RU2692610C1 - Liquefied natural gas production unit - Google Patents

Liquefied natural gas production unit Download PDF

Info

Publication number
RU2692610C1
RU2692610C1 RU2017144976A RU2017144976A RU2692610C1 RU 2692610 C1 RU2692610 C1 RU 2692610C1 RU 2017144976 A RU2017144976 A RU 2017144976A RU 2017144976 A RU2017144976 A RU 2017144976A RU 2692610 C1 RU2692610 C1 RU 2692610C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
line
production
heat exchanger
compressed
Prior art date
Application number
RU2017144976A
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 RU2017144976A priority Critical patent/RU2692610C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2692610C1 publication Critical patent/RU2692610C1/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
    • 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
    • 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
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0035—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by gas expansion with extraction of work

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: gas industry.SUBSTANCE: invention relates to cryogenic equipment and can be used for production of liquefied natural gas at gas distribution stations. Plant for production of liquefied natural gas includes a preliminary heat exchanger, a line of high pressure gas with a drying unit, which is divided into a production gas line and a process gas line, which is equipped with a preliminary heat exchanger and an expander, and is connected to a return gas line, forming a low pressure gas line. Production flow line is equipped with compressor connected with expander, cleaning unit, main heat exchanger, reducing device and separator with lines of return gas and compressed production gas drain. On the production gas line downstream the compressor there are heat exchangers "compressed production gas/return gas" and "compressed production gas/gas of low pressure", after which there is a cleaning unit and a heat exchanger "compressed production gas/reduced process gas". Return gas line after the heat exchanger "compressed production gas/return gas" is connected to the line of the reduced process gas, as well as with cleaning and drying units, which are connected by regeneration gases supply lines with the line of reduced process gas after the preliminary heat exchanger.EFFECT: technical result is increase of liquefied natural gas output.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, 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 потока 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.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, divided into a production gas line and a process gas line, which is equipped with a drying unit, a preliminary heat exchanger and an expander, and is connected in front of the main heat exchanger with a line return gas, forming a low pressure gas line with preliminary and main heat exchangers. The production flow line is equipped with a compressor, kinematically connected with an expander, drying and cleaning units, as well as preliminary and main heat exchangers, a throttle valve (reducing device) and a separator with reverse gas and LNG discharge lines.

Недостатком данной установки является низкий выход СПГ из-за отсутствия устройства для охлаждения сжатого продукционного газа и нерационального использования потенциала холода обратного газа из-за 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 in front of 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 за счет установки на линии продукционного газа теплообменников "сжатый продукционный газ/обратный газ" и "сжатый продукционный газ/газ низкого давления", а также за счет исключения соединения линии технологического газа с линией обратного газа.The technical result is an increase in the output of LNG due to the installation on the production gas line of heat exchangers "compressed production gas / reverse gas" and "compressed production gas / low pressure gas", as well as by eliminating the connection of the process gas line to the return gas line.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок осушки, предварительный теплообменник, 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, 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 па линии газа высокого давления, на линии продукционного газа после компрессора установлены теплообменники "сжатый продукционный газ/обратный газ" и "сжатый продукционный газ/газ низкого давления", после которого размещен блок очистки и теплообменник "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", а линия обратного газа после теплообменника "сжатый продукционный газ/обратный газ" соединена с линией редуцированного технологического газа, а также с блоками очистки и осушки, которые соединены линиями подачи газов регенерации с линией редуцированного технологического газа после предварительного теплообменника.This technical result is achieved by the fact that in a known installation, including a drying unit, a preliminary heat exchanger, a high pressure gas line divided into a production gas line and a process gas line that is equipped with a preliminary heat exchanger and an expander, and is connected to the return gas line to form a gas line low pressure, and the production flow line is equipped with a compressor connected to the expander, cleaning unit, main heat exchanger, reducing device and separator with lin In addition, the drying unit is located on the high pressure gas line, heat exchangers "compressed production gas / return gas" and "compressed production gas / low pressure gas" are installed on the production gas line after the compressor which is located cleaning unit and heat exchanger "compressed production gas / reduced process gas", and the return gas line after the heat exchanger "compressed production gas / return gas" is connected to the line of reduced process gas, as well as with purification and drying units, which are connected by the regeneration gas supply lines to the reduced process gas line after the preliminary heat exchanger.

Теплообменник "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" может быть выполнен двухсекционным, при этом блок очистки размещают между его секциями.The heat exchanger "compressed production gas / reduced process gas" can be made in two sections, with the cleaning unit being placed between its sections.

Компрессор может быть связан с детандером как кинематически, так и посредством электродвигателя с электрогенератором. Редуцирующее устройство может быть выполнено в виде дроссельного вентиля или детандера, который может быть или оснащен электрогенератором или кинематически связан с компрессором. Блок очистки может включать узлы адсорбционной очистки от углекислого газа и тяжелых углеводородов. Исполнение трубопровода технологического газа между детандером и теплообменником "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" должно исключать возможность образования на стенках отложений твердого углекислого газа, например, за счет высокой скорости и/или турбулизации потока газа. Исполнение теплообменника "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" должно исключать возможность накопления отложений твердого углекислого газа на внутренних поверхностях, например, за счет многосекционной 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.The compressor can be connected with the expander both kinematically and by means of an electric motor with an electric generator. The reducing device can be made in the form of a throttle valve or expansion valve, which can be either equipped with an electric generator or kinematically connected with a compressor. The purification unit may include adsorption purification units from carbon dioxide and heavy hydrocarbons. The execution of the process gas pipeline between the expander and the heat exchanger "compressed production gas / reduced process gas" should exclude the possibility of formation of solid carbon dioxide deposits on the walls, for example, due to high velocity and / or turbulization of the gas flow. The execution of the heat exchanger "compressed production gas / reduced process gas" should exclude the possibility of accumulation of deposits of solid carbon dioxide on internal surfaces, for example, due to a multi-section design with periodic shutdown of sections as the deposits accumulate and are heated to evaporate solid carbon dioxide. As the remaining elements of the installation can be placed any device of the appropriate purpose, known from the prior art.

Установка теплообменников "сжатый продукционный газ/обратный газ" и "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" обеспечивает вывод тепла сжатого газа из системы и уменьшает температуру сжатого продукционного газа, что позволяет увеличить выход СПГ. Исключение соединения линии технологического газа с линией обратного газа также позволяет понизить температуру сжатого продукционного газа и дополнительно увеличить выход СПГ.The installation of heat exchangers “compressed production gas / reverse gas” and “compressed production gas / low pressure gas” ensures that the heat of the compressed gas is removed from the system and reduces the temperature of the compressed production gas, which allows increasing the output of LNG. The elimination of the connection of the process gas line to the return gas line also makes it possible to lower the temperature of the compressed production gas and to further increase the yield of LNG.

Установка включает блоки осушки 1 и очистки 2, теплообменники: предварительный 3, основной 4, "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" 5, "сжатый продукционный газ/обратный газ" 6, "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" 7, детандер 8, компрессор 9, редуцирующее устройство 10 и сепаратор 11. Теплообменник 7 может быть выполнен двухсекционным (показано пунктиром).The installation includes drying units 1 and cleaning 2, heat exchangers: pre-3, primary 4, "compressed production gas / low pressure gas" 5, "compressed production gas / reverse gas" 6, "compressed production gas / reduced process gas" 7, detander 8, the compressor 9, the reducing device 10 and the separator 11. The heat exchanger 7 can be made in two sections (shown by dotted lines).

При работе установки природный газ высокого давления, поступающий по линии 12, осушают в блоке 1 и разделяют на продукционный газ и технологический газ, который по линии 13 подают на охлаждение в теплообменник 3, редуцируют с помощью детандера 8, нагревают в теплообменниках 7 и 3, смешивают с газами регенерации, поступающими по линиям 14 и 15, и частью обратного газа, подаваемой из линии 16 после нагрева в теплообменниках 4 и 6. Полученный газ низкого давления по линии 17 выводят потребителю после нагрева в теплообменнике 5. Продукционный газ по линии 18 сжимают в компрессоре 9, охлаждают в теплообменниках 6 и 5, очищают от углекислого газа и тяжелых примесей в блоке 2, охлаждают в теплообменниках 7 и 4, редуцируют с помощью устройства 10 и разделяют в сепараторе 11 на СПГ, выводимый по линии 19, и обратный газ, который по линии 16 подают на нагрев в теплообменники 4 и 6 и разделяют на две части, одну из которых подают в линию 13, а другую в качестве продувочного газа по линии 20 направляют в блоки 1 и 2 для регенерации адсорбентов. При двухсекционном исполнении теплообменника 7 блок 2 размещают между секциями и соединяют с линиями 14 и 19 (показано пунктиром).When the plant is operating, high-pressure natural gas coming in via line 12 is dried in block 1 and divided into production gas and process gas, which is fed through cooling line 13 to heat exchanger 3, reduced using expander 8, heated in heat exchangers 7 and 3, mixed with regeneration gases flowing through lines 14 and 15, and part of the return gas supplied from line 16 after heating in heat exchangers 4 and 6. The resulting low-pressure gas through line 17 is removed to the consumer after heating in heat exchanger 5. Production gas through line 18 compressed in compressor 9, cooled in heat exchangers 6 and 5, cleaned of carbon dioxide and heavy impurities in block 2, cooled in heat exchangers 7 and 4, reduced using device 10 and separated in separator 11 to LNG outputted on line 19 and reverse the gas that is fed through line 16 to heat exchangers 4 and 6 and is divided into two parts, one of which is fed to line 13 and the other as purge gas through line 20 is sent to units 1 and 2 to regenerate the adsorbents. In the case of two-section execution of the heat exchanger 7, block 2 is placed between the sections and connected to lines 14 and 19 (shown by 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 получения сжиженного природного газа, включающая блок осушки, предварительный теплообменник, 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, 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 установлены теплообменники "сжатый продукционный газ/обратный газ" и "сжатый продукционный газ/газ низкого давления", после которого размещен блок очистки и теплообменник "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", а линия обратного газа после теплообменника "сжатый продукционный газ/обратный газ" соединена с линией редуцированного технологического газа, а также с блоками очистки и осушки, которые соединены линиями подачи газов регенерации с линией редуцированного технологического газа после предварительного теплообменника.A liquefied natural gas production unit including a drying unit, a preliminary heat exchanger, a high-pressure gas line divided into a production gas line and a process gas line that is equipped with a preliminary heat exchanger and expander and connected to the return gas line to form a low-pressure gas line flow is equipped with a compressor associated with the expander, cleaning unit, main heat exchanger, reducing device and separator with return gas and discharge lines C PG, characterized in that the drying unit is located on the high-pressure gas line, on the production gas line after the compressor there are heat exchangers "compressed production gas / reverse gas" and "compressed production gas / low pressure gas", after which the cleaning unit and heat exchanger are located compressed production gas / reduced process gas ", and the return gas line after the heat exchanger" compressed production gas / return gas "is connected to the line of the reduced process gas, as well as to the cleaning and drying units, which are connected by the regeneration gas supply lines to the line of the reduced process gas after the preliminary heat exchanger.
RU2017144976A 2017-12-20 2017-12-20 Liquefied natural gas production unit RU2692610C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144976A RU2692610C1 (en) 2017-12-20 2017-12-20 Liquefied natural gas production unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144976A RU2692610C1 (en) 2017-12-20 2017-12-20 Liquefied natural gas production unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2692610C1 true RU2692610C1 (en) 2019-06-25

Family

ID=67038314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017144976A RU2692610C1 (en) 2017-12-20 2017-12-20 Liquefied natural gas production unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2692610C1 (en)

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
SU947594A1 (en) * 1980-08-06 1982-07-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Природных Газов "Вниигаз" Natural gas processing method
EA006270B1 (en) * 2002-02-27 2005-10-27 Бехтел Би Дабл Ю Экс Ти, Айдахо, Ллс Apparatus for liquefaction of natural gas and methods relating to same
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
SU947594A1 (en) * 1980-08-06 1982-07-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Природных Газов "Вниигаз" Natural gas processing method
EA006270B1 (en) * 2002-02-27 2005-10-27 Бехтел Би Дабл Ю Экс Ти, Айдахо, Ллс Apparatus for liquefaction of natural gas and methods relating to same
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

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)
RU2673970C1 (en) Installation for reducing natural gas and receiving gas-motor fuels (options)
RU2665787C1 (en) Natural gas liquefaction complex at a gas distribution station
RU2721347C1 (en) Plant for reduction of natural gas and production of gas motor fuel
CN103827613A (en) Method for producing a gas from pressurised air by means of cryogenic distillation
RU2686655C1 (en) Plant for production of liquefied natural gas (versions)
RU2691876C1 (en) Plant for liquefied natural gas production (versions)
RU2688595C1 (en) Natural gas liquefaction plant
RU2692614C1 (en) Plant for production of liquefied natural gas
RU2692610C1 (en) Liquefied natural gas production unit
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
RU2731709C1 (en) Low-temperature fractionation unit for deethanization of main gas with generation of lng
RU2692613C1 (en) Plant for liquefaction of natural gas (versions)
RU2688062C1 (en) Liquefied natural gas installation
RU2692584C1 (en) Plant for production of liquefied natural gas
RU2699911C1 (en) Plant for producing lng
RU2665088C1 (en) Liquefied natural gas under conditions of the gas distribution station production method
RU2699872C1 (en) Plant for production of liquefied natural gas
RU2673642C1 (en) Natural gas (lng) liquefaction installation under conditions of the gas distribution station (gds)
RU2702683C1 (en) Plant for production of liquefied natural gas
RU2746775C2 (en) Gas reduction and lng production installation
RU122757U1 (en) INSTALLATION OF PARTIAL LIQUIDATION OF NATURAL GAS
US11014039B2 (en) Nitrogen service supply system