Установка редуцирования природного газа с получением газомоторных топлив (варианты)

Авторы патента:

F25J1/00 - Способы и устройства для сжижения или отверждения газов или их смесей

Владельцы патента RU 2750864:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к установкам редуцирования газа. Описаны установки редуцирования природного газа с получением газомоторных топлив, включающие выходную линию газа низкого давления и входную линию газа высокого давления, на которой установлен блок осушки, соединенный линией вывода газа регенерации с линией газа низкого давления, после которого линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлены редуцирующее устройство и дефлегматор с линией вывода флегмы, тепломассообменная секция которого соединена с рекуперационным теплообменником и сепаратором линией газа низкого давления, кроме того, сепаратор соединен линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с дефлегматором, а линиями подачи газа фракционирования и широкой фракции легких углеводородов - с блоком фракционирования, оборудованным линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, при этом компрессор соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи, причем в виде детандера выполнено по меньшей мере одно редуцирующее устройство, а в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством. Во второй установке, после разделения, на одной из линий газа высокого давления установлен рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлены редуцирующее устройство и дефлегматор с линией вывода флегмы, тепломассообменная секция которого соединена с рекуперационным теплообменником и сепаратором линией газа низкого давления, кроме того, сепаратор соединен линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с дефлегматором, а линиями подачи газа фракционирования и широкой фракции легких углеводородов - с блоком фракционирования, оборудованным линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, причем в виде детандера выполнено по меньшей мере одно редуцирующее устройство, в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, а параллельно рекуперационному теплообменнику на линии подачи части газа высокого давления установлена холодильная машина, компрессор которой соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи. Технический результат – увеличение выхода газомоторных топлив. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для получения газа низкого давления и газомоторных топлив за счет использования перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами и может быть использовано в газовой промышленности.

Известен способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации [RU 2541360, опубл. 10.02.2015 г., МПК F25J 1/00], который включает расположенные на линии газа высокого давления блок осушки с линиями ввода продувочного газа и вывода газа регенерации, компрессор и холодильник, расположенные на линии продукционного газа блок очистки от углекислоты, предварительный и основной (рекуперационный) теплообменники, дроссель (редуцирующее устройство), сепаратор и хранилище для СПГ с криогенным насосом, а также детандер.

Недостатком известной установки является низкий выход СПГ.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка для редуцирования природного газа и получения газомоторных топлив (варианты) [RU 2673970, опубл. 03.12.2018 г., МПК F25J 1/00], которая в одном из вариантов включает блок адсорбционной осушки, компрессор, кинематически или электрически связанный с тремя детандерами (редуцирующими устройствами), холодильник, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с тепломассообменной секцией, сепаратор и блок фракционирования.

Недостатком известной установки является низкий выход СПГ из-за термодинамически неэффективного смешения флегмы и остатка сепарации, имеющих разные температуры и составы и не использования энергии редуцирования флегмы.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выхода газомоторных топлив.

Техническим результатом является увеличение выхода газомоторных топлив за счет установки деметанизатора, соединенного с дефлегматором линией подачи флегмы, на которой установлено редуцирующее устройство, что позволяет дополнительно охладить газ высокого давления, а также осуществить фракционирование конденсатов и повысить степень ожижения.

Предложено два варианта установки.

Технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей выходную линию газа низкого давления и входную линию газа высокого давления, на которой установлен блок осушки, соединенный линией вывода газа регенерации с линией газа низкого давления, после которого линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлены редуцирующее устройство и дефлегматор с линией вывода флегмы, тепломассообменная секция которого соединена с рекуперационным теплообменником и сепаратором линией газа низкого давления, кроме того, сепаратор соединен линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с дефлегматором, а линиями подачи газа фракционирования и широкой фракции легких углеводородов - с блоком фракционирования, оборудованным линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, при этом компрессор соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи, особенность заключается в том, что в виде детандера выполнено по меньшей мере одно редуцирующее устройство, а в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством.

Второй вариант установки отличается размещением, взамен компрессора, холодильника и детандера, компрессионной холодильной машины, компрессор которой соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи.

Установка оборудована адсорбционным блоком осушки. Блок фракционирования может быть выполнен, например, в виде ректификационной колонны. По меньшей мере одно редуцирующее устройство выполнено в виде детандера, а остальные могут быть выполнены в виде редуцирующего вентиля или газодинамического устройства. Кинематическое соединение между компрессором и детандерами в обоих вариантах осуществляют, например, путем их размещения на одном валу, а электрическое соединение - путем оборудования детандера электрогенераторами, питающими электропривод компрессора. На байпасе установки может быть расположена газораспределительная станция. Установка может быть оборудована приборами коммерческого учета газа и жидких продуктов. При высоком содержании углекислого газа и низком содержании тяжелых углеводородов в газе высокого давления целесообразно оснастить установку блоком очистки газа от углекислоты, например, адсорбционного типа. При высоком содержании метана в природном газе в качестве СПГ может выводиться широкая фракция легких углеводородов. В качестве остальных элементов установки могут быть установлены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Размещение в качестве сепаратора деметанизатора, соединенного с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, позволяет использовать холод, выделяющийся при редуцировании флегмы, для понижения температуры газа низкого давления, газа дефлегмации и газа высокого давления, что улучшает фракционирование, повышает степень ожижения и приводит к увеличению выхода газомоторных топлив.

Установка в варианте 1 включает блок осушки 1, компрессор 2, детандер 3, редуцирующие устройства 4-6 (условно показаны детандеры), холодильник 7, рекуперационный теплообменник 8, дефлегматор 9, деметанизатор 10 и блок фракционирования 11. Вариант 2 установки включает холодильную машину 12. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 13, а на байпасе установки может быть установлена газораспределительная станция 14 (показано пунктиром).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, поступающий по линии 15, осушают в блоке 1 (ввод продувочного газа условно не показан) и разделяют на два потока, первый поток по линии 16 подают на охлаждение в теплообменник 8, второй поток сжимают компрессором 2, охлаждают в теплообменнике 7, редуцируют с помощью детандера 3 и подают в линию 16. Объединенный поток редуцируют с помощью устройства 4 и направляют в нижнюю часть дефлегматора 9, где подвергают дефлегмации за счет противоточного охлаждения подаваемым по линии 17 из деметанизатора 10 газом низкого давления, который затем нагревают в теплообменнике 8, смешивают с газом регенерации адсорбента, подаваемым из блока 1 по линии 18, и выводят с установки. Полученные газ дефлегмации по линии 19 и флегму по линии 20 через редуцирующие устройства 6 и 5, соответственно, подают в деметанизатор 10 совместно с газом фракционирования, подаваемым по линии 21. Из низа деметанизатора 10 по линии 22 широкую фракцию легких углеводородов подают в блок фракционирования 11, из которого по линии 23 выводят сжиженный природный газ, а по линии 24 - пропан-бутановую фракцию. Работа второго варианта (фиг. 2) отличается тем, что часть газа высокого давления охлаждают в компрессионной холодильной машине 12. При необходимости в обоих вариантах установки объединенный газовый поток перед детандером 4 очищают от углекислого газа в блоке 13, а из линии 22 по меньшей мере часть потока выводят по линии 25 в качестве СПГ (показано пунктиром). Штрих-пунктиром показана кинематическая или электрическая связь между компрессором 2 или компрессором холодильной машины 12 и по меньшей мере с одним из детандеров 3-6.

Таким образом, предлагаемый комплекс позволяет увеличить выход газомоторных топлив и может найти применение в газовой промышленности.

1. Установка редуцирования природного газа с получением газомоторных топлив, включающая выходную линию газа низкого давления и входную линию газа высокого давления, на которой установлен блок осушки, соединенный линией вывода газа регенерации с линией газа низкого давления, после которого линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлены редуцирующее устройство и дефлегматор с линией вывода флегмы, тепломассообменная секция которого соединена с рекуперационным теплообменником и сепаратором линией газа низкого давления, кроме того, сепаратор соединен линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с дефлегматором, а линиями подачи газа фракционирования и широкой фракции легких углеводородов - с блоком фракционирования, оборудованным линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, при этом компрессор соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи, отличающаяся тем, что в виде детандера выполнено по меньшей мере одно редуцирующее устройство, а в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством.

2. Установка редуцирования природного газа с получением газомоторных топлив, включающая выходную линию газа низкого давления и входную линию газа высокого давления, на которой установлен блок осушки, соединенный линией вывода газа регенерации с линией газа низкого давления, после которого линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной из которых установлен рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлены редуцирующее устройство и дефлегматор с линией вывода флегмы, тепломассообменная секция которого соединена с рекуперационным теплообменником и сепаратором линией газа низкого давления, кроме того, сепаратор соединен линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с дефлегматором, а линиями подачи газа фракционирования и широкой фракции легких углеводородов - с блоком фракционирования, оборудованным линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, отличающаяся тем, что в виде детандера выполнено по меньшей мере одно редуцирующее устройство, в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, а параллельно рекуперационному теплообменнику на линии подачи части газа высокого давления установлена холодильная машина, компрессор которой соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи.

Избретение относится к способу охлаждения потока углеводородного сырья путем косвенного теплообмена с потоком первого хладагента в теплообменнике охлаждения, включающему: а) сжатие теплого потока первого хладагента низкого давления за одну или более ступеней сжатия, чтобы получить сжатый поток первого хладагента; б) охлаждение сжатого потока первого хладагента в одном или более блоков охлаждения, чтобы получить сжатый охлажденный поток первого хладагента; в) введение сжатого охлажденного потока первого хладагента в первое устройство разделения жидкости и пара, чтобы получить первый поток пара хладагента и первый поток жидкого хладагента; г) введение первого потока жидкого хладагента в теплообменник охлаждения; д) охлаждение первого потока жидкого хладагента в теплообменнике охлаждения, чтобы получить охлажденный поток жидкого хладагента; е) дросселирование охлажденного потока жидкого хладагента, чтобы получить холодный поток хладагента, введение холодного потока хладагента в теплообменник охлаждения, чтобы обеспечить холодоснабжение, требуемое для охлаждения потока углеводородного сырья, первого потока жидкого хладагента и потока второго хладагента; ж) сжатие первого потока пара хладагента за одну или более ступеней сжатия, чтобы получить сжатый поток пара хладагента; з) охлаждение и конденсация сжатого потока пара хладагента, чтобы получить конденсированный поток хладагента; и) дросселирование конденсированного потока хладагента, чтобы получить дросселированный поток хладагента; к) введение потока второго хладагента в теплообменник охлаждения; л) введение потока углеводородного сырья в теплообменник охлаждения; и м) охлаждение потока углеводородного сырья в теплообменнике охлаждения, чтобы получить охлажденный углеводородный поток; и н) дополнительное охлаждение и сжижение охлажденного углеводородного потока в основном теплообменнике, чтобы получить сжиженный углеводородный поток.

Установка сжижения природного газа, в которой применяется механическое охлаждение и охлаждение жидким азотом // 2749931

Изобретение относится к получению сжиженного природного газа. Система сжижения природного газа содержит впускное отверстие для природного газа, впускное отверстие для жидкого азота, впускное отверстие для хладагента, выпускное отверстие для газообразного хладагента, находящееся при более низком давлении, чем впускное отверстие для хладагента, установку сжижения, сообщающуюся по текучей среде для приема потоков природного газа, жидкого азота, входящего и выходящего потоков хладагента, которая также включает в себя по меньшей мере одну турбину, которая принимает входящий поток хладагента и выпускает поток хладагента при пониженной температуре и при пониженном давлении.

Установка для редуцирования газа и выработки постоянного количества сжиженного природного газа (варианты) // 2749700

Изобретение относится к криогенной технике и может быть применено для сжижения природного газа на газораспределительных станциях. Предложена установка, включающая в варианте 1 блоки осушки и очистки, теплообменник, компрессионную холодильную машину с двумя испарителями, два холодильника, детандер, два редуцирующих устройства, циркуляционный компрессор и сепаратор.

Способ сжижения углеводородного сырьевого потока // 2749627

Изобретение относится к газовой промышленности. Предложен способ для сжижения потока природного газа.

Способ сжижения углеводородного сырьевого потока и система для его осуществления // 2749626

Изобретение относится к газовой промышленности. Представлены система и способ для комплексного удаления тяжелых углеводородов в системе сжижения с источником обедненного природного газа.

Улучшенный способ охлаждения смешанным хладагентом при переменном давлении // 2749405

Изобретение относится к переработке углеводородных газов. Способ охлаждения потока углеводородного сырья включает охлаждение потока сжатого смешанного хладагента и разделение потока охлажденного сжатого смешанного хладагента на парообразную и жидкую части.

Аппарат для производства твердого диоксида углерода // 2748710

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам для производства твердого диоксида углерода из сжиженной углекислоты. Аппарат для отверждения углекислоты содержит внешний слой теплоизоляции и герметичный корпус, между которыми находится трубопровод с циркулирующим хладагентом, и систему каналов с дисковым распределителем для подачи жидкого СО2 в формы.

Установка для получения сжиженного природного газа (варианты) // 2748413

Изобретение относится к криогенной технике и может быть применено для сжижения природного газа на газораспределительных станциях. Предложено два варианта установки, включающей в обоих вариантах блоки осушки и очистки, теплообменник, компрессионную холодильную машину с испарителем, детандер, редуцирующее устройство и сепаратор.

Способ сжижения богатой углеводородами фракции // 2748406

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано при сжижении газов. Сжижение богатого углеводородами потока осуществляют посредством каскада контуров смеси холодильных агентов, состоящего из трех контуров смеси холодильных агентов.

Способ охлаждения углеводородного сырьевого потока и установка для охлаждения углеводородного сырьевого потока охлаждения углеводородного потока // 2748319

Предлагаются система и способ повышения эффективности процессов сжижения природного газа путем использования гибридного способа и системы охлаждения. В частности, предлагаются система и способ превращения транскритического холодильного процесса охлаждения в докритический процесс.

Установка для сжижения природного газа // 2751049

Предложена установка для сжижения природного газа, содержащая С3-охладитель, способный охлаждать природный газ, и сжижающий хладагент, предназначенный для сжижения природного газа, с помощью простой конфигурации. Установка (1) для сжижения природного газа содержит охладители (31) и (37), использующие пропан или пропилен в качестве хладагента, и компрессор (35) для сжатия парообразного хладагента, вытекающего из С3-охладителей (31) и (37). Пароохладитель (21) выполнен с возможностью охлаждения парообразного хладагента. Комбинированный охладитель (22) выполнен с возможностью использования переднего участка трубы (202) теплообменника (2) с воздушным охлаждением в качестве конденсаторной секции для конденсации хладагента. Комбинированный охладитель (22) выполнен с возможностью использования заднего участка трубы в качестве переохлаждающей секции для дополнительного охлаждения сконденсированного жидкого хладагента. Блок (354) регулирования температуры выполнен с возможностью регулирования температуры жидкого хладагента, вытекающего из комбинированного охладителя 22, путем изменения соотношения площадей переноса тепла, представляющего собой соотношение между площадью переноса тепла на переднем участке трубы и площадью переноса тепла на заднем участке трубы. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.