текучей среде теплообменник с входным газоочистителем.
15. Система компримирования по любому из пп. 12-14, в которой теплообменник- пароохладитель представляет собой первый воздухоохлаждаемый теплообменник, а потоком из окружающей среды служит первый поток атмосферного воздуха.
16. Система компримирования по п. 15, в которой конденсатор представляет собой второй воздухоохлаждаемый теплообменник, в котором указанным охлаждающим потоком является второй поток атмосферного воздуха.
17. Система компримирования по любому из пп. 12-16, в которой указанная входная ёмкость содержит, по меньшей мере, входной патрубок входного газоочистителя и входной патрубок для рециркуляционной жидкости, расположенный в поле сил тяжести ниже, чем входной патрубок входного газоочистителя, при этом указанный источник исходных паров соединен с входной ёмкостью посредством входного патрубка входного газоочистителя, а трубопровод для отвода жидкости соединяет по текучей среде выходной патрубок для жидкости барабана-сепаратора противопомпажной рециркуляции с входной ёмкостью с помощью указанного входного патрубка для рециркуляционной жидкости.
Наверх