Способ очистки сжатых газов и установка для его осуществления

 

С.Н. Астрянин, А.M. Стародубцев, И.Д. и Е.Г. Иисан (? 21 Авторы изобретения

Коми филиал Всесоюзного научно-исследо природных газОв (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СЖАТЫХ ГАЗОВ И УСТАНОВКА

ДЛЯ Его ОСЩКСТВЛКНИЯ

Изобретение относится к технике очистки сжатых газовых смесей от примесей смазочных масел, с использоваиием твердых адсорбентов, в частности ак" тивированных углей, применяемых в процессах очистки сжатого пропана от смазочных масел, при использовании его в качестве хладагента для осушки природного газа, например на газовом промысле.

Известен способ очистки сжатъпс газов, преимущественнб пропана, в парокомпрессионном холодильном цикле от примесей смазочных масел с ис-. пользованием газокомпрессора, включающий адсорбцию сжатых газов, регеие«15 рацию адсорбента путем нагрева его природным газом с последующим охпаждением (1 j.

Недостаток известного способа в

26 том, что требуется большой расход топлива я низка динамическая активность адсорбента. Кроме того, если эту технологию применять без существенного изменения для регенерации адсорбента от смазочных масел, пропана, это вызовет необходимость дополнительной очистки обогащенного регенерировайного газа от смазочного масла, пропана, поскольку они ухудШают кондиционность. транспортируемого газа, что недопустимо.

Известна установка для очистки сжатьгх газов, включающая два адсорбера с патрубками ввода и вывода газов, коллекторы очищаемого и очищенного газов, подогреватель- теплообменникю газометокомпрессор с выпускным коллектором и устройством для подготовки топливного газа, коллектор сжатого воздуха и трубопроводы (1).

Недостаток известной установки для очистки сжатых газов в низкой экономичности процесса.

Цель изобретения — повысить экономичность процесса за счет повышения динамической активности адсорбента, 30

На чертеже изображена установка для осуществления способа очистки сжатых газов, общий вид.

Установка состоит из пропанового газомотокомпрессора 1, подогревателя-теплообменника 2, двух адсорберов 3 и 4, заполненных адсорбентом, патрубков 5 и 6 для подвода газа и отвода газа, регенерирующего ох"

45 иждающего коллектора 7 природного газа, продувочного трубопровода 8, топливного коллектора 9 к газомотокомпрессору 1, узла 10 подготовки топливного газа, коллекторов 11 и

12 загрязненного пропана и очищенного пропана, коллекторов 13 нагрето" го rasa, коллектора 14, выпускного коллектора 15, генератора 16 ультразвуковых колебаний, эапориых клапанов 17-30.

Способ очистки сжатых газов осу-, ществляется с использованием предла55

3 8741

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки сжатых газов, преимущественно пропана, в парокомттрессионном холодильном цикле от примесей смазочных масел с исполь5 эованием газомотокомпрессора, включающем адсорбцию сжатых газов, регенерацию адсорбента путем нагрева его природным газом. с последующим, охлаждением, подогрев природного газа осуществляют выпускными газами газомотокомпрессора, регенерацию проводят в ультразвуковом поле энергией давления природного газа, а полученную в процессе регенерации обогащенную газовую смесь используют в качестве топлива газомотокомпрессора.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для очистки сжатых газов, включающей два адсорбера с патрубками ввода и вывода газа, коллекторы очищаемого и очищенного газов, подогреватель-теплообменник, газомотокомпрессор с выпускным коллектором и устройством для подготовки топливного газа, коллектор сжатого воздуха и трубопроводы, подогреватель-теплоомбенник размещают в выпускном коллекторе газомотокомпрес" сора, патрубок вывода газа каждого адсорбера соединяют трубопроводом с устройством для подготовки топливного газа, а патрубок ввода каждого адсорбера снабжают генератором ультразвуковых |,олебаний, установленным в нем., 35

44

4 гаемой установки в следующей последовательности.

Выходящий из газокомпрессора 1 сжатый пропан, загрязненный маслом иэ системы смазки газомотокомпрессора, через коллектор 11 загрязненного пропана попеременно пропускается через два циклично переключаемых адсорбера 3 и 4. В то время, как в одном из них проводится очистка сжатого пропана от паров масла, в другом — регенерации адсорбента путем противоточной продувки слоя потоком нагретого природного газа, Последний поступает из коллектора

7 природного газа в подогревательтеплообменник 2, который подсоединен к выпускному коллектору 15 гаэомотокомпрессора f. Здесь газ нагревается теплообменом с выпускными газами и далее по коллектору 13 нагретого газа попеременно проходит в качестве продувочного (регенерирующего Iпотока через патрубок 5 подвода газа, адсорбер 3 или 4.

Выходящий из адсорберов природный газ, загрязненный сорбированным маслом, пропаном, поступает через патрубок 6 отвода газа, коллектор 14, узел 10 подготовки топливного газа и топливный коллектор 9 на газометокомпрессор 1 в качестве топливного газа. На входе в адсорбер природному газу регенерации сообщают колебания с помощью генератора 16 ультразвуковых колебаний, который может работать на энергии давления природного газа, После окончания регенерации для снижения до рабочей температуры адсорбента его охлаждают с помощью холодного природного газа, который поступает на коллектор 7 природного газа по продувочному трубопррводу 8 попеременно через патрубок 5 подвода газа в адсорберы 3 и 4. Выходя" щий иэ адсорберов природный газ пос" тупает через коллектор 14, узел подготовки топливного газа 10, топливный коллектор 9 на газомотокомпрессор 1 для использования в качестве топлива.

Установка находится в положении, когда в адсорбере 3 производится очистка сжатого пропана от масла, а в адсорбере 4 - регенерации адсорбента.

При этом запорные клапаны 17,18, 23,24,26,28 и 29 открыты, а клапаны

19,20,21,22,25,27 и 30 закрыты, Очищенный,сжатый пропан выводится из адсорбера 3 через клапан 18 в кол5 лектор 12 очищенного пропана и посту пает на циркуляцию в холодильном цикле. Газ для регенерации из коллектора 7 природного газа через клапан 28 проходит подогревательтеплообменник 2, нагревается и по коллектору 13 нагретого газа, клапаны 29 и 24, генератор 16 ультразвуковых колебаний, патрубок 5 подвода газа проходит адсорбер 4 в направлении, обратном направлению подачи очищаемого сжатого пропана. Выходящий из адсорбера 4 поток регенерирующего газа, обогащенный десорбированным маслом, пропаном, через патрубок отвода газа 6, клапан 23 по коллектору 14, клапан 26 подается на узел IO подготовки топливного газа. В нем давление газа снижают до требуемого уровня и по топливному коллектору 9 подают в качестве топлива на гаэомотокомпрессор 1. После окончания регенерации в адсорбер 4 подают для охлаждения холодный газ иэ коллектора природного газа по продувочному трубопроводу 8 (клапан

30 открыт, 29 — закрыт). Выходящий

„из адсорбера 4 природный газ поступает через коллектор 14, узел I0 IIopготовки топливного газа, топливный коллектор 9 на газомотокомпрессор

1 для использования в качестве топлива.

Переключения адсорберов,производится автоматически в соответствии с принятым временем цикла с командного поста (не показан), управляющего открытием и закрытием запорных клапанов 1.7-30 .

После окончания цикла адсорбции адсорбер 3 переключают на нагрев, а адсорбер 4 — на адсорбцию. В этом случае открыты эапорные клапаны

194 20,2!,22,26,28 и 29, а клапаны

17,18,23,24,25,27 и 30 закрыты.

Пример. Сжатый на газомотокомпрессоре пропан, содержащий масло (10-20 мл/кг) при давлении 17 кгс/см и температуре 75 С пропускают через о адсорбер (активированный уголь марки

АГ-8 с активностью по маслу 0,12 кг/иг7

При прохождении сжатого пропана через адсорбент масло улавливается, а чистый сжатый пропан подают на циркуляцию в холодильном цикле, Десорбция адсорбента от смазочного масла, пропана осуществляют путем его нагрева до температуры десор!5цйш z о

300 С. Для чего природный газ в

874144 6 количестве 400 500 нм )ч нагревают теплообменом с,<ыпускными газами (имеющих температуру 400-450 С ) двигателя газомотокомпрессора, и под давлением 10-!6 кг/см пропускают

2. в течение 6-10 ч через 4000 кг активированного угля. Регенерацию осуществляют в ультразвуковом поле.

Причем поле можно создавать с исполь1р эованием энергии давления природного газа, применяемого для регенерации адсорбента, например с помощью сирены.

Обогащенный парами масла, пропана, газ (имеющий температуру 100 о

150 С) используют в качестве топлива для газомотокомпрессора. После десорбции производят охлаждение адсорбента прнролньпч газом, имеющим температуру(-20) -(+20) С в колиЪ честве 400-500 нм /ч до температуры о

75 С. Охлаждающий газ после адсорбейта используют в качестве топлива. 4М

При применении предлагаемого способа очистки сжатых газов и установки для его осуществления полностью исключается расходование топлива, что значительно улучшает экономические показатели процесса. Отпадает

ЗР необходимость в использовании печной установки. Все это значительно улучшает экономические показатели процесса и упрощает эксплуатацию. Вследст . вие того, что газу регенерации сооб35 щают колебания, динамическая активность адсорбента повышается. Наличие паров смазочного масла в топливном газе ловышает надежность работы силовых цилиндров гаэомотокомпрессора

4Р и уменьшает расход смазочного масла (примерно иа 203), Кроме того, наличие пропана увеличивает калорийность топливного газа.

Использование выпускных газов

45 двигателя гаэомотокомпрессора для подогрева продувочного природного газа при регенерации адсорбента, насыщенного примесями смазочных масел, пропана, поэво<аяет получить новый эффект — повышение экономичности процесса, так как отпадает необходимость в дополнительном расходова. нии топлива, Кроме того, обогащение топливного газа смазочным маслом позволяет сократить его расход примерно на 20Х повысить надежность работы силовых цилиндров гаэомотокомпрессора. Сообщение регенерирующему газу ультразвуковых колебаний

7 8741 позволяет повысить степень десорбции поглощенных примесей.

Формула изобретения

1. Способ очистки сжатых газов, преимущественно пропана, в парокомпрессионном холодильном цикле от примесей смазочных масел с использованием газомотокомпрессора, включающий адсорбцию сжатых газов, регенерацию адсорбента нагретым природным газом с последующим охлаждением, отличающийся тем, что с целью повышения экономичности процесса, подогрев природного газа !5 осуществляют выпускными газами газомотокомпрессора, а полученную в процессе регенерации адсорбента обогащенную газовую смесь используют в качестве топлива газомотокомпрессора.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения динамической активности адсорбента процесс регенерации проводят в ультразвуковом поле энергией давления природного газа.

3. Установка для очистки сжатых газов, включающая два адсорбера с

44 8 патрубками ввода и вывода газов, коллекторы очищаемого и очищенного газов, подогреватель-теплообменник, газомотокомпрессор с выпускным коллектором и устройством для подготовки топливного газа, коллектор сжатого воздуха и трубопроводы, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения экоиомичности процесса, подогреватель-теплообменник размещен в выпускном коллекторе газомотокомпрессора, патрубок вывода газа каждого адсорбера соединен трубопро" водом с устройством для подготовки топливного газа.

4, Установка по п.З, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения динамической активности адсорбента, латрубок ввода каждого адсорбера снабжен генератором ультразвуковых колебаний, установленным в нем.

Источники информации., принятые во внимание при экспертизе

1, Система регенерации сорбента сырым отсепарированным газом на месторождение Медвежье. Сборник статей

Мингазпром, М., 1979, с.5.

874144

Составитель 3. Александрова

Редактор П. Ортутай Техред А.Бабинец КорректорС, Шекмар, Закаэ 91197ТЗ Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал П мп атент, г, Ужгород, ул. проектная, 4