Способ получения сжатого осушенного газа

Авторы патента:

B01D53/04 - с неподвижными адсорбентами

Владельцы патента RU 2600345:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к способу компримирования и адсорбционной осушки газов и может найти применение в промышленности для получения сжатого осушенного газа. Способ включает компримирование газа совместно с газом регенерации, охлаждение части полученного компрессата адсорбентом нагревая адсорбент до температуры регенерации, смешивание его с остальной частью компрессата, охлаждение и сепарацию с получением конденсата и газа сепарации, осушку газа сепарации и разделение его на две части, выведение основной части сжатого осушенного газа и использование остальной части газа для обратной продувки адсорбера находящегося на стадии регененрации с получением газа регенерации. Изобретение обеспечивает уменьшение расхода газа регенерации, предотвращение сброса газа регенерации в атмосферу, снижение объема загрузки адсорбента и увеличение срока службы адсорбента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам компримирования и адсорбционной осушки газов и может найти применение промышленности для получения сжатого осушенного газа.

Известен способ осушки сжатого газа [RU 2182513, МПК B01D 53/26, опубл. 20.05.2002 г.], включающий его компримирование, пропускание сжатого газа через два адсорбера, периодически работающих в режимах осушки и регенерации, последнюю осуществляют путем ступенчатого нагрева адсорбера до 360-380°С и периодического удаления влаги путем сообщения адсорбера с атмосферой, после чего адсорбер охлаждают.

Недостатками известного способа являются: сброс в атмосферу газа регенерации, что делает невозможной осушку горючих, ядовитых и т.п. газов, отсутствие предварительного охлаждения компрессата и удаления конденсата, что увеличивает объем загрузки адсорбента и металлоемкость оборудования, высокая температура регенерации адсорбента, что увеличивает энергоемкость процесса.

Наиболее близки по технической сущности к заявляемому изобретению установка для осушки сжатого газа и способ, осуществляемый с помощью этой установки [RU 2403952, МПК B01D 53/26, опубл. 20.11.2010 г.], включающей компрессор и по меньшей мере два адсорбера, каждый из которых содержит по меньшей мере два слоя влагопоглотителя (адсорбента), при этом один адсорбер находится на стадии осушки, другой - на стадии регенерации адсорбента. Способ включает компримирование газа с получением горячего сжатого газа (компрессата), его охлаждение и пропускание через адсорберы. На стадии осушки охлажденный компрессат последовательно пропускают через оба слоя адсорбента и получают осушенный сжатый газ. На первом этапе стадии регенерации адсорбента через первый слой адсорбента пропускают компрессат, который затем направляют на охлаждение. На втором этапе через второй и первый слой адсорбента обратным током пропускают часть осушенного сжатого газа (возможно, нагретого и редуцированного), полученный газ регенерации с парами воды сбрасывают в атмосферу, затем адсорбент охлаждают.

Недостатками данного способа являются:

- большой расход газа регенерации (10-15% от количества осушаемого газа), что снижает выход осушенного сжатого газа,

- сброс в атмосферу газа регенерации, что делает невозможной осушку горючих, ядовитых и т.п. газов,

- отсутствие вывода конденсата, образующегося при охлаждении компрессата, приводит к его циркуляции в системе, что увеличивает объем загрузки адсорбента и металлоемкость оборудования.

Задачей изобретения является уменьшения расхода газа регенерации, предотвращение его сброса в атмосферу и снижение объема загрузки адсорбента.

В качестве технического результата достигается уменьшение расхода газа регенерации за счет косвенного нагрева адсорбента компрессатом при предварительном охлаждении части последнего, предотвращение сброса газа регенерации в атмосферу за счет его рециркуляции, а также снижение объема загрузки адсорбента за счет вывода конденсата по мере его образования.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем стадию осушки путем охлаждения компрессата и пропускания его через адсорбент с получением осушенного сжатого газа, а также стадию регенерации путем нагрева адсорбента, пропускания через него части осушенного газа обратным током с образованием газа регенерации и последующего охлаждения адсорбента, особенность заключается в том, что газ компримируют совместно с газом регенерации, подаваемым на одну из ступеней компримирования, перед охлаждением компрессата часть его предварительно охлаждают адсорбентом, находящимся на стадии регенерации, смешивают с остальной частью, охлаждают и сепарируют, а через адсорбент пропускают полученный газ сепарации.

В качестве адсорбента предпочтительно использовать адсорбенты композитного типа, имеющие низкую температуру регенерации. Для более глубокой регенерации адсорбента часть осушенного сжатого газа, подаваемую на продувку обратным током, целесообразно редуцировать. При необходимости, например при осушке воздуха, по меньшей мере, часть газа регенерации может сбрасываться в атмосферу.

В предлагаемом способе компримирование газа совместно с газом регенерации позволяет предотвратить сброс последнего в атмосферу. При предварительном охлаждении части компрессата адсорбентом, находящимся на стадии регенерации, адсорбент нагревается до температуры регенерации, а пары десорбированной влаги просто вытесняются частью осушенного сжатого газа из свободного объема адсорбера, что значительно уменьшает расход газа регенерации. Сепарация охлажденного компрессата предотвращает циркуляцию сконденсировавшейся влаги, что снижает объем загрузки абсорбента.

Дополнительным эффектом является увеличение срока службы адсорбента за счет возможности осуществления постепенного прогрева адсорбента с регулируемой скоростью, что замедляет процесс разрушения гранул адсорбента за счет снижения внутренних механических напряжений, возникающих при десорбции.

При осуществлении предлагаемого способа осушаемый газ 1 (см. чертеж) сжимают компрессором 2 (условно показан трехступенчатый компрессор), на одну из ступеней которого подают газ регенерации 3 (условно показана подача на третью ступень). Часть компрессата 4 охлаждают в трубном пространстве теплообменных элементов адсорбера 5, нагревая адсорбент до температуры регенерации, затем смешивают с остальной частью компрессата 6, охлаждают и сепарируют в блоке 7 (включающем, например, аппарат воздушного охлаждения и сепаратор) с получением конденсата 8 и газа сепарации 9. Последний осушают в адсорбере 10, который может принудительно охлаждаться хладагентом (показано пунктиром), и разделяют на две части, основную часть выводят в качестве сжатого осушенного газа 11, а небольшую часть 12 используют для обратной продувки адсорбера 5 для вытеснения паров влаги, десорбированной при нагреве адсорбента, с получением газа регенерации 3. Часть сжатого осушенного газа 12 может быть предварительно редуцирована с помощью устройства 13 (показано пунктиром). После окончания продувки адсорбер 5 охлаждают и после насыщения влагой адсорбента в адсорбере 10 переключают в режим адсорбции. При необходимости, по меньшей мере, часть газа регенерации 3 может сбрасываться в атмосферу (показано пунктиром).

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером. 1000 нм³/час природного газа с давлением 0,5 МПа и температурой точки росы по воде плюс 20°С смешивают с газом регенерации, сжимают трехступенчатым компрессором до 8,0 МПа с получением компрессата с температурой 120°С, часть которого пропускают через теплообменные элементы адсорбера, находящегося на регенерации, смешивают с остальной частью компрессата, охлаждают до 40°С с получением 16,9 кг/час воды и газа сепарации, который осушают с четырехчасовым циклом регенерации 17 кг композитного адсорбента на основе алюмооксидной матрицы, модифицированной хлоридом кальция, до температуры точки росы по воде минус 40°С. Через адсорбер, находящийся на регенерации, обратным током подают 5 нм³/час осушенного сжатого газа, редуцированного до 0,5 МПа, газ регенерации направляют на первую ступень компрессора, сброс газа регенерации в атмосферу отсутствует.

Способ по прототипу не позволяет осушать природный газ. При осушке воздуха в аналогичных условиях требуется загрузка 120 кг адсорбента и расход не менее 100 нм³/час газа регенерации.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет уменьшить расход газа регенерации, дает возможность получать сжатый осушенный газ без сброса газа регенерации в атмосферу, позволяет снизить объем загрузки адсорбента и может быть использован в промышленности.

1. Способ получения сжатого осушенного газа, включающий стадию осушки путем охлаждения компрессата и пропускания его через адсорбент с получением осушенного сжатого газа, а также стадию регенерации путем нагрева адсорбента, пропускания через него части осушенного газа обратным током с образованием газа регенерации и последующего охлаждения адсорбента, отличающийся тем, что газ компримируют совместно с газом регенерации, подаваемым на одну из ступеней компримирования, перед охлаждением компрессата часть его предварительно охлаждают адсорбентом, находящимся на стадии регенерации, смешивают с остальной частью, охлаждают и сепарируют, а через адсорбент пропускают полученный газ сепарации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что часть осушенного сжатого газа, подаваемую на обратную продувку, редуцируют.

Изобретение относится к способам подготовки углеводородных газов к транспорту путем низкотемпературной сепарации и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Устройство управления подъемно-копающими механизмами // 2597334

Изобретение относится к пневматическим системам управления экскаваторами и кранами, работающими в условиях отрицательных температур. Техническим результатом является поддержания эффективной работы при длительной эксплуатации устройства подъемно-копающими механизмами за счет обеспечения заданного количества сжатого воздуха при обеспечении нормированной объемной массы адсорбента вследствие устранения «витания» разрушающихся зерен путем постоянного уплотнения адсорбента, перемещающихся под воздействием предварительно сжатой пружины.

Двухсекционный поточный сепаратор // 2597113

Группа изобретений относится к сепарационному устройству и способу сепарирования потока текучей среды в сепарационном устройстве. Устройство для сепарирования потока текучей среды, состоящего по меньшей мере из двух текучих сред, различающихся по плотности, содержит первый трубчатый элемент, снабженный компонентом, создающим вращение в потоке текучей среды за входом в первый трубчатый элемент, и второй трубчатый элемент, по меньшей мере, частично расположенный внутри первого трубчатого элемента за компонентом, создающим вращение, и формирующий выход для текучих сред с меньшей плотностью.

Фильтр для очистки воздуха // 2593292

Изобретение относится к очистке сжатого воздуха, в особенности от туманов, в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно, на крупных компрессорных станциях со значительным суточным расходом сжатого воздуха.

Устройство и способ низкотемпературной подготовки газа // 2591957

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности и используется в системе промысловой подготовки газа при пониженном расходе поступающего газа.

Система трубопроводов для текучей среды, имеющая агрегат для подготовки текучей среды, и способ подготовки текучей среды, протекающей по трубопроводу для текучей среды, а также переходная сцепка, имеющая такого рода систему трубопроводов для текучей среды, и подвижной состав, снабженный такого рода переходной сцепкой // 2588345

Группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к системе трубопроводов для текучей среды. Система трубопроводов для текучей среды включает в себя трубопровод и агрегат для подготовки текучей среды.

Фильтрующий блок для фильтра текучей среды // 2586696

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтрующий блок для фильтра текучей среды содержит множество последовательно монтированных фильтрующих модулей, каждый из которых содержит соединительный элемент, впускной элемент и выпускной элемент.

Устройство очистки воздуха // 2570056

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам очистки воздуха, и может быть использовано для судовых энергетических установок при очистке воздуха от морской воды, соли и твердых частиц на входе судовых газотурбинных двигателей.

Установка адсорбционной осушки жидких меркаптанов // 2569351

Установка адсорбционной осушки жидких меркаптанов может быть использована в газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности, в частности, для осушки или предосушки природного одоранта.

Способ осушки сжатого газа // 2568704

Изобретение относится к адсорбционной осушке газов и может найти применение в различных отраслях промышленности. Способ осушки сжатого газа включает компримирование осушаемого газа, его охлаждение после каждой ступени сжатия с использованием атмосферного воздуха в качестве хладагента, адсорбционную осушку охлажденного сжатого газа последней ступени, а также регенерацию насыщенного адсорбента продувкой частью сжатого газа одной из ступеней сжатия с получением газа регенерации, который рециркулируют или выводят с установки.

Разделение газовых смесей способом короткоцикловой безнагревной адсорбции с использованием трех адсорбционных колонн // 2597600

Изобретение относится к способам разделения газовых смесей короткоцикловой безнагревной адсорбцией. Способ реализуется на установке, которая состоит, в частности, из источника давления, трех идентичных адсорбционных колонн, системы переключающих клапанов.

Фильтрующее устройство и способ очистки газового потока // 2595656

Изобретение относится к фильтрующему устройству для фильтрации насыщенного загрязнениями газового потока. В фильтрующем устройстве для фильтрации насыщенного загрязнениями газового потока содержится содержащий фильтрующую среду (40) адсорбционный фильтрующий узел (34), который выполнен с возможностью протекания через него газового потока таким образом, что газовый поток вступает в контакт с фильтрующей средой (40), причем фильтрующая среда (40) адсорбирует загрязнения при температуре адсорбции в диапазоне температур адсорбции и при температуре десорбции в диапазоне температур десорбции снова десорбирует их.

Глушитель шума для установки осушки воздуха системы обеспечения сжатым воздухом // 2591774

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к глушителям шума для установок осушки воздуха. Глушитель шума для установки осушки воздуха системы обеспечения сжатым воздухом содержит корпус, на котором расположены впускное и выпускное отверстия для соответственно подачи и отведения наружу выпускаемого из установки осушки воздуха, насыщенного конденсатом сжатого воздуха.

Установка по рекуперации углеводородных паров // 2588209

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к аппаратам и оборудованию для проведения рекуперационных процессов сбора и возврата паров углеводородов для их повторного использования во время налива и слива углеводородов в резервуары на объектах нефтяной и газовой промышленности.

Очистка воздуха // 2583012

Способ снижения уровня воды, диоксида углерода и закиси азота в потоке подаваемого воздуха перед криогенной дистилляцией, содержащий: а) прохождение упомянутого потока подаваемого воздуха при температуре подачи и давлении подачи в направлении подачи через первый адсорбент, избирательность Генри которого для СО2 над N2О, измеренная при 30°С, составляет по меньшей мере 12,5, и затем через второй адсорбент, константа Генри которого для адсорбции СО2, измеренная при 30°С, составляет менее чем 1020 ммоль/г/атм и избирательность Генри которого для СО2 над N2О, измеренная при 30°С, составляет самое большее 5; b) прекращение прохождения упомянутого потока подаваемого воздуха в упомянутые первый и второй адсорбенты после первого периода времени; с) снижение давления газа в контакте с первым и вторым адсорбентами до второго давления меньшего, чем давление подачи; d) прохождение нагретого регенерирующего газа при втором давлении и при температуре, которая составляет от 20 до 80°С, в по меньшей мере второй адсорбент в направлении, противоположном направлению подачи, в течение второго периода времени и затем прохождение второго регенерирующего газа при втором давлении и при температуре меньше, чем температура нагретого регенерирующего газа, в первый и второй адсорбенты в направлении, противоположном направлению подачи, в течение третьего периода времени; е) прекращение прохождения регенерирующего газа в первый и второй адсорбенты; f) повторное увеличение давления газа в контакте с первым и вторым адсорбентами до давления подачи и g) повторение этапов от а) до f), где второй адсорбент занимает от 25 до 40 об.% от общего объема первого и второго адсорбентов и где температура нагретого регенерирующего газа на от 10 до 60°С выше, чем температура подачи или температура второго регенерирующего газа, какая из них выше; и применение устройства, содержащего первый адсорбент и второй адсорбент, заданные выше, для снижения уровней воды, диоксида углерода и закиси азота в потоке подаваемого воздуха, в котором адсорбенты регенерируют, как указано выше.

Способы и установки для получения сжиженного природного газа // 2575846

Предложены способ и установка получения сжиженного природного газа из подаваемого природного газа, содержащего углеводороды C5-C7 и углеводороды C8 или выше. Причем указанный способ включает стадии: контактирования первого адсорбента, который предпочтительно адсорбирует углеводороды C8 или выше, с подаваемым природным газом, для получения обедненного C8 потока природного газа; контактирования второго адсорбента, отличающегося от первого адсорбента и предпочтительно адсорбирующего углеводороды C5-C7, с обедненным C8 потоком природного газа, для получения обедненного C5-C8 потока природного газа, при этом второй адсорбент имеет более высокую селективность и емкость адсорбции углеводородов C5-C7, чем первый адсорбент; и сжижения обедненного C5-C8 потока природного газа в ступени сжижения.

Сорбционные аппараты для производства чистых газов // 2570450

Сорбционный аппарат для очистки газа состоит из вертикальной проточной колонны с газонепроницаемой стенкой, фильтров на входе и выходе колонны и дезинтегратора, производящего реакционный порошок в среде очищаемого газа при температуре окружения, то есть без принудительного нагрева или охлаждения.

Адсорбер для очистки газов // 2569349

Изобретение относится к оборудованию для адсорбционной очистки газов от примесей, в частности, углеводородных газов от воды, углекислого газа, сероводорода и других компонентов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Способ глубокой осушки газа (варианты) // 2568210

Изобретение относится к способам адсорбционной осушки газов. Способ включает компримирование предварительно очищенного сырого газа с получением компрессата, охлаждение компрессата до температуры адсорбции сторонним теплоносителем, по меньшей мере, частью редуцированного осушенного газа, сепарацию компрессата с получением конденсата и газа сепарации, адсорбционную осушку компрессата и регенерацию адсорбента, при этом осушенный газ редуцируют до давления использования, нагревают компрессатом и подают потребителю.

Установка подготовки углеводородного газа к низкотемпературной переработке // 2565320

Изобретение относится к технике и технологии подготовки газа и может быть использовано в технологических процессах низкотемпературной переработки газа с целью получения сжиженного природного газа (СПГ) и позволяет расширить диапазон применения установки за счет обеспечения подготовки углеводородного газа для комплексных технологических линий по сжижению природного газа при повышении эффективной работы адсорбционного блока как по осушке газа, так и по его очистке от вредных примесей, в том числе от ртути, и при полной утилизации отработанного газа регенерации.

Установка для получения адсорбента диоксида углерода // 2600758

Изобретение относится к технологии изготовления адсорбента диоксида углерода, предназначенного для использования в средствах защиты органов дыхания. Установка для получения адсорбента диоксида углерода содержит узел дозированной подачи полимерного раствора, содержащего гидроксиды щелочных или щелочноземельных металлов 1, узел подачи подложки из волокнистого материала 2, узел формования 3 и узел сушки 4. Узел дозированной подачи полимерного раствора, содержащего гидроксиды щелочных или щелочноземельных металлов 1, он же узел формования, выполнен в виде распылительного устройства 5, соединенного с линией приготовления полимерного раствора, содержащего гидроксиды щелочных или щелочноземельных металлов 6, линией подачи щелочного раствора для активации и увлажнения 7 и с линией подачи воды 8 для промывки установки. Изобретение обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик адсорбента диоксида углерода. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.