RU2746774C2

RU2746774C2 - Lng production plant

Info

Publication number: RU2746774C2
Application number: RU2019107641A
Authority: RU
Inventors: Андрей Владиславович Курочкин
Original assignee: Андрей Владиславович Курочкин
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2019-03-18
Publication date: 2021-04-20
Also published as: RU2019107641A; RU2019107641A3

Abstract

FIELD: gas industry.

SUBSTANCE: plant for the production of liquefied natural gas (LNG) is proposed, including gas drying and treatment units, preliminary and main heat exchangers, a separator, the first and second expanders and a compressor connected to each other, with the plant being equipped with a compression refrigeration machine; a compressor, the first section of the preliminary heat exchanger, a treatment unit, the second section of the preliminary heat exchanger, the main heat exchanger, the first expander and a separator equipped with an LNG outfeed line and a return gas line with the main heat exchanger being sequentially located on the production gas line, on the process gas line, the evaporator of the refrigeration machine, the second expander and the connection to the return gas line are located, and on the low-pressure gas line formed by these lines, the preliminary heat exchanger is located.

EFFECT: increased LNG recovery due to the installation of a compression refrigeration machine on the process gas line in front of the expander, the compressor of which is connected by expanders.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения сжиженного природного газа (СПГ) за счет использования перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами.The invention relates to cryogenic technology and can be used to obtain liquefied natural gas (LNG) by using the 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 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 из-за нерационального расходования энергии редуцирования технологического потока газа.The disadvantages of the known complex is the low yield of LNG due to irrational energy consumption of reducing the process gas flow.

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 включающая блоки осушки и очистки газа, теплообменники: предварительный, основной, "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" и "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", редуцирующее устройство (первый детандер), второй детандер, компрессор, сепаратор. При этом детандер(ы) и компрессор соединены посредством электрической или кинематической связи.Closest to the proposed invention is a natural gas liquefaction plant and a method of its operation (options) [RU 2671665, publ. 11/06/2018, IPC F25J 1/00], in one of the options including gas dehydration and purification units, heat exchangers: preliminary, main, "compressed production gas / low pressure gas" and "purified compressed production gas / reduced process gas" , reducing device (first expander), second expander, compressor, separator. In this case, the expander (s) and the compressor are connected by means of an electrical or kinematic connection.

Недостатком данной установки является низкий выход СПГ.The disadvantage of this plant is the low yield of LNG.

Задачей изобретения является увеличение выхода СПГ.The objective of the invention is to increase the yield of LNG.

Техническим результатом является увеличение выхода СПГ за счет установки на линии технологического газа перед детандером испарителя компрессионной холодильной машины, компрессор которой соединен с детандерами.The technical result is to increase the LNG yield due to the installation of a compression refrigeration machine on the process gas line in front of the expander, the compressor of which is connected to the expanders.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блоки осушки и очистки газа, предварительный и основной теплообменники, сепаратор, первый и второй детандеры и компрессор, соединенные между собой, особенность заключается в том, что установка оснащена компрессионной холодильной машиной, на линии продукционного газа последовательно расположены компрессор, первая секция предварительного теплообменника, блок очистки, вторая секция предварительного теплообменника, основной теплообменник, первый детандер и сепаратор, оснащенный линией вывода СПГ и линией обратного газа с основным теплообменником, на линии технологического газа расположены испаритель холодильной машины, второй детандер и соединение с линией обратного газа, а на образованной этими линиями линии газа низкого давления расположен предварительный теплообменник.The specified technical result is achieved by the fact that in the known installation, including gas dehydration and purification units, preliminary and main heat exchangers, separator, first and second expanders and a compressor connected to each other, the peculiarity lies in the fact that the installation is equipped with a compression refrigeration machine, on the line product gas, the compressor, the first section of the preliminary heat exchanger, the purification unit, the second section of the preliminary heat exchanger, the main heat exchanger, the first expander and the separator equipped with an LNG outlet line and a return gas line with the main heat exchanger are located in series; the evaporator of the refrigeration machine, the second expander and a connection to the return gas line, and a pre-heat exchanger is located on the low pressure gas line formed by these lines.

Компрессоры могут быть связаны с детандерами с помощью кинематической связи и/или электрической связи, например, посредством электродвигателей, запитанных от электрогенераторов, соединенных с детандерами, и/или с помощью магнитной связи, например, с применением постоянных магнитов или электромагнитов, и/или с помощи гидравлической связи. Блок очистки может быть выполнен в виде узла адсорбционной очистки от углекислого газа. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.The compressors can be coupled to the expanders by means of a kinematic linkage and / or electrical linkage, for example, by means of electric motors powered by electric generators connected to the expanders, and / or by means of magnetic linkage, for example, using permanent magnets or electromagnets, and / or with aid hydraulic connection. The purification unit can be made in the form of a unit for adsorption purification from carbon dioxide. As the rest of the installation elements, any devices of the corresponding purpose known from the prior art can be placed.

Предотвращение отложения твердого углекислого газа в линии охлажденного редуцированного технологического газа достигается, например, за счет высокой скорости и/или турбулизации потока газа, а в предварительном теплообменнике - за счет его исполнения в виде многосекционного аппарата с возможностью периодического отключения секций для их прогрева. 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, чем давление его хранения, линия вывода СПГ соединена с редуцирующим устройством и сепаратором низкого давления, оснащенным линией вывода СПГ низкого давления и линией газа сепарации с компрессором, которая соединена с линией обратного газа.Prevention of the deposition of solid carbon dioxide in the cooled reduced process gas line is achieved, for example, due to the high speed and / or turbulence of the gas flow, and in the preliminary heat exchanger - due to its design in the form of a multi-section apparatus with the possibility of periodically switching off the sections to warm them up. In adsorption gas purification, a portion of the purified 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 unloading LNG at a pressure lower than its storage pressure, the LNG outlet line is connected to a reducing device and a low pressure separator equipped with a low pressure LNG outlet line and a separation gas line with a compressor, which is connected to the return gas line.

Установка испарителя компрессионной холодильной машины перед детандером на линии технологического газа позволяет, за счет энергии, отбираемой при редуцировании газа, сначала понизить температуру технологического газа, а затем - продукционного газа, за счет чего увеличить выход СПГ.Installing an evaporator of a compression refrigeration machine in front of the expander on the process gas line allows, due to the energy taken during gas reduction, first to lower the temperature of the process gas, and then the product gas, thereby increasing the LNG yield.

Установка включает блоки осушки 1 и очистки 2, предварительный 3 и основной 4 теплообменники, компрессионную холодильную машину 5 с испарителем 6, компрессор 7, первый и второй детандеры 8 и 9, и сепаратор 10. Пунктиром показано оборудование узла отгрузки: редуцирующее устройство 11, сепаратор 12 и компрессор 13.The installation includes units for drying 1 and cleaning 2, preliminary 3 and main 4 heat exchangers, compression refrigeration machine 5 with evaporator 6, compressor 7, first and second expanders 8 and 9, and separator 10. Dotted line shows the equipment of the loading unit: reducing device 11, separator 12 and compressor 13.

При работе установки (фиг. 1) природный газ высокого давления, поступающий по линии 14, осушают в блоке 1 и разделяют на продукционный газ и технологический газ, который по линии 15 направляют в испаритель 6 холодильной машины 5, где охлаждают, затем редуцируют в детандере 9, смешивают обратным газом, подаваемым по линии 16, полученный газ низкого давления нагревают в теплообменнике 3 и выводят по линии 17. Продукционный газ, подаваемый по линии 18, сжимают компрессором 7, охлаждают в первой секции теплообменника 3, очищают от углекислоты в блоке 2, затем охлаждают во второй секции теплообменника 3 и в теплообменнике 4, редуцируют с помощью детандера 8 и разделяют в сепараторе 10 на СПГ, выводимый по линии 19, и обратный газ, который по линии 16 подают в линию 15 после нагрева в теплообменнике 4. Пунктиром показана подача продувочного газа в блок 2 по линии 20 из линии 18, подача газа регенерации из блока 2 по линии 21 в линию 17, а также снижение давления СПГ путем редуцирования с помощью устройства 11, и разделения в сепараторе 12 на СПГ низкого давления, выводимый по линии 22, и газ сепарации, который сжимают компрессором 13 и подают по линии 23 в линию 16. Соединение детандеров 8 и 9 с компрессором 7 и компрессором холодильной машины 5 показано штрихпунктиром.During the operation of the installation (Fig. 1), high-pressure natural gas supplied through line 14 is dried in block 1 and separated into product gas and process gas, which is directed through line 15 to evaporator 6 of refrigeration machine 5, where it is cooled, then reduced in an expander 9, mixed with back gas supplied through line 16, the obtained low pressure gas is heated in heat exchanger 3 and removed through line 17. The product gas supplied through line 18 is compressed by compressor 7, cooled in the first section of heat exchanger 3, purified from carbon dioxide in block 2 , then cooled in the second section of the heat exchanger 3 and in the heat exchanger 4, reduced by means of the expander 8 and separated in the separator 10 into LNG, discharged through line 19, and return gas, which is fed through line 16 to line 15 after heating in heat exchanger 4. Dotted line shows the supply of purge gas to unit 2 through line 20 from line 18, the supply of regeneration gas from unit 2 through line 21 to line 17, as well as reducing the LNG pressure by reducing the by means of the device 11, and separation in the separator 12 into low pressure LNG, discharged through line 22, and the separation gas, which is compressed by compressor 13 and supplied through line 23 to line 16. The connection of expanders 8 and 9 with compressor 7 and compressor of refrigeration machine 5 is shown dash-dotted line.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход СПГ и может быть использована в промышленности.Thus, the proposed installation allows to increase the LNG yield and can be used in industry.

Claims

Installation for the production of liquefied natural gas (LNG), including units for drying and purification of gas, preliminary and main heat exchangers, separator, first and second expanders and a compressor connected to each other, characterized in that the unit is equipped with a compression refrigeration machine, on the production gas line in series the compressor, the first section of the pre-heat exchanger, the purification unit, the second section of the pre-heat exchanger, the main heat exchanger, the first expander and a separator equipped with an LNG outlet line and a return gas line with the main heat exchanger are located; a return gas line, and a pre-heat exchanger is located on the low pressure gas line formed by these lines.