УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СПГ Российский патент 2021 года по МПК F25J1/00 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения сжиженного природного газа (СПГ) за счет использования перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами.

Известен способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации [RU 2541360, опубл. 10.02.2015 г., МПК F25J 1/00], который включает входную линию природного газа с фильтром-пылеуловителем, счетчиком газа, блоком осушки и фильтром, линию для утилизации тепла с теплообменником и регулятором давления, струйный компрессор, счетчик газа на выходе, блок очистки газа с фильтром, а также предварительный теплообменник, детандер-компрессорный агрегат со вспомогательными системами, основной теплообменник, дроссель, сепаратор и хранилище СПГ с криогенным насосом.

Недостатками известного комплекса является низкий выход СПГ из-за нерационального расходования энергии редуцирования технологического потока газа.

Наиболее близки к предлагаемому изобретению установка сжижения природного газа и способ ее работы (варианты) [RU 2671665, опубл. 06.11.2018 г., МПК F25J 1/00], в одном из вариантов включающая блоки осушки и очистки газа, теплообменники: предварительный, основной, "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" и "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", редуцирующее устройство (первый детандер), второй детандер, компрессор, сепаратор. При этом детандер(ы) и компрессор соединены посредством электрической или кинематической связи.

Недостатком данной установки является низкий выход СПГ.

Задачей изобретения является увеличение выхода СПГ.

Техническим результатом является увеличение выхода СПГ за счет установки на линии технологического газа перед детандером испарителя компрессионной холодильной машины, компрессор которой соединен с детандерами.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блоки осушки и очистки газа, предварительный и основной теплообменники, сепаратор, первый и второй детандеры и компрессор, соединенные между собой, особенность заключается в том, что установка оснащена компрессионной холодильной машиной, на линии продукционного газа последовательно расположены компрессор, первая секция предварительного теплообменника, блок очистки, вторая секция предварительного теплообменника, основной теплообменник, первый детандер и сепаратор, оснащенный линией вывода СПГ и линией обратного газа с основным теплообменником, на линии технологического газа расположены испаритель холодильной машины, второй детандер и соединение с линией обратного газа, а на образованной этими линиями линии газа низкого давления расположен предварительный теплообменник.

Компрессоры могут быть связаны с детандерами с помощью кинематической связи и/или электрической связи, например, посредством электродвигателей, запитанных от электрогенераторов, соединенных с детандерами, и/или с помощью магнитной связи, например, с применением постоянных магнитов или электромагнитов, и/или с помощи гидравлической связи. Блок очистки может быть выполнен в виде узла адсорбционной очистки от углекислого газа. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Предотвращение отложения твердого углекислого газа в линии охлажденного редуцированного технологического газа достигается, например, за счет высокой скорости и/или турбулизации потока газа, а в предварительном теплообменнике - за счет его исполнения в виде многосекционного аппарата с возможностью периодического отключения секций для их прогрева. При адсорбционной очистке газа в качестве продувочного газа может быть использована часть очищенного продукционного газа, а газ регенерации может быть направлен в линию газа низкого давления. В случае отгрузки СПГ при более низком давлении, чем давление его хранения, линия вывода СПГ соединена с редуцирующим устройством и сепаратором низкого давления, оснащенным линией вывода СПГ низкого давления и линией газа сепарации с компрессором, которая соединена с линией обратного газа.

Установка испарителя компрессионной холодильной машины перед детандером на линии технологического газа позволяет, за счет энергии, отбираемой при редуцировании газа, сначала понизить температуру технологического газа, а затем - продукционного газа, за счет чего увеличить выход СПГ.

Установка включает блоки осушки 1 и очистки 2, предварительный 3 и основной 4 теплообменники, компрессионную холодильную машину 5 с испарителем 6, компрессор 7, первый и второй детандеры 8 и 9, и сепаратор 10. Пунктиром показано оборудование узла отгрузки: редуцирующее устройство 11, сепаратор 12 и компрессор 13.

При работе установки (фиг. 1) природный газ высокого давления, поступающий по линии 14, осушают в блоке 1 и разделяют на продукционный газ и технологический газ, который по линии 15 направляют в испаритель 6 холодильной машины 5, где охлаждают, затем редуцируют в детандере 9, смешивают обратным газом, подаваемым по линии 16, полученный газ низкого давления нагревают в теплообменнике 3 и выводят по линии 17. Продукционный газ, подаваемый по линии 18, сжимают компрессором 7, охлаждают в первой секции теплообменника 3, очищают от углекислоты в блоке 2, затем охлаждают во второй секции теплообменника 3 и в теплообменнике 4, редуцируют с помощью детандера 8 и разделяют в сепараторе 10 на СПГ, выводимый по линии 19, и обратный газ, который по линии 16 подают в линию 15 после нагрева в теплообменнике 4. Пунктиром показана подача продувочного газа в блок 2 по линии 20 из линии 18, подача газа регенерации из блока 2 по линии 21 в линию 17, а также снижение давления СПГ путем редуцирования с помощью устройства 11, и разделения в сепараторе 12 на СПГ низкого давления, выводимый по линии 22, и газ сепарации, который сжимают компрессором 13 и подают по линии 23 в линию 16. Соединение детандеров 8 и 9 с компрессором 7 и компрессором холодильной машины 5 показано штрихпунктиром.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход СПГ и может быть использована в промышленности.

Предложена установка для производства сжиженного природного газа (СПГ), включающая блоки осушки и очистки газа, предварительный и основной теплообменники, сепаратор, первый и второй детандеры и компрессор, соединенные между собой, где установка оснащена компрессионной холодильной машиной, на линии продукционного газа последовательно расположены компрессор, первая секция предварительного теплообменника, блок очистки, вторая секция предварительного теплообменника, основной теплообменник, первый детандер и сепаратор, оснащенный линией вывода СПГ и линией обратного газа с основным теплообменником, на линии технологического газа расположены испаритель холодильной машины, второй детандер и соединение с линией обратного газа, а на образованной этими линиями линии газа низкого давления расположен предварительный теплообменник. Технический результат - увеличение выхода СПГ за счет установки на линии технологического газа перед детандером испарителя компрессионной холодильной машины, компрессор которой соединен детандерами. 1 ил.

Установка для производства сжиженного природного газа (СПГ), включающая блоки осушки и очистки газа, предварительный и основной теплообменники, сепаратор, первый и второй детандеры и компрессор, соединенные между собой, отличающаяся тем, что установка оснащена компрессионной холодильной машиной, на линии продукционного газа последовательно расположены компрессор, первая секция предварительного теплообменника, блок очистки, вторая секция предварительного теплообменника, основной теплообменник, первый детандер и сепаратор, оснащенный линией вывода СПГ и линией обратного газа с основным теплообменником, на линии технологического газа расположены испаритель холодильной машины, второй детандер и соединение с линией обратного газа, а на образованной этими линиями линии газа низкого давления расположен предварительный теплообменник.