Способ подготовки газа перед наполнением емкостей и устройство для проведения первого этапа дросселирования Советский патент 1988 года по МПК F17C5/06 

4ib

СА СП СХ) СХ)

Изобретение относится к технологии наполнения емкостей сжатым газом.

Цель изобретения - упрощение операций по обслуживанию оборудования наполнения за счет обеспечения автоматической смены этапов работы и повышение экономичности за счет снижения энергозатрат на разложение гидратов.

На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - устройство для проведения первого этапа способа, продольный разрез; на фиг. 3 - то же, поперечное сечение.

Схема реализации способа содержит подводящий трубопровод 1, исполнительный орган 2, запорные органы 3 и 4, обводной трубопровод 5, промежуточную емкость 6 с размещенным в ней дроссельным органом 7 и установленный на обводном трубопроводе 5 дроссельный орган 8.

Устройство для проведения первого этапа способа содержит корпус 9 с конической боковой стенкой 10 и опорами 11 и входной патрубок 12, соединенный с трубчатым элементом 13. Трубчатый элемент 13 содержит втулку 14 с днищем 15, в котором выполнено центральное отверстие 16. В нижней части втулки 14 выполнены боковые 25 отверстия 17. На внешней боковой поверхности трубчатого элемента 13 вертикально закреплены лопасти 18, внешний контур которых повторяет внутренний конический контур корпуса 9. На

Представленное выражение для определения значения предельного давления с достаточной для практики точностью описывает границы области гидратообразования.

После достижения предельного давле- ния дросселирование в емкости 6 автоматически прекращается и при помощи исполнительного органа 2 газовый поток по обводному трубопроводу 5 переводится на вторую стадию дросселирвания до дав- 10 ления наполнения емкостей. Выделение гидратов при этом уже не происходит.

Дросселирование газа на втором этапе может быть осуществлено не только на обводной линии, но и в других точках технологической схемы, например после емкости 6, или процесс дросселирования может быть рассредоточен.

Для ускорения процесса разложения гидратов может быть обеспечен их теплообмен с недросселирвоанным потоком газа.

Устройство для реализации первого этапа способа работает следующим образом.

Сжатый газ через входной патрубок 12, а затем через отверстия 16 и 17 поступает во внутреннюю полость корпуса 9. Первоначально при наличии перепада давления перед днищем 15 осевое усилие, возникающее под действием этого перепада, перемещает втулку 14, сжимая пружину 21 и перекрывая боковые отверстия 17. Сжатый газ истекает через центральное расширяющееся отверстие 16, дросселируется

20

внутренней боковой поверхности трубчато- и охлаждается. Охлажденный газ поступает

го элемента 13 размещены лопасти 19. Внутри трубчатого элемента 13 установлена цилиндрическая перфорированная перегородка 20, на торцовой поверхности которой установлена пружина 21. В нижней части лопастей 18 и 19 установлены с наклоном к центру устройства лотки 22, а на внешнем контуре лопастей 18 выполнена отбортовка 23. На внутренней поверхности корпуса 9 на участках между лопастями 18

35

в цилиндрическую перегородку 20 и по радиальным каналам поступает в кольцевой зазор, образованный перегородкой 20 и трубчатым элементом 13, а затем, пройдя нижнюю часть устройства, поднимается в пространство между лопастями 18 и через отводящий патрубок 25 направляется на вторую стадию дросселирвания.

В этой стадии работы устройства происходит интенсивное охлаждение его элементов

размеп ена теплоизоляция 24. Устройство 40 за зоной дросселирвания и выпадение из

снабжено патрубками для отвода газа 25 и для отвода конденсата 26. На внешней поверхности корпуса 9 выполнены ребра 27. При осуществлении способа газ, сжатый в компрессоре до давления Рн, подают по подводящему трубопроводу 1 в емкость 6 и дросселируют внутри емкости с помощью дроссельного органа 7. Образующиеся при этом гидраты накапливаются в емкости 6. Давление в емкости 6 повышают до значения Рпр. равного

переохлажденного потока газа содержащейся в нем влаги, находящейся в неустойчивом состоянии в виде гидратов, которые оседают на трубчатом элементе 13, лопастях 18 и 19 и на других, элементах устройства.

После повышения противодавления газа после днища 15 до установленного с помощью пружины 21 уровня днище под действием пружины возвращается в исход5Q ное положение. При этом элементы конструкции перемещаются в крайнее верхнее положение, при котором лопасти 18 отбортовкой 23 касаются внутренней стенки корпуса 9. Одновременно с этим открываются боковые отверстия 17. ОтносительР -0,5Р -0,405 -f-15,2.

на

Рн - давление газа, подаваемого

обработку; МПа;

Рпр - предельное давление дросселирования, МПа;

til- температура газа, подаваемого на обработку, °С.

5

Представленное выражение для определения значения предельного давления с достаточной для практики точностью описывает границы области гидратообразования.

После достижения предельного давле- ния дросселирование в емкости 6 автоматически прекращается и при помощи исполнительного органа 2 газовый поток по обводному трубопроводу 5 переводится на вторую стадию дросселирвания до дав- 0 ления наполнения емкостей. Выделение гидратов при этом уже не происходит.

Дросселирование газа на втором этапе может быть осуществлено не только на обводной линии, но и в других точках технологической схемы, например после емкости 6, или процесс дросселирования может быть рассредоточен.

Для ускорения процесса разложения гидратов может быть обеспечен их теплообмен с недросселирвоанным потоком газа.

Устройство для реализации первого этапа способа работает следующим образом.

Сжатый газ через входной патрубок 12, а затем через отверстия 16 и 17 поступает во внутреннюю полость корпуса 9. Первоначально при наличии перепада давления перед днищем 15 осевое усилие, возникающее под действием этого перепада, перемещает втулку 14, сжимая пружину 21 и перекрывая боковые отверстия 17. Сжатый газ истекает через центральное расширяющееся отверстие 16, дросселируется

0

и охлаждается. Охлажденный газ поступает

и охлаждается. Охлажденный газ поступает

в цилиндрическую перегородку 20 и по радиальным каналам поступает в кольцевой зазор, образованный перегородкой 20 и трубчатым элементом 13, а затем, пройдя нижнюю часть устройства, поднимается в пространство между лопастями 18 и через отводящий патрубок 25 направляется на вторую стадию дросселирвания.

В этой стадии работы устройства происходит интенсивное охлаждение его элементов

переохлажденного потока газа содержащейся в нем влаги, находящейся в неустойчивом состоянии в виде гидратов, которые оседают на трубчатом элементе 13, лопастях 18 и 19 и на других, элементах устройства.

После повышения противодавления газа после днища 15 до установленного с помощью пружины 21 уровня днище под действием пружины возвращается в исход5Q ное положение. При этом элементы конструкции перемещаются в крайнее верхнее положение, при котором лопасти 18 отбортовкой 23 касаются внутренней стенки корпуса 9. Одновременно с этим открываются боковые отверстия 17. Относитель55 но теплый газ поступает через эти отверстия и проходит по уже описанному пути. В результате контакта более теплого газа с гидратами происходит их оттайвание и разложение. Газовая фаза при этом удаляется вместе с поступающим потоком газа, а влага через патрубок 26 выводится из корпуса 9.

Процесс разложения гидратов интенси- фицируется за счет подвода тепла извне, так как в крайнем верхнем положении элементов устройства осуществляется контакт отбортовки 23 лопастей 18 с внутренней поверхностью корпуса 9.

Рн - давление газа, подаваемого на

обработку, МПа; tn - температура газа, подаваемого

на обработку, °С,

после чего дросселирование газа проводят на участке технологической линии, расположенной вне объема промежуточной емкости. 2. Устройство для проведения первого этапа дросселирования газа, содержащее вертикальный корпус, патрубки подвода гаПрименение предлагаемого способа и уст- за и отвода газа и конденсата, отличаю- ройства для осуществления первого егощееся тем, что, с целью повыщения экоэтапа позволяет снизить энергозатраты,номичности устройства за счет снижения

так как конденсация гиДратов и их раз-энергозатрат на разложение гидратов и упроложение осуществляется за счет энергиищения его обслуживания за. счет обеспенаполняющего емкости газа, при этом 15 чения автоматической смены этапов работы, упрощается обслуживание установки напол-корпус устройства выполнен коническим, а

устройство снабжено трубчатым элементом с центральным и боковыми отверстиями, размещенными по оси корпуса, установленным с возможностью его осевого смещения, соеди- 20 ненным с патрубком подвода газа и снабженным вертикально закрепленными на нем лопастями, внешний контур которых повторяет внутренний контур корпуса, и внутренней перфорированной цилиндрической селирования его в промежуточной емкости 25 тонкостенной перегородкой, размещенной с последующим выделением из газа гидра-внутри трубчатого элемента.

тов, отличающийся тем, что, с целью

упрощения операций по обслуживанию обо-3. Устройство по п. 2, отличающееся

рудования наполнения, процесс дросселиро-тем, что лопасти снабжены лотками, усвания проводят в две стадии: первуютановленными с наклоном к центру корпустадию дросселирования в промежуточной 30 са устройства, емкости осуществляют до достижения в ней

давления газа4. Устройство по пп. 2 и 3, отлиРпр-0,5 Рн-0,405 tn4-15,2.чающееся тем, что на внутренней поверхгде Рпр - предельное давление дроссели-ности корпуса на участках между лопасрования, МПа;тями размещена теплоизоляция.

нения за счет обеспечения автоматической смены этапов работы, осуществляемой предлагаемым устрйством.

Формула изобретения

1. Способ подготовки газа перед наполнением емкостей, включающий подачу газа под давлением, охлаждение газа путем дросРн - давление газа, подаваемого на

обработку, МПа; tn - температура газа, подаваемого

на обработку, °С,

после чего дросселирование газа проводят на участке технологической линии, расположенной вне объема промежуточной емкости. 2. Устройство для проведения первого этапа дросселирования газа, содержащее вертикальный корпус, патрубки подвода газа и отвода газа и конденсата, отличаю- щееся тем, что, с целью повыщения эко

iiZ.I

25

21

Фаг. 2

25

ие.д