Способ получения и хранения газовых гидратов Советский патент 1992 года по МПК F17C3/00 

Изобретение относится к энергетике, а точнее к способам получения газовых гидратов и их хранения в емкостях, например баллонах газобаллонных автомобилей, особенно перспективно их использование в га- зодобывающих районах с холодным климатом. ..

Цель изобретения - повышение экономичности. ..-

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения и хранения газовых гидратов, включающем перевод газа в газовые гидраты, прессование их в монолитные цилиндрические формы, по длине и диаметру соответствующие длине и форме баллона, с последующим помещением этих форм в баллоны и герметизацией последних, при этом переводимый в гидраты природный газ обогащают тяжелыми компонентами либо путем добавления в исходный природный газ тяжелых компонентов (этана, пропана, бутана), а также других горючих гидратообразующих газов с молекулярной массой, превышающей молекулярную массу метана, например ацетилена, либо путем поддержания температуры и давления процесса гид- ратообразования в области фазовой диаграммы, расположенной левее гидрат- ной кривой природного газа, состав которого отвечает условию максимального перевода всех гидратообразующих компонентов смеси, входящих в состав исходного природного газа.

На чертеже изображена схема газозаправочной станции, позволяющей реализовать предлагаемый способ.

Газозаправочная станция состоит из трубопроводов подачи исходного газа 1 и воды 2, кристаллизатора 3, имеющего внутри встроенный теплообменник 4 внизу - распределитель 5 га за, рециркуляционного компрессора 6, аккумулирующей емкости 7 тяжелых компонентов, соединенной через дозирующий вентиль 8 с входом в компрес 4 Ю СО 4 О -vl

сор б, газоанализатора 9, газоконвертера 10, насосов 11 и 12, аккумулирующей емкости 13 газовых гидратов, соединенной через вентили 14 с кристаллизатором 3, через вентиль 15 - с входом в насос 11, через вентиль 16 - с входом в компрессор 6. Газоконвертер имеет прессующую камеру 17, размещенный внутри нее винтовой шнек 18, конусный фильтр 19 с отверстием 20, диаметр которого равен внутреннему диаметру баллона газобаллонного автомобиля, отрезное устройство 21 для разрезания спрессованного гидратного поршня, на выход которого закрепляют поочередно баллоны 22 со снятой верхней крышкой. Привод газоконвертера осуществляют электродвигателем 23 через редуктор 24.

Способ получения и хранения газовых гидратов осуществляется следующим образом.

Исходный природный газ, содержащий более 90-95% метана, по трубопроводу 1 через газоанализатор 9 подают на всас компрессора 6. Газоанализатор 9 подает управляющий сигнал дозирующему вентилю 8, через который на всас компрессора б из аккумулирующей емкости 7 тяжелых компонентов добавляют в исходный природный газ тяжелые компоненты (этан, пропан, бутан) в таком количестве, чтобы состав газа на входе в компрессор соответствовал расчетному. Природный газ заданного состава компрессором б подают в кристаллизатор 3 через распределитель 5 газа, контактируют с водой, подаваемой по трубопроводу 2, и при перемешивании путем барботажа газа через воду (циркуляцию газа осуществляют компрессором 6) образуют гидраты при температуре 282 К и давлении 2 МПа. Теплоту гидратообразования отводят хла- доносителем, циркулирующим в тепло.об- меннике 4. Водогидратную суспензию из кристаллизатора 3 через вентиль 14 подают в аккумулирующую емкость 13, откуда по мере необходимости насосом 11 перекачивают в газоконвертер 10. В прессующей ка- мёре 17 газоконвертера при. вращении шнека 18, приводимого в движение электродвигателем 23 через редуктор 24. гидраты отжимают от воды. Их концентрация сначала увеличивается от 10-15 до 50% вследствие дренажа воды. Затем при движении через полость конусного фильтра 19 гидраты прессуют (давление от 2 до порядка 5 МПа), выдавливая межкристаллическую воду, рециркулируемую насосом 12, в кристаллизатор 3 через сетку фильтра, имеющую отверстия диаметром 50-100 мкм. Концентрация остаточной воды при увеличении давления гидратов на 3 МПа уменьшается до

5-10%. После окончания прессования получают непрерывный цилиндрический кри- сталлогидратный поршень с диаметром, равным внутреннему диаметру баллона. На выходе из центрального отверстия 20 фильтра 19 этот поршень отрезным устройством 21 разрезают на блоки, длина которых равна длине баллона, и принудительно помещают в баллон, который устанавливают на автомобиль взамен опорожненного по газу.

В период между заправками баллонов водогйдратную суспензию сливают в емкость 13, где ее можно накапливать при остановке газоконвертера в случае отсутствия баллонов, что позволяет не останавливать

работу всей системы, экономя тем самым время, необходимое для вывода всей установки на рабочий режим. При повышении давления в емкости 13 в результате под- плавления гидратов из-за теплопритоков

предусмотрена рециркуляция газа из нее в кристаллизатор 3 с помощью компрессора 6 через трубопровод с вентилем 16.

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что при получении газовых гидратов из природного газа проводят обогащение последнего тяжелыми компонентами, что позволяет повысить экономичность из-за снижения давления и повышения температуры образования и

хранения газовых гидратов.

Формула изобретения

1.Способ получения и хранения газовых гидратов, включающий перевод природного газа в газовые гидраты, прессование их в

цилиндрические блоки, соответствующие форме баллонов, с помещением блоков в баллоны и герметизацию последних, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, перевод природного газа в гидраты

осуществляют при обогащении его тяжелыми компонентами.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что при обогащении природного газа, содержащего 90-95% метана, в качестве тяжелых компонентов используют этан, пропан, бутан и горючие гидратообразующие газы с молекулярной массой, превышающей молекулярную массу метана.

3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щи й- с я тем, что в качестве тяжелых компонентов

используют ацетилен.

Изобретение относится к способам заполнения баллонов газобаллонных автомобилей природным газом или метаном на газозаправочных станциях. Изобретение позволяет повысить экономичность. При работе станции заполнение баллонов природным газом проводят путем перевода его в газовые гидраты с обогащением тяжелыми компонентами, прессования в монолитные цилиндрические блоки, длиной и диаметром соответствующие длине и внутреннему диаметру баллона, с последующим помещением этих блоков в баллоны и герметизацией последних. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.