RU2496068C1 - Method of drying and cleaning of natural gas with further liquefaction and device for its implementation - Google Patents
Method of drying and cleaning of natural gas with further liquefaction and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2496068C1 RU2496068C1 RU2012121009/05A RU2012121009A RU2496068C1 RU 2496068 C1 RU2496068 C1 RU 2496068C1 RU 2012121009/05 A RU2012121009/05 A RU 2012121009/05A RU 2012121009 A RU2012121009 A RU 2012121009A RU 2496068 C1 RU2496068 C1 RU 2496068C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- separator
- separation
- vortex tube
- recuperative heat
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к криогенной технике и технологии, а именно, к способам и устройствам осушки, очистки и сжижения природного газа, отбираемого из магистрального газопровода, так и для другого низкомолекулярного газа, например, получаемого на нефтехимическом производстве газоразделения, а также при хранении и выдаче товарных сжиженных и газообразных газов на газораспределительных станциях (ГРС).The present invention relates to cryogenic engineering and technology, namely, to methods and devices for drying, purification and liquefaction of natural gas taken from the main gas pipeline, and for other low molecular weight gas, for example, obtained at the petrochemical gas separation plant, as well as during storage and delivery commercial liquefied and gaseous gases at gas distribution stations (GDS).
Рассматриваемая технология может использоваться, как для газа природного происхождения, так и для газа, поступающего с нефтехимического производства, для получения газомоторных и авиационных топлив, а также специального горючего, которые применяются в автотранспортной, авиационной и других отраслях промышленности.The technology under consideration can be used both for natural gas, and for gas coming from petrochemical production, for the production of gas engine and aviation fuels, as well as special fuel, which are used in the automotive, aviation and other industries.
Отбираемый из газопровода природный или нефтехимический газ проходит предварительную подготовку, включающую охлаждение (или нагрев) в предварительном теплообменнике, сепарацию образовавшейся двухфазной смеси от водного и углеводородного конденсата, дросселирование газа и его сжижение в вихревой трубе и последующее разделение на товарные сжиженный и газообразный продукты.Natural or petrochemical gas taken from the gas pipeline undergoes preliminary preparation, including cooling (or heating) in a preliminary heat exchanger, separation of the resulting two-phase mixture from water and hydrocarbon condensate, throttling of the gas and its liquefaction in a vortex tube, and subsequent separation into commercial liquefied and gaseous products.
Сжижение газа основано на редуцировании высоконапорного газа, например, находящегося в магистральном газопроводе с давлением порядка 30-60 атм. до сравнительно низкого давления 5-7 атм. Рассматриваемая технология газоразделения относится к классу вихревых труб, работа которых основана на проявлении эффекта Ранка, а также процессов сепарации двухфазных многокомпонентных углеводородных систем в многоступенчатых центробежных сепараторах.Gas liquefaction is based on the reduction of high-pressure gas, for example, located in the main gas pipeline with a pressure of about 30-60 atm. to a relatively low pressure of 5-7 atm. The gas separation technology under consideration belongs to the class of vortex tubes, the operation of which is based on the manifestation of the Rank effect, as well as the separation processes of two-phase multicomponent hydrocarbon systems in multistage centrifugal separators.
Аналогом предлагаемого изобретения является способ газодинамической сепарации (патент RU 2291736, B01D 45/12, B01D 53/26, 2007 г. - [1]), который используется для низкотемпературной обработки природных и нефтяных газов, в том числе для сушки газа путем сепарации и конденсации из него водных и (или) углеводородных компонентов.An analogue of the present invention is a gas-dynamic separation method (patent RU 2291736,
Способ включает закрученную подачу исходного потока высоконапорного многокомпонентного углеводородного газа в сопло, изоэнтальпийное расширение газа с охлаждением при его истечении с околозвуковой или сверхзвуковой скоростью, конденсацию компонентов в расширенном и охлажденном вращающемся потоке газа, отделение от газа конденсата, сбор конденсата в зоне с пониженным давлением, которую создают путем эжектирования из нее газовой фазы, повышения давления путем его торможения в диффузоре и удаление очищенного газа и конденсата.The method includes swirling the initial flow of a high-pressure multicomponent hydrocarbon gas into the nozzle, iso-enthalpy expansion of the gas with cooling when it expires at a supersonic or supersonic speed, condensation of components in an expanded and cooled rotating gas stream, separation of condensate from the gas, condensate collection in the zone with reduced pressure, which is created by ejecting the gas phase from it, increasing the pressure by braking it in the diffuser and removing the purified gas and condensate.
В исходный газ дополнительно вводят конденсируемые углеводородные компоненты в жидкой или паровой фазах, в расширенном и охлажденном вращающимся потоке создают приосевую область, состоящую преимущественно из газовой фазы, и периферийную область - из газожидкостной смеси сконденсированных и несконденсированных компонентовследнюю отводят в зону пониженного давления, где производят разделение газожидкостной симеси на жидкость и газ, последний эжектируют очищенным газом в приосевую область, проводя однократную или многократную сепарацию, достигая повышения эффективности сепарации.Condensable hydrocarbon components are additionally introduced into the source gas in the liquid or vapor phases, in the expanded and cooled rotating stream, an axial region is formed, which consists mainly of the gas phase, and the peripheral region, from a gas-liquid mixture of condensed and non-condensed components, is transferred to the reduced pressure zone, where separation is performed gas-liquid mixture on liquid and gas, the latter is ejected with purified gas into the axial region, conducting a single or multiple separation tion, achieving increased separation efficiency.
В данном изобретении, несмотря на достижение повышения эффективности сепарации многокомпонентной углеводородной смеси, ему присущи недостатки, к которым можно отнести:In this invention, despite the achievement of increasing the efficiency of separation of a multicomponent hydrocarbon mixture, it has inherent disadvantages, which include:
высоконапорный исходный поток газа, представляющий многокомпонентную углеводородную смесь, закрученным потоком подается для проведения сушки в сопло со звуковой скоростью без предварительной подготовки, включающей очистку от механических примесей (при определенных параметрах давления и температуры).a high-pressure initial gas stream, representing a multicomponent hydrocarbon mixture, is fed with a swirling stream for drying into the nozzle at a sound speed without preliminary preparation, including purification from mechanical impurities (at certain pressure and temperature parameters).
В этом случае, возможно образование гидратов при определенных температурах, а наличие водного и углеводородного конденсатов, а также присутствие механических примесей, может привести к забивке сопла, имеющего, как правило, минимальное проходное сечение отшлифованные поверхности (при сверхвысоких скоростях).In this case, the formation of hydrates is possible at certain temperatures, and the presence of water and hydrocarbon condensates, as well as the presence of mechanical impurities, can lead to clogging of the nozzle, which, as a rule, has a minimum passage section and polished surfaces (at ultrahigh speeds).
Реализация газодинамической сепарации, включающей закрученную подачу потока высоконапорного многокомпонентного углеводородного газа в сопло, а также ввод эжектированием очищенного газа и конденсируемых углеводородных компонентов в исходный поток сопряжена со сложностью, так как ввод данных компонентов должен осуществляться при высоком давлении, которое требуется для создания закрученного потока газа и получения дроссельного эффекта при прохождении через сопло, а очищенный газ и жидкие углеводородные компоненты образующиеся после дросселирования а, следовательно, находятся при низком давлении. Поэтому ввод компонентов в зону высокого давления бескомпрессионным способом затруднен.The implementation of gas-dynamic separation, including the swirling flow of a high-pressure multicomponent hydrocarbon gas into the nozzle, as well as the introduction of clean gas and condensable hydrocarbon components into the feed stream by ejection, is difficult, since the input of these components must be carried out at high pressure, which is required to create a swirling gas flow and obtaining a throttle effect when passing through the nozzle, and the purified gas and liquid hydrocarbon components formed after throttling and consequently are at low pressure. Therefore, the introduction of components into the high pressure zone in an uncompressed manner is difficult.
Известен аналог «Способ сжижения природного газа» (патент RU 2202078, F25J 1/00, 2003 г. - [2]).The known analogue "Method of liquefying natural gas" (patent RU 2202078, F25J 1/00, 2003 - [2]).
Также известен «Способ сжижения природного газа» (патент RU 2429434, F25J/00, 2011 г. - [3]), являющийся прототипом заявленной группы изобретений (способа осушки и очистки природного газа с последующим сжижением и устройства для осуществления способа).Also known is the "Method of liquefying natural gas" (patent RU 2429434, F25J / 00, 2011 - [3]), which is the prototype of the claimed group of inventions (method of drying and purification of natural gas with subsequent liquefaction and device for implementing the method).
В «Способах сжижения природного газа» [2 и 3] сжижение природного газа осуществляется с использованием дроссельного рекуперативного способа в вихревых трубах, а очистку газа от примесей осуществляют в двух переключающихся теплообменниках-вымораживателях, один из которых находится в работе, а другой в это время отогревается и очищается от накопившихся примесей.In the "Methods of liquefying natural gas" [2 and 3], the liquefaction of natural gas is carried out using a throttle regenerative method in vortex tubes, and the purification of gas from impurities is carried out in two switching heat exchangers-freezers, one of which is in operation, and the other at this time Heats up and is cleared of the accumulated impurities.
Для отогрева теплообменника-вымораживателя используют теплый поток газа от дополнительной вихревой трубы, работающей параллельно с основной вихревой трубой холодильного контура. Холодный поток газа, генерируемый дополнительной вихревой трубой, используют для охлаждения исходного потока сжатого газа, проходящего через предварительный теплообменник-вымораживатель.To warm the heat exchanger-freezer use a warm gas stream from an additional vortex tube, working in parallel with the main vortex tube of the refrigeration circuit. The cold gas stream generated by the additional vortex tube is used to cool the initial stream of compressed gas passing through the preliminary heat exchanger-freezer.
В прототипе: «Способе…» [3] камера энергетического разделения основной вихревой трубы подвергается дополнительному охлаждению хладагентом, претерпевающим фазовые превращени: кипение при отборе тепла от вихревой трубы и конденсацию при отдаче тепла внешнему теплоносителю, а в качестве теплоносителя используется холодный поток вспомогательной вихревой трубы.In the prototype: “Method ...” [3] the energy separation chamber of the main vortex tube is subjected to additional cooling by a refrigerant that undergoes phase transformations: boiling during heat removal from the vortex tube and condensation when heat is transferred to the external heat carrier, and the cold flow of the auxiliary vortex tube is used as the heat carrier .
В данных способах [2 и 3] использовано две вихревые трубы, из которых одна из них работает в режиме максимальной холодопроизводительности, а другая для получения высокотемпературного газа для целей эффективного и быстрого отогрева предварительного теплообменника-вымораживателя.In these methods [2 and 3], two vortex tubes were used, one of which operates in maximum cooling capacity, and the other to produce high-temperature gas for the purpose of efficient and quick heating of the preliminary heat exchanger-freezer.
Несмотря на достижение результата - повышение эффективности процесса сжижения и рост производительности по готовому продукту - сжиженному газу предлагаемые способы имеют следующие недостатки:Despite the achievement of the result is an increase in the efficiency of the liquefaction process and an increase in productivity in the finished product - liquefied gas, the proposed methods have the following disadvantages:
исходный высоконапорный поток природного газа поступает параллельными потоками, в один из двух предварительных теплообменников-вымораживателей, а также на вход основной и вспомогательной трубы и, только после этого, разделенными потоками (холодным и теплым) поступают на отогрев теплообменников-вымораживателей.the initial high-pressure stream of natural gas enters in parallel streams into one of the two preliminary heat exchangers-freezers, as well as to the inlet of the main and auxiliary pipes and, only after that, they are separated by streams (cold and warm) to heat the heat exchangers-freezers.
Таким образом, подача природного газа осуществляется непосредственно из магистрали в вихревые трубы неосушенным и неочищенным, так как осушка и очистка газа осуществляется только параллельного потока. Подача неочищенного газа в вихревую трубу может привести к забивке сопла кристаллогидратами и механическими примесями. Учитывая, что «улитка» сопла имеет высокую степень обработки вплоть до полировки поверхности, возможно повреждение ее механическими взвесями, что приведет к выходу из строя.Thus, the supply of natural gas is carried out directly from the main line into the vortex tubes, non-dried and unrefined, since the gas is dried and purified only in parallel flow. The supply of untreated gas to the vortex tube can lead to clogging of the nozzle with crystalline hydrates and mechanical impurities. Given that the “snail” of the nozzle has a high degree of processing up to polishing the surface, it may be damaged by mechanical suspensions, which will lead to failure.
Аналогичные последствия могут иметь место и при подаче неочищенного потока газа в рекуперативный и предварительный теплообменники-вымораживатели, в которых осуществляется очистка и осушка газа путем вымораживания на теплообменной поверхности.Similar consequences can occur when a crude gas stream is supplied to a regenerative and preliminary freezer heat exchanger, in which gas is cleaned and dried by freezing on a heat exchange surface.
Как правило, в качестве теплообменников используют аппараты кожухот-рубчатого типа, состоящие из множества труб, закрепленных в трубных решетках, которые также могут забиваться, если через трубное или межтрубное пространство будет подаваться неочищенный газ.As a rule, shell-and-rib type apparatuses are used as heat exchangers, consisting of many pipes fixed in tube sheets, which can also become clogged if untreated gas is supplied through the pipe or annular space.
Предлагаемая регенерация отогревом теплообменников применима только для случая, когда будет подаваться магистральный газ, содержащий только водный и углеводородный конденсат, но очищенный от механических примесей. Отогрев позволит очистить газ только от водных и углеводородных гидратов, но не от забивки трубного и межтрубного пространства механическими загрязнениями.The proposed regeneration by heating the heat exchangers is applicable only for the case when the main gas will be supplied, containing only water and hydrocarbon condensate, but purified from mechanical impurities. Heating will allow the gas to be cleaned only of water and hydrocarbon hydrates, but not of clogging of the pipe and annular space with mechanical impurities.
Техническим результатом заявленной группы изобретений является повышение эффективности отделения тяжелой фазы, включающей водно-углеводородный конденсат и механические примеси, от легкой углеводородной части газа, а также предотвращение образования кристаллогидратов и повышение эффективности сжижения.The technical result of the claimed group of inventions is to increase the efficiency of separation of the heavy phase, including water-hydrocarbon condensate and mechanical impurities, from the light hydrocarbon portion of the gas, as well as preventing the formation of crystalline hydrates and increasing the efficiency of liquefaction.
Технический результат согласно способу достигается тем, способ осушки и очистки природного газа с последующим сжижением в трехпоточной вихревой трубе с получением холодного, горячего газообразных и жидкого потоков, включает сепарацию образовавшегося сжиженного газа и сбор в накопительной емкости-сепараторе, при этом охлаждение или нагрев природного газа проводят до температуры максимальной конденсации углеводородной фракции €4 и выше путем подачи холодного или горячего потоков газа вихревой трубы в рекуперативные теплообменники, затем проводят многоступенчатую центробежную сепарацию газового потока от образовавшегося углеводородного конденсата - фракции С4, водного конденсата, гидратов и механических примесей (шлама), которые выводят в емкость-сепаратор для дальнейшей переработки, а отсепарированный газ после охлаждения холодным потоком в рекуперативном теплообменнике направляют на вход вихревой трубы, а выходящий из нее холодный поток после дросселирования направляют совместно с отсепарированной жидкой фазой из горячего потока вихревой трубы в расходный сепаратор, из верхней части которого отводят газообразный товарный продукт, а из нижней части - товарную сжиженную фракцию природного газа.The technical result according to the method is achieved by the method of drying and purifying natural gas, followed by liquefaction in a three-stream vortex tube to produce cold, hot gaseous and liquid flows, includes separating the resulting liquefied gas and collecting in a storage tank separator, while cooling or heating the natural gas conduct up to a maximum condensation temperature of the hydrocarbon fraction of € 4 and higher by supplying cold or hot vortex tube gas flows to recuperative heat exchangers, s Then, multistage centrifugal separation of the gas stream from the formed hydrocarbon condensate is carried out - С4 fractions, water condensate, hydrates and mechanical impurities (sludge), which are discharged into the separator tank for further processing, and the separated gas, after cooling with a cold stream in a recuperative heat exchanger, is sent to the vortex inlet pipes, and the cold stream emerging from it after throttling is sent together with the separated liquid phase from the hot stream of the vortex tube to the consumable a parator, from the upper part of which a gaseous commercial product is withdrawn, and from the lower part - a commercial liquefied fraction of natural gas.
Предпочтительно, многоступенчатую центробежную сепарацию газа проводят на не менее трех ступенях (зонах) сепарации, после рекуперативных теплообменников при условии поддержания разности температур не менее 20-30°C между верхней сепарационной зоной отвода газа и нижней сепарационной зоной отвода отсепарированных газа и жидкости, причем более охлажденной должна быть верхняя зона.Preferably, multistage centrifugal gas separation is carried out at at least three separation stages (zones), after recuperative heat exchangers, provided that the temperature difference is at least 20-30 ° C between the upper gas separation zone and the lower gas and liquid separation zone, more the upper zone should be chilled.
Таким образом, общим для аналогов, прототипа и заявляемого способа осушки и очистки природного газа являются закрученная подача исходного потока высоконапорного многокомпонентного углеводородного газа в сопло, дроссельное энергетическое расширение газа с охлаждением, при его истечении с околозвуковой или сверхзвуковой скоростью, что характерно для вихревой трубы, конденсация компонентов в расширенном и охлажденном вращающемся потоке газа, отделение от газа конденсата в зоне с пониженным давлением, сепарация разделенных газа и жидкости и последующий раздельный их вывод.Thus, the common to analogues, prototype and the proposed method of drying and purifying natural gas are the swirling supply of the initial flow of high-pressure multicomponent hydrocarbon gas to the nozzle, the throttle energy expansion of the gas with cooling, when it expires at a transonic or supersonic speed, which is typical for a vortex tube, condensation of components in an expanded and cooled rotating gas stream, separation of condensate from a gas in a reduced pressure zone, separation of separated gas and liquid sti and their subsequent separate conclusion.
Отличием предлагаемого способа от аналогов и прототипа является то, что исходный поток газа нагревают или охлаждают (в зависимости от температуры газа, с которой он поступает из газопровода или из другого источника), до температуры максимальной конденсации фракции C4 и выше, путем подачи холодного или горячего потоков вихревой трубы, затем поток газа подвергают многоступенчатой центробежной сепарации с раздельным выводом отсепарированных газа и смеси конденсата и шлама. Отсепарированный газ, представляющий легкие углеводороды, предварительно охлаждают в теплообменнике холодным потоком и направляют на дроссельное энергетическое разделение при его истечении со звуковой скоростью в сопле вихревой трубы, а, образующийся холодный поток после рекуперации холода в теплообменнике, направляют в расходный сепаратор, из которого выводят в качестве товарных продуктов газа и сжиженного газа. Смесь конденсата и шлама разделяют в емкости-сепараторе, из которого раздельно выводят в виде водного и углеводородного конденсатов и шлама.The difference of the proposed method from analogues and prototype is that the initial gas stream is heated or cooled (depending on the temperature of the gas with which it comes from the gas pipeline or from another source), to the maximum condensation temperature of fraction C4 and higher, by supplying cold or hot vortex tube flows, then the gas stream is subjected to multistage centrifugal separation with separate output of the separated gas and a mixture of condensate and sludge. The separated gas, representing light hydrocarbons, is pre-cooled in a heat exchanger with a cold stream and sent to the throttle energy separation when it expires at a sound speed in the nozzle of the vortex tube, and the resulting cold stream after recuperation of cold in the heat exchanger is sent to a flow separator, from which it is led to quality of commercial products of gas and liquefied gas. The mixture of condensate and sludge is separated in a separator tank, from which it is separately removed in the form of aqueous and hydrocarbon condensates and sludge.
Сущность предложенного способа осушки и очистки природного газа, с последующим сжижением и устройства для осуществления поясняется фиг.1-3.The essence of the proposed method of drying and purification of natural gas, followed by liquefaction and device for implementation is illustrated in figures 1-3.
На фиг.1 изображена принципиальная технологическая схема для реализации заявляемого способа и устройство для его осуществления. На фиг.2 представлена конструкция многоступенчатого центробежного сепаратора, представляющего устройство для реализации заявляемого способа. На фиг.3 -разрез по сечению А-А многоступенчатого центробежного сепаратора в месте тангенциального ввода исходного потока газа.Figure 1 shows a schematic flow chart for implementing the proposed method and a device for its implementation. Figure 2 presents the design of a multi-stage centrifugal separator, representing a device for implementing the inventive method. Figure 3 is a sectional view along the cross section AA of a multistage centrifugal separator at the tangential inlet of the initial gas stream.
На технологической схеме (фиг.1) представлены потоки: I - исходный поток природного газа; II - отсепарированный газовый поток; III - водно-углеводородный конденсат и шлам: IV - холодный поток вихревой трубы; V -горячий поток вихревой трубы; VI - отрекуперированный (холодный) поток; VII - отсепарированная жидкая фаза из горячего потока; VIII - сжиженный природный газ; IX - водный конденсат; Х - углеводородный конденсат; XI - шлам (механические примеси).The flow chart (figure 1) shows the flows: I - the initial flow of natural gas; II - separated gas stream; III - water-hydrocarbon condensate and sludge: IV - cold vortex tube flow; V is the hot stream of the vortex tube; VI - recovered (cold) stream; VII - separated liquid phase from the hot stream; VIII - liquefied natural gas; IX - water condensate; X is hydrocarbon condensate; XI - sludge (mechanical impurities).
На технологической схеме также представлены аппараты и арматура (устройства для реализации предложенного способа): 1, 2, 6 - рекуперативные теплообменники; 3 - многоступенчатый центробежный сепаратор (корпус); 4 - емкость-сепаратор; 5 - вихревая труба; 7 - расходный сепаратор, газовая полость которого соединина трубой с газовой полостью емкости-сепаратора 4; 8 - сепарационное устройство вихревой трубы; 9 - горячий конец вихревой трубы; 10 - холодный конец вихревой трубы; 11 - нижняя рубашки для подачи теплоносителя (рубашка для нагрева); 12 - верхняя рубашки для подачи хладагента (рубашка для охлаждения); 13 - 31 - запорно-регулирующие вентили; 32 - теплообменник-нагреватель; 33 - сепарационный элемент; 34 - патрубок тангенциального ввода; 35 - внутренний патрубок сепарационного элемента; 36 -тангенциальные щели; 37 - нижний конический отражатель; 38 - верхний конический отражатель; 39 - прорези; 40 - диффузор; 41 - конический отражатель; 42 - окна; 43 -кольцевое пространство; 44 - сетчатый отбойник; 45 - патрубок с коническим отражателем; 46 - патрубки для ввода и вывода теплоносителя; 47 - патрубки для ввода и вывода хладагента; 48 - патрубок вывода отсепарированной жидкости и шлама.The technological scheme also presents apparatuses and fittings (devices for implementing the proposed method): 1, 2, 6 - recuperative heat exchangers; 3 - multistage centrifugal separator (housing); 4 - capacity separator; 5 - vortex tube; 7 - consumable separator, the gas cavity of which is connected by a pipe with the gas cavity of the separator 4; 8 - separation device of the vortex tube; 9 - hot end of the vortex tube; 10 - cold end of the vortex tube; 11 - lower jacket for supplying coolant (jacket for heating); 12 - top shirt for supplying refrigerant (shirt for cooling); 13 - 31 - shut-off and control valves; 32 - heat exchanger-heater; 33 - separation element; 34 - pipe tangential input; 35 - inner pipe of the separation element; 36 tangential gaps; 37 - lower conical reflector; 38 - upper conical reflector; 39 - slots; 40 - diffuser; 41 - conical reflector; 42 - windows; 43-ring space; 44 - mesh chipper; 45 - pipe with a conical reflector; 46 - nozzles for input and output of the coolant; 47 - pipes for introducing and withdrawing refrigerant; 48 - pipe outlet of the separated liquid and sludge.
Ступени разделения многоступенчатого центробежного сепаратора: 1-я ступень - «A» (циклонная ступень разделения), 2-я ступень - «B» (прямоточно-центробежная ступень разделения), 3-я ступень - «C» (сетчатый отбойник - демистер).Separation stages of a multistage centrifugal separator: 1st stage - “A” (cyclone separation stage), 2nd stage - “B” (direct-flow centrifugal separation stage), 3rd stage - “C” (mesh bump - demister) .
Исходный поток природного газа I, поступает из магистрального высоконапорного газопровода (с давлением 30-60 атм.) на охлаждение (или нагрев) в рекуперативные теплообменники 1 (или 2), в которых доводится температура до максимальной конденсации тяжелых углеводородов C4 и выше, а затем поток газа тангенциально поступает в многоступенчатый центробежный сепаратор, в котором происходит высокоэффективная сепарация газожидкостной смеси в поле центробежных сил, включая отделение сконденсированной жидкой фазы и шлама (поток III) от газа (потока II).The initial flow of natural gas I, comes from the main high-pressure gas pipeline (with a pressure of 30-60 atm.) For cooling (or heating) to recuperative heat exchangers 1 (or 2), in which the temperature is brought to the maximum condensation of heavy hydrocarbons C 4 and above, and then the gas stream tangentially enters the multistage centrifugal separator, in which highly efficient separation of the gas-liquid mixture takes place in the field of centrifugal forces, including the separation of the condensed liquid phase and sludge (stream III) from the gas (stream II).
Отсепарированный газ II, после охлаждения в теплообменнике 6 холодным потоком IV, поступает на вход вихревой трубы 5, в которой осуществляется энергетическое разделение газа с образованием холодного IV и горячего V газообразных потоков. Холодный поток IV после рекуперативных теплообменников 6 и 1 поступает в расходный сепаратор 7, для разделения образовавшейся смеси на составляющие газ фракции - газообразную (поток V) и сжиженную (поток VIII).The separated gas II, after cooling in the heat exchanger 6 with a cold stream IV, enters the inlet of the vortex tube 5, in which the gas is energetically separated to form cold IV and hot V gaseous streams. The cold stream IV after recuperative heat exchangers 6 and 1 enters the flow separator 7 to separate the resulting mixture into fractions of the gas components - gaseous (stream V) and liquefied (stream VIII).
Водно-углеводородный конденсат и шлам (поток III), выводится из нижней зоны сепаратора 3 в емкость-сепаратор 4 для последующего разделения на водный (поток IX) и углеводородный (поток X) конденсат и шлам (поток XI).Water-hydrocarbon condensate and sludge (stream III) are discharged from the lower zone of the
Последующее разделение образовавшейся жидкой фазы на составляющие водный и углеводородный конденсаты и шлам осуществляются в емкости-сепараторе 4, а энергетическое сжижение и разделение легкой фазы (поток II) происходит в вихревой трубе 5 и расходном сепараторе 7.Subsequent separation of the formed liquid phase into constituent aqueous and hydrocarbon condensates and sludge is carried out in a separator vessel 4, and energy liquefaction and separation of the light phase (stream II) takes place in a vortex tube 5 and a flow separator 7.
Таким образом, по сравнению с известными способами осушки, очистки и сжижения природного газа предлагаемый способ обладает существенными преимуществами:Thus, in comparison with the known methods of drying, purification and liquefaction of natural gas, the proposed method has significant advantages:
- исходный поток природного газа предварительно охлаждается (или нагревается) до определенных параметров по давлению и температуре, при которых достигается максимальная конденсация высококипящих углеводородов C4 и выше, например, при изобарическом снижении температуры до минус 10°C или изотермическом - при повышенном давлении, что характерно для условий магистрального газопровода (P=30-60 атм);- the natural gas feed stream is pre-cooled (or heated) to certain pressure and temperature parameters, at which maximum condensation of high-boiling hydrocarbons C4 and higher is achieved, for example, with isobaric temperature reduction to minus 10 ° C or isothermal at elevated pressure, which is typical for the conditions of the main gas pipeline (P = 30-60 atm);
- предварительное охлаждение (или нагрев) осуществляется холодным и горячим потоками вихревой трубы, посредством рекуперативных теплообменников;- pre-cooling (or heating) is carried out by cold and hot vortex tube flows through recuperative heat exchangers;
- только, после предварительного образования газожидкостной смеси в газовом потоке применяется многоступенчатая центробежная сепарация, которая позволяет осуществить высокоэффективную сепарацию по разделению образовавшейся тяжелой жидкой фазы и газа;- only, after the preliminary formation of the gas-liquid mixture in the gas stream, multistage centrifugal separation is used, which allows highly efficient separation to separate the resulting heavy liquid phase and gas;
- осушенный, таким образом, газ подается на дроссельное энергетическое разделение газа в вихревой трубе и окончательную сепарацию на товарный и сжиженный газ. Выделение и своевременный отвод центробежной сепарацией водно-углеводородного конденсата предотвращает возможность образование кристаллогидратов;- dried, thus, the gas is fed to the throttle energy separation of gas in a vortex tube and the final separation into commercial and liquefied gas. Isolation and timely removal by centrifugal separation of water-hydrocarbon condensate prevents the formation of crystalline hydrates;
- тяжелая жидкая фаза, представляющая водно-углеводородный конденсат и шлам, в дальнейшем разделяются на составляющие компоненты.- the heavy liquid phase, which represents water-hydrocarbon condensate and sludge, is further divided into constituent components.
Для выполнения технического результата способа осушки и очистки природного газа производят в многоступенчатом центробежном сепараторе, поддерживая необходимую для максимальной конденсации высококипящих углеводородов €4 и выше, разность температур не менее 20-30 С между верхним и нижним потоками отводимого газа и жидкости, поддерживая более охлажденным верхний поток газа.To achieve the technical result, the method of drying and purification of natural gas is carried out in a multistage centrifugal separator, maintaining the necessary for maximum condensation of high-boiling hydrocarbons € 4 and higher, a temperature difference of at least 20-30 C between the upper and lower flows of the exhaust gas and liquid, while maintaining the upper cooler gas flow.
Поддержание указанных условий и своевременный отвод образовавшегося конденсата, предотвратит образование кристаллогидратов и позволит успешно провести дальнейшее энергетическое сжижение и разделение на составляющие компоненты легких углеводородных фракций на составляющие фазы: газ и жидкость.Maintaining these conditions and timely removal of the condensate formed will prevent the formation of crystalline hydrates and will allow for successful further energy liquefaction and separation of light hydrocarbon fractions into constituent components into constituent phases: gas and liquid.
Аналогом устройства для реализации предлагаемого способа осушки и очистки природного газа является способ (патент RU 2291736, B01D 45/12, B01D 53/26, 2007 г. - [1]).An analogue of the device for implementing the proposed method of drying and purification of natural gas is the method (patent RU 2291736, B01D 45/12, B01D 53/26, 2007 - [1]).
В качестве устройства используется газодинамический сепаратор, представляющий собой вихревую камеру, в которую подается исходный поток высоконапорного многокомпонентного газа, закручивается и подается в сопло, откуда газ со звуковой скоростью расширяется и движется внутри цилиндрической холодильной камеры. В камере газ охлаждается, в результате чего происходит конденсация компонентов. С целью интенсификации конденсации в исходный газ дополнительно вводят конденсируемые компоненты в жидкой или паровой фазах, которые создают центры конденсации.As a device, a gas-dynamic separator is used, which is a vortex chamber, into which the initial flow of a high-pressure multicomponent gas is supplied, is twisted and fed into the nozzle, from where the gas expands and moves at a sound speed inside the cylindrical cooling chamber. In the chamber, the gas is cooled, resulting in condensation of the components. In order to intensify condensation, condensable components are additionally introduced into the feed gas in the liquid or vapor phases, which create condensation centers.
Как уже отмечалось выше, при рассмотрении способа газодинамической сепарации отмеченные недостатки способа [1] (стр.2), характерны и для устройства его реализующего, приведем следующие доводы:As already noted above, when considering the gas-dynamic separation method, the noted disadvantages of the method [1] (p. 2) are also characteristic of the device that implements it, we give the following arguments:
- так как газодинамический сепаратор представляет собой конструктивно аналогию вихревой трубы, то имеется сопло, являющееся лимитирующим конструктивным элементом, не допускающим работу при звуковых скоростях с неочищенным газом от механических примесей и кристаллогидратов;- since the gas-dynamic separator is a structural analogy of a vortex tube, there is a nozzle that is a limiting structural element that does not allow operation at sound speeds with crude gas from mechanical impurities and crystalline hydrates;
- конструкция газодинамического сепаратора предусматривает отвод отсепарированной жидкости из газожидкостной смеси в зону пониженного давления, размещенной между холодильной камерой и корпусом аппарата.- the design of the gas-dynamic separator provides for the removal of the separated liquid from the gas-liquid mixture into the zone of reduced pressure, located between the refrigerating chamber and the casing of the device.
Однако такая работа сепаратора (вихревой трубы) допускается при работе на газе с небольшой влажностью. Как показывают исследования, работа вихревой трубы на сильно увлажненном газе приводит к снижению эффекта охлаждения, а также к нарушению равновесного процесса расширения паров влаги, что приведет к переохлаждению паров, а сам процесс будет происходить скачкообразно.However, this operation of the separator (vortex tube) is allowed when working on gas with low humidity. As studies show, the operation of a vortex tube on a highly moistened gas leads to a decrease in the cooling effect, as well as to a violation of the equilibrium process of expansion of moisture vapor, which will lead to supercooling of the vapor, and the process itself will occur spasmodically.
Вследствие этого при работе на сильно увлажненном газе, необходимо сепарацию основной влаги осуществлять в устройстве, размещенном до сопла.As a result of this, when operating on highly humidified gas, it is necessary to separate the main moisture in a device placed up to the nozzle.
Известен сепарационный элемент по авторскому свидетельству СССР SU 889106, B01D 3/06, 1981 г. - [4], являющийся аналогом устройства для реализации предложенного способа.Known separation element according to the author's certificate of the USSR SU 889106,
Также известен сепарационный элемент по авторскому свидетельству СССР SU 837370, B01D 45/12, 1981 г. - [5]. Устройства [4 и 5] представляют собой центробежный сепаратор с тремя ступенями разделения: первая - циклон (A); вторая - прямоточно-центробежный сепарационный элемент (B); третья - сетчатый отбойник (C) - демистер.Also known is a separation element according to the USSR author's certificate SU 837370,
Особенностью данного сепаратора является то, что он состоит из трех самостоятельных сепарационных ступеней A, B и C, в каждой из которых осуществляется полный цикл сепарационного процесса: ввод исходного потока, непосредственно сепарация в рабочем объеме аппарата и отвод отсепарированных газа и жидкости. Ввод исходного газожидкостного потока в центробежный сепаратор производится тангенциально.A feature of this separator is that it consists of three separate separation stages A, B and C, in each of which a full cycle of the separation process is carried out: input of the initial flow, direct separation in the working volume of the apparatus and removal of the separated gas and liquid. The input gas-liquid flow into the centrifugal separator is tangential.
Основное количество жидкости сепарируется из газожидкостной смеси (до 90%) в ступени A. Дополнительное количество жидкости сепарируется (до 5-6%) в сепарационных ступенях B и C. Несмотря на сравнительно высокую сепарационную эффективность центробежного сепаратора (до 98%), он работает на чистых углеводородных средах, в которых отсутствует водный конденсат, способствующий образованию гидратов, а также газе, в котором отсутствуют механические примеси. Это может привести к забивке тангенциальных и кольцевых щелей внутри многоступенчатого центробежного сепаратора при высоких скоростях газа.The main amount of liquid is separated from the gas-liquid mixture (up to 90%) in stage A. The additional amount of liquid is separated (up to 5-6%) in the separation stages B and C. Despite the relatively high separation efficiency of the centrifugal separator (up to 98%), it works on pure hydrocarbon media in which there is no water condensate that promotes the formation of hydrates, as well as a gas in which there are no mechanical impurities. This can lead to clogging of tangential and annular slots inside a multistage centrifugal separator at high gas speeds.
Технический результат также достигается тем, что устройство для осушки и очистки природного газа для осуществления способа содержит линию подачи исходного потока природного газа, рекуперативные теплообменники с линиями подачи холодного и горячего потоков вихревой трубы, сепаратор, вихревую трубу с линиями подачи и отвода разделенных газообразного и сжиженного потоков газа, рекуперативные теплообменники, при этом устройство содержит следующие аппараты: рекуперативный теплообменник охлаждения газа, поступающего из магистрального газопровода, рекуперативный теплообменник подогрева того же газа, многоступенчатый центробежный сепаратор, емкость-сепаратор сбора и разделения компонентов очистки газа, вихревую трубу с сепарационным устройством, рекуперативный теплообменник охлаждения газа, поступающего в вихревую трубу, расходный сепаратор, аппараты соединены между собой трубопроводами с запорно-регулирующими вентилями, при этом многоступенчатый центробежный сепаратор имеет корпус с тангенциальным входным патрубком, сепарационный элемент, размещенный соосно корпусу с образованием кольцевого канала, внутри сепарационного элемента размещен внутренний патрубок с тангенциальными щелями и имеющий нижний и верхний конические отражатели, в средней части патрубка имеются размещенные по периметру тангенциальные прямоугольные прорези, в верхней части патрубка установлен диффузор с коническим отражателем и находятся окна, напротив которых имеются окна сепарационного элемента, над сепарационным элементом установлен сетчатый отбойник, над которым в корпусе установлен патрубок с коническим отражателем, в днище корпуса сепаратора установлен патрубок, соединенный через запорно-регулирующий вентиль большого сечения с емкостью - сепаратором.The technical result is also achieved by the fact that the device for drying and purifying natural gas for implementing the method comprises a feed line for the feed of natural gas, recuperative heat exchangers with feed lines for cold and hot vortex tube flows, a separator, a vortex tube with feed and exhaust lines separated by gaseous and liquefied gas flows, recuperative heat exchangers, while the device contains the following devices: recuperative heat exchanger for cooling the gas coming from the main pipelines, a recuperative heat exchanger for heating the same gas, a multistage centrifugal separator, a container-separator for collecting and separating gas purification components, a vortex tube with a separation device, a recuperative heat exchanger for cooling the gas entering the vortex tube, a flow separator, devices are interconnected by pipelines with a shut-off control valves, while the multistage centrifugal separator has a housing with a tangential inlet pipe, a separation element placed coaxially a whisker with the formation of an annular channel, inside the separation element there is an inner pipe with tangential slots and having lower and upper conical reflectors, in the middle of the pipe there are tangential rectangular slots placed around the perimeter, a diffuser with a conical reflector is installed in the upper part of the pipe and there are windows opposite which there are windows of the separation element, a mesh bump is installed above the separation element, over which a pipe with a conical reflector is installed in the housing m, at the bottom of the separator housing is mounted a branch pipe connected via control valve section with a large capacity - separator.
Предпочтительно, корпус многоступенчатого центробежного сепаратора по своей наружной поверхности имеет нижнюю рубашку нагрева и верхнюю рубашку охлаждения соответственно с патрубками ввода и вывода теплоносителя и хладагента.Preferably, the housing of the multistage centrifugal separator on its outer surface has a lower heating jacket and an upper cooling jacket, respectively, with nozzles for the input and output of the coolant and refrigerant.
Нумерация элементов устройства для реализации способа предложенного выше приведена на стр.7 и 8.The numbering of elements of the device for implementing the method proposed above is given on pages 7 and 8.
Устройство для реализации заявленного способа осушки и очистки природного газа, с последующим сжижением содержит рекуперативный теплообменник 1 для охлаждения газа, поступающего из магистрального газопровода, рекуперативный теплообменник 2 для подогрева того же газа, многоступенчатый центробежный сепаратор (корпус 3 сепаратора), емкость-сепаратор 4 - для сбора и разделения компонентов очистки газа, вихревую трубу 5, рекуперативный теплообменник 6 - для охлаждения газа поступающего в вихревую трубу, расходный сепаратор 7. Газовые полости расходного сепаратора 7 и емкости-сепаратора 4 соединены между собой отдельной трубой. Вихревая труба 5 содержит сепарационное устройство 8, горячий конец (участок) 9 и холодный конец (участок) 10. Корпус многоступенчатого центробежного сепаратора 3 по своей наружной поверхности имеет нижнюю рубашку для подачи теплоносителя (рубашку для нагрева) 11 и верхнюю рубашку для подачи хладагента (рубашку для охлаждения) 12. Вентиль 13 служит для подачи газа с магистрального газопровода. Вентиль 14 предназначен для подачи исходного потока газа в теплообменник 1, а вентиль 15 - в теплообменник 2. Вентили 16 и 17 служат для байпаса подачи исходного потока газа с магистрального газопровода в рекуперативные теплообменники охладителя 1 и нагревателя 2. Вентиль 18 служит для подачи холодного потока газа в теплообменник 1, а вентиль 19 - для подачи горячего потока газа в теплообменник 2. Вентиль 20 позволяет использовать оба рекуперативные теплообменники 1 и 2 для нагрева (закрыт вентиль 18 и открыты вентили 19 и 20) или охлаждения (закрыты вентили 19 и 20, а открыт вентиль 18) поступающего из магистрального газопровода исходного потока газа. Вентиль 21 предназначен для подачи теплоносителя в рубашку 11 нагрева корпуса многоступенчатого центробежного сепаратора 3 снизу, а вентиль 22 - для подачи хладагента в рубашку 12 охлаждения корпуса многоступенчатого центробежного сепаратора 3 сверху. Вентиль 23 большого проходного сечения служит для слива отсепарированной жидкости со шламом из многоступенчатого центробежного сепаратора 3 в емкость-сепаратор 4. Через вентиль 24 жидкая фаза из сепарационного устройства 8 вихревой трубы 5 сливается в расходный сепаратор 7, в которую также через вентиль 25 поступает парожидкостная фаза (холодный поток) из теплообменника 1. Вентиль 26 соединяет газовую полость расходного сепаратора 7 с горячим потоком вихревой трубы 5. Вентиль 27 предназначен для выдачи газообразного продукта потребителю (поток V). Вентиль 28 служит для выдачи сжиженного продукта из расходного сепаратора 7 (поток VIII). Для слива из емкости-сепаратора 4 используются следующие вентили: 29 - водного конденсата (поток IX), 30 - для углеводородного конденсата (поток X), 31 - большого проходного сечения для шлама и механических примесей (поток XI). Для подогрева углеводородного конденсата в емкости-сепараторе 4 используется теплообменник - нагреватель 32, работающий например, на горячей воде или паре.A device for implementing the claimed method of drying and purifying natural gas, followed by liquefaction, contains a recuperative heat exchanger 1 for cooling the gas coming from the main gas pipeline, a recuperative heat exchanger 2 for heating the same gas, a multistage centrifugal separator (separator body 3), a separator tank 4 - for collecting and separating gas cleaning components, vortex tube 5, recuperative heat exchanger 6 - for cooling the gas entering the vortex tube, flow separator 7. Gas p the by-pass separator 7 and the separator vessel 4 are interconnected by a separate pipe. The vortex tube 5 contains a separation device 8, a hot end (section) 9 and a cold end (section) 10. The housing of the multi-stage
В корпусе многоступенчатого центробежного сепаратора 3 (см. фиг.2 и 3) находится сепарационный элемент 33, к которому подведен патрубок тангенциального ввода 34. Сепарационный элемент 33 размещен соосно внутри корпуса многоступенчатого центробежного сепаратора 3 и содержит: внутренний патрубок 35 с тангенциальными щелями 36, нижний конический отражатель 37, верхний конический отражатель 38. Внутренний патрубок 35 сепарационного элемента 33 имеет в верхней части прорези 39 для выхода из его верхней части сепарируемого газа, также содержит диффузор 40 и конический отражатель 41. Сепарационный элемент 33 в средней части имеет окна 42 для выхода сепарируемой жидкости в кольцевое пространство 43, которое вместе с сепарационным элементом 33 сверху закрыто сетчатым отбойником 44, выше которого установлен выпускной патрубок 45 с коническим отражателем. Рубашка 11 имеет патрубки для ввода и вывода теплоносителя 46, а рубашка 12 - патрубки для ввода и вывода хладагента 47. Для вывода из многоступенчатого центробежного сепаратора 3 жидкой фазы и шлама в нижней части расположен патрубок 48 большого сечения.In the housing of the multi-stage centrifugal separator 3 (see FIGS. 2 and 3) there is a
По сравнению с известными изобретениями предлагаемое устройство имеет следующие преимущества:Compared with the known inventions, the proposed device has the following advantages:
- ввод природного газа I включает предварительную подготовку к разделению (нагрев/охлаждение) в рекуперативных теплообменниках 1 и 2 газожидкостной смеси и шлама и позволяет сконденсировать тяжелую фазу, а следовательно, отсепарировать (выделить) основное количество уже на первой ступени (A), в циклонной части сепаратора при высоких входных скоростях (20-30 м/сек);- the input of natural gas I includes preliminary preparation for separation (heating / cooling) in the recuperative heat exchangers 1 and 2 of the gas-liquid mixture and sludge and allows you to condense the heavy phase, and therefore, to separate (isolate) the main amount already in the first stage (A), in the cyclone separator parts at high inlet speeds (20-30 m / s);
- последующий ввод отделенной легкой фазы через тангенциальные щели 36 в пространство внутреннего патрубка 35 - во второй ступени (В) с более высокими скоростями позволяет из закрученного потока выделить более мелкие частички жидкой фазы и остаточную взвесь твердых примесей и вывести через кольцевое пространство 43 между корпусом сепаратора 3, корпусом сепарационного элемента 33;- the subsequent entry of the separated light phase through the
- отсепарированный газ выводится через кольцевое пространство между внутренним патрубком сепарационного элемента 35 и диффузором 40, газ выводится через прорези 39, находящиеся в верхней части внутреннего сепарационного элемента 33. Дополнительное выделение остаточной влаги происходит при отражении выходящего потока газа от конического отражателя 41 и поворотом направления на 90 градусов, выделенная влага стекает по поверхности верхнего конического отражателя 38 через окна 42, поступая в кольцевое пространство 43, стекая в нижнюю часть сепаратора 3;- the separated gas is discharged through the annular space between the inner pipe of the
- окончательная сепарация мельчайших капелек жидкости, находящаяся в туманообразном состоянии, отбивается в сетчатом отбойнике (демистере) третья ступень (C) - жидкость стекает в кольцевое пространство 43. Туда же стекает влага, накапливающаяся на внутренней поверхности верхней зоны сепаратора (над сетчатым отбойником), при выходе отсепарированного газа через патрубок с коническим отражателем 45.- the final separation of the smallest droplets of liquid, which is in a foggy state, is beaten off in the mesh bump (demister), the third stage (C) - the liquid flows into the
Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.
Исходный поток газа I после нагрева или охлаждения в рекуперативных теплообменниках 1 и 2 до температуры максимальной конденсации углеводородов €4 и выше тангенциально поступает в трехступенчатый центробежный сепаратор, в котором осуществляется высокоэффективная сепарация газожидкостного потока и шлама с разделением тяжелой фазы (водно-углеводородного конденсата и шлама) от легкой фазы (газообразных фракций C1-C3).The initial gas stream I, after heating or cooling in recuperative heat exchangers 1 and 2 to a maximum hydrocarbon condensation temperature of € 4 and above, tangentially enters a three-stage centrifugal separator, in which a highly efficient separation of the gas-liquid stream and sludge with separation of the heavy phase (water-hydrocarbon condensate and sludge ) from the light phase (gaseous fractions C 1 -C 3 ).
Отсепарированная газообразная фаза II, после охлаждения в теплообменнике 6 холодным потоком вихревой трубы 5, в которой происходит энергетическое сжижение конденсируемой части газа с образованием холодного IV, горячего V газообразных потоков и жидкого потока VII. Холодный поток, после рекуперативных теплообменников 6 и 1, поступает в расходный сепаратор 7, в котором разделяется на товарный газ (поток V), который смешивается с горячем потоком V, и сжиженный газ (поток VIII).The separated gaseous phase II, after cooling in the heat exchanger 6 by the cold flow of the vortex tube 5, in which the condensed part of the gas is energetically liquefied to form cold IV, hot V gaseous flows and liquid flow VII. The cold stream, after recuperative heat exchangers 6 and 1, enters the flow separator 7, which is divided into commercial gas (stream V), which is mixed with hot stream V, and liquefied gas (stream VIII).
Тяжелая фаза (поток III), выводится из нижней зоны сепаратора 3 в емкость-сепаратор 4, где разделяется на составляющие водный IX и углеводородный конденсат (поток X) и шлам (поток XI).The heavy phase (stream III) is discharged from the lower zone of the
Таким образом, предлагаемый способ осушки, очистки и последующее сжижение природного газа или другого (попутного, нефтяного или нефтехимического) позволяет осуществить эффективное отделение тяжелой фазы, включающей водно-углеводородный конденсат и механические примеси от легкой углеводородной части газа, за счет применения высокоэффективного трехступенчатого центробежного сепаратора.Thus, the proposed method of drying, purification and subsequent liquefaction of natural gas or other (associated, petroleum or petrochemical) allows for the effective separation of the heavy phase, including water-hydrocarbon condensate and mechanical impurities from the light hydrocarbon part of the gas, through the use of a highly efficient three-stage centrifugal separator .
Последующее сжижение отделенной легкой углеводородной части газа осуществляется дроссельным рекуперативным способом сжижения газа применением технологии вихревых труб, работа которых основана на эффекте Ранка.Subsequent liquefaction of the separated light hydrocarbon portion of the gas is carried out by the throttle recuperative method of gas liquefaction using vortex tube technology, the operation of which is based on the Rank effect.
Выполнение способа осушки и очистки природного газа, предварительно подготовленного по температуре максимальной конденсации влаги и последующей сепарацией, образовавшийся двухфазной смеси в высокоскоростном многоступенчатом центробежном сепараторе с последующим сжижением и устройства для его осуществления в совокупности с вышеизложенными признаками (признаками формулы изобретения) является новым для технологии подготовки природного газа при его сжижении, и, следовательно, соответствует критерию «новизна».The implementation of the method of drying and purification of natural gas, previously prepared at the maximum temperature of moisture condensation and subsequent separation, the resulting two-phase mixture in a high-speed multistage centrifugal separator with subsequent liquefaction and a device for its implementation in combination with the above features (features of the claims) is new to the preparation technology natural gas during its liquefaction, and therefore meets the criterion of "novelty."
Вышеприведенная совокупность отличительных признаков не известна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил известной технологии (способов) подготовки природного газа перед его сжижением, а также неизвестны технические решения по выполнению предложенной конструкции многоступенчатого центробежного сепаратора и его вспомогательного оборудования, что доказывает соответствие критерию «изобретательский уровень». Так, как для осуществления отделения образовавшейся взвеси (жидкой фазы и примесей) последовательно в трех ступенях сепарации с возрастающими скоростями в каждой ступени: «Циклон» - «Прямоточно-центробежный» - «Сетчатый отбойник», в каждой из которых происходит полный цикл сепарации (сепарационного процесса). Причем уже отделившаяся тяжелая фаза из каждой ступени выводится раздельно и потоки не встречаются по направлению и поэтому исключен вторичный унос отсепарированной влаги.The above set of distinctive features is not known at this level of technology and does not follow from the well-known rules of the known technology (methods) for the preparation of natural gas before its liquefaction, as well as unknown technical solutions for the implementation of the proposed design of a multi-stage centrifugal separator and its auxiliary equipment, which proves compliance with the criterion "Inventive step". So, how to separate the formed suspension (liquid phase and impurities) sequentially in three stages of separation with increasing speeds in each stage: “Cyclone” - “Direct-flow-centrifugal” - “Mesh chipper”, in each of which a complete separation cycle occurs ( separation process). Moreover, the already separated heavy phase from each stage is removed separately and the flows do not meet in the direction and therefore the secondary entrainment of the separated moisture is excluded.
Конструктивная реализация заявленного изобретения с указанной совокупностью признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию «промышленная применимость».The constructive implementation of the claimed invention with the specified set of features does not present any structural, technical and technological difficulties, whence the compliance with the criterion of "industrial applicability" follows.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU 2291736, B01D 45/12, B01D 53/26, 2007 г.1. Patent RU 2291736,
2. Патент RU 2202078, F25J 1/00, 2003 г.2. Patent RU 2202078, F25J 1/00, 2003.
3. Патент RU 2429434, F25J/00, 2011 г. - прототип способа.3. Patent RU 2429434, F25J / 00, 2011 - a prototype of the method.
4. Авторское свидетельство СССР 889106, B01D 3/06, 1981 г.4. Copyright certificate of the USSR 889106,
5. Авторское свидетельство СССР 837370, B01D 45/12, 1981 г. - прототип устройства.5. Copyright certificate of the USSR 837370,
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012121009/05A RU2496068C1 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Method of drying and cleaning of natural gas with further liquefaction and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012121009/05A RU2496068C1 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Method of drying and cleaning of natural gas with further liquefaction and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2496068C1 true RU2496068C1 (en) | 2013-10-20 |
Family
ID=49357251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012121009/05A RU2496068C1 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Method of drying and cleaning of natural gas with further liquefaction and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2496068C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569427C1 (en) * | 2014-09-29 | 2015-11-27 | Открытое акционерное общество "Генерация Финанс" | Wellhead baffle and method of admixtures separation from gas-liquid flow |
| RU2569428C1 (en) * | 2014-09-29 | 2015-11-27 | Открытое акционерное общество "Генерация Финанс" | Wellhead baffle, and method of admixtures separation from gas-liquid flow |
| RU2718936C1 (en) * | 2019-12-17 | 2020-04-15 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method for preliminary drying associated petroleum gas |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU837370A1 (en) * | 1979-04-04 | 1981-06-15 | Предприятие П/Я В-2913 | Centrifugal separator |
| WO1982001242A1 (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-15 | A Suslov | Method and installation for obtaining nitrogen and oxygen |
| WO1993016338A1 (en) * | 1992-02-17 | 1993-08-19 | Craze David J | A process for extracting vapor from a gas stream |
| RU70461U1 (en) * | 2007-09-17 | 2008-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз") | INSTALLATION OF PREPARATION OF OIL GAS FOR TRANSPORT |
| EP1851495B1 (en) * | 2005-02-24 | 2010-09-08 | Twister B.V. | Method and system for cooling a natural gas stream and separating the cooled stream into various fractions |
| RU2429434C1 (en) * | 2010-03-04 | 2011-09-20 | ООО "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" | Procedure for natural gas liquefaction |
-
2012
- 2012-05-22 RU RU2012121009/05A patent/RU2496068C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU837370A1 (en) * | 1979-04-04 | 1981-06-15 | Предприятие П/Я В-2913 | Centrifugal separator |
| WO1982001242A1 (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-15 | A Suslov | Method and installation for obtaining nitrogen and oxygen |
| WO1993016338A1 (en) * | 1992-02-17 | 1993-08-19 | Craze David J | A process for extracting vapor from a gas stream |
| EP1851495B1 (en) * | 2005-02-24 | 2010-09-08 | Twister B.V. | Method and system for cooling a natural gas stream and separating the cooled stream into various fractions |
| RU70461U1 (en) * | 2007-09-17 | 2008-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз") | INSTALLATION OF PREPARATION OF OIL GAS FOR TRANSPORT |
| RU2429434C1 (en) * | 2010-03-04 | 2011-09-20 | ООО "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" | Procedure for natural gas liquefaction |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569427C1 (en) * | 2014-09-29 | 2015-11-27 | Открытое акционерное общество "Генерация Финанс" | Wellhead baffle and method of admixtures separation from gas-liquid flow |
| RU2569428C1 (en) * | 2014-09-29 | 2015-11-27 | Открытое акционерное общество "Генерация Финанс" | Wellhead baffle, and method of admixtures separation from gas-liquid flow |
| WO2016053144A1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | Открытое акционерное общество "Генерация Финанс" | Wellhead baffle and method for removing impurities from a gas-liquid flow |
| WO2016053145A1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | Открытое акционерное общество "Генерация Финанс" | Wellhead baffle and method for removing impurities from a gas-liquid flow |
| RU2718936C1 (en) * | 2019-12-17 | 2020-04-15 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method for preliminary drying associated petroleum gas |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1097564A (en) | Process for the recovery of ethane and heavier hydrocarbon components from methane-rich gases | |
| US5082481A (en) | Membrane separation process for cracked gases | |
| CN102389690B (en) | Method for dehydrating and dealkylating gas by supersonic vortex tube | |
| RU2496068C1 (en) | Method of drying and cleaning of natural gas with further liquefaction and device for its implementation | |
| US3740962A (en) | Process of and apparatus for the recovery of helium from a natural gas stream | |
| RU2640969C1 (en) | Method for extraction of liquefied hydrocarbon gases from natural gas of main gas pipelines and plant for its implementation | |
| RU2737986C1 (en) | Natural gas liquefaction method and device for implementation thereof | |
| RU93513U1 (en) | INSTALLATION OF LOW-TEMPERATURE SEPARATION OF GAS OR GAS-LIQUID MIXTURES (OPTIONS) | |
| RU2353422C1 (en) | Gas-dynamic separator | |
| CN202039031U (en) | Skid-mounted middle-small sized light hydrocarbon extracting system employing vortex tube for secondary refrigeration | |
| RU2612235C1 (en) | Method and plant for deethanization gas conditioning for transportation in gas pipeline | |
| CN101935019B (en) | Cyclone-filtering-membrane combined recycle hydrogen purifying method and device | |
| RU2737987C1 (en) | Natural gas liquefaction method and device for implementation thereof | |
| RU2553922C2 (en) | Complex drying and cleaning of associate oil gas by centrifugal separation and membrane filtration followed by vortex combustion | |
| CN102229811B (en) | Skid-mounted small and medium-sized light hydrocarbon extraction system by using secondary refrigeration of vortex tube | |
| RU2509271C2 (en) | Method for obtaining gasolines and liquefied gas from associated gas | |
| RU99600U1 (en) | INSTALLATION FOR PREPARATION OF LOW PRESSURE ASSOCIATED OIL GAS | |
| RU2312279C2 (en) | Method and device for low-temperature separation of gas into fractions | |
| RU2285212C2 (en) | Method and device for liquefying natural gas | |
| RU2640050C1 (en) | Method for removing heavy hydrocarbons when liquefying natural gas and device for its implementation | |
| RU2635946C1 (en) | Plant for processing natural gas | |
| RU2757553C1 (en) | Gas liquefaction plant | |
| RU2738514C1 (en) | Natural gas liquefaction method and device for implementation thereof | |
| US3739593A (en) | Gas separation system | |
| AU3782293A (en) | A process for extracting vapor from a gas stream |