×
29.12.2017
217.015.f24d

Результат интеллектуальной деятельности: Способ производства сжиженного природного газа

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к газовой промышленности и криогенной технике, конкретно к технологиям сжижения природного газа на газораспределительных станциях. Способ производства сжиженного природного газа включает подачу потока сжатого природного газа из магистрального трубопровода высокого давления со входа газораспределительной станции и разделение потока на продукционный и технологический потоки. Технологический поток расширяют в детандере с совершением внешней работы, подают в основной и предварительный теплообменники и подают его с низким давлением потребителю. Продукционный поток охлаждают за счет нагрева технологического с образованием газожидкостной смеси, дополнительно охлаждают и расширяют в дроссельном вентиле, на выходе из которого отделяют жидкую фазу с помощью сепаратора. Жидкую фазу направляют в хранилище или потребителям сжиженного природного газа. Оставшуюся после отделения часть потока смешивают с основным технологическим потоком и направляют на холодный вход теплообменника. Продукционный поток подвергают очистке и осушке в блоке регенеративных теплообменников за счет кристаллизации CO на поверхности их пластинок. После прохождения технологического потока через них осуществляют растворение CO и удаляют вместе с потоком газа, подаваемого потребителям в трубопровод низкого давления. Техническим результатом является повышение эффективности процесса производства сжиженного природного газа. 1 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности и криогенной технике, конкретно к технологиям сжижения природного газа на газораспределительных станциях.

Известен способ производства сжиженного газа (патент РФ №2247908 C1, МПК 7 F25J 1/00, опубл. 10.03.2005 г. Бюл. №7), включающий разделение потока газа с газораспределительной станции (ГРС) на многочисленные потоки, охлаждение и очистку газа от примесей методом вымораживания в рекуперативном и предварительном теплообменниках, дросселирование газа, получение горячего газа в вихревой трубе на отогрев теплообменников.

Недостатками указанного способа оказывается то, что не используются в полной мере преимущества детандерного цикла в контуре охлаждения и сжижения газа и, соответственно, не будет обеспечена стабильность производства продукции из-за отсутствия возможности регулирования оптимальной температуры.

В известном способе раздачи природного газа с одновременной выработкой сжиженного газа при транспортировании потребителю из магистрального трубопровода высокого давления в трубопровод низкого давления (патент РФ №2534832 С2, МПК F17D 1/07, F25B 11/02, F25J 1/00, опубл. 10.12.2014 г. Бюл. №34) подаваемый газ из магистрального трубопровода расширяется в турбодетандере, после которого охлажденный газ проходит теплообменники и с низким давлением поступает к потребителям, при этом более полно используется полученная механическая энергия при расширении от перепада давлений в магистральном трубопроводе высокого давления и трубопроводе низкого давления.

Недостатком способа может оказаться то, что полностью не решен вопрос о кристаллизации примесей природного газа, выпадающих при работе указанного оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации (патент РФ №2541360 С1, МПК F25J 1/00), включающий отбор газа из магистрального трубопровода, очистку от механических частиц, осушку, разделение на продукционный и технологический потоки, один из которых проходит очистку от CO2, охлаждается, для получения парожидкостной смеси направляется через дроссель, жидкая фаза отделяется и поступает к потребителю СПГ, другой поток проходит через детандер, жидкая фаза дополнительно переохлаждается перед подачей в емкость потребителя.

Недостатками являются использование дополнительных веществ (растворителей или абсорберов) для поглощения CO2; безвозвратная потеря диоксида углерода, извлеченного из природного газа; многостадийные циклы очистки, что влечет за собой сложность процесса и высокую стоимость оборудования.

Задачей предлагаемого изобретения является создание эффективного способа производства сжиженного природного газа на газораспределительной станции (ГРС), позволяющего повысить производительность при снижении стоимости оборудования и уменьшить количество содержащегося в природном газе CO2.

Указанная задача решается тем, что в способе производства сжиженного природного газа, включающем подачу потока сжатого природного газа из магистрального трубопровода высокого давления со входа газораспределительной станции (ГРС), разделение потока на продукционный и технологический потоки, расширение технологического потока в детандере с совершением внешней работы, теплообмен в основном и предварительном теплообменниках и подачу его с низким давлением потребителю, при котором продукционный поток охлаждают за счет нагрева технологического с образованием газожидкостной смеси, дополнительно охлаждают и расширяют в дроссельном вентиле, на выходе из которого отделяют жидкую фазу с помощью сепаратора, которую направляют в хранилище или потребителям сжиженного природного газа (СПГ), оставшуюся после отделения часть потока смешивают с основным технологическим потоком и направляют на холодный вход теплообменника, согласно изобретению продукционный поток подвергают очистке и осушке в блоке регенеративных теплообменников за счет кристаллизации CO2 на поверхности их пластинок, а после прохождения технологического потока через них осуществляют растворение CO2 и удаляют вместе с потоком газа, подаваемого потребителям в трубопровод низкого давления.

Сущность изобретения иллюстрируется фигурой, на которой приведены следующие обозначения. Установка состоит из отвода от магистрального трубопровода на ГРС, где подается природный газ с высоким давлением, фильтра-пылеуловителя 1 для очистки газа, блока осушки 2 и фильтра 3 для очистки от частиц адсорбента. По линии 4 утилизации тепла установка содержит теплообменник 5. Также установка состоит из блока предварительных регенеративных теплообменников 6, струйного компрессора 7, охладителя масла 8, компрессора 9, для системы смазки турбодетандера масляного бака 10 и насоса 11, непосредственно детандера 12, основного теплообменника 13, регулятора давления 14, сепаратора 15, криогенных насосов 16 и 19, проходных кранов 17 и хранилища СПГ 18.

Реализация способа производства сжиженного природного газа с помощью установки, приведенной на фигуре, происходит следующим образом.

Природный газ поступает из ГРС с высоким давлением и разделяется на два потока. Один из которых проходит через фильтр 1, блок осушки 2 для очистки от влаги и для очистки от частиц адсорбента фильтр 3. Далее поток, осушенный и очищенный, направляется к компрессору 9, где подвергается сжатию. В действие компрессор 9 приводится за счет крутящего момента газового турбодетандера 12, с которым связаны одним валом, размещены в одном корпусе и образуют единый турбодетандерный агрегат. Поток сжатого газа охлаждается в теплообменнике 5 при нагреве второго потока газа, поступившего в линию утилизации тепла 4. Газ из линии 4 далее подается в сеть потребителя. Теплота сжатия компрессора 9 используется дополнительно для подогрева газа в ГРС. После теплообменника 5 газ вновь разделяется на два потока: технологический (для получения холода) и продукционный потоки (для сжижения природного газа).

Технологический поток направляется в детандер 12, подвергается расширению и происходит снижение давления и температуры, газ не сжигается, внутренняя энергия преобразуется в кинетическую энергию, затем в механическую работу, которая в генераторе в свою очередь преобразуется в электрическую энергию, направляется на вал компрессора для сжатия газа. Холодный поток газа после детандера 12 поступает в основной теплообменник 13 для охлаждения продукционного потока. После теплообменника 13 обратный поток проходит через теплообменник 6, растворяя диоксид углерода, и сбрасывается в трубопровод.

Продукционный поток проходит через блок предварительных регенеративных теплообменников 6 для охлаждения и очистки от CO2. Очищенный поток проходит через теплообменник 13 для следующей ступени охлаждения потоком холодного газа детандера 12. Поток проходит через регулятор давления 14 с целью его дальнейшего сжижения при снижении давления и температуры, и парожидкостная смесь попадает в сепаратор 15, где жидкость отделяется от паров. По мере накопления сепаратора СПГ сливается через кран 17 в хранилище 18. При высоком давлении на входе ГРС сжатие продукционного потока не требуется и исключается охлаждение газа после сжатия, соответственно, теплообменник 5 не требуется. Понижение давления в хранилище СПГ 18 производится за счет откачивания паров, которые смешиваются с обратным потоком паров из сепаратора 15, с помощью струйного компрессора.

Основной проблемой является очистка природного газа перед сжижением от диоксида углерода CO2. В низкотемпературном процессе вероятно попадание в область кристаллизации CO2 и образование его твердой фазы. Образование твердой кристаллической фазы в конструкциях низкотемпературного оборудования становится небезопасным фактором и может приводить к опасным последствиям, нарушениям нормальных технологических режимов работы криогенных аппаратов и выводу их из работы. Проходя турбодетандер примеси из газа конденсируются в сопловом узле, стекают и дренируются. Согласно фазовой диаграмме диоксида углерода выпадение твердой фазы при давлении 4,5 МПа произойдет при достижении температуры -52°С. Как правило, в существующих схемах предполагается установка блоков очистки газа от диоксида углерода. В работе вместо дополнительного блока очистки от углекислоты продукционного потока рассматривается использование в качестве предварительного регенеративного теплообменника непрерывного действия, где продукционный поток подвергают очистке и осушке за счет кристаллизации CO2 на поверхности их пластинок, а после прохождения технологического потока через них осуществляют растворение CO2 и удаляют вместе с потоком газа, подаваемого потребителям в трубопровод низкого давления. Для обеспечения непрерывности потока природного газа к потребителям предусматривается использование двух регенераторов.

Проведенные расчеты показали, что при таком способе СПГ может быть получен за счет перепада давления на ГРС, где происходит понижение давления от 3,8 МПа до 0,6 МПа. Природный газ поступает из магистрального трубопровода в комплекс с давлением 3,8 МПа, проходит блок очистки и осушки, сжимается в компрессоре до 4,5 МПа, после теплообменника охлаждается и делится на два потока: продукционный 16% и технологический 84%. Продукционный поток дополнительно очищается в предварительном теплообменнике, а оба потока направляются через основной и предварительный теплообменники. В результате расширения в турбодетандере температура газа понижается до -115°С, что оказывается недостаточным для сжижения газа. Продукционный поток дополнительно дросселируется, и температура газа понижается до -140°С. Производительность установки составит 1,5 т/ч (0,417 кг/с). Преимуществом такой установки оказываются низкие удельные затраты на электроэнергию, так как для сжатия газа в компрессоре используется привод детандера. Мощность, потребляемая при достижении проектной производительности, составит 320 кВт.

Предлагаемая технология производства сжиженного природного газа является энергоэффективной, так как для сжижения применяется детандерный холодильный цикл газа, работающий на основе использования перепада между давлением в магистральном газопроводе и давлением в газораспределительной сети. При производстве СПГ на ГРС проявляется главный недостаток схем с внутренним охлаждением газа - при снижении температуры проявляется кристаллизация, в связи с чем необходимо проводить осушку и очистку всего проходящего через установку газа от диоксида углерода CO2, что решается в предлагаемом способе.

Способ производства сжиженного природного газа, включающий подачу потока сжатого природного газа из магистрального трубопровода высокого давления со входа газораспределительной станции (ГРС), разделение потока на продукционный и технологический потоки, расширение технологического потока в детандере с совершением внешней работы, теплообмен в основном и предварительном теплообменниках и подачу его с низким давлением потребителю, при котором продукционный поток охлаждают за счет нагрева технологического с образованием газожидкостной смеси, дополнительно охлаждают и расширяют в дроссельном вентиле, на выходе из которого отделяют жидкую фазу с помощью сепаратора, которую направляют в хранилище или потребителям сжиженного природного газа (СПГ), оставшуюся после отделения часть потока смешивают с основным технологическим потоком и направляют на холодный вход теплообменника, отличающийся тем, что продукционный поток подвергают очистке и осушке в блоке регенеративных теплообменников за счет кристаллизации CO на поверхности их пластинок, а после прохождения технологического потока через них осуществляют растворение CO и удаляют вместе с потоком газа, подаваемого потребителям в трубопровод низкого давления.
Способ производства сжиженного природного газа
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 111-120 из 167.
10.12.2019
№219.017.ebe3

Способ получения бурового реагента для глинистых растворов

Изобретение относится к области бурения нефтяных скважин и может быть использовано в производстве реагентов для химической обработки буровых растворов. Технический результат изобретения - понижение вязкости глинистого бурового раствора, улучшение его технологических параметров. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708428
Дата охранного документа: 06.12.2019
21.12.2019
№219.017.efd2

Станок-качалка

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для привода скважинных штанговых насосов, работающих в периодическом режиме. Станок-качалка содержит основание, опорную стойку, на которой расположен балансир с головкой, связанный с подшипником, установленным на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709589
Дата охранного документа: 18.12.2019
25.12.2019
№219.017.f1fc

Способ выработки природного газа из прилегающих к компрессорной станции участков магистрального газопровода перед выводом их в ремонт

Изобретение относится к объектам магистрального газопровода и может быть использовано для выработки природного газа из прилегающих к компрессорной станции участков магистрального газопровода перед выводом их в капитальный ремонт. Технический результат - получение большего объема сэкономленного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710106
Дата охранного документа: 24.12.2019
16.01.2020
№220.017.f593

Автоматизированный способ пространственных экономических исследований

Изобретение относится к области автоматизированного управления и систем поддержки принятия решений и предназначено для обработки информации. Технический результат направлен на сокращение времени обработки и предоставления данных для дальнейшего стратегического планирования. Автоматизированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710914
Дата охранного документа: 14.01.2020
06.02.2020
№220.017.ffb3

Скважинная насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может использоваться для одновременно-раздельной добычи нефти из двух продуктивных пластов одной скважиной. Скважинная насосная установка содержит колонну лифтовых труб, пакер для разобщения продуктивных пластов, скважинный штанговый насос с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713290
Дата охранного документа: 04.02.2020
06.03.2020
№220.018.0999

Способ термитной сварки стыкового соединителя с рельсом

Способ может быть использован для термитной сварки стыкового электротягового соединителя с боковой поверхностью головки рельса, например, на электрифицированном рельсовом транспорте при укладке новых рельсовых путей или при проведении на них ремонтно-восстановительных работ. Используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715927
Дата охранного документа: 04.03.2020
07.03.2020
№220.018.0a45

Способ получения полиненасыщенных жирных кислот с высоким содержанием арахидоновой кислоты в липидах воздушного мицелия гриба mortierella alpina (варианты)

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен способ получения полиненасыщенных жирных кислот с высоким содержанием арахидоновой кислоты в липидах воздушного мицелия гриба Mortierella alpina и его вариант. Способ включает культивирование гриба Mortierella alpina ВКПМ F-1280 при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716106
Дата охранного документа: 05.03.2020
07.03.2020
№220.018.0a4b

Система водного хозяйства населённого пункта

Изобретение относится к области очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых сточных вод и может быть использовано для очистки сточных вод малых населенных пунктов, коттеджных поселков, вахтовых поселков, образовательных и лечебных учреждений, в том числе инфекционных и туберкулезных больниц....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716126
Дата охранного документа: 05.03.2020
15.03.2020
№220.018.0c52

Способ оценки эффективности соляно-кислотной обработки скважины

Изобретение относится к методам оценки эффективности технологии интенсификации добычи нефти из карбонатных коллекторов способом соляно-кислотного воздействия и может быть использовано для экспресс-оценки эффективности кислотной обработки. Технический результат заключается в высокой точности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716670
Дата охранного документа: 13.03.2020
15.03.2020
№220.018.0c6d

Способ эксплуатации подземного газохранилища

Изобретение относится к эксплуатации подземных хранилищ природного газа, созданных в водоносном пласте или в истощенных газовых пластах с активной краевой водой. Технический результат – повышение эффективности эксплуатации подземного газохранилища. Предлагается способ, заключающийся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716673
Дата охранного документа: 13.03.2020
Показаны записи 41-46 из 46.
04.04.2018
№218.016.3441

Способ разработки залежи высоковязкой нефти

Изобретение относится к технологиям разработки нефтяных пластов. Технический результат - обеспечение воздействия на нефть как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, достижение более полной выработки пласта. В способе разработки залежи высоковязкой нефти, заключающемся в закачке в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646151
Дата охранного документа: 01.03.2018
04.04.2018
№218.016.36c0

Глубинный штанговый насос

Изобретение относится к технике добыче нефти, в частности к глубинным штанговым насосам, для использования в нефтедобывающей промышленности. Насос включает цилиндр с плунжером, всасывающим и нагнетательным клапанами. В нижней части цилиндра размещен контейнер с технологической жидкостью,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646522
Дата охранного документа: 05.03.2018
29.05.2018
№218.016.5338

Способ очистки аппарата воздушного охлаждения природного газа на компрессорной станции

Изобретение относится к области газовой промышленности, в частности к объектам магистрального газопровода, и может быть использовано при эксплуатации компрессорной станции. Способ очистки аппарата воздушного охлаждения природного газа на компрессорной станции заключается в том, что для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653630
Дата охранного документа: 11.05.2018
29.05.2018
№218.016.54a8

Состав для очистки теплообменного оборудования от отложений

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при обслуживании в процессе текущей эксплуатации и ремонте промышленного теплообменного оборудования, систем отопления жилых зданий и производственных помещений и другого теплоэнергетического оборудования, где в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654070
Дата охранного документа: 16.05.2018
29.03.2019
№219.016.edeb

Узел сбора конденсата системы очистки технологического газа компрессорной станции

Изобретение относится к области газовой промышленности, в частности к объектам магистрального газопровода, и может быть использовано для сокращения потерь природного газа при эксплуатации узла сбора конденсата системы очистки технологического газа компрессорной станции. Задачей изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683200
Дата охранного документа: 26.03.2019
16.05.2023
№223.018.62f7

Байпасная и импульсная обвязки линейных кранов в составе крановых узлов многониточных магистральных газопроводов, проложенных в одном технологическом коридоре

Изобретение относится к области эксплуатации магистральных газопроводов и может быть использовано для безопасного выполнения предремонтных (опорожнение) и предпусковых (заполнение участков магистральных газопроводов природным газом) операций, а также для создания резервного питания импульсным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002777810
Дата охранного документа: 10.08.2022
+ добавить свой РИД