Способ сжижения природного газа Советский патент 1983 года по МПК F25J3/02 

Изобретение относится к газовой промышленности, а именно к способам сжижения природного газа. Наиболее близким к изобретению является способ сжижения природного газа, включакадий стадии охлаждения с использованием двух холодильных циклов, очистки, подачи очищенного газа в первую ректификационную колонну, вывода получаемого кубового продукта разделения получаемого головного продукта на жидкую фазу, которую возвращают в верхнюю часть первой ректификационной колонны, и газовую фазу, «оторую после сжижения и переохлаждения подают в нижнюю часть второй ректификационной колонны с послеяукщей подачей в ее верхнюю часть, вывода получаемого головного продукта, дрос 1селирования получаемого кубового про дукта и отвода получаемой при этом жидкой и паровой фаз 1. Недостаток известного способа заключается в больших энергозатратах, Цель изобретения - снижение энесго затграт. Указанная цель достигается согласно способу сжижения природного газа, включающему стадии охлаждения с использованием двух холодильных циклов очистки, подачи очищенного газа в пер вую ректификационную колонну, вывода получаемого кубового продукта, разде ления получаемого головного продукта на мсидкую фазу, которую возвращают в верхнюю часть первой ректификационной колонны, и газовую фазу, которую после сжижения и переохлаждения подают в нижнюю часть второй ректификационной колонны с .последующей пода чей в ее верхнюю часть, вывода получаемого головного продукта дросселирования получаемого кубового продукта и отвода получаемых при этом жидкой и паровой фаз, рабочее вещество Второго холодильного цикла охлаждают путем теплообмена с рабочим веществом первого холодильного цикла, состоящего из трех ступеней охлаждения, а паровую фазу получаемого при дросселировании кубового продукта второй ректификационной колонны подают в ее верхнюю часть при помощи эжектора. На чертеже представлен один из возможных вариантов схемы сжижения природного газа по предлагаемому спо собу. Природный газ, состоящий в основном из азота, метана этана, пропана и высококип5йцих углеводородов , под давлением приблизительно 44 ата подают в установку по трубопроводу 1, После охлаждения в теплообменнике 2 выделившиеся высококипящие углеводороды и вода отделяются в сепараторе 3 и отводятся через трубопровод .4, а отсепари хэванный природный газ осу шё1ют И ОТВОДЯТ по трубопроводу 5 Rirx дальнейшего охлаищения в теплообменниках б и 7, а затем в первую ректификационную колонну где выделяют. пропан-этаноБую фракцию с высококипящими углеводородами и на дальнейшую очистку и разделение по трубопроводу 8. Верхний продукт колонны 9 охлаждают в -реплообмеинике 10 и выделившуюся жидкую фракцию отделяют в сепараторе ГТ и возвращают в колонну 8, а газообразную фракцию из сепаратора 11 частично потоком 12 охлаждают в теплообменнике 13 и подают через эжектор 14 в верхнюю часть второй ректификационной колонны 15 низкого давления, потоком 16 обогревают куб колонны 15 и дросселируют в среднюю часть -колонны потоком 17 через рекуперативный теплообменник 18 дросселируют в верхнюю часть колонны 15, Обогащенный азотом продукт головки ,; ол9нны 15 выводят из установки для утилизации по трубопроводу 19, рекуперируя холод в теплообменниках 18, 10, 7,б и 2. Кубовый продукт колонны 15, состоящий в основном из метана, дросселируют до атмосферного давления в сепараторе 20, из которого жидкую фазу отводят по трубопроводу 21 из установки, а паровую фазу поджимают в эжекторе 14 потоком 12 и их смесь вводят в верхнюю часть колонны 1 5 . Основное количество холода, потребляемого при сжижении, образуют в д)зух к ас к ад но расположенных рефрижераторных циклах. Первый цикл трехступенчатый, холодильным агентом в- нем является смесь пропана и зтана. Холод, вырабатываемый в цикле, отдается в теплообменниках 10 и 7 при низком давлении кипения холодильного агента, в теплообменнике 6 - при среднем промежуточном давлении, в теплообменнике 2 при высоком промежуточном давлении. Второй холодильный цикл односту- пенчатый, холодильным агентом является смесь азота, метана, этана и пропана, охлаждаемая в теплообменниках 2, 6 и 7 и конденсируемая в теплообменниках 10 и 13, в теплообменнике 13 производят и испарение холодильного агента. Преимуществом предлагаемой комбинации рефрижераторных холодильных циклов является возможность уменьшения температурного напора в теплообменниках при охлазкдейии природного газа, возможность значительной деметанизации подогреваемого кубового продукта первой колонны за счет большой кратности орошения, обеспечиваемой значительной конденсацией головки колонны в теплообменнике 10 и значительной конденсацией в немже солодильнего агента второго цикла охлаждения,

31029833

Сжатие паровой фазы, образуемойгию расширения разделяемого природнопосле дросселирования кубового газа.

дукта колонны низкого давления, вОбщий расход энергии в предлагав-

эжекторе позволяет уменьшить потери. способе значительно снижается я

продукта и полезно использовать знер-составляет 0,26 кВт«ч/им.

СПОСОБ СЖИЖЕНИЯ ПРИРОДН ГАЗА,включаияций стадии охлаждени использованием двух холодильных лов, очистки, подачи очищенного га первую ректификационную колонну вывода получаемого кубового прод разделения получаемого головного дукта на жидкую фазу,, которую во п0ЧЬг-0 Э о 00 со со щают в верхнюю часть первой ректификационной колонны, и газовую фазу, которую после сжижения и переохлаждения подают в нижнюю часть второй ректификационной колонны с последующей подачей в ее верхнюю часть, вывода получаемого головного продукта, дросселирования получаемого кубового продукта и отвода получаемых, при этом жидкой и паровой фаз, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, рабочее вещество второго холодильного цикла охлаждают путем теплооейлейа с рабочим вздеством первого холодильного цикла, состоящего из трех ступеней охлаждения, а паровую фазу получаемого при дросселировании кубового продукта второй ректификационной колонны подгивт в ее верхнюю часть при помощи эжектора,