Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения сжиженного природного газа (СПГ) на газораспределительных станциях (ГРС) за счет использования перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами.

Известен способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации [RU 2541360, опубл. 10.02.2015 г., МПК F25J 1/00], который включает соединенную с магистралью ГРС входную линию природного газа с фильтром-пылеуловителем, входным счетчиком газа, блоком осушки, фильтром для очистки от частиц адсорбента, линию для утилизации тепла с теплообменником и регулятором давления, струйный компрессор, счетчик газа на выходе, блок очистки газа от углекислоты с фильтром, а также предварительный теплообменник, детандер-компрессорный агрегат со вспомогательными системами, основной теплообменник, дроссель, сепаратор с клапаном и хранилище для СПГ с криогенным насосом.

Недостатками известного комплекса является низкий выход СПГ из-за нерационального расходования энергии редуцирования технологического потока газа для его предварительное сжатие, а также низкое качество СПГ из-за отсутствия оборудования для очистки газа от тяжелых углеводородов.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ сжижения природного газа (варианты) и установка для его реализации (варианты) [RU 2438081, опубл. 27.12.2011 г., МПК F25J 1/00], в одном из вариантов включающая линию газа высокого давления, разделяющуюся на линию продукционного газа и линию технологического газа, которая оснащена блоком осушки, предварительным теплообменником и детандером, и соединена перед основным теплообменником с линией обратного газа, образуя линию газа низкого давления с предварительным и основным теплообменниками. Линия продукционного потока оснащена компрессором, кинематически связанным с детандером, блоками осушки и очистки, а также предварительным и основным теплообменниками, дроссельным вентилем (редуцирующим устройством) и сепаратором с линиями обратного газа и слива СПГ.

Недостатком данной установки является низкий выход СПГ из-за отсутствия устройства для охлаждения сжатого продукционного газа и нерационального использования потенциала холода обратного газа из-за соединения линии обратного газа с линией технологического газа перед основным теплообменником.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выхода СПГ.

Техническим результатом является увеличение выхода СПГ за счет установки на линии продукционного газа теплообменников "сжатый продукционный газ/обратный газ" и "сжатый продукционный газ/газ низкого давления", а также за счет исключения соединения линии технологического газа с линией обратного газа.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок осушки, предварительный теплообменник, линию газа высокого давления, разделяющуюся на линию продукционного газа и линию технологического газа, которая оснащена предварительным теплообменником и детандером, и соединяется с линией обратного газа, образуя линию газа низкого давления, а линия продукционного потока оснащена компрессором, связанным с детандером, блоком очистки, основным теплообменником, редуцирующим устройством и сепаратором с линиями обратного газа и слива СПГ, особенность заключается в том, что блок осушки расположен па линии газа высокого давления, на линии продукционного газа после компрессора установлены теплообменники "сжатый продукционный газ/обратный газ" и "сжатый продукционный газ/газ низкого давления", после которого размещен блок очистки и теплообменник "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", а линия обратного газа после теплообменника "сжатый продукционный газ/обратный газ" соединена с линией редуцированного технологического газа, а также с блоками очистки и осушки, которые соединены линиями подачи газов регенерации с линией редуцированного технологического газа после предварительного теплообменника.

Теплообменник "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" может быть выполнен двухсекционным, при этом блок очистки размещают между его секциями.

Компрессор может быть связан с детандером как кинематически, так и посредством электродвигателя с электрогенератором. Редуцирующее устройство может быть выполнено в виде дроссельного вентиля или детандера, который может быть или оснащен электрогенератором или кинематически связан с компрессором. Блок очистки может включать узлы адсорбционной очистки от углекислого газа и тяжелых углеводородов. Исполнение трубопровода технологического газа между детандером и теплообменником "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" должно исключать возможность образования на стенках отложений твердого углекислого газа, например, за счет высокой скорости и/или турбулизации потока газа. Исполнение теплообменника "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" должно исключать возможность накопления отложений твердого углекислого газа на внутренних поверхностях, например, за счет многосекционной конструкции с периодическим отключением секций по мере накопления отложений и их прогревом для испарения твердого углекислого газа. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Установка теплообменников "сжатый продукционный газ/обратный газ" и "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" обеспечивает вывод тепла сжатого газа из системы и уменьшает температуру сжатого продукционного газа, что позволяет увеличить выход СПГ. Исключение соединения линии технологического газа с линией обратного газа также позволяет понизить температуру сжатого продукционного газа и дополнительно увеличить выход СПГ.

Установка включает блоки осушки 1 и очистки 2, теплообменники: предварительный 3, основной 4, "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" 5, "сжатый продукционный газ/обратный газ" 6, "сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" 7, детандер 8, компрессор 9, редуцирующее устройство 10 и сепаратор 11. Теплообменник 7 может быть выполнен двухсекционным (показано пунктиром).

При работе установки природный газ высокого давления, поступающий по линии 12, осушают в блоке 1 и разделяют на продукционный газ и технологический газ, который по линии 13 подают на охлаждение в теплообменник 3, редуцируют с помощью детандера 8, нагревают в теплообменниках 7 и 3, смешивают с газами регенерации, поступающими по линиям 14 и 15, и частью обратного газа, подаваемой из линии 16 после нагрева в теплообменниках 4 и 6. Полученный газ низкого давления по линии 17 выводят потребителю после нагрева в теплообменнике 5. Продукционный газ по линии 18 сжимают в компрессоре 9, охлаждают в теплообменниках 6 и 5, очищают от углекислого газа и тяжелых примесей в блоке 2, охлаждают в теплообменниках 7 и 4, редуцируют с помощью устройства 10 и разделяют в сепараторе 11 на СПГ, выводимый по линии 19, и обратный газ, который по линии 16 подают на нагрев в теплообменники 4 и 6 и разделяют на две части, одну из которых подают в линию 13, а другую в качестве продувочного газа по линии 20 направляют в блоки 1 и 2 для регенерации адсорбентов. При двухсекционном исполнении теплообменника 7 блок 2 размещают между секциями и соединяют с линиями 14 и 19 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход СПГ и может найти применение в газовой промышленности.