Способ получения гидратов из природного газа и льда

Изобретение относится к технологии получения гидратов ПГ. Способ получения гидратов природного газа предусматривает их образование из льда в атмосфере природного газа при постоянном давлении и цикличном изменении температуры в диапазоне 268-278 K за счет использования естественного холода окружающей среды. В способе также применяют реактор, снабженный интегрированным в его стенки теплообменником, отделенным от внутреннего пространства реактора антифрикционным слоем из инертного полимерного материала. Технический результат состоит в повышении производительности получения гидратов. 1 ил.

 

Область, к которой относится изобретение

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может найти применение при разделении/очистке и хранении/транспортировке природного газа (ПГ) в виде гидрата в условиях холодного климата. Основными особенностями изобретения являются упрощение технологии получения гидратов ПГ и снижение затрат на производство за счет использования естественных климатических условий Арктики.

Применение газовых гидратов для хранения и транспортировки ПГ рассматривается довольно давно, однако практическое применение этих технологий крайне ограничено. Так, известно техническое решение [1. Watanabe S., Takahashi S., Mizubayashi H., Murata S., Murakami H. Demonstration project of NGH land transportation system / Proceedings of 6th International Conference on Gas Hydrates, Vancouver, Canada, 6-10 July 2008. - ICGH2008/pdfs/5442.pdf - 1 электрон, опт.диск (CD-ROM). - 8 p.; 2. Nakai, S. Development of natural gas hydrate (NGH) supply chain / Proceedings of the 25th world gas conferences, Kuala Lumpur, Malaysia, June 4-8, 2012.], где гидраты природного газа (ГПГ) образуются в реакторе проточного типа в процессе барботажа газовой фазы через воду, находящуюся в реакторе при термобарических условиях синтеза 5,3 МПа и 278 К. Образовавшаяся 10% суспензия ГПГ, за счет более низкой плотности, всплывает на поверхность водной фазы и через специальную трубу поступает в дегидратационную колонну, где при 5,5 МПа и 277 К в атмосфере природного газа происходит удаление излишка воды. Далее при 5,5 МПа и 277 К, через специальную систему отвода, 40% гидратная масса поступает в установку таблетирования/прессования, в которой дополнительно удаляется остаток влаги и формируются таблетки ГПГ различного размера с гидратосодержанием 70-98%. Для консервации полученных в виде таблеток синтетических газовых гидратов происходит их заморозка до 253 К в специальном охладительном аппарате работающем за счет процесса регазификации сжиженного природного газа (СПГ). После чего, избыточное давление газа-гидратообразователя в системе замораживания таблеток ГПГ сбрасывается до атмосферного и готовый продукт - таблетки ГПГ подаются в отделение отгрузки. Недостатком данного технического решения является сложность и многостадийность процесса, так как в самом реакторе формируется только промежуточный продукт в виде 10% суспензии ГПГ, что в свою очередь, требует множества дополнительных аппаратов для удаления воды, охлаждения продукта, формующих установок и т.д. Кроме того, охладительная система в приведенной технологии производства ГПГ основана на использовании тепловых эффектов процесса регазификации СПГ, что неразрывно связывает разработанный процесс получения синтетических гидратов природного газа с производством по сжижению ПГ.

Наиболее близким аналогом приведенного процесса получения синтетических гидратов природного газа, является техническое решение [3. Семенов М.Е., Шиц Е.Ю., Портнягин А.С. Способ получения гидратов природного газа и разработка на его основе концептуальной технологической схемы процесса их производства // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья, 2016. - №3 - С. 53-58.], в котором синтез ГПГ осуществляется из льда диаметром от 1 до 3 см в закрытых реакторах повышенного давления в 5-10 МПа при 2-х температурных режимах: от 278 до 283 К и от 268 до 263 К. Суть технического решения состоит в перемещении, заправленных готовыми заготовками изо льда и ПГ реакторов, оснащенных колесами из отделения с положительными температурами в отделение с отрицательными температурами. Этим решением достигается условие формирования гидрата природного газа при плавлении льда с последующим охлаждением продукта в самом реакторе. Для достижения результата и получения гидратов природного газа с использованием ледяных заготовок необходимо от 4-х до 8-ми циклов оттаивания/замораживания льда. Таким образом, система поддержания необходимых температурных режимов в самих реакторах обеспечивается без использования специальных охлаждающих или нагревательных устройств. Недостатком данного технического решения является длительность процесса формирования гидратов из-за низкой эффективности теплообмена в реакторах.

Целью настоящего изобретения является повышение производительности получения гидратов.

Отличительной особенностью изобретения является использование в процессе получения газогидратов естественного холода и реакторов с интегрированным теплообменником позволяющим применить метод термоциклирования в диапазоне температур от 268 до 278 К, что способствует снижению энергозатрат на получение ГПГ и улучшению теплообмена в системе реактор/окружающая среда, а также в применении в реакторах покрытия из морозостойкого прочного полимера для защиты стенок реактора от коррозии и упрощения разгрузки-выгрузки готового продукта, за счет снижения адгезии газогидрата к поверхности емкости-реактора.

Способ осуществляют следующим образом. В реактор (1), состоящий из внешнего цельнометаллического корпуса (2), куда подается избыточное давление до 8 МПа, и внутренней части состоящей из теплообменной рубашки (3) и полимерного покрытия (4) защищающего стенки реактора (1) и тепловую рубашку (3) от коррозии металла, а также снижающего возможность прилипания ГПГ к стенкам реактора, что облегчает процесс выгрузки готового продукта, из бункера для хранения льда (8) отгружается фракция льда размерностью 4÷5 см (7), количество которого регулируется с помощью заправочного устройства (9) снабженного запорной арматурой (6). Затем реактор вакуумируется, после чего в него подается ПГ, компримируемый до необходимого давления с помощью компрессора (15) по газовым магистралям (14) через распределительное устройство (11); далее посредством теплообменных установок (13), осуществляющих теплообмен между окружающей средой и теплоносителем, а также при необходимости способных увеличивать или уменьшать температуру теплоносителя, специального распределителя тепловых потоков (12) и тепловой развертке (10), в реакторе создается необходимая температура, которая изменяется в процессе гидратообразования по заранее определенной программе термоциклирования в диапазоне температур от 268 до 278 К с помощью расположенного внутри реактора теплообменника, выполненного в виде тепловой рубашки (3); далее в процессе выполнения программы термоциклирования происходит периодическая наработка гидратов из природного газа (5) и льда (7). После завершения программы термоциклирования процесс гидратообразования считается оконченным.

Выгрузка ГПГ из реактора осуществляется через запорную арматуру (6) с помощью шнекового механизма (19) в бункер для накопления гидратов (18) где посредством прессовочного устройства (17) из ГПГ получают пеллеты определенной формы удобной для дальнейшего хранения и транспортировки ГПГ в виде сухого груза.

При круглогодичном производстве гидратов природного газа в зимний период функционирования установки снижается/отсутствует генерирование холода (13), а в летний период снижается генерирование тепла, что приведет к экономии энергии. Действительно необходимы как нагревающая, так и охлаждающая системы в процессе производства, а снижение энергоемкости установки достигается необходимостью в охлаждения только три летних месяца. В таблице 1 приведено сравнение разработанного способа получения гидратов природного газа из льда с прототипом [3] по требованиям предъявляемым к разрабатываемому техническому оборудованию для производства ГПГ [4. Якушев B.C., Квон В.Т., Герасимов Ю.А., Истомин В.А. Современное состояние газогидратных технологий: Обз. инф. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2008. - 88 с].

Способ получения гидратов природного газа, предусматривающий их образование из льда в атмосфере природного газа при постоянном давлении и цикличном изменении температуры в диапазоне 268-278 K за счет использования естественного холода окружающей среды, а также применения реактора, снабженного интегрированным в его стенки теплообменником, отделенным от внутреннего пространства реактора антифрикционным слоем из инертного полимерного материала.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к газоперерабатывающей промышленности. Комплекс содержит блоки комплексной очистки, компрессии, блок сжижения, смеситель и криогенную емкость для сжиженного природного газа.

Производственное оборудование для получения сжиженного водорода и сжиженного природного газа из природного газа содержит установку по производству сжиженного водорода, установку по получению сжиженного природного газа, первый теплообменник и второй теплообменник.

Изобретение относится к разработке глубоководных морских месторождений природного газа. Предложен способ обеспечения жизнеспособности функционирования комплекса производства сжиженного природного газа (СПГ) с уменьшенным выбросом метана в атмосферу Земли, например при освоении Штокмановского газоконденсатного месторождения (ШГКМ), включающий морскую добывающую платформу TLP, плавучее средство доставки завода СПГ на свайную платформу, сооруженную на грунте морского дна, завод, установленный на платформе посредством сборочной единицы цеха и камеры, прикрепленной болтовым соединением к дну цеха и прижатой к платформе гравитационной силой, плавучее средство, снабженное электроприводными самотормозящими лебедками с барабанами канатов, концы которых прикреплены к сборочной единице цеха и камеры с возможностью стравливания/наматывания канатов с барабанов лебедок и установки завода на любом горизонте толщи воды, включая поверхность моря, при этом охлаждение природного газа (ПГ) в теплообменниках, размещенных на морской платформе TLP, производят посредством их соединения с установками охлаждения, сжижения ПГ и переохлаждения СПГ, размещенными в цехе завода СПГ, посредством гибкого герметичного газопровода транспорта ПГ, с исключением выброса метана в атмосферу установками получения СПГ цехов завода путем быстрого выхода на рабочий режим установок СПГ путем их предварительного захолаживания азотом, установку на сборочной единице водометных движителей и лебедочных агрегатов на свайной платформе, причем образующийся лед в зазорах между опорными поверхностями сборочной единицы с камерой и свайной платформы удаляют путем его плавления высокотемпературным водяным паром и его продувкой по каналам с выпуском пара в морскую толщу воды, дополнительное производство электроэнергии в комплексе производят паротурбогенераторами, установленными в герметичной камере, снижение адгезии в контактных поверхностях, а равно и усилия отрыва завода СПГ от свайной платформы эстакады осуществляют путем нанесения фтортензитов Валкон-2 или Валкон-4 на поверхности опор, прикрепленных к заводу СПГ и свайной платформе эстакады, или осуществляют гидравлическими двигателями, или отрыв в адгезионном стыке опорных поверхностей свайной платформы и сборочной единицы цеха с камерой производят посредством пьезоактюаторов, жестко закрепленных на стороне свайной платформы, обращенной к грунту.
Изобретение относится к сжижению газов. В предложенном способе сжижения газообразного потока испарения посредством замкнутого цикла охлаждения текучий хладагент сжимают в первом средстве сжатия, охлаждают, снижают давление, после чего повторно нагревают в основном теплообменнике посредством теплообмена между потоком испарения, подлежащим сжижению, и текучим хладагентом.
Изобретение относится к способу сжижения потока природного газа посредством замкнутого цикла охлаждения и установке для его осуществления. Текучий хладагент сжимают в первом средстве сжатия, охлаждают, снижают давление, после чего повторно нагревают в основном теплообменнике посредством теплообмена между потоком подлежащего сжижению природного газа и текучим хладагентом.

Изобретение относится к области получения гелия из природного газа. Установка извлечения 3Не из товарного жидкого гелия содержит внешний ожижитель гелия, блок ректификации, включающий ректификационную колонну с конденсаторами, трубопроводы, соединяющие ожижитель гелия и блок ректификации, и один или более отводящих тепло от конденсаторов рефрижераторов с избыточным обратным потоком, создаваемым за счет добавления жидкого гелия из внешнего ожижителя.

Изобретение может быть использовано в области нефтехимии. Способ резервного энергообеспечения комплекса по производству сжиженного природного газа заключается в том, что при снижении количества исходного природного газа, поступающего на питание электростанции собственных нужд, ниже допустимого значения, питание электростанции собственных нужд осуществляют посредством сжиженного природного газа, откачиваемого из емкости для его хранения, который предварительно подвергают испарению.

Изобретение относится к сжижению природного газа на газораспределительной станции. Комплекс сжижения природного газа содержит блоки сжижения, блок энергообеспечения, блоки турбодетандер-электрогенераторов, дожимной компрессор, детандер-электрогенератор и блок хранения.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству охлаждения криогенного теплообменника, предназначенного для сжижения потока углеводородов, такого как поток природного газа.

Изобретение относится к регулированию состава хладагента в цикле предварительного смешанного хладагента при производстве сжиженного природного газа (СПГ). Способ регулирования состава хладагента характеризуется тем, что регулирование осуществляют с учетом температур, полученных из прогноза погоды.

Изобретение относится к синтезу новых метатезисных полимеров. Предложены метатезисные поли(3-триалкоксисилилтрицикло[4.2.1.02,5]нон-7-ены), имеющие структуру (I), где R=CH3, C2H5, н-C3H7 или н-C4H9, степень полимеризации n=2500-4000, средневесовую молекулярную массу Mw от 9.3⋅105 до 1.2⋅106 и индекс полидисперсности Mw/Mn=2.2÷2.6.

Изобретение относится к асимметричным, целиком покрытым оболочкой плоско-листовым мембранам. Предложена асимметричная, целиком покрытая оболочкой плоско-листовая мембрана, включающая смешиваемую композицию из полимера, представляющего собой ароматический полиэфирсульфон (PES), и полимера, представляющего собой ароматический полиимид, где слой упомянутой смешиваемой композиции имеет толщину от 60 до 230 микрон и поверхность этого слоя сшита под действием УФ-излучения.

Изобретение относится к фракционированию минерального или синтетического масла, загрязненного парафином. Способ фракционирования неочищенной смеси, содержащей по меньшей мере одно масло и по меньшей мере один парафин включает этап a) предварительного фракционирования посредством кристаллизации слоев неочищенной смеси, содержащей по меньшей мере одно масло и по меньшей мере один парафин, либо неочищенной смеси с растворителем, полученной посредством добавления перед этапом предварительного фракционирования растворителя в количестве не более 100% по весу относительно веса неочищенной смеси, для получения первой фракции, содержащей масло с низким содержанием парафина, и второй фракции, содержащей парафин с низким содержанием масла; первый этап b) кристаллизации, включающий первый подэтап b1) кристаллизации суспензии, на котором первая фракция, содержащая масло с низким содержанием парафина, используется для получения третьей фракции, содержащей депарафинированное масло, и четвертой фракции; и второй подэтап b2) кристаллизации суспензии, на котором смесь четвертой фракции, полученной на этапе b1) способа, и второй фракции, содержащей парафин с низким содержанием масла и полученной на этапе (а) предварительного фракционирования, используется для получения пятой фракции, содержащей сырой парафин, и шестой фракции.

Изобретение относится к способу удаления соединений фосфора из жидких углеводородов. Способ включает стадии: (а) взаимодействия жидкого углеводорода с водным раствором, содержащим оксидант, выбранный из трет-бутилгидропероксида, с образованием реакционной смеси, содержащей водный компонент и углеводородный компонент, где жидкий углеводород содержит, по меньшей мере, алкен C4-30 и триалкилфосфин C≤30; (b) реакции оксиданта, выбранного из трет-бутилгидропероксида, с триалкилфосфином C≤30 с образованием соответствующей окиси фосфина C≤30; (с) удаления водного компонента из углеводородного компонента с одновременным удалением окиси триалкилфосфина C≤30 из жидкого углеводорода.

Настоящее изобретение относится к способу переработки нефтезаводских газов в ценные химические продукты и компоненты моторных топлив. Способ заключается в том, что на первой стадии проводят мембранно-абсорбционное выделение этилена из нефтезаводского газа с применением водных растворов солей переходных металлов, оставшуюся смесь направляют на вторую стадию окислительной конверсии кислородом или воздухом, которая проводится в струевом проточном реакторе при температурах 700-800°С, давлениях 1-3 атм и времени пребывания 1-2 с, затем продукты первой и второй стадий объединяют и подвергают гидроформилированию или карбонилированию с использованием катализаторов на основе Rh и Pd, при этом продукты гидроформилирования или карбонилирования полностью или частично подвергают конденсации с последующим гидрированием с получением высших спиртов.

Изобретение относится к способу извлечения параксилола из по меньшей мере двух сырьевых потоков, содержащих изомеры ксилола. Способ включает: направление в зону извлечения параксилола обедненного по параксилолу сырьевого потока, характеризующегося отношением параксилола ко всем изомерам ксилола 0,50 или меньше, причем зона извлечения параксилола содержит по меньшей мере одну зону кристаллизации и по меньшей мере одну зону повторного суспендирования; направление в зону извлечения параксилола обогащенного параксилолом сырьевого потока, характеризующегося отношением параксилола ко всем изомерам ксилола больше 0,50; и извлечение из зоны извлечения параксилола содержащего параксилол потока продукта, характеризующегося отношением параксилола ко всем изомерам ксилола большим, чем таковое у обогащенного параксилолом сырьевого потока, при этом по меньшей мере зона повторного суспендирования содержит по меньшей мере одну стадию повышения эффективности и стадию получения продукта после по меньшей мере одной стадии повышения эффективности, при этом стадия повышения эффективности представляет собой первую стадию повторного суспендирования, которая дает продукт промежуточной стадии, а стадия получения продукта представляет собой последующую стадию повторного суспендирования, которая дает готовый продукт; и по меньшей мере часть обогащенного параксилолом сырьевого потока направляют на стадию получения продукта, а по меньшей мере часть обедненного по параксилолу сырьевого потока направляют к по меньшей мере одной зоне кристаллизации.

Изобретение относится к синтезу аддитивных полимеров. Предложены аддитивные поли(3-три(н-алкокси)силилтрицикло[4.2.1.02,5]нон-7-ены) общей формулы (I), где R=СН3, С2Н5, н-C3H7, н-С4Н9, н-C10H21, степень полимеризации n=1600-6000, средневесовая молекулярная масса Mw 7.0⋅105÷1.9⋅106 г/моль и индекс полидисперсности Mw/Mn=3.8÷5.9.

Изобретение относится к способу очистки жидкого углеводородного продукта, содержащего не более 3 мас.% полимерных примесей, имеющих молекулярную массу по меньшей мере 8×105 г/моль, в котором жидкий углеводородный продукт подвергают контакту с гидрофобной пористой ультрафильтрационной инклюдированной мембраной, включающей подложку, слой полимерного субстрата, слой гидрофобного полимера.

Изобретение относится к парофазному способу селективного удаления по меньшей мере 80 мол.% ацетиленовых примесей из входящего газового потока. Указанный входящий поток включает С2-С9 ненасыщенные углеводородные моноолефины, диолефины и ацетиленовые примеси.

Изобретение относится к микробиологии, фармакологии и биотехнологии и описывает способ биоцидного действия левомицетина (хлорамфеникола) в отношении ассоциации патогенных микроорганизмов, заключающийся в том, что растворяют 5 г левомицетина в 100 мл дистиллированной воды, активированной ионами серебра в концентрации 1,0 мг в 100 мл, проводят первую полимеризацию раствора левомицетина с глутаровым альдегидом при 40°C в течение 2-3 суток, затем проводят вторую полимеризацию раствора левомицетина с 0,2-0,3% этония при 40°C в течение 2-3 суток, при этом содержание глутарового альдегида и этония в 100 мл раствора левомицетина составляет 0,1% и 0,2-0,3% соответственно.

Изобретение относится к способу очистки композиции сырой акриловой кислоты, содержащей малеиновый ангидрид в качестве примеси, причем способ включает следующие стадии, в которых: (а) проводят по меньшей мере одну ступень (14, 14а, 14b, 14c, 14d) динамической кристаллизации из расплава с композицией сырой акриловой кислоты для получения первой композиции очищенной акриловой кислоты и первого остатка, содержащего по меньшей мере 3,5% по весу малеинового ангидрида, (b) добавляют растворитель (26), который способен растворять малеиновый ангидрид, к первому остатку в таком количестве, что весовое отношение растворителя к малеиновому ангидриду составляет 0,3 или более, для получения отрегулированного по соотношению остатка, и (с) проводят по меньшей мере одну дополнительную стадию динамической кристаллизации из расплава и/или по меньшей мере одну ступень (18, 18а, 18b) статической кристаллизации из расплава с отрегулированным по соотношению остатком для получения второй композиции очищенной акриловой кислоты и второго остатка, причем весовое отношение растворителя к малеиновому ангидриду в стадии (b) регулируют на величину в диапазоне от 0,3 до 2,0.

Изобретение относится к технологии получения гидратов ПГ. Способ получения гидратов природного газа предусматривает их образование из льда в атмосфере природного газа при постоянном давлении и цикличном изменении температуры в диапазоне 268-278 K за счет использования естественного холода окружающей среды. В способе также применяют реактор, снабженный интегрированным в его стенки теплообменником, отделенным от внутреннего пространства реактора антифрикционным слоем из инертного полимерного материала. Технический результат состоит в повышении производительности получения гидратов. 1 ил.

Наверх