УСТАНОВКА ДЛЯ РЕДУЦИРОВАНИЯ ГАЗА И ВЫРАБОТКИ 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 перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами при отборе газа несколькими потребителями.

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.

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", сепаратор, редуцирующее устройство (детандер), детандер и компрессор, соединенные посредством электрической и/или кинематической связи.

Недостатком данной установки является низкий выход СПГ и невозможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях газа.

Задачей изобретения является увеличение выхода СПГ и возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях.

Техническим результатом является увеличение выхода СПГ за счет снижения температуры продукционного газа путем установки испарителя компрессионной холодильной машины на линии технологического газа и возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях за счет установки вспомогательных линий отбора газа.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блоки осушки и очистки газа, предварительный и основной теплообменники, сепаратор, детандеры и компрессор, соединенные между собой, особенность заключается в том, что в качестве компрессора установлен компрессор холодильной машины, линия осушенного природного газа высокого давления разделена на по меньшей мере одну линию вспомогательного газа, линии основного и вспомогательного технологического газа и линию продукционного газа, на которой последовательно расположены 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 основного технологического газа расположены первый испаритель холодильной машины, второй детандер и соединения с линией обратного газа и с линией вспомогательного технологического газа, оснащенной вспомогательным холодильником и третьим детандером, а на образованной этими линиями линии газа низкого давления расположен предварительный теплообменник, при этом вспомогательный холодильник расположен также на по меньшей мере одной линии вспомогательного газа, оснащенной вспомогательным детандером и вторым испарителем холодильной машины.

Компрессор может быть связан с детандерами с помощью кинематической связи и/или электрической связи, например, посредством электродвигателя, запитанного 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 выполнен в виде узла адсорбционной очистки от углекислого газа. Второй испаритель холодильной машины и вспомогательный холодильник разделены на секции по числу линий вспомогательного газа, на каждой из которых установлен вспомогательный детандер. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Предотвращение отложения твердого углекислого газа в технологических линиях достигается, например, за счет высокой скорости и/или турбулизации потока газа, а в теплообменниках - за счет исполнения в виде многосекционных аппаратов с возможностью периодического отключения секций для их прогрева и испарения отложений углекислого газа. 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 испарителей компрессионной холодильной машины перед детандером на линии технологического и вспомогательного газа позволяет понизить температуру редуцированного технологического газа, а следовательно, и продукционного газа, за счет чего увеличить выход СПГ. А оснащение установки вспомогательными линиями отбора газа дает возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях.

Установка включает блоки осушки 1 и очистки 2, предварительный 3 и основной 4 теплообменники, компрессионную холодильную машину 5 с испарителями 6 и 7, вспомогательный холодильник 8, первый 9, второй 10, третий 11 и вспомогательный 12 детандеры (условно показан один вспомогательный детандер), и сепаратор 13. Пунктиром показано оборудование узла отгрузки: редуцирующее устройство 14, сепаратор 15 и компрессор 16.

При работе установки (фиг. 1) природный газ высокого давления, поступающий по линии 17, осушают в блоке 1 и разделяют на по меньшей мере один поток вспомогательного газа (условно показан один поток 18), потоки основного 19 и вспомогательного 20 технологического газа и продукционный газ 21, который 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 9 и разделяют в сепараторе 13 на СПГ, выводимый по линии 22, и обратный газ, который по линии 23 подают в линию 19 после нагрева в теплообменнике 4. Основной технологический газ охлаждают в испарителе 6 холодильной машины 5, редуцируют в детандере 10, смешивают обратным газом, подаваемым по линии 23 и со вспомогательным технологическим газом подаваемым по линии 20 после охлаждения в холодильнике 8 и редуцирования в детандере 11, затем полученный газ низкого давления нагревают в теплообменнике 3 и выводят по линии 24. Вспомогательный газ охлаждают в испарителе 7, редуцируют с помощью детандера 12, нагревают в холодильнике 8 и выводят потребителю (условно - одному). Пунктиром показана подача продувочного газа в блок 2 по линии 25 из линии 21, подача газа регенерации из блока 2 по линии 26 в линию 24, а также снижение давления СПГ путем редуцирования с помощью устройства 14, и разделения в сепараторе 15 на СПГ низкого давления, выводимый по линии 27, и газ сепарации, который сжимают компрессором 16 и подают по линии 28 в линию 23. Соединение детандеров 9-12 с компрессором холодильной машины 5 показано штрих-пунктиром.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход СПГ, дает возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях и может быть использована в промышленности.

Изобретение относится к криогенной технике и может быть применено для сжижения природного газа на газораспределительных станциях. Изобретение касается установки для редуцирования газа и выработки сжиженного природного газа (СПГ), которая включает блоки осушки и очистки газа, предварительный и основной теплообменники, сепаратор, детандеры и компрессор, соединенные между собой. В качестве компрессора установлен компрессор холодильной машины, линия осушенного природного газа высокого давления разделена на по меньшей мере одну линию вспомогательного газа, линии основного и вспомогательного технологического газа и линию продукционного газа, на которой последовательно расположены 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 основного технологического газа расположены первый испаритель холодильной машины, второй детандер и соединения с линией обратного газа после основного теплообменника и с линией вспомогательного технологического газа, оснащенной вспомогательным холодильником и третьим детандером, а на образованной этими линиями линии газа низкого давления расположен предварительный теплообменник. Вспомогательный холодильник расположен также на по меньшей мере одной линии вспомогательного газа, оснащенной вспомогательным детандером и вторым испарителем холодильной машины. Технический результат - увеличение выхода СПГ и возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях. 1 ил.

Установка для редуцирования газа и выработки сжиженного природного газа (СПГ), включающая блоки осушки и очистки газа, предварительный и основной теплообменники, сепаратор, детандеры и компрессор, соединенные между собой, отличающаяся тем, что в качестве компрессора установлен компрессор холодильной машины, линия осушенного природного газа высокого давления разделена на по меньшей мере одну линию вспомогательного газа, линии основного и вспомогательного технологического газа и линию продукционного газа, на которой последовательно расположены 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 основного технологического газа расположены первый испаритель холодильной машины, второй детандер и соединения с линией обратного газа после основного теплообменника и с линией вспомогательного технологического газа, оснащенной вспомогательным холодильником и третьим детандером, а на образованной этими линиями линии газа низкого давления расположен предварительный теплообменник, при этом вспомогательный холодильник расположен также на по меньшей мере одной линии вспомогательного газа, оснащенной вспомогательным детандером и вторым испарителем холодильной машины.