RU2671665C1 - Установка сжижения природного газа и способ ее работы (варианты) - Google Patents

Установка сжижения природного газа и способ ее работы (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2671665C1
RU2671665C1 RU2017144977A RU2017144977A RU2671665C1 RU 2671665 C1 RU2671665 C1 RU 2671665C1 RU 2017144977 A RU2017144977 A RU 2017144977A RU 2017144977 A RU2017144977 A RU 2017144977A RU 2671665 C1 RU2671665 C1 RU 2671665C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
heat exchanger
production
stream
line
Prior art date
Application number
RU2017144977A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Владиславович Курочкин
Original Assignee
Андрей Владиславович Курочкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Владиславович Курочкин filed Critical Андрей Владиславович Курочкин
Priority to RU2017144977A priority Critical patent/RU2671665C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2671665C1 publication Critical patent/RU2671665C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Изобретение относится к криогенной технике. Установка включает блоки осушки и очистки газа, теплообменники, детандер, компрессор, редуцирующее устройство и сепаратор. В первом варианте природный газ высокого давления осушают и разделяют на продукционный газ и технологический газ, который охлаждают в предварительном теплообменнике, редуцируют, нагревают в теплообменнике "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" и смешивают с обратным газом, подаваемым из сепаратора после нагрева в основном теплообменнике. Газ низкого давления выводят потребителю после нагрева в предварительном теплообменнике и теплообменнике "сжатый продукционный газ/газ низкого давления". Продукционный газ сжимают, охлаждают в теплообменнике "сжатый продукционный газ/газ низкого давления", очищают от тяжелых примесей в блоке очистки, охлаждают в теплообменнике "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" и основном теплообменнике, редуцируют и разделяют на обратный газ и сжиженный природный газ. Во втором варианте осушенный газ высокого давления сначала охлаждают газом низкого давления, а затем разделяют на технологический и продукционный газ. Технический результат - увеличение выхода сжиженного природного газа. 4 н.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения сжиженного природного газа (СПГ) на газораспределительных станциях (ГРС) за счет использования перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами.
Известен способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации [RU 2541360, опубл. 10.02.2015 г., МПК F25J 1/00], который включает соединенную с магистралью ГРС входную линию природного газа с фильтром-пылеуловителем, входным счетчиком газа, блоком осушки, фильтром для очистки от частиц адсорбента, линию для утилизации тепла с теплообменником и регулятором давления, струйный компрессор, счетчик газа на выходе, блок очистки газа от углекислоты с фильтром, а также предварительный теплообменник, детандер-компрессорный агрегат со вспомогательными системами, основной теплообменник, дроссель, сепаратор с клапаном и хранилище для СПГ с криогенным насосом.
Недостатком известного комплекса является низкий выход СПГ из-за нерационального расходования энергии редуцирования технологического потока газа для его предварительного сжатия, а также низкое качество СПГ из-за отсутствия оборудования для очистки газа от тяжелых углеводородов.
Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ сжижения природного газа (варианты) и установка для его реализации (варианты) [RU 2438081, опубл. 27.12.2011 г., МПК F25J 1/00], в одном из вариантов включающая линию газа высокого давления, разделяющуюся на линию продукционного газа и линию технологического газа, которая оснащена блоком осушки, предварительным теплообменником и детандером, и соединена перед основным теплообменником с линией обратного газа, образуя линию газа низкого давления с предварительным и основным теплообменниками. Линия продукционного газа оснащена компрессором, кинематически связанным с детандером, блоками осушки и очистки, а также предварительным и основным теплообменниками, дроссельным вентилем (редуцирующим устройством) и сепаратором с линиями обратного газа и слива СПГ.
При работе вышеуказанной установки поток природного газа высокого давления разделяют на продукционный поток и технологический поток, который осушают, охлаждают потоком газа низкого давления, редуцируют с помощью детандера и смешивают с потоком обратного газа с образованием потока газа низкого давления, которым охлаждают продукционный поток в основном теплообменнике, затем технологический и продукционный потоки в предварительном теплообменнике, при этом продукционный поток сжимают за счет энергии детандерного редуцирования, осушают и очищают от углекислого газа, охлаждают потоком газа низкого давления и дросселируют (редуцируют) с образованием парожидкостной смеси, которую разделяют на СПГ и обратный поток газа, содержащий несконденсировавшиеся компоненты продукционного газа.
Недостатком данной установки и способа является низкий выход СПГ из-за отсутствия охлаждения продукционного потока после сжатия и из-за нерационального использования потенциала холода обратного потока газа при его смешении с технологическим потоком перед основным теплообменником.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выхода СПГ.
Техническим результатом является увеличение выхода СПГ за счет вывода из системы тепла путем установки на линии продукционного газа теплообменников "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" и "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", а также за счет рационального использования потенциала холода обратного потока газа путем соединения линии технологического газа с линией обратного газа после основного теплообменника.
Предложено два варианта установки и способа ее работы.
Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в известной установке, включающей блок осушки, линию газа высокого давления, разделяющуюся на линию продукционного газа и линию технологического газа, которая оснащена предварительным теплообменником и детандером, и соединяется с линией обратного газа, образуя линию газа низкого давления с предварительным теплообменником, а линия продукционного потока оснащена компрессором, связанным с детандером, блоком очистки, основным теплообменником, редуцирующим устройством и сепаратором с линиями обратного газа и слива СПГ, особенность заключается в том, что блок осушки расположен на линии газа высокого давления, на линии продукционного газа после компрессора установлен теплообменник "сжатый продукционный газ/газ низкого давления", а после блока очистки размещен теплообменник "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", после которого линия технологического газа соединяется с линией обратного газа после основного теплообменника.
Второй вариант отличается тем, что линия газа высокого давления разделяется на линию продукционного газа и линию технологического газа после предварительного теплообменника.
Технический результат в первом варианте достигается также тем, что в известном способе, включающем разделение потока природного газа высокого давления на потоки технологического и продукционного газа, охлаждение потока осушенного технологического газа потоком газа низкого давления, редуцирование его с помощью детандера и смешение с обратным потоком газа с образованием потока газа низкого давления, которым охлаждают потоки технологического и продукционного газа, при этом поток осушенного продукционного газа очищают от углекислого газа, сжимают за счет энергии редуцирования потока технологического газа, охлаждают и затем редуцируют с образованием парожидкостной смеси, которую разделяют на СПГ и обратный поток газа, особенностью является то, что осушают поток газа высокого давления, поток продукционного газа после сжатия охлаждают потоком газа низкого давления, подаваемым после охлаждения им потока технологического газа, очищают от углекислого газа, охлаждают сначала потоком редуцированного технологического газа, а затем обратным потоком газа, которые после этого смешивают.
Второй вариант отличается тем, что поток осушенного газа высокого давления сначала охлаждают потоком газа низкого давления, а затем разделяют на технологический и продукционный потоки.
Детандер может быть связан с компрессором как кинематически, так и посредством электрогенератора с электродвигателем. Редуцирующее устройство может быть выполнено в виде дроссельного вентиля или детандера, который может быть оснащен электрогенератором или кинематически связан с компрессором. Блок очистки может включать узлы адсорбционной очистки от углекислого газа и тяжелых углеводородов. При необходимости теплообменник "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" может быть дополнен холодильником, например, аппаратом воздушного охлаждения, установленным параллельно или последовательно на линии продукционного газа. Исполнение трубопровода технологического газа между детандером и теплообменником "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" должно исключать возможность образования на стенках отложений твердого углекислого газа, например, за счет высокой скорости или турбулизации потока газа. Исполнение теплообменника "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" должно исключать возможность накопления отложений твердого углекислого газа на внутренних поверхностях, например, за счет двухсекционной конструкции с периодическим отключением секций по мере накопления отложений и их прогревом для испарения твердого углекислого газа. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
Установка на линии продукционного газа теплообменника "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" для охлаждения потока сжатого продукционного газа позволяет вывести из системы тепло, за счет чего увеличить выход СПГ. Соединение линии технологического газа с линией обратного газа после охлаждения им потока продукционного газа позволяет охладить последний в основном теплообменнике до более низкой температуры, что дополнительно увеличивает выход СПГ.
Установка в обоих вариантах включает блоки осушки 1 и очистки 2, теплообменники: предварительный 3, основной 4, "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" 5 и "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" 6, детандер 7, компрессор 8, редуцирующее устройство 9 и сепаратор 10.
При работе первого варианта установки природный газ высокого давления, поступающий по линии 11, осушают в блоке 1 и разделяют на потоки продукционного газа и технологического газа, который по линии 12 подают на охлаждение в теплообменник 3, редуцируют с помощью детандера 7, нагревают в теплообменнике 6 и смешивают с обратным потоком газа, подаваемым по линии 13 из сепаратора 10 после нагрева в теплообменнике 4. Полученный газ низкого давления по линии 14 выводят потребителю после нагрева в теплообменниках 3 и 5. Продукционный газ по линии 15 подают на вход компрессора 8, а после сжатия по линии 16 направляют для охлаждения в теплообменник 5, очищают от углекислого газа и других тяжелых примесей в блоке 2, последовательно охлаждают в теплообменниках 6 и 4, редуцируют с помощью устройства 9 и разделяют в сепараторе 10 на обратный поток газа и СПГ, выводимый по линии 17.
Работа второго варианта отличается тем, что природный газ высокого давления после осушки в блоке 1 охлаждают в теплообменнике 3, а затем разделяют на потоки технологического газа и продукционного газа, после чего продукционный газ по линии 18 (показана пунктиром) подают на вход компрессора 8.
Работоспособность предлагаемых установок и способов их работы подтверждается следующим примером: 10000 нм3/час природного газа состава (% об.): метан 98,66, этан 0,40, пропан 0,22, бутаны 0,07, азот 0,64, углекислый газ остальное, при давлении 2,5 МПа и 20°С подают на вход установки сжижения природного газа с дросселирующим вентилем в качестве редуцирующего устройства и теплообменниками со среднелогарифмическим температурным напором 5-7°С, и получают в первом варианте 10,0% масс. СПГ и 9008 нм3/час газа низкого давления при 1,0 МПа, а во втором варианте - 9,6% масс. СПГ и 9057 нм3/час газа низкого давления при 1,0 МПа. В аналогичных условиях в способе по прототипу получено 5,5% масс. СПГ.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход СПГ и может найти применение в газовой промышленности.

Claims (4)

1. Установка сжижения природного газа, включающая блок осушки, линию газа высокого давления, разделяющуюся на линию продукционного газа и линию технологического газа, которая оснащена предварительным теплообменником и детандером и соединяется с линией обратного газа, образуя линию газа низкого давления с предварительным теплообменником, а линия продукционного потока оснащена компрессором, связанным с детандером, блоком очистки, основным теплообменником, редуцирующим устройством и сепаратором с линиями обратного газа и слива СПГ, отличающаяся тем, что блок осушки расположен на линии газа высокого давления, на линии продукционного газа после компрессора установлен теплообменник "сжатый продукционный газ/газ низкого давления", а после блока очистки размещен теплообменник "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", после которого линия технологического газа соединяется с линией обратного газа после основного теплообменника.
2. Способ работы установки по п. 1, включающий разделение потока природного газа высокого давления на потоки технологического и продукционного газа, охлаждение потока осушенного технологического газа потоком газа низкого давления, редуцирование его с помощью детандера и смешение с обратным потоком газа с образованием потока газа низкого давления, которым охлаждают потоки технологического и продукционного газа, при этом поток осушенного продукционного газа очищают от углекислого газа, сжимают за счет энергии редуцирования потока технологического газа, охлаждают и затем редуцируют с образованием парожидкостной смеси, которую разделяют на СПГ и обратный поток газа, отличающийся тем, что осушают поток газа высокого давления, поток продукционного газа после сжатия охлаждают потоком газа низкого давления, подаваемым после охлаждения им потока технологического газа, очищают от углекислого газа, охлаждают сначала потоком редуцированного технологического газа, а затем обратным потоком газа, которые после этого смешивают.
3. Установка сжижения природного газа, включающая блок осушки, линию газа высокого давления, разделяющуюся на линию продукционного газа и линию технологического газа, которая оснащена предварительным теплообменником и детандером и соединяется с линией обратного газа, образуя линию газа низкого давления с предварительным теплообменником, а линия продукционного потока оснащена компрессором, связанным с детандером, блоком очистки, основным теплообменником, редуцирующим устройством и сепаратором с линиями обратного газа и слива СПГ, отличающаяся тем, что на линии газа высокого давления расположены блок осушки и предварительный теплообменник, после которого она разделяется на линию продукционного газа и линию технологического газа, на линии продукционного газа после компрессора установлен теплообменник "сжатый продукционный газ/газ низкого давления", а после блока очистки размещен теплообменник "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", после которого линия технологического газа соединяется с линией обратного газа после основного теплообменника.
4. Способ работы установки по п. 3, включающий разделение потока природного газа высокого давления на потоки технологического и продукционного газа, охлаждение потока осушенного технологического газа потоком газа низкого давления, редуцирование его с помощью детандера и смешение с обратным потоком газа с образованием потока газа низкого давления, которым охлаждают потоки технологического и продукционного газа, при этом поток осушенного продукционного газа очищают от углекислого газа, сжимают за счет энергии редуцирования потока технологического газа, охлаждают и затем редуцируют с образованием парожидкостной смеси, которую разделяют на СПГ и обратный поток газа, отличающийся тем, что поток газа высокого давления осушают, охлаждают потоком газа низкого давления, а затем разделяют на потоки технологического и продукционного газа, который после сжатия охлаждают потоком газа низкого давления, подаваемым после охлаждения им потока газа высокого давления, очищают от углекислого газа, охлаждают сначала потоком редуцированного технологического газа, а затем обратным потоком газа, которые после этого смешивают.
RU2017144977A 2017-12-20 2017-12-20 Установка сжижения природного газа и способ ее работы (варианты) RU2671665C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144977A RU2671665C1 (ru) 2017-12-20 2017-12-20 Установка сжижения природного газа и способ ее работы (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144977A RU2671665C1 (ru) 2017-12-20 2017-12-20 Установка сжижения природного газа и способ ее работы (варианты)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2671665C1 true RU2671665C1 (ru) 2018-11-06

Family

ID=64103311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017144977A RU2671665C1 (ru) 2017-12-20 2017-12-20 Установка сжижения природного газа и способ ее работы (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2671665C1 (ru)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738531C1 (ru) * 2020-02-21 2020-12-14 Игорь Анатольевич Мнушкин Интегрированная установка захолаживания природного газа
RU2738528C2 (ru) * 2019-05-07 2020-12-14 Андрей Владиславович Курочкин Установка для редуцирования газа и получения сжиженного природного газа (варианты)
RU2747304C2 (ru) * 2019-03-18 2021-05-04 Андрей Владиславович Курочкин Установка для редуцирования газа и выработки спг
RU2747921C2 (ru) * 2019-03-18 2021-05-17 Андрей Владиславович Курочкин Установка для редуцирования газа и выработки постоянного количества спг
RU2748413C2 (ru) * 2019-05-07 2021-05-25 Андрей Владиславович Курочкин Установка для получения сжиженного природного газа (варианты)
RU2749700C2 (ru) * 2019-05-07 2021-06-17 Андрей Владиславович Курочкин Установка для редуцирования газа и выработки постоянного количества сжиженного природного газа (варианты)
RU2759082C2 (ru) * 2019-02-28 2021-11-09 Андрей Владиславович Курочкин Установка по производству сжиженного природного газа
IT202100026921A1 (it) * 2021-10-20 2023-04-20 Gruppo Soc Gas Rimini S P A Impianto di trattamento di gas, in particolare gas naturale, proveniente da una rete di trasporto

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3312073A (en) * 1964-01-23 1967-04-04 Conch Int Methane Ltd Process for liquefying natural gas
US3503220A (en) * 1967-07-27 1970-03-31 Chicago Bridge & Iron Co Expander cycle for natural gas liquefication with split feed stream
RU2438081C2 (ru) * 2007-07-04 2011-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" ( ООО" Газпром ВНИИГАЗ " ) Способ сжижения природного газа (варианты) и установка для его реализации (варианты)
RU2541360C1 (ru) * 2014-02-20 2015-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" Способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации
US9003828B2 (en) * 2007-07-09 2015-04-14 Lng Technology Pty Ltd Method and system for production of liquid natural gas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3312073A (en) * 1964-01-23 1967-04-04 Conch Int Methane Ltd Process for liquefying natural gas
US3503220A (en) * 1967-07-27 1970-03-31 Chicago Bridge & Iron Co Expander cycle for natural gas liquefication with split feed stream
RU2438081C2 (ru) * 2007-07-04 2011-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" ( ООО" Газпром ВНИИГАЗ " ) Способ сжижения природного газа (варианты) и установка для его реализации (варианты)
US9003828B2 (en) * 2007-07-09 2015-04-14 Lng Technology Pty Ltd Method and system for production of liquid natural gas
RU2541360C1 (ru) * 2014-02-20 2015-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" Способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2759082C2 (ru) * 2019-02-28 2021-11-09 Андрей Владиславович Курочкин Установка по производству сжиженного природного газа
RU2747304C2 (ru) * 2019-03-18 2021-05-04 Андрей Владиславович Курочкин Установка для редуцирования газа и выработки спг
RU2747921C2 (ru) * 2019-03-18 2021-05-17 Андрей Владиславович Курочкин Установка для редуцирования газа и выработки постоянного количества спг
RU2738528C2 (ru) * 2019-05-07 2020-12-14 Андрей Владиславович Курочкин Установка для редуцирования газа и получения сжиженного природного газа (варианты)
RU2748413C2 (ru) * 2019-05-07 2021-05-25 Андрей Владиславович Курочкин Установка для получения сжиженного природного газа (варианты)
RU2749700C2 (ru) * 2019-05-07 2021-06-17 Андрей Владиславович Курочкин Установка для редуцирования газа и выработки постоянного количества сжиженного природного газа (варианты)
RU2738531C1 (ru) * 2020-02-21 2020-12-14 Игорь Анатольевич Мнушкин Интегрированная установка захолаживания природного газа
IT202100026921A1 (it) * 2021-10-20 2023-04-20 Gruppo Soc Gas Rimini S P A Impianto di trattamento di gas, in particolare gas naturale, proveniente da una rete di trasporto
EP4170224A1 (en) * 2021-10-20 2023-04-26 Gruppo Societa' Gas Rimini S.p.A. Plant for treating gas, particularly natural gas, supplied by a transmission network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2671665C1 (ru) Установка сжижения природного газа и способ ее работы (варианты)
RU2541360C1 (ru) Способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации
RU2636966C1 (ru) Способ производства сжиженного природного газа
JP6093457B2 (ja) 天然ガス液化方法とその装置
WO2012172281A4 (en) Process for liquefaction of natural gas
RU2673970C1 (ru) Установка для редуцирования природного газа и получения газомоторных топлив (варианты)
RU2721347C1 (ru) Установка для редуцирования природного газа и выработки газомоторных топлив
RU2673972C1 (ru) Комплекс для редуцирования, сжижения и компримирования природного газа (варианты)
US20090084132A1 (en) Method for producing liquefied natural gas
RU2439452C1 (ru) Способ низкотемпературной подготовки углеводородного газа
RU2731709C1 (ru) Установка низкотемпературного фракционирования для деэтанизации магистрального газа с выработкой спг
RU2719533C1 (ru) Способ производства сжиженного природного газа и компримированного природного газа на газораспределительной станции и комплекс (варианты) для его осуществления
RU2686655C1 (ru) Установка для получения сжиженного природного газа (варианты)
RU2688595C1 (ru) Установка по сжижению природного газа
RU2691876C1 (ru) Установка для выработки сжиженного природного газа (варианты)
RU2692614C1 (ru) Установка для получения сжиженного природного газа
RU2692613C1 (ru) Установка для сжижения природного газа (варианты)
RU2692610C1 (ru) Установка получения сжиженного природного газа
RU2692584C1 (ru) Установка для производства сжиженного природного газа
RU2688062C1 (ru) Установка сжиженния природного газа
RU2699911C1 (ru) Установка по выработке спг
RU2678236C1 (ru) Способ сжижения природного газа по циклу частичного сжижения за счет перепада давления и установка для его осуществления
RU2702682C1 (ru) Установка для получения сжиженного природного газа и способ ее работы
RU2699872C1 (ru) Установка по производству сжиженного природного газа
RU2665088C1 (ru) Способ получения сжиженного природного газа в условиях газораспределительной станции