RU2688595C1 - Natural gas liquefaction plant - Google Patents

Natural gas liquefaction plant Download PDF

Info

Publication number
RU2688595C1
RU2688595C1 RU2018138130A RU2018138130A RU2688595C1 RU 2688595 C1 RU2688595 C1 RU 2688595C1 RU 2018138130 A RU2018138130 A RU 2018138130A RU 2018138130 A RU2018138130 A RU 2018138130A RU 2688595 C1 RU2688595 C1 RU 2688595C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
line
heat exchanger
production
compressed
Prior art date
Application number
RU2018138130A
Other languages
Russian (ru)
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 RU2018138130A priority Critical patent/RU2688595C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2688595C1 publication Critical patent/RU2688595C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas

Abstract

FIELD: cryogenics.SUBSTANCE: invention relates to cryogenic equipment and can be used for liquefaction of natural gas at gas distribution stations. Plant for liquefaction of natural gas includes a drying unit, a high-pressure gas line with a drying unit, which is divided into a production gas line and a process gas line with a preliminary heat exchanger and an expander. Production flow line is equipped with a compressor connected to the expander, as well as a cleaning unit, the main heat exchanger, a reducing device and a separator with lines for supply of return gas and LNG outlet. On the production gas line downstream the compressor, a "compressed production gas/return gas" heat exchanger is installed, as well as a "compressed production gas/low-pressure gas" heat exchanger and/or a cooler, after which a cleaning unit and a "compressed production gas/reduced process gas" heat exchanger are arranged. Return gas line downstream of the main heat exchanger is connected to the line of reduced process gas, and also connected to cleaning and drying units, which are connected by regeneration gases supply lines with the line of reduced process gas after the preliminary heat exchanger, forming a low pressure gas supply line.EFFECT: increased yield of liquefied natural gas.1 cl, 1 dwg

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.The invention relates to cryogenic engineering and can be used to obtain liquefied natural gas (LNG) at gas distribution stations (GDS) through the use of pressure drop between the main and distribution pipelines.

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.A known method for the production of liquefied natural gas and complex for its implementation [RU 2541360, publ. 10.02.2015, IPC F25J 1/00], which includes a natural gas inlet line connected to the GDS mainline with a dust filter, an inlet gas meter, a drying unit, an adsorbent particle cleaning filter, a heat recovery line with a heat exchanger and a regulator pressure, jet compressor, gas meter at the outlet, carbon dioxide gas purification unit with filter, as well as a preliminary heat exchanger, expander-compressor unit with auxiliary systems, main heat exchanger, throttle, separator with valve and storage for LNG cryopump.

Недостатками известного комплекса является низкий выход СПГ из-за нерационального расходования энергии редуцирования технологического потока газа для его предварительное сжатие, а также низкое качество СПГ из-за отсутствия оборудования для очистки газа от тяжелых углеводородов.The disadvantages of the known complex is the low yield of LNG due to the irrational expenditure of energy reducing the process gas stream for its preliminary compression, as well as the low quality of LNG due to the lack of equipment for cleaning gas from heavy hydrocarbons.

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, которая разделена на линии продукционного газа и технологического газа, последняя 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, связанным с детандером, блоками осушки и очистки, а также предварительным и основным теплообменниками, дроссельным вентилем (редуцирующим устройством) и сепаратором с линиями подачи обратного газа и вывода СПГ.Closest to the proposed invention, the method of liquefying natural gas (options) and installation for its implementation (options) [RU 2438081, publ. 12.27.2011, IPC F25J 1/00], in one of the options including a high-pressure gas line, which is divided into production gas and process gas lines, the latter is equipped with a drying unit, a preliminary heat exchanger and a detander, and is connected before the main heat exchanger with a return line gas, forming a line of low pressure gas with preliminary and main heat exchangers. The production gas line is equipped with a compressor connected to the expander, drying and cleaning units, as well as preliminary and main heat exchangers, a throttle valve (reducing device) and a separator with lines for returning gas and LNG output.

Недостатком данной установки является низкий выход СПГ из-за отсутствия устройства для охлаждения сжатого продукционного газа и нерационального использования потенциала холода обратного газа вследствие соединения линии обратного газа с линией технологического газа перед основным теплообменником.The disadvantage of this installation is a low LNG yield due to the lack of a device for cooling compressed production gas and inefficient use of the cold potential of the return gas due to the connection of the return gas line with the process gas line before the main heat exchanger.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выхода СПГ.The task of the invention is to increase the output of LNG.

Техническим результатом является увеличение выхода СПГ, которое достигается за счет размещения на линии продукционного газа теплообменника "сжатый продукционный газ/обратный газ", а также теплообменника "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" и/или холодильника, и, кроме того, за счет соединения линии технологического газа с линией обратного газа.The technical result is an increase in the output of LNG, which is achieved by placing on the production gas line a heat exchanger "compressed production gas / reverse gas", as well as a heat exchanger "compressed production gas / low pressure gas" and / or a refrigerator, and, moreover, connecting the process gas line to the return gas line.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок осушки, линию газа высокого давления, разделяющуюся на линию продукционного газа и линию технологического газа с предварительным теплообменником и детандером, линия продукционного потока оснащена компрессором, связанным с детандером, а также блоком очистки, основным теплообменником, редуцирующим устройством и сепаратором с линиями подачи обратного газа и вывода СПГ, особенность заключается в том, что блок осушки расположен на линии газа высокого давления, на линии продукционного газа после компрессора установлены теплообменник "сжатый продукционный газ/обратный газ", а также теплообменник "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" и/или холодильник, после которого размещены блок очистки и теплообменник "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", а линия обратного газа после основного теплообменника соединена с линией редуцированного технологического газа, а также соединена с блоками очистки и осушки, которые соединены линиями подачи газов регенерации с линией редуцированного технологического газа после предварительного теплообменника, образуя линию подачи газа низкого давления.This technical result is achieved by the fact that in a known installation, including a drying unit, a high-pressure gas line divided into a production gas line and a process gas line with a preliminary heat exchanger and an expander, the production flow line is equipped with a compressor associated with the expander, as well as a cleaning unit, main heat exchanger, reducing device and separator with gas supply lines and LNG output, the peculiarity is that the drying unit is located on the gas line high pressure, a “compressed production gas / return gas” heat exchanger, and a “compressed production gas / low pressure heat exchanger” and / or a refrigerator are installed on the production gas line after the compressor, and / or a cooler, after which the cleaning unit and the heat exchanger “compressed production gas / reduced the process gas ", and the return gas line after the main heat exchanger is connected to the line of the reduced process gas, and also connected to the cleaning and drying units, which are connected to the regeneration gas supply lines and with the line of the reduced process gas after the preliminary heat exchanger, forming a low pressure gas supply line.

Теплообменник "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" может быть выполнен двухсекционным, в этом случае блок очистки размещен между его секциями. В качестве редуцирующего устройства может быть установлен дроссельный вентиль, газодинамическое устройство или детандер. Компрессор может быть связан с детандером(ами) как кинематически, так и электрически, посредством электродвигателей, запитанных от электрогенератора(ов), соединенных с детандерами. Холодильник может быть выполнен, например, в виде аппарата водяного или воздушного охлаждения. Блок очистки может включать узлы адсорбционной или абсорбционной очистки от углекислого газа и тяжелых углеводородов. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.The heat exchanger "compressed production gas / reduced process gas" can be made in two sections, in this case the cleaning unit is placed between its sections. As a reducing device, a throttle valve, a gas-dynamic device or a detander can be installed. The compressor can be connected to the expander (s) both kinematically and electrically, by means of electric motors powered from the electric generator (s) connected to the expander. The refrigerator can be made, for example, in the form of a water or air cooling apparatus. The purification unit may include units for adsorption or absorption purification from carbon dioxide and heavy hydrocarbons. As the remaining elements of the installation can be placed any device of the appropriate purpose, known from the prior art.

Образование отложений твердого углекислого газа должно предотвращаться, например, за счет высокой скорости и/или турбулизации потока газа в трубопроводе технологического газа между детандером и теплообменником "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", а также за счет исполнения последнего, например, в виде многосекционного аппарата с возможностью периодического отключения секций по мере накопления отложений твердого углекислого газа и их прогрева.The formation of solid carbon dioxide deposits should be prevented, for example, due to the high speed and / or turbulence of the gas flow in the process gas pipeline between the expander and the "compressed production gas / reduced process gas" heat exchanger, as well as due to the performance of the latter, for example, in the form of multi-section apparatus with the ability to periodically turn off sections as the accumulation of solid carbon dioxide deposits and their heating.

Установка теплообменника "сжатый продукционный газ/обратный газ" и теплообменника "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" и/или холодильника обеспечивает вывод тепла из установки, за счет охлаждения сжатого продукционного газа, что увеличивает коэффициент ожижения и выход СПГ. Соединение линии технологического газа с линией обратного газа после основного теплообменника позволяет дополнительно понизить температуру продукционного газа и увеличить выход СПГ.Installing a heat exchanger "compressed production gas / reverse gas" and a heat exchanger "compressed production gas / low pressure gas" and / or a refrigerator provides heat removal from the installation by cooling the compressed production gas, which increases the coefficient of liquefaction and the output of LNG. Connecting the process gas line to the return gas line after the main heat exchanger allows you to further reduce the temperature of the production gas and increase the yield of LNG.

Установка включает блоки осушки 1 и очистки 2, теплообменники: предварительный 3, основной 4, "сжатый продукционный газ/обратный газ" 5, "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" 6, детандер 7, компрессор 8, сепаратор 9, редуцирующее устройство 10. Пунктиром показаны теплообменник "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" 11, холодильник 12 и вариант двухсекционного выполнения теплообменника 6.The installation includes drying units 1 and cleaning 2, heat exchangers: pre-3, primary 4, "compressed production gas / return gas" 5, "compressed production gas / reduced process gas" 6, detander 7, compressor 8, separator 9, reducing device 10 The dotted line shows the heat exchanger "compressed production gas / low pressure gas" 11, the refrigerator 12 and the option of two-part execution of the heat exchanger 6.

При работе установки (показана на чертеже) природный газ высокого давления, поступающий по линии 13, осушают в блоке 1 и разделяют на продукционный газ и технологический газ, который по линии 14 подают на охлаждение в теплообменник 3, редуцируют с помощью детандера 7, смешивают с частью обратного газа, подаваемой из линии 15, нагревают в теплообменниках 6 и 3, смешивают с газами регенерации, поступающими по линиям 16 и 17, а полученный газ низкого давления по линии 18 выводят потребителю после нагрева в теплообменнике 11 (при его наличии). Продукционный газ, подаваемый по линии 19, сжимают компрессором 8, охлаждают в теплообменниках 5, 11 (при его наличии) и холодильнике 12 (при его наличии), очищают в блоке 2, охлаждают в теплообменниках 6 и 4, редуцируют с помощью устройства 10 и разделяют в сепараторе 9 на СПГ, выводимый по линии 20, и обратный газ, часть которого по линии 15 подают в линию 14, а другую в качестве продувочного газа по линии 21 направляют в блоки 1 и 2. При двухсекционном исполнении теплообменника 6 сжатый продукционный газ сначала охлаждают в его первой секции, затем очищают в блоке 2 и доохлаждают во второй его секции (показано пунктиром). Соединение детандера 7 с компрессором 8 также показано пунктиром.During operation of the plant (shown in the drawing), high-pressure natural gas flowing through line 13 is dried in block 1 and divided into production gas and process gas, which through line 14 is fed to a heat exchanger 3 for cooling, reduced using an expander 7, mixed with part of the return gas supplied from line 15 is heated in heat exchangers 6 and 3, mixed with regeneration gases flowing through lines 16 and 17, and the resulting low-pressure gas through line 18 is removed to the consumer after heating in heat exchanger 11 (if present). Production gas supplied through line 19 is compressed by compressor 8, cooled in heat exchangers 5, 11 (if any) and refrigerator 12 (if any), cleaned in block 2, cooled in heat exchangers 6 and 4, reduced using device 10 and in the separator 9 are divided into LNG, which is discharged through line 20, and the return gas, part of which is fed through line 15 to line 14, and another as purge gas through line 21 is sent to blocks 1 and 2. With two-section heat exchanger 6, compressed production gas first cooled in its first section, then cleaned in block 2 and cool down in the second section (shown by dotted line). The connection of the expander 7 with the compressor 8 is also shown in dotted lines.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход СПГ и может найти применение в газовой промышленности.Thus, the proposed installation allows to increase the output of LNG and can be used in the gas industry.

Claims (1)

Установка по сжижению природного газа, включающая блок осушки, линию газа высокого давления, разделяющуюся на линию продукционного газа и линию технологического газа с предварительным теплообменником и детандером, линия продукционного потока оснащена компрессором, связанным с детандером, а также блоком очистки, основным теплообменником, редуцирующим устройством и сепаратором с линиями подачи обратного газа и вывода СПГ, отличающаяся тем, что блок осушки расположен на линии газа высокого давления, на линии продукционного газа после компрессора установлены теплообменник "сжатый продукционный газ/обратный газ", а также теплообменник "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" и/или холодильник, после которого размещены блок очистки и теплообменник "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", а линия обратного газа после основного теплообменника соединена с линией редуцированного технологического газа, а также соединена с блоками очистки и осушки, которые соединены линиями подачи газов регенерации с линией редуцированного технологического газа после предварительного теплообменника, образуя линию подачи газа низкого давления.A natural gas liquefaction plant including a drying unit, a high-pressure gas line divided into a production gas line and a process gas line with a preliminary heat exchanger and an expander, a production flow line equipped with a compressor connected to the expander, as well as a cleaning unit, main heat exchanger, reducing device and a separator with gas supply lines and an LNG outlet, characterized in that the drying unit is located on the high-pressure gas line, on the production gas line after pressor installed heat exchanger "compressed production gas / reverse gas", as well as heat exchanger "compressed production gas / low pressure gas" and / or a refrigerator, after which a cleaning unit and heat exchanger "compressed production gas / reduced process gas" are placed, and a return gas line after the main heat exchanger is connected to the line of the reduced process gas, and is also connected to the cleaning and drying units, which are connected by the supply lines of the regeneration gases with the line of the reduced process gas after the pre-heat exchanger, forming a low pressure gas supply line.
RU2018138130A 2018-10-29 2018-10-29 Natural gas liquefaction plant RU2688595C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018138130A RU2688595C1 (en) 2018-10-29 2018-10-29 Natural gas liquefaction plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018138130A RU2688595C1 (en) 2018-10-29 2018-10-29 Natural gas liquefaction plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2688595C1 true RU2688595C1 (en) 2019-05-21

Family

ID=66636991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018138130A RU2688595C1 (en) 2018-10-29 2018-10-29 Natural gas liquefaction plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688595C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734352C1 (en) * 2020-03-10 2020-10-15 Общество с ограниченной ответственностью " Центр диагностики, экспертизы и сертификации" Liquefying unit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3503220A (en) * 1967-07-27 1970-03-31 Chicago Bridge & Iron Co Expander cycle for natural gas liquefication with split feed stream
RU2137067C1 (en) * 1997-07-17 1999-09-10 Закрытое акционерное общество "Криогенная технология" Natural gas liquefaction plant
US20090113928A1 (en) * 2007-11-05 2009-05-07 David Vandor Method and System for the Small-scale Production of Liquified Natural Gas (LNG) from Low-pressure Gas
RU2438081C2 (en) * 2007-07-04 2011-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" ( ООО" Газпром ВНИИГАЗ " ) Procedure for liquefaction of natural gas (versions) and installation for its implementation (versions)
RU2636966C1 (en) * 2016-11-14 2017-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method for production of liquefied natural gas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3503220A (en) * 1967-07-27 1970-03-31 Chicago Bridge & Iron Co Expander cycle for natural gas liquefication with split feed stream
RU2137067C1 (en) * 1997-07-17 1999-09-10 Закрытое акционерное общество "Криогенная технология" Natural gas liquefaction plant
RU2438081C2 (en) * 2007-07-04 2011-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" ( ООО" Газпром ВНИИГАЗ " ) Procedure for liquefaction of natural gas (versions) and installation for its implementation (versions)
US20090113928A1 (en) * 2007-11-05 2009-05-07 David Vandor Method and System for the Small-scale Production of Liquified Natural Gas (LNG) from Low-pressure Gas
RU2636966C1 (en) * 2016-11-14 2017-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method for production of liquefied natural gas

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734352C1 (en) * 2020-03-10 2020-10-15 Общество с ограниченной ответственностью " Центр диагностики, экспертизы и сертификации" Liquefying unit
WO2021182995A1 (en) * 2020-03-10 2021-09-16 Общество с ограниченной ответственностью "Центр диагностики, экспертизы и сертификации" Apparatus for liquefying gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2671665C1 (en) Installation for natural gas liquefaction and method for operation thereof (options)
RU2541360C1 (en) Liquefied natural gas production method and complex for its implementation
RU2673972C1 (en) Complex for reduction, liquidation and compression of natural gas (options)
RU2721347C1 (en) Plant for reduction of natural gas and production of gas motor fuel
RU2673970C1 (en) Installation for reducing natural gas and receiving gas-motor fuels (options)
MX2012004349A (en) Complete liquefaction methods and apparatus.
JP2016512595A (en) Natural gas liquefaction method and apparatus
RU2688595C1 (en) Natural gas liquefaction plant
RU2719533C1 (en) Method for production of liquefied natural gas and compressed natural gas at a gas distribution station and a complex (versions) for its implementation
RU2686655C1 (en) Plant for production of liquefied natural gas (versions)
RU2691876C1 (en) Plant for liquefied natural gas production (versions)
RU2688062C1 (en) Liquefied natural gas installation
RU2731709C1 (en) Low-temperature fractionation unit for deethanization of main gas with generation of lng
RU2692614C1 (en) Plant for production of liquefied natural gas
RU2692584C1 (en) Plant for production of liquefied natural gas
RU2699911C1 (en) Plant for producing lng
RU2692613C1 (en) Plant for liquefaction of natural gas (versions)
RU2692610C1 (en) Liquefied natural gas production unit
RU2699872C1 (en) Plant for production of liquefied natural gas
RU2702680C1 (en) Unit for reduction of natural gas with generation of lng
RU2702683C1 (en) Plant for production of liquefied natural gas
RU2665088C1 (en) Liquefied natural gas under conditions of the gas distribution station production method
RU2702682C1 (en) Installation for liquefied natural gas production and method of its operation
RU2784139C1 (en) Installation for obtaining liquefied natural gas (options)
RU2678236C1 (en) Method of liquefaction of natural gas through cycle of partial liquefaction due to change in pressure and installation for its implementation