RU2738528C2 - Installation for gas reduction and production of liquefied natural gas (versions) - Google Patents
Installation for gas reduction and production of liquefied natural gas (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2738528C2 RU2738528C2 RU2019114332A RU2019114332A RU2738528C2 RU 2738528 C2 RU2738528 C2 RU 2738528C2 RU 2019114332 A RU2019114332 A RU 2019114332A RU 2019114332 A RU2019114332 A RU 2019114332A RU 2738528 C2 RU2738528 C2 RU 2738528C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- gas line
- line
- heat exchanger
- auxiliary
- Prior art date
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
Abstract
Description
Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения сжиженного природного газа (СПГ) за счет перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами при отборе газа несколькими потребителями.The invention relates to cryogenic technology and can be used to obtain liquefied natural gas (LNG) due to the pressure drop between the main and distribution pipelines when gas is taken by several consumers.
Известен способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации [RU 2541360, опубл. 10.02.2015 г., МПК F25J 1/00], который включает входную линию природного газа с фильтром-пылеуловителем, счетчиком газа, блоком осушки и фильтром, линию для утилизации тепла с теплообменником и регулятором давления, струйный компрессор, счетчик газа на выходе, блок очистки газа с фильтром, а также предварительный теплообменник, детандер-компрессорный агрегат со вспомогательными системами, основной теплообменник, дроссель, сепаратор и хранилище СПГ с криогенным насосом.A known method for the production of liquefied natural gas and a complex for its implementation [RU 2541360, publ. 02/10/2015, IPC F25J 1/00], which includes a natural gas inlet line with a dust filter, a gas meter, a drying unit and a filter, a heat recovery line with a heat exchanger and a pressure regulator, a jet compressor, an outlet gas meter, a gas purification unit with a filter, as well as a preliminary heat exchanger, an expander-compressor unit with auxiliary systems, a main heat exchanger, a throttle, a separator and an LNG storage facility with a cryogenic pump.
Недостатками известного комплекса является низкий выход СПГ.The disadvantages of the known complex is the low yield of LNG.
Наиболее близки к предлагаемому изобретению установка сжижения природного газа и способ ее работы (варианты) [RU 2671665, опубл. 06.11.2018 г., МПК F25J 1/00]. В одном из вариантов установка включает блоки осушки и очистки газа, теплообменники: предварительный, основной, "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" и "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", сепаратор, редуцирующее устройство, детандер и компрессор, соединенные посредством электрической и/или кинематической связи.Closest to the proposed invention is the installation for the liquefaction of natural gas and the method of its operation (options) [RU 2671665, publ. 11/06/2018, IPC
Недостатком данной установки является низкий выход СПГ из-за недостаточного охлаждения продукционного газа и невозможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях газа.The disadvantage of this installation is the low yield of LNG due to insufficient cooling of the product gas and the impossibility of gas extraction by several consumers at different gas pressures.
Задачей изобретения является увеличение выхода СПГ и возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях.The objective of the invention is to increase the yield of LNG and the possibility of gas sampling by several consumers at different pressures.
Техническим результатом является увеличение выхода СПГ за счет снижения температуры продукционного газа путем установки испарителей компрессионной холодильной машины на линиях основного технологического и вспомогательного газа, а также возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях за счет размещения вспомогательных линий отбора газа, оснащенных испарителями, редуцирующими устройствами и холодильниками.The technical result is an increase in the LNG yield due to a decrease in the temperature of the product gas by installing evaporators of a compression refrigeration machine on the lines of the main process and auxiliary gas, as well as the possibility of gas sampling by several consumers at different pressures due to the placement of auxiliary gas sampling lines equipped with evaporators, reducing devices and refrigerators.
Предложено четыре варианта установки.Four installation options are offered.
Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей блоки осушки и очистки газа, теплообменник, сепаратор, редуцирующее устройство, детандер и компрессор, соединенные между собой, особенность заключается в том, что установка оснащена холодильной машиной с компрессором и двумя испарителями, линия осушенного природного газа высокого давления разделена на по меньшей мере одну линию вспомогательного газа, линии основного и вспомогательного технологического газа и линию продукционного газа, на которой последовательно расположены первая секция теплообменника, блок очистки, вторая секция теплообменника, редуцирующее устройство и сепаратор, оснащенный линией вывода СПГ и линией обратного газа, на линии основного технологического газа расположены первый испаритель, соединение с линией вспомогательного технологического газа, оснащенной холодильником, детандер и соединение с линией обратного газа, а на образованной этими линиями линии газа низкого давления расположен теплообменник, при этом холодильник расположен также на по меньшей мере одной линии вспомогательного газа, оснащенной вторым редуцирующим устройством и вторым испарителем.The specified technical result in the first embodiment is achieved by the fact that in the proposed installation, which includes gas dehydration and purification units, a heat exchanger, a separator, a reducing device, an expander and a compressor connected to each other, the peculiarity lies in the fact that the installation is equipped with a refrigerating machine with a compressor and two evaporators, the dry high pressure natural gas line is divided into at least one auxiliary gas line, main and auxiliary process gas lines and a product gas line, on which the first heat exchanger section, a purification unit, a second heat exchanger section, a reducing device and a separator equipped with the LNG outlet and the return gas line, the main process gas line contains the first evaporator, the connection to the auxiliary process gas line equipped with a cooler, the expander and the connection to the return gas line, and on the gas line formed by these lines A heat exchanger is disposed from low pressure, the cooler also being disposed on at least one auxiliary gas line equipped with a second reducing device and a second evaporator.
Второй вариант отличается от первого установкой дополнительного детандера на линии вспомогательного технологического газа и соединением линий обратного газа и основного технологического газа после детандеров. Третий и четвертый варианты отличаются от первого и второго вариантов установкой второго компрессора на линии продукционного газа перед теплообменником.The second option differs from the first by installing an additional expander in the auxiliary process gas line and connecting the return gas and main process gas lines after the expanders. The third and fourth options differ from the first and second options by installing a second compressor in the production gas line upstream of the heat exchanger.
Редуцирующие устройства выполнены в виде детандера, дроссельного вентиля или газодинамического устройства. Компрессор(ы) соединен(ы) с детандером(ами) с помощью кинематической и/или электрической, и/или магнитной, и/или гидравлической связи. Блоки осушки и очистки могут быть выполнены в виде адсорбционных установок. Второй испаритель холодильной машины и холодильник разделены на секции по числу линий вспомогательного газа. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.Reducing devices are made in the form of an expander, throttle valve or gas-dynamic device. The compressor (s) are (are) connected to the expander (s) by kinematic and / or electrical and / or magnetic and / or hydraulic connection. Drying and cleaning units can be made in the form of adsorption units. The second evaporator of the refrigeration machine and the refrigerator are divided into sections according to the number of auxiliary gas lines. As the rest of the installation elements can be placed any devices of the corresponding purpose, known from the prior art.
Предотвращение отложения твердого углекислого газа в технологических линиях достигается, например, за счет высокой скорости и/или турбулизации потока газа, а в теплообменниках - за счет исполнения в виде многосекционных аппаратов с возможностью периодического отключения секций для их прогрева и испарения отложений углекислого газа. При адсорбционной очистке газа в качестве продувочного газа может быть использована часть очищенного продукционного газа, а газ регенерации может быть направлен в линию газа низкого давления. В случае отгрузки СПГ при более низком давлении, линия вывода СПГ соединена с редуцирующим устройством и сепаратором, оснащенным линией вывода СПГ низкого давления и линией газа сепарации с компрессором, соединенной с линией обратного газа. Холодильная машина и второй компрессор могут быть оснащены линиями подвода энергии со стороны для дополнительного понижения температуры технологического и продукционного газа, повышения давления продукционного газа и увеличения выхода СПГ. В третьем и четвертом варианте после второго компрессора может быть установлен второй холодильник.Prevention of solid carbon dioxide deposition in technological lines is achieved, for example, due to high speed and / or turbulence of the gas flow, and in heat exchangers - due to the design in the form of multi-section devices with the possibility of periodically shutting down the sections for their heating and evaporation of carbon dioxide deposits. In adsorption gas scrubbing, a portion of the scrubbed product gas can be used as the purge gas, and the regeneration gas can be directed to the low pressure gas line. In the case of LNG offloading at lower pressure, the LNG outlet line is connected to a reducing device and a separator equipped with a low pressure LNG outlet line and a compressor separation gas line connected to the return gas line. The chiller and second compressor can be equipped with side power lines to further lower process and product gas temperatures, increase product gas pressure and increase LNG yield. In the third and fourth versions, a second refrigerator can be installed after the second compressor.
Установка испарителей компрессионной холодильной машины перед детандером на линии технологического газа и перед редуцирующими устройствами на линиях вспомогательного газа позволяет понизить температуру редуцированного технологического газа, а, следовательно, и продукционного газа, за счет чего увеличить выход СПГ. А оснащение установки вспомогательными линиями отбора газа, оборудованными испарителями, редуцирующими устройствами и холодильниками, дает возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях.Installing compression refrigeration evaporators in front of the expander in the process gas line and in front of the reducing devices in the auxiliary gas lines allows the temperature of the reduced process gas, and therefore of the product gas, to be lowered, thereby increasing the LNG yield. Equipping the unit with auxiliary gas sampling lines equipped with evaporators, reducing devices and refrigerators enables gas sampling by several consumers at different pressures.
Установка во всех вариантах включает (условно показана одна вспомогательная линия) блоки осушки 1 и очистки 2, теплообменник 3, компрессионную холодильную машину 4 с испарителями 5 и 6, холодильник 7, детандер 8, первое 9 и второе 10 редуцирующее устройство, сепаратор 11. Во втором и четвертом вариантах установки дополнительно размещен второй детандер 12. В третьем и четвертом вариантах установки дополнительно размещен второй компрессор 13. Пунктиром показаны второй холодильник 14 и оборудование узла отгрузки: редуцирующее устройство 15, сепаратор 16 и компрессор 17.The installation in all versions includes (conventionally shown one auxiliary line) units for drying 1 and cleaning 2,
При работе первого варианта установки (фиг. 1) природный газ высокого давления, поступающий по линии 18, осушают в блоке 1 и разделяют на по меньшей мере один поток вспомогательного газа (условно показан один поток 19), потоки основного 20 и вспомогательного 21 технологического газа и продукционный газ 22, который охлаждают в первой секции теплообменника 3, очищают от углекислого газа в блоке 2, затем охлаждают во второй секции теплообменника 3, редуцируют с помощью устройства 10 и разделяют в сепараторе 11 на СПГ, выводимый по линии 23, и обратный газ, который выводят по линии 24. Основной технологический газ охлаждают в испарителе 5, смешивают со вспомогательным технологическим газом, предварительно охлажденным в холодильнике 7, редуцируют в детандере 8 и смешивают с обратным газом, подаваемым по линии 24, полученный газ низкого давления нагревают в теплообменнике 3 и выводят по линии 25. Вспомогательный газ охлаждают в испарителе 6, редуцируют с помощью устройства 9, нагревают в холодильнике 7 и выводят потребителю. Работа второго и четвертого вариантов установки (фиг. 2 и 4) отличается тем, что вспомогательный технологический газ после охлаждения в холодильнике 7 редуцируют в детандере 12 и затем направляют в линию 20 после детандера 8. Работа третьего (фиг. 3) и четвертого вариантов установки отличаются от работы первого и второго вариантов сжатием продукционного газа в компрессоре 13 перед подачей в теплообменник 3.During the operation of the first version of the installation (Fig. 1), high-pressure natural gas supplied through
Пунктиром показаны: подача продувочного газа в блок 2 по линии 26 из линии 22, подача газа регенерации из блока 2 по линии 27 в линию 25, подача энергии со стороны на приводы компрессора холодильной машины 4 по линии 28 и компрессора 13 по линии 29, а также снижение давления СПГ путем редуцирования с помощью устройства 15 и разделения в сепараторе 16 на СПГ низкого давления, выводимый по линии 30, и газ сепарации, который сжимают компрессором 17 и подают по линии 31 в линию 24. Соединение с компрессором холодильной машины 4 и компрессором 13 детандера 8, и, возможно, устройств 9 и 10 показано штрихпунктиром.The dotted line shows: purge gas supply to
Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход СПГ, обеспечивает возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях и может быть использована в промышленности.Thus, the proposed installation allows to increase the LNG yield, provides the possibility of gas sampling by several consumers at different pressures, and can be used in industry.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019114332A RU2738528C2 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Installation for gas reduction and production of liquefied natural gas (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019114332A RU2738528C2 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Installation for gas reduction and production of liquefied natural gas (versions) |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019114332A RU2019114332A (en) | 2020-11-09 |
RU2019114332A3 RU2019114332A3 (en) | 2020-11-24 |
RU2738528C2 true RU2738528C2 (en) | 2020-12-14 |
Family
ID=73398076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019114332A RU2738528C2 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Installation for gas reduction and production of liquefied natural gas (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2738528C2 (en) |
Citations (4)
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 |
RU2272971C2 (en) * | 2004-04-23 | 2006-03-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "ГЕЛИЙМАШ" (ОАО "НПО "ГЕЛИЙМАШ") | Plant for partial liquefaction of natural gas |
RU2671665C1 (en) * | 2017-12-20 | 2018-11-06 | Андрей Владиславович Курочкин | Installation for natural gas liquefaction and method for operation thereof (options) |
RU2686655C1 (en) * | 2018-10-23 | 2019-04-29 | Андрей Владиславович Курочкин | Plant for production of liquefied natural gas (versions) |
-
2019
- 2019-05-07 RU RU2019114332A patent/RU2738528C2/en active
Patent Citations (4)
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 |
RU2272971C2 (en) * | 2004-04-23 | 2006-03-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "ГЕЛИЙМАШ" (ОАО "НПО "ГЕЛИЙМАШ") | Plant for partial liquefaction of natural gas |
RU2671665C1 (en) * | 2017-12-20 | 2018-11-06 | Андрей Владиславович Курочкин | Installation for natural gas liquefaction and method for operation thereof (options) |
RU2686655C1 (en) * | 2018-10-23 | 2019-04-29 | Андрей Владиславович Курочкин | Plant for production of liquefied natural gas (versions) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019114332A (en) | 2020-11-09 |
RU2019114332A3 (en) | 2020-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2241181C2 (en) | Method for liquefying gaseous substance (variants) and device for its implementation (variants) | |
US6131407A (en) | Natural gas letdown liquefaction system | |
RU2636966C1 (en) | Method for production of liquefied natural gas | |
RU2671665C1 (en) | Installation for natural gas liquefaction and method for operation thereof (options) | |
RU2721347C1 (en) | Plant for reduction of natural gas and production of gas motor fuel | |
RU2717668C1 (en) | Low-temperature fractionation unit for complex gas treatment and production of lng | |
US10823500B2 (en) | Gas processing facility | |
WO2015069138A2 (en) | Natural gas liquefaction method and unit | |
US20040069015A1 (en) | Method for ethane recovery, using a refrigeration cycle with a mixture of at least two coolants, gases obtained by said method, and installation therefor | |
RU2673972C1 (en) | Complex for reduction, liquidation and compression of natural gas (options) | |
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 | |
CN112229142A (en) | Low-coupling multi-strand composite expansion air separation flow device and method | |
RU2738528C2 (en) | Installation for gas reduction and production of liquefied natural gas (versions) | |
CN112229143A (en) | Device and method for producing oxygen and nitrogen by separating air through cryogenic rectification | |
RU2746775C2 (en) | Gas reduction and lng production installation | |
RU2747304C2 (en) | Gas reduction and lng generation plant | |
RU2702680C1 (en) | Unit for reduction of natural gas with generation of lng | |
RU2699911C1 (en) | Plant for producing lng | |
RU2748413C2 (en) | Installation for producing liquefied natural gas (versions) | |
RU2749700C2 (en) | Plant for reducing gas and generating a constant amount of liquefied natural gas (options) | |
CN213578367U (en) | Device for producing oxygen and nitrogen by separating air through cryogenic rectification | |
RU2678236C1 (en) | Method of liquefaction of natural gas through cycle of partial liquefaction due to change in pressure and installation for its implementation | |
RU2686655C1 (en) | Plant for production of liquefied natural gas (versions) | |
US11598578B2 (en) | Low pressure ethane liquefaction and purification from a high pressure liquid ethane source | |
RU2702683C1 (en) | Plant for production of liquefied natural gas |