UA105452C2 - Спосіб розділення метаноповітряної суміші - Google Patents
Спосіб розділення метаноповітряної суміші Download PDFInfo
- Publication number
- UA105452C2 UA105452C2 UAA201306765A UAA201306765A UA105452C2 UA 105452 C2 UA105452 C2 UA 105452C2 UA A201306765 A UAA201306765 A UA A201306765A UA A201306765 A UAA201306765 A UA A201306765A UA 105452 C2 UA105452 C2 UA 105452C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- methane
- air mixture
- temperature
- rectification
- air
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 36
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- KRQUFUKTQHISJB-YYADALCUSA-N 2-[(E)-N-[2-(4-chlorophenoxy)propoxy]-C-propylcarbonimidoyl]-3-hydroxy-5-(thian-3-yl)cyclohex-2-en-1-one Chemical compound CCC\C(=N/OCC(C)OC1=CC=C(Cl)C=C1)C1=C(O)CC(CC1=O)C1CCCSC1 KRQUFUKTQHISJB-YYADALCUSA-N 0.000 description 1
- 241000544061 Cuculus canorus Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- -1 nitrogen Chemical compound 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Винахід належить до кріогенної техніки. Спосіб розділення метаноповітряної суміші включає охолодження до зрідження, видалення домішок у вигляді НО та СO, низькотемпературну ректифікацію з отриманням метану. Згідно з винаходом, ректифікації піддають частково зріджену метаноповітряну суміш з отриманням в результаті метану і повітря, а холод і тепло для процесу охолодження до зрідження і для процесу низькотемпературної ректифікації суміші отримують від потоків холодоагентів відповідної визначеної температури, які виробляються в зовнішньому джерелі. Технічний результат: ефективне і безпечне розділення вибухонебезпечної метаноповітряної суміші з об'ємною концентрацією метану 5-25 % з отриманням рідкого і газоподібного метану.
Description
ЩО! | ! що
З о СТ ло споживача в ни Ісевегрж к ауру
Метансгеквкеряна єм 5-55 БСНИ
Винахід належить до галузі кріогенної техніки і може бути використаний для розділення метаноповітряної суміші вибухонебезпечного складу (об'ємна концентрація метану 5-15 б).
Відомий спосіб виділення метану з метаноповітряної суміші (1), відповідно до якого метаноповітряну суміш, попередньо очищену від механічних домішок і вологи, подають на конверсію в присутності водяної пари і каталізатора конверсії, після якої газ, що позбавлений кисню і містить СО, СО?» і Не, проходить теплообмінники і осушувач і йде на обробку абсорбцією розчинником. Газ зі зменшеною кількістю СО потрапляє в метанатор, в якому відбувається утворення бінарного газу, що містить азот і метан. Осушений в адсорберах газовий потік, проходить ряд теплообмінників і, охолоджуючись, надходить на низькотемпературний поділ в ректифікаційну колону. З верхньої частини колони виходить азот, а з нижньої - практично чистий метан. Недоліком способу є необхідність процесу стиснення метаноповітряної суміші в компресорі, що вибухонебезпечно при об'ємній концентрації метану 5-15 95.
Відомий також спосіб розділення шахтного газу (метаноповітряної суміші), який передбачає комплексну переробку шахтного газу з отриманням товарного зрідженого метану (21). Технологія передбачає здійснення наступних основних процесів: каталітичного видалення кисню з попередньо очищеної від механічних домішок метаноповітряної суміші шляхом реакції окиснення метану та інших вуглеводнів у присутності каталізатора при температурі 250-300 "С, охолодження газової суміші, що утворилася в результаті реакції з видаленням з неї сконденсованої водяної пари, стиснення в компресорі до 0,8 МПа, видалення з неї шляхом адсорбції СО» і Н2О, стиснення суміші решти газів - метану та азоту - до 5 МПа і розділення її в кріогенному блоці шляхом низькотемпературної ректифікації на метан і азот. Недоліком способу є наявність процесу стиснення метаноповітряної суміші в компресорі, в якому при об'ємній концентрації метану 5-15 95 існує небезпека виникнення вибуху.
В основу заявленого винаходу поставлено задачу вдосконалення способу розділення вибухонебезпечної метаноповітряної суміші з об'ємною концентрацією метану 5-25595 і отримання рідкого і газоподібного метану.
Поставлена задача вирішується тим, що метаноповітряна суміш не піддається компресії і детандуванню, а необхідний холод для процесів охолодження, зрідження і ректифікації отримують від зовнішніх джерел у вигляді потоків холодоагентів з відповідною температурою.
Спосіб розділення метаноповітряної суміші включає охолодження до зрідження, видалення домішок у вигляді Н2О та СО», низькотемпературну ректифікацію з отриманням метану, в якому ректифікації піддають частково зріджену метаноповітряну суміш з отриманням в результаті метану і повітря, а холод і тепло для процесу охолодження до зрідження і для процесу низькотемпературної ректифікації суміші отримують від потоків холодоагентів відповідної визначеної температури, які виробляються в зовнішньому джерелі.
Зміна тиску метаноповітряної суміші та її компонентів в пристрої обумовлена лише гідравлічним опором апаратів і каналів, по яких вони рухаються, завдяки чому суміш може бути розділена при незначному надлишковому тиску - до 0,02 МПа.
Таким чином, запропонований спосіб забезпечує безпеку роботи пристрою при розділенні метаноповітряної суміші вибухонебезпечного складу завдяки підводу холоду до метаноповітряної суміші від окремого контуру зі спеціальним холодоагентом і відсутності в пристрої апаратів з рухомими частинами (компресорів, детандерів) для стиснення і розширення метаноповітряної суміші. Мінімізація витрат енергії забезпечується вибором раціональної схеми і параметрів рефрижератора. За холодоагент рефрижератора використовують глибоко охолоджений і зріджений газ з температурою конденсації нижче за температуру конденсації метану, наприклад азот.
Суть винаходу пояснюється технологічною схемою розділення метаноповітряної суміші, яка представлена на кресленні.
Пропонований спосіб розділення вибухонебезпечної метаноповітряної суміші здійснюється наступним чином.
Охолодження метаноповітряної суміші від початкової температури (близько 300 К) до температури точки роси відбувається в трьохпотоковому теплообміннику 1 зворотними потоками продуктів розділення - метану і повітря. При цьому метаноповітряна суміш очищується від домішок водяної пари і двоокису вуглецю, які конденсуються і кристалізуються на поверхнях теплообміну. Очищення поверхонь від кристалів здійснюється за рахунок перемикання каналів, по яких рухається метаноповітряна суміш і повітря, і сублімації кристалів в зворотний потік повітря. Подальше охолодження і зрідження метаноповітряної суміші здійснюється в теплообміннику-зріджувачі 2 за рахунок підведення холоду від потоків рідкого і газоподібного холодоагенту, які вироблені в рефрижераторі 3. Зріджена метаноповітряна суміш бо подається в ректифікаційну колону 4, температурний режим якої забезпечується підведенням тепла в нижню (кип'ятильник) і холоду в верхню (дефлегматор) частини від потоків холодоагенту, що вироблені в рефрижераторі 3. За холодоагент може застосовуватися газ, температура конденсації якого при своєму робочому тиску нижча за температуру зрідження метаноповітряної суміші, наприклад азот.
Рефрижератор З виробляє газоподібний потік холодоагенту високого тиску (2,2-2,5 МПа) з температурою 125 К і два потоки низького тиску - газоподібний детандерний (0,28 МПа) і рідинний дросельний (0,13 МПа) з температурами відповідно 87 і 80 К. Зниження температур потоків холодоагенту досягається за рахунок: теплообміну з холодним зворотним потоком і з киплячою метаноповітряною сумішшю в кип'ятильнику ректифікаційної колони 4; розширення газу і здійснення ним роботи в детандері; ефекту Джоуля-Томсона при дроселюванні вологої пари холодоагенту. Необхідне підвищення тиску холодоагенту здійснюється компресором з системою відведення тепла від стискуваного газу в навколишнє середовище. Послідовність проходження холодоагентом теплообмінників вибирається такою, при якій забезпечується мінімальний температурний напір в них. Розподіл витрати холодоагенту між детандерним і дросельним потоками, теплові навантаження теплообмінників і ступінь підвищення тиску в компресорі визначаються, виходячи з умов забезпечення мінімальних витрат енергії на розділення метаноповітряної суміші.
Джерела інформації: 1. Пат. 2104990 Рос. Федерация, МПК 6 С07 С9/04, СО1 В3/38, С07 С1/04. Способ получения метана из метановоздушной смеси / А.Д. Зозуля. - Мо 92015010/04; Заявл. 29.12.1992; Опубл. 20.02.1998, Бюл. Мо 5. 2. Кузьменко И.Ф. Технология комплексной переработки шахтного газа с получением товарного сжиженного метана / И.Ф. Кузьменко, А.И. Рубцов, А.Л. Довбиш // Технические газь!. - 2010. - Мо 3. - С. 34-38.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб розділення метаноповітряної суміші, який включає охолодження до зрідження,Зо видалення домішок у вигляді НгО та СО», низькотемпературну ректифікацію з отриманням метану, який відрізняється тим, що ректифікації піддають частково зріджену метаноповітряну суміш з отриманням в результаті метану і повітря, а холод і тепло для процесу охолодження до зрідження і для процесу низькотемпературної ректифікації суміші отримують від потоків холодоагентів відповідної визначеної температури, які виробляються в зовнішньому джерелі.Е Й : : Ши - СН де споживичи Ї оететжекеннюєтетктететянфи 0 ГРохРеря в ау мосуюру Метаноповкеряна сем 5-25 часи
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201306765A UA105452C2 (uk) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | Спосіб розділення метаноповітряної суміші |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201306765A UA105452C2 (uk) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | Спосіб розділення метаноповітряної суміші |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA105452C2 true UA105452C2 (uk) | 2014-05-12 |
Family
ID=52281206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201306765A UA105452C2 (uk) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | Спосіб розділення метаноповітряної суміші |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA105452C2 (uk) |
-
2013
- 2013-05-30 UA UAA201306765A patent/UA105452C2/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2009144777A (ru) | Способ сжижения природного газа | |
| MX2013014870A (es) | Proceso para la licuefaccion de gas natural. | |
| RU2006112569A (ru) | Комбинированный цикл сжижения газа, использующий множество детандеров | |
| RU2009100154A (ru) | Способ сжижения водорода | |
| RU2015135574A (ru) | Производство сжиженного природного газа | |
| RU2671253C2 (ru) | Способ удаления кислотных газов из природного газа | |
| WO2017121042A1 (zh) | 一种膨胀制冷富甲烷气液化的方法及装置 | |
| US11035610B2 (en) | Industrial and hydrocarbon gas liquefaction | |
| JP2018511026A5 (uk) | ||
| RU2015126802A (ru) | Способ и устройство для низкотемпературного разделения воздуха | |
| CN102788476B (zh) | 一种深冷空气分离设备主产高纯氮并附产液氧的空分工艺 | |
| US11460244B2 (en) | System and method for producing liquefied natural gas | |
| EP3479037B1 (en) | System and method for producing liquefied natural gas | |
| WO2022106801A9 (en) | Process for producing liquefied hydrogen | |
| UA105452C2 (uk) | Спосіб розділення метаноповітряної суміші | |
| RU2495341C2 (ru) | Установка сжижения природного газа | |
| AU2011260176A1 (en) | Method and apparatus for producing liquid carbon dioxide | |
| RU2794011C1 (ru) | Способ ожижения гелия | |
| RU2814313C1 (ru) | Устройство подготовки углеводородного газа к транспорту | |
| RU2380629C1 (ru) | Установка ожижения диоксида углерода | |
| EA037510B1 (ru) | Способ получения жидкого гелия | |
| RU2015126528A (ru) | Способ и устройство для получения сжатого газообразного продукта посредством низкотемпературного разделения воздуха | |
| Islam et al. | Process efficiency enhancement of integrated hydrogen enrichment and liquefaction | |
| RU2498176C1 (ru) | Способ производства холода в криогенной компрессорно-детандерной установке разделения воздуха | |
| RU2505763C2 (ru) | Способ дегидратации газа, содержащего co2 |