УСТАНОВКА ПО ПРОИЗВОДСТВУ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА 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 близок 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, и сепаратор.

Недостатком данной установки является сложность и низкий выход СПГ.

Задачей изобретения является упрощение установки и увеличение выхода СПГ.

Техническим результатом является упрощение установки за счет расположения предварительного теплообменника после детандера, замены теплообменника "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" на холодильник и исключения теплообменника "очищенный сжатый продукционный газ / редуцированный технологический газ". Увеличение выхода СПГ достигается при этом за счет снижения температуры редуцированного продукционного газа благодаря оптимизации теплообмена.

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 посредством электрической и/или кинематической связи, особенность заключается в том, что на линии продукционного газа последовательно расположены компрессор, холодильник, предварительный теплообменник, первая секция основного теплообменника, блок очистки, вторая секция основного теплообменника, первый детандер и сепаратор, оснащенный линией вывода СПГ и линией подачи обратного газа с основным теплообменником, которая соединена с линией подачи технологического газа после второго детандера, образуя линию подачи газа низкого давления, на которой расположен предварительный теплообменник.

Компрессор может быть связан с детандерами как кинематически, так и электрически, например, посредством электродвигателей, запитанных от электрогенераторов, соединенных с детандерами. Холодильник может быть выполнен, например, в виде аппарата водяного или воздушного охлаждения. Блок очистки может включать узлы адсорбционной или абсорбционной 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 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. При необходимости отгрузки СПГ при более низком давлении, чем давление его хранения, СПГ редуцируют и сепарируют, направляя полученный СПГ низкого давления на отгрузку, а газ сепарации после сжатия - в линию обратного газа.

Предложенная схема охлаждения сжатого продукционного газа сначала в холодильнике, а затем в предварительном теплообменнике позволяет увеличить мощность основного теплообменника, работающего при более низких температурах, за счет чего повысить эффективность теплообмена, понизить температуру редуцированного продукционного газа и увеличить выход СПГ. А исключение теплообменника "очищенный сжатый продукционный газ / редуцированный технологический газ" упрощает установку.

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

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

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

Изобретение относится к установке получения сжиженного газа. Описана установка по производству сжиженного природного газа, включающая блоки осушки и очистки газа, предварительный и основной теплообменники, сепаратор, первый и второй детандеры и компрессор, соединенные посредством электрической и/или кинематической связи, в которой на линии продукционного газа последовательно расположены компрессор, холодильник, предварительный теплообменник, первая секция основного теплообменника, блок очистки, вторая секция основного теплообменника, первый детандер и сепаратор, оснащенный линией вывода СПГ и линией подачи обратного газа с основным теплообменником, которая соединена с линией подачи технологического газа после второго детандера, образуя линию подачи газа низкого давления, на которой расположен предварительный теплообменник. Технический результат - упрощение установки и увеличение выхода СПГ. 1 ил.

Установка по производству сжиженного природного газа, включающая блоки осушки и очистки газа, предварительный и основной теплообменники, сепаратор, первый и второй детандеры и компрессор, соединенные посредством электрической и/или кинематической связи, отличающаяся тем, что на линии продукционного газа последовательно расположены компрессор, холодильник, предварительный теплообменник, первая секция основного теплообменника, блок очистки, вторая секция основного теплообменника, первый детандер и сепаратор, оснащенный линией вывода СПГ и линией подачи обратного газа с основным теплообменником, которая соединена с линией подачи технологического газа после второго детандера, образуя линию подачи газа низкого давления, на которой расположен предварительный теплообменник.