JPS61228268A - Method and device for decompressing pipeline gas with cooling formation - Google Patents

Method and device for decompressing pipeline gas with cooling formation

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JPS61228268A
JPS61228268A JP6101185A JP6101185A JPS61228268A JP S61228268 A JPS61228268 A JP S61228268A JP 6101185 A JP6101185 A JP 6101185A JP 6101185 A JP6101185 A JP 6101185A JP S61228268 A JPS61228268 A JP S61228268A
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JP
Japan
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gas
cooling
exchanger
pressure
expanded
Prior art date
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Pending
Application number
JP6101185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ハンス ピー シヨア
ステフアン ジエイ マークブレイター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BURUTSUKURIN UNION GAS CO
KURIOSU ENERG Inc
Original Assignee
BURUTSUKURIN UNION GAS CO
KURIOSU ENERG Inc
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Publication date
Application filed by BURUTSUKURIN UNION GAS CO, KURIOSU ENERG Inc filed Critical BURUTSUKURIN UNION GAS CO
Priority to JP6101185A priority Critical patent/JPS61228268A/en
Publication of JPS61228268A publication Critical patent/JPS61228268A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の要約〕 パイプラインガスの高圧を2つのターボ膨脹機によって
駆動される2つの連続する遠心式ガス圧縮機に通し、圧
縮ガスはターボ膨脹機中で連続的に低圧に膨脹すること
により冷却を同時に生成して分配システムの低圧まで減
圧する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary of the Invention] High pressure of pipeline gas is passed through two consecutive centrifugal gas compressors driven by two turboexpanders, and the compressed gas is continuously compressed in the turboexpanders. Expansion to low pressure simultaneously produces cooling and reduces pressure to low pressure in the distribution system.

冷却は各ターボ膨脹機を去るガスから回収される。メタ
ノールをパイプラインガス中に注入後に膨脹して氷形成
が防止される。膨脹ガスから分離した液体メタノール凝
縮物を蒸留してメタノールを回収し再使用する。
Cooling is recovered from the gas leaving each turboexpander. Methanol is expanded after being injected into the pipeline gas to prevent ice formation. The liquid methanol condensate separated from the expanded gas is distilled to recover methanol for reuse.

[産業上の利用分野〕 本発明は、パイプラインガスの圧力をガス分配システム
の圧力に減圧する間の冷却生成に関する。特に、本発明
は、このような冷却生成を最大とする方法に関する。
FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION This invention relates to the production of refrigeration during the reduction of pipeline gas pressure to the pressure of a gas distribution system. In particular, the present invention relates to a method of maximizing such cooling production.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

パイプラインガスの圧力は、多くの減圧ステーションで
単に等エンタルピー膨脹によって、すなわち、減圧弁を
介する管路によって減圧される。このような減圧は貴重
なエネルギの浪費である。
The pressure of the pipeline gas is reduced at many pressure reduction stations simply by isenthalpic expansion, ie via a line through a pressure reduction valve. Such depressurization wastes valuable energy.

減圧制御ステーションでパイプラインガス中の利用でき
るエネルギの使用に対する2つの案は、電気エネルギの
生成と天然ガスの液化である。各減圧制御ステーション
の位置によっては、電気エネルギの生成又は液化天然ガ
スの製造は経済的に魅力あるものでないかもしれない。
Two possibilities for the use of the energy available in the pipeline gas at the vacuum control station are the generation of electrical energy and the liquefaction of natural gas. Depending on the location of each vacuum control station, generation of electrical energy or production of liquefied natural gas may not be economically attractive.

このような場合、減圧ステーションに大量に届くパイプ
ラインガス中の利用できるエネルギの転換は、冷却を要
求する地方工場では、特に低コスト冷却が好適かつ価値
ある代案であろう。
In such cases, conversion of the available energy in the pipeline gas arriving in bulk at the depressurization station may be a suitable and valuable alternative, especially in local plants where cooling is required, especially where low cost cooling is required.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従って、本発明の主目的は、パイプラインガスから得ら
れるような膨脹エネルギを低コスト冷却に転換すること
にある。
Therefore, a primary objective of the present invention is to convert expansion energy, such as that obtained from pipeline gas, into low cost cooling.

別の重要な目的は、パイプラインガスの等エンタルピー
膨脹、すなわち、仕事の遂行を伴う膨脹から冷却生成を
最大にすることにある。
Another important objective is to maximize cooling production from isenthalpic expansion of pipeline gas, ie, expansion with work done.

本発明のこれらの並びに他の目的と利点は次の説明から
明らかとなるであろう。
These as well as other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によると、普通的100〜400 psia(約
7.0〜28.1kg/cd絶対)で減圧制御ステーシ
ョンに達するパイプラインガスを2つの連続する圧縮工
程を通して少なくとも約150 psi(約10.8k
g/elf)圧力を増大し、次いでそのガスの中間再加
熱と各膨111mを去る膨脹ガスからの冷却の生成とを
伴う2つの連続工程で仕事膨脹せしめ、2倍に膨脹した
ガスを分配システムの所望圧力、例えば30 psia
 (2,1kr/ ctA絶対)で引き渡される。
In accordance with the present invention, pipeline gas typically arriving at a vacuum control station at 100 to 400 psia (about 7.0 to 28.1 kg/cd absolute) is passed through two successive compression steps to at least about 150 psi (about 10.8 kd).
g/elf) increasing the pressure and then work-expanding the doubly expanded gas in two successive steps with intermediate reheating of the gas and generation of cooling from the expanded gas leaving each expansion 111m; desired pressure of, e.g. 30 psia
(2,1 kr/ctA absolute).

しばしば、減圧ステーションに達するパイプラインガス
の圧力は、約150〜250 psia(約10.6〜
17.6kg/−絶対)の範囲にある;このような場合
は、圧力を少なくとも2倍に高めてから圧縮2工程を通
すのが好ましい。ターボ膨脹機に結合する遠心式ガス圧
縮機が圧縮と膨脹の各工程に使用される。
Often, the pressure of the pipeline gas reaching the depressurization station is about 150 to 250 psia (about 10.6 to 250 psia).
17.6 kg/-absolute); in such cases it is preferred to increase the pressure at least twice before passing through the second compression step. A centrifugal gas compressor coupled to a turboexpander is used for each compression and expansion step.

明細書中で言うパイプラインガスとは、非常に高含量の
メタンを有し、かつ少なくとも約950BTU/立方フ
イート(標準状態)(8454,3Kcal/ rd 
 標準状態)を有すル天然カス又は合成天然ガスを意味
する。減圧ステーションに達するパイプラインガスは例
外なく水分を含有し、これはガス膨脹中に氷結しかつ装
置を閉塞して損害を引き起すであろう。パイプラインガ
スから水分を除去する簡単かつ安価な方法は、ガス中に
少量のメタノールを注入することであって、これにより
水分はガスの膨脹中に凝縮するのみで、水−メタノール
溶液として膨脹ガスから分離される。本発明によると、
このメタノール使用方法は新規な冷却生成と一体化され
るので、パイプラインガスの減圧で得られるエネルギの
一部は水−メタノール溶液からメタノールを分離するの
に使用される。かくして再生メタノールは、パイプライ
ンガス中に注入するため循環できるので本願発明に係る
仕事膨脹可能とされる。
As used herein, pipeline gas is defined as having a very high methane content and at least about 950 BTU/cubic foot (standard conditions) (8454,3 Kcal/rd
natural gas or synthetic natural gas with standard conditions). The pipeline gas reaching the depressurization station invariably contains moisture, which will freeze during gas expansion and block the equipment, causing damage. A simple and inexpensive way to remove moisture from pipeline gas is to inject a small amount of methanol into the gas, so that the moisture only condenses during the expansion of the gas, leaving the expanded gas as a water-methanol solution. separated from According to the invention:
This method of methanol usage is integrated with novel refrigeration generation, so that a portion of the energy gained from depressurizing the pipeline gas is used to separate methanol from the water-methanol solution. Thus, the regenerated methanol can be circulated for injection into the pipeline gas, making it work-expandable in accordance with the present invention.

〔実施例〕〔Example〕

本発明を更に明らかにするため、添付図面を参照して以
下説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to further clarify the invention, reference will now be made to the accompanying drawings.

第1図は本発明の特定実施例の説明であって、ここで使
用されるパイプラインガスは少量の水分を含有する実質
的に純粋なメタンである。
FIG. 1 is an illustration of a particular embodiment of the invention in which the pipeline gas used is substantially pure methane containing a small amount of water.

管路25中の圧力215 psia (15,1kg/
cnl絶対)、温度70°F (21,1℃)のパイプ
ラインガスは遠心式ガス圧縮機26.管路27.遠心式
ガス圧縮機28を通過して圧力520 psia(36
、6kg / cnT絶対)、温度260°F(127
℃)で管路29中に噴出する。減圧弁31を備える枝管
路30は、圧縮機28を出るパイプラインガスの小部分
を循環して入口管路27に戻すのに使用してよい;この
循環流は、必要とあれば、圧縮機28の負荷仕事を圧縮
機2gに直結するターボ膨脹機32中に生成した動力と
釣り合わせるのに使用される。制御弁33は管路29中
のガスの約4分の1を転じて枝管路34と再沸器35に
通してから管路29のガスと再合流して圧力518 p
sia (36,4kg/aa絶対)、250°F(1
21℃)で空冷器36に達する。
Pressure in line 25 215 psia (15,1 kg/
cnl absolute), the pipeline gas at a temperature of 70°F (21,1°C) is transferred to a centrifugal gas compressor 26. Conduit 27. A pressure of 520 psia (36
, 6 kg/cnT absolute), temperature 260°F (127
℃) into line 29. A branch line 30 with a pressure reducing valve 31 may be used to circulate a small portion of the pipeline gas leaving the compressor 28 back to the inlet line 27; this recycled flow is compressed if necessary. It is used to balance the load work of machine 28 with the power generated in turboexpander 32, which is directly connected to compressor 2g. The control valve 33 diverts about a quarter of the gas in the line 29 to a branch line 34 and a reboiler 35, and then recombines with the gas in the line 29 to a pressure of 518 p.
sia (36,4 kg/aa absolute), 250°F (1
21° C.) and reaches the air cooler 36.

そこから、ガスは508 psia (35,7kg/
co!絶対)温度163°F (72,8℃)で管路2
9を流れ続けて接触塔38中に流入する。制御弁39は
管路29中のガスの約1%を転じて枝管路40と熱交換
器41に通してから接触塔38に入るガスに圧力505
 psia (35,5kg/cal絶対)、温度13
5°F (57,2℃)で再び合流させる。
From there, the gas is 508 psia (35,7 kg/
co! line 2 at a temperature of 163°F (72,8°C)
9 continues to flow into the contact column 38. Control valve 39 diverts approximately 1% of the gas in line 29 through branch line 40 and heat exchanger 41 before entering contact column 38 at a pressure of 505 ml.
psia (35.5 kg/cal absolute), temperature 13
Recombine at 5°F (57,2°C).

タンク42中のメタノールは、管路43とポンプ44を
経て流れて、塔38を通過するガス100万立方フイー
ト(標準状B)当り約575ボンド(約9210.7k
g/ 100万耐標準状態)の割合で塔38に流入する
。気化メタノール含有ガスは、塔38から管路45と熱
交換器46を経て分離器47に圧力500 psia 
(35,2kg/c++!絶対)、温度65°F (1
8,3℃)で流入し、そこで凝縮物をガスから分離して
から管路48を経て膨脹機32に入る。膨脹ガスは実質
的に液化することなく膨脹機32を圧力125 psi
a (8,8kg / cd絶対)、温度−65°F 
(−53,9℃)で去り管路49から分離器50中に流
入し、そこでメタノール凝縮水溶液を冷部分的膨脹ガス
から除去し、次いで管路51と冷却回収交換器52を経
て流出する。そこから、ガスは123psia (8,
7kg/cm2絶対)、温度−10°F(−23℃)で
交換器46を経て流出し、ターボ膨脹機53に圧力12
0 psia (8,4kg/cn絶対)、温度33°
F (2,3℃)で流入する。
The methanol in tank 42 flows through line 43 and pump 44 at approximately 575 bonds per million cubic feet of gas (Standard B) passing through column 38.
g/million standard conditions) into column 38. The vaporized methanol-containing gas is sent from the column 38 through a pipe 45 and a heat exchanger 46 to a separator 47 at a pressure of 500 psia.
(35,2 kg/c++! Absolute), temperature 65°F (1
8.3° C.) where the condensate is separated from the gas before entering the expander 32 via line 48. The inflation gas is pumped through the expander 32 to a pressure of 125 psi without substantially liquefying it.
a (8,8 kg/cd absolute), temperature -65°F
(-53.9 DEG C.) and flows from line 49 into separator 50 where the methanol condensate aqueous solution is removed from the cold partially expanded gas and then exits via line 51 and cold recovery exchanger 52. From there, the gas is at 123 psia (8,
7 kg/cm2 (absolute) and a temperature of -10°F (-23°C) through the exchanger 46 and enters the turboexpander 53 at a pressure of 12°C.
0 psia (8,4 kg/cn absolute), temperature 33°
F (2,3 °C).

更に、膨脹したガスは、圧力40 psia (2,8
ky / ctA絶対)、温度−65°F (−53,
9℃)で膨脹機53から管路54と冷却回収交換器55
を経て、そこから圧力37 psia (2,6kg/
cnl絶対)、温度−10°F(−23℃)で流出する
Furthermore, the expanded gas has a pressure of 40 psia (2,8
ky/ctA absolute), temperature -65°F (-53,
9°C) from the expander 53 to the conduit 54 and the cooling recovery exchanger 55.
from there to a pressure of 37 psia (2,6 kg/
cnl absolute) and exit at a temperature of -10°F (-23°C).

そこから、ガスは交換器46を経て圧力33psia 
(2,3kg/crA絶対)、温度33°F (0,5
6℃)で管路54と交換器37を経て流出する。
From there, the gas passes through exchanger 46 to a pressure of 33 psia.
(2,3 kg/crA absolute), temperature 33°F (0,5
6° C.) through line 54 and exchanger 37.

制御弁56が管路54中のガスの小部分を変転して枝管
路57と凝縮器58を通るように使用され;管路57の
小流は次いで管路54中のガスに合流する。本発明によ
る総ての処理ガスは地点59に圧力30 psia (
2,1kg/ cnl絶対)、温度80°F (26,
7℃)で達し、そのまま分配システムに使用できる。
A control valve 56 is used to divert a small portion of the gas in line 54 through branch line 57 and condenser 58; the small stream in line 57 then joins the gas in line 54. All process gases according to the invention are placed at point 59 at a pressure of 30 psia (
2,1 kg/cnl absolute), temperature 80°F (26,
7°C) and can be used directly in distribution systems.

塔38中でガスに添加されたメタノール部は分離器47
中で凝縮物として分離滴下し、分離器47から管路60
と減圧弁61を経てタンク42中に排出される。ガス中
に残留するメタノール部は分離器50中に流入する冷膨
脹ガスからメタノール凝縮水溶液として除去される。こ
の凝縮水溶液は95重量%のメタノールを含有しており
、管路62.交換器64及び交換器41を経て流れ、減
圧弁63に圧力120 psia(8,4kg/cd絶
対)、温度80°F (26,7℃)で達する。凝縮水
溶液は分離器64中に圧力20 psia (1,4k
g/cIa絶対)、温度60°F(15,6℃)で流入
する。微量の不活性ガスが分1ilt器64中の凝縮物
から放出して弁付管路65より出る。
The methanol portion added to the gas in column 38 is transferred to separator 47
It is separated and dripped as a condensate in the separator 47 to the pipe 60.
and is discharged into the tank 42 via the pressure reducing valve 61. The methanol portion remaining in the gas is removed from the cold expanded gas flowing into the separator 50 as a methanol condensate solution. This condensed aqueous solution contains 95% by weight methanol, and line 62. It flows through exchanger 64 and exchanger 41 and reaches pressure reducing valve 63 at a pressure of 120 psia (8.4 kg/cd absolute) and a temperature of 80°F (26.7°C). The condensed aqueous solution enters the separator 64 at a pressure of 20 psia (1,4 k
g/cIa absolute) at a temperature of 60°F (15.6°C). Trace amounts of inert gas are released from the condensate in the fractionator 64 and exit through valved line 65.

凝縮物は分離器64から管路66を経て蒸留塔67の中
間部に流入する。メタノール蒸気は塔67の頂部より出
て管路68を経て凝縮器58中で凝縮する。液体メタノ
ールは、ポンプ69で管路70を介してタンク42に送
入され管路25によって供給されるパイプラインガスの
脱水に再使用される。管路70中の制御弁71は、メタ
ノールが塔67に還流する時、管路72を経て還る量を
制御するのに使用される。
The condensate flows from the separator 64 via line 66 into the middle part of distillation column 67. Methanol vapor exits the top of column 67 via line 68 and condenses in condenser 58. Liquid methanol is pumped by pump 69 via line 70 to tank 42 and is reused for dehydration of the pipeline gas supplied by line 25. A control valve 71 in line 70 is used to control the amount of methanol returned via line 72 as it returns to column 67.

塔底部に集まる水は、管路73と再沸器35を介して循
環し、塔67に熱を供給する。弁付管路74は必要に応
じて塔67から水を排出するのに使用される。パイプラ
インガス中に注入したメタノールの極めて少量は、分配
システムに供給する管路59のガス中に残留している。
The water that collects at the bottom of the column circulates via line 73 and reboiler 35 and supplies heat to column 67. Valved line 74 is used to drain water from column 67 as required. A very small amount of the methanol injected into the pipeline gas remains in the gas in line 59 feeding the distribution system.

このメタノールの損失は、脱水されるパイプラインガス
100万立方フイート(標準状態)当り。
This methanol loss is per million cubic feet (normal conditions) of pipeline gas dewatered.

約6.5ボンド(約104.1 kg/ 100万d標
準状態)であって、管路75を介してタンク42に添加
される新しいメタノールにより補充される。
Approximately 6.5 bonds (approximately 104.1 kg/million d standard conditions) is replenished by fresh methanol added to tank 42 via line 75.

冷却は本願発明によって、1時間当り処理されるパイプ
ラインガス100万立方フイート(標準状態)当り交換
器52で約105トン(約3708.01−ン/100
万M標準状態)であり、かつ交換器55で約100トン
(約3531.4 トン)である。それ故、多くの減圧
制御ステーションで実施されるごとき等エンタルピー膨
脹により若しパイプラインガスの圧力を減圧するならば
浪費されるであろうエネルギから莫大トン数のit重な
冷却が生成される。
Cooling is provided by the present invention at approximately 105 tons of exchanger 52 per million cubic feet of pipeline gas processed per hour (standard conditions).
10,000 M (standard condition), and the exchanger 55 has a weight of approximately 100 tons (approximately 3,531.4 tons). Isenthalpic expansion, as practiced in many vacuum control stations, therefore produces enormous tonnage of heavy cooling from energy that would be wasted if the pressure of the pipeline gas were reduced.

第2図は第1図の工程系統図の改良を示し、これは本発
明の方法を2つの水準で冷却を得ることを可能とする。
FIG. 2 shows an improvement to the process diagram of FIG. 1, which allows the method of the invention to obtain cooling at two levels.

第1図に示す参照数字は第2図の同じ要素に対し使用さ
れる。第2図の新しい2つの要素は、参照数字80と8
1で示される高水準冷却回収交換器である。第2図をそ
れが置換される第1図の部分と比較するならば、第1図
の要素37.39.40及び41が省略されていること
が明らかである。管路51中の膨脹したガスは低水準冷
却回収交換器52を通過した後、交換器46ではなく高
水準冷却回収交換器80に流入してから膨脹機53に入
る。
Reference numerals shown in FIG. 1 are used for the same elements in FIG. The two new elements in Figure 2 are reference numbers 80 and 8.
1 is a high-level cooling recovery exchanger. If one compares FIG. 2 with the portion of FIG. 1 which it replaces, it is apparent that elements 37, 39, 40 and 41 of FIG. 1 have been omitted. After passing through the low level refrigeration recovery exchanger 52, the expanded gas in line 51 enters the high level refrigeration recovery exchanger 80 rather than exchanger 46 before entering the expander 53.

管路54中の追加膨脹ガスは低水準冷却回収交換器55
を通過した後、高水準冷却回収交換器81に流入してか
ら交f11!!B46を通過する。
Additional expanded gas in line 54 is supplied to a low level cooling recovery exchanger 55.
After passing through the high-level cooling recovery exchanger 81, the exchange f11! ! Pass through B46.

〔作用〕[Effect]

交換器52を圧力123 psia (8,7kg/−
絶対)、温度−1゛0°F(−23℃)で去るガスは(
交換器80から圧力120 psia (8,4kg/
−絶対)、温度33°F (0,56℃)で出る。同様
に、交換器55を圧力37 psia (2,6kg/
cn絶対)、温度−10°F(−23℃)で去るガスは
、交換器8Iから圧力34 psia (2,4kg/
cnl絶対)、温度33°F (0,56℃)で出る。
The exchanger 52 is set to a pressure of 123 psia (8.7 kg/-
absolute), the gas leaving at a temperature of -1°0°F (-23°C) is (
Pressure 120 psia (8,4 kg/
-absolute), exits at a temperature of 33°F (0.56°C). Similarly, the exchanger 55 is set to a pressure of 37 psia (2.6 kg/
cn absolute), temperature -10°F (-23°C), leaves exchanger 8I at a pressure of 34 psia (2.4 kg/
cnl absolute), exits at a temperature of 33°F (0,56°C).

注目すべき事は、第1図に基づ〈実施例により1時間当
り処理されるパイプラインガス100万立方フイート(
標準状態)当りの得られる冷却は、前述のように交換器
52で105トン(3708,0)ン/100万耐標準
状態)であり、更に交換器55で100トン(3531
,4)ン/100万耐標準状態)でこの量は第2図に示
される改良方法で、対応する交換器において実質的に変
わらずにそのまま得られ、更に第2図によると1時間当
り100万立方フイートのパイプラインガス当りで交換
器80では約81トン(2860,4トン/100万d
標準状態)及び交換器81では約79トン(2789,
8)ン/100万M標準状態)が追加して得られる。第
1図の実施例は、パイプラインガス1時間当り100万
立方フイート(標準状態)に対し低水準冷却合計約20
5トン(7239,4)ン/100万耐標準状態)得ら
れるのに反して、第2図の実施例は低水準冷却205ト
ン/100万立方フイート標準状態(7239,4)ン
/100万d標準状態)のみならず、パイプラインガス
1時間当り100万立方フイートに対し高水準冷却合計
約160トン(5650,2トン/100万M標準状態
)が得られる。
What should be noted is that based on Figure 1, 1 million cubic feet of pipeline gas is processed per hour according to the example.
As mentioned above, the cooling obtained per unit (standard condition) is 105 tons (3708,0) tons/1,000,000 standard conditions) in the exchanger 52, and further 100 tons (3531,0) tons in the exchanger 55.
, 4) tons per million standard conditions) and this amount can be obtained essentially unchanged in the corresponding exchanger with the improved method shown in FIG. 2, and according to FIG. Approximately 81 tons (2860,4 tons/million d) per million cubic feet of pipeline gas in exchanger 80
standard condition) and exchanger 81, approximately 79 tons (2789,
8) n/1,000,000 M standard state) is additionally obtained. The embodiment of FIG.
5 tons (7239,4) tons/million standard conditions), whereas the embodiment of FIG. d standard conditions) as well as a total high level cooling of approximately 160 tons (5650,2 tons/1 million M standard conditions) for 1 million cubic feet per hour of pipeline gas.

〔効果〕〔effect〕

従って、第2図は追加冷却が約−5°F (−20,6
°C)に近い温度で得られる以外に第1図より80%多
い冷却が得られるが、低水準冷却は約−60°F(−5
1”C)に近い温度で得ることができる。要約すれば、
第2図は異なった温度水準でそれらそれぞれの操作で冷
却を要求する得意先がある場合正当化され、例えばある
得意先は急冷凍のため低水準冷却を使用し、かつある得
意先は冷蔵倉庫に高水準冷却を使用する場合である。一
般的に、低水準冷却は約−40°F(−40℃)以下の
温度で回収され、高水準冷却は約20°F、(−6,7
℃)以下の温度で回収される。
Therefore, Figure 2 shows that the additional cooling is approximately -5°F (-20,6
80% more cooling than in Figure 1 is obtained at temperatures close to -60°F (-5
can be obtained at temperatures close to 1"C). In summary:
Figure 2 is justified if there are customers who require cooling in their respective operations at different temperature levels, for example, some customers use low level cooling for deep freezing, and some customers have cold storage warehouses. This is the case when using high level cooling. Generally, low-level cooling is recovered at temperatures below about -40°F (-40°C), and high-level cooling is recovered at temperatures below about 20°F (-6,7°C).
℃) or below.

本発明の精神と範囲を逸脱しないで本発明の多くの変化
と改良は当業者にとり明らかであろう。例えば、管路5
1と54のガス流は交換器52と55の代りに単一冷却
交換器を介して1つの熱伝達流体に対し向流関係で通し
てよく、この流体は1つ又はそれ以上の利用側に対し冷
却を運ぶのに使用される。同様に、第2図において管路
51の冷ガスは交換器52と80の代りに単一冷却交換
器を介して1つの熱伝達流体に対し向流関係で流出して
よく、この流体は交換器の温かい端部から入り交換器の
中間部で排出し、そこで他の熱伝達流体が交換器の冷端
部へ流入し、かつ冷端部から引き出されるだろう。
Many variations and modifications of this invention will be apparent to those skilled in the art without departing from its spirit and scope. For example, conduit 5
The gas streams 1 and 54 may be passed through a single cooling exchanger in place of exchangers 52 and 55 in countercurrent relation to one heat transfer fluid, which fluid is connected to one or more utilization sides. On the other hand, it is used to convey cooling. Similarly, in FIG. 2, the cold gas in line 51 may exit in countercurrent relation to a heat transfer fluid through a single cooling exchanger instead of exchangers 52 and 80, which fluid is exchanged. It will enter at the warm end of the vessel and exit at the middle of the exchanger, where another heat transfer fluid will flow into and be withdrawn from the cold end of the exchanger.

最初の熱伝達流体は、高水準冷却を必要とする得意先に
運ばれ、他方の熱伝達流体は低水準冷却を要求する得意
先に運ばれるだろう。交換器55と81も同様に単一交
換器に代えてよい。
The first heat transfer fluid would be delivered to a customer requiring high level cooling, and the other heat transfer fluid would be delivered to a customer requiring low level cooling. Exchangers 55 and 81 may similarly be replaced by a single exchanger.

第1図において、管路48のガスは膨脹機53を通して
よく、その場合管路51のガスは膨脹機32を通すこと
になるだろう。
In FIG. 1, the gas in line 48 may be passed through expander 53, in which case the gas in line 51 would be passed through expander 32.

勿論、かかる限定のみを付加する特許請求の範囲記載の
発明に負わすべきである。
Of course, only such limitations should be placed on the claimed invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る低水準冷却を生成する好適実施態
様の工程系統図、第2図は第1図の右上部に点線A−A
で示す部分の改良を示す工程系統図で、第2図により改
良される第1図は低水準と高水準の両方の冷却を生成す
る本発明に係るもう1つ別の好適実施態様の工程系統図
である。 26.2B、、、遠心式ガス圧縮機 32.53.、、ターボ膨脹機 35.、、再沸器36
、、、空冷器     37.、、熱交換器38゜9.
接触塔     41.、、熱交換器42、 、 、メ
タノールタンク 46.、、熱交換器47.50.、、
分離器 52,55.、、低水準冷却回収交換器80.
81.、、高水準冷却回収交換器FIG、 1
FIG. 1 is a process flow diagram of a preferred embodiment for producing low-level cooling according to the present invention; FIG.
FIG. 1 is a process diagram showing improvements in the portions indicated by FIG. 2; FIG. It is a diagram. 26.2B, Centrifugal gas compressor 32.53. ,,Turbo expander 35. ,, reboiler 36
,,, air cooler 37. ,, heat exchanger 38°9.
Contact tower 41. , , heat exchanger 42 , , methanol tank 46. ,, heat exchanger 47.50. ,,
Separator 52, 55. ,,low level cooling recovery exchanger80.
81. ,, High level cooling recovery exchanger FIG, 1

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)パイプラインガスの高圧を分配システムの所定低
圧へ減圧し、一方減圧により得られたエネルギのみで冷
却を生成する方法において、前記ガスを2つの連続する
工程で圧縮して少なくとも約150psi(10.6k
g/cm^2)ガス圧を増大し、前記圧縮ガス中にメタ
ノールを注入し、前記メタノール含有圧縮ガスを後述の
膨脹後のガスと熱交換して冷却し、この冷却ガスを実質
的に液化することなしに仕事遂行を伴って膨脹し、前記
仕事は前記2工程の圧縮の一方に使用し、膨脹ガスから
凝縮した液状メタノールを分離し、次いで前記凝縮物を
蒸留して前記メタノールを回収しかつ再使用し、前記蒸
留は再沸器熱を前記圧縮ガスから受け取った後にこの圧
縮ガスを冷却し、かくして脱水膨脹ガスから低水準冷却
を回収し、次いで前記脱水膨脹ガスを追加膨脹して実質
的に前記ガスを液化することなく追加仕事を遂行させ、
前記追加仕事を前記2つの圧縮工程の他方に使用し、追
加膨脹ガスから低水準冷却を回収し、次いで前記追加膨
脹ガスを前記圧縮ガスと向流熱交換関係で通して前記説
明した如き圧縮ガスの冷却を生成し、前記追加膨脹ガス
を使用して前記蒸留に還流冷却を与え、更にその後に前
記分配システム中に前記所定低圧で前記追加膨脹ガスを
放出することからなる冷却生成方法。
(1) A method for reducing the high pressure of a pipeline gas to a predetermined lower pressure in a distribution system while producing cooling solely from the energy obtained from the reduced pressure, wherein the gas is compressed in two successive steps to a pressure of at least about 150 psi ( 10.6k
g/cm^2) Increase the gas pressure, inject methanol into the compressed gas, cool the methanol-containing compressed gas by exchanging heat with the expanded gas described below, and substantially liquefy this cooling gas. Expansion is carried out with work carried out without any process, said work being used in one of said two steps of compression, separating condensed liquid methanol from the expanded gas, and then distilling said condensate to recover said methanol. and reuse, the distillation cools the compressed gas after receiving reboiler heat from the compressed gas, thus recovering low-level cooling from the dehydrated expanded gas, and then additionally expanding the dehydrated expanded gas to produce substantially to perform additional work without liquefying the gas,
The additional work is used in the other of the two compression steps to recover low level cooling from the additional expanded gas, and then the additional expanded gas is passed in countercurrent heat exchange relationship with the compressed gas to produce the compressed gas as described above. 2. A method of producing refrigeration, comprising: producing refrigeration of , using said additional expanded gas to provide reflux cooling to said distillation, and then discharging said additional expanded gas at said predetermined low pressure into said distribution system.
(2)高水準冷却を低水準冷却の回収後に膨脹ガスから
回収し、更に高水準冷却を低水準冷却を回収後に追加膨
脹したガスから回収する特許請求の範囲第1項記載の冷
却生成方法。
(2) The cooling generation method according to claim 1, wherein the high-level cooling is recovered from the expanded gas after the low-level cooling is recovered, and the high-level cooling is recovered from the additionally expanded gas after the low-level cooling is recovered.
(3)冷却ガスの膨脹による遂行仕事を圧縮の2つの工
程に使用し、かつ膨脹ガスの追加膨脹により追加遂行仕
事を圧縮の第1工程に使用する特許請求の範囲第1項記
載の冷却生成方法。
(3) Cooling generation according to claim 1, wherein the work performed by expansion of the cooling gas is used for the two steps of compression, and the additional work performed by the additional expansion of the expanded gas is used for the first step of compression. Method.
(4)パイプラインガスの高圧は約100〜400ps
ia(7.0〜28、1kg/cm^2絶対)の範囲に
ある特許請求の範囲第1、2又は3項記載の冷却生成方
法。
(4) The high pressure of pipeline gas is approximately 100 to 400 ps
A cooling production method according to claim 1, 2 or 3 in the range of ia (7.0 to 28, 1 kg/cm^2 absolute).
(5)パイプラインガスの高圧は、約150〜250p
sia(10.6〜17.6kg/cm^2絶対)の範
囲にあり、かつ前記高圧は前記高圧ガスを2つの連続工
程で圧縮後に少なくとも2倍となる特許請求の範囲第1
、2又は3項記載の冷却生成方法。
(5) The high pressure of pipeline gas is approximately 150-250p
sia (10.6 to 17.6 kg/cm^2 absolute), and the high pressure is at least doubled after compressing the high pressure gas in two successive steps.
, 2 or 3. The cooling production method according to item 2 or 3.
(6)分離液状メタノール凝縮物は圧縮ガスと熱交換し
て加温してから前記凝縮物を蒸留する特許請求の範囲第
1、2又は3項記載の冷却生成方法。
(6) The cooling production method according to claim 1, 2 or 3, wherein the separated liquid methanol condensate is heated by exchanging heat with compressed gas, and then the condensate is distilled.
(7)低水準冷却を約−40°F(−40℃)以下の温
度で回収し、かつ高水準冷却を約20°F(−6.7℃
)以下の温度で回収する特許請求の範囲第2項記載の冷
却生成方法。
(7) recover low-level cooling at a temperature below about -40°F (-40°C) and recover high-level cooling at a temperature of about 20°F (-6.7°C) or less;
) The cooled production method according to claim 2, wherein the product is recovered at a temperature of:
(8)膨脹ガスをこれから低水準冷却を回収後に圧縮ガ
スと向流熱交換関係で通し、その後に圧縮ガスを膨脹す
る特許請求の範囲第1又は3項記載の冷却生成方法。
(8) A method of producing refrigeration according to claim 1 or 3, wherein the expanded gas is passed therein in a countercurrent heat exchange relationship with the compressed gas after recovering low-level refrigeration therefrom, and the compressed gas is then expanded.
(9)パイプラインガスの高圧を分配システムの所定低
圧に減少し、更に圧力の減少により得られるエネルギの
みで生成する冷却を回収する装置において、第1ターボ
膨脹機に結合する第1遠心式ガス圧縮機であって、前記
第1圧縮機の入口がパイプラインガスの入口に接続する
第1遠心式ガス圧縮機と;第2ターボ膨脹機に結合する
第2遠心式ガス圧縮機であって、前記第2圧縮機の入口
が前記第1圧縮機の出口に接続する第2遠心式ガス圧縮
機と;前記第2圧縮機からの圧縮ガスを通す通路に接続
する再沸器を有する蒸留塔と;前記圧縮ガス中にメタノ
ールを注入する手段と;前記第2圧縮機の出口と及び前
記第1と第2ターボ膨脹機の一方の入口とに接続する第
1流路を有する熱交換機と;前記一方のターボ膨脹機の
出口に接続するガス−液体分離器であって、前記分離器
の液出口は前記蒸留塔の中間部に接続するガス−液体分
離器と;前記分離器のガス出口と及び前記第1と第2タ
ーボ膨脹機の他方の入口とに接続する第1冷却回収交換
器と;前記他方のターボ膨脹機の出口と前記熱交換器へ
の第2流路とに接続する第2冷却回収交換器であって、
前記第2流路は前記第1流路と向流し、かつ前記蒸留塔
の還流凝縮器を介して前記第2流路から去るガスに接続
して通し、更にガスを前記分配システム中に放出する第
2冷却回収交換器とよりなる生成する冷却の回収装置。
(9) In an apparatus for reducing the high pressure of pipeline gas to a predetermined low pressure in a distribution system and further recovering cooling produced solely by the energy obtained from the pressure reduction, a first centrifugal gas coupled to a first turboexpander; a first centrifugal gas compressor, the inlet of the first compressor being connected to an inlet of pipeline gas; a second centrifugal gas compressor coupled to a second turboexpander; a second centrifugal gas compressor in which an inlet of the second compressor is connected to an outlet of the first compressor; a distillation column having a reboiler connected to a passage through which compressed gas from the second compressor passes; ; means for injecting methanol into the compressed gas; a heat exchanger having a first flow path connected to an outlet of the second compressor and an inlet of one of the first and second turboexpanders; a gas-liquid separator connected to an outlet of one of the turboexpanders, the liquid outlet of the separator being connected to a gas-liquid separator connected to an intermediate part of the distillation column; a first cooling recovery exchanger connected to the other inlet of the first and second turboexpanders; a second cooling recovery exchanger connected to the outlet of the other turboexpander and a second flow path to the heat exchanger; A cooling recovery exchanger,
The second flow path counterflows the first flow path and connects to and passes gas leaving the second flow path via a reflux condenser of the distillation column and discharges gas into the distribution system. A recovery device for the generated cooling, comprising a second cooling recovery exchanger.
(10)第1補助冷却回収交換器が第1冷却回収交換器
と連続して接続され、かつ第2補助冷却回収交換器が第
2冷却回収交換器と連続して接続される特許請求の範囲
第9項記載の生成する冷却の回収装置。
(10) Claims in which the first auxiliary cooling recovery exchanger is connected in series with the first cooling recovery exchanger, and the second auxiliary cooling recovery exchanger is connected in series with the second cooling recovery exchanger. 10. The apparatus for recovering the generated cooling according to claim 9.
(11)第1冷却回収交換器の出口は熱交換塔中の第3
流路に接続し、前記第3流路は第1流路と向流し、かつ
第1と第2ターボ膨脹機の他方の入口に接続する特許請
求の範囲第9項記載の生成する冷却の回収装置。
(11) The outlet of the first cooling recovery exchanger is the third cooling recovery exchanger in the heat exchange tower.
9. Recovery of the produced cooling as claimed in claim 9, wherein the third flow path is in counter flow with the first flow path and is connected to the other inlet of the first and second turboexpanders. Device.
(12)第2圧縮機の出口に接続する熱交換器の第1流
路は第2ターボ膨脹機の入口に接続し、第1冷却回収交
換器は前記第2ターボ膨脹機の出口に接続し、かつ第1
補助冷却回収交換器は第1ターボ膨脹機の入口に接続す
る特許請求の範囲第10項記載の生成する冷却の回収装
置。
(12) The first flow path of the heat exchanger connected to the outlet of the second compressor is connected to the inlet of the second turbo expander, and the first cooling recovery exchanger is connected to the outlet of the second turbo expander. , and the first
11. The produced cooling recovery apparatus as claimed in claim 10, wherein the auxiliary cooling recovery exchanger is connected to the inlet of the first turboexpander.
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