×
16.02.2019
219.016.bafe

Способ производства сжиженного природного газа на компрессорной станции магистрального газопровода

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002680000
Дата охранного документа
14.02.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологиям производства сжиженного природного газа (СПГ). Способ производства СПГ включает разделение потока природного газа на технологический и продукционный потоки, расширение технологического потока газа и возвращение его обратным потоком с охлаждением продукционного потока газа, дросселирование продукционного потока газа после его охлаждения, разделение полученной парожидкостной смеси на паровую и жидкостную фазы с последующим направлением в обратный поток несконденсировавшегося природного газа. Процесс сжижения организуют на компрессорной станции магистрального газопровода. Замыкая цикл сжижения, сжимают обратный поток в компрессоре цикла и возвращают сжатый природный газ в цикл. Перед разделением потока в цикле сжижения поток охлаждают в предварительном теплообменнике. Пополняя цикл, отбирают дополнительный поток природного газа от компрессора газоперекачивающего агрегата, расширяют и направляют в дополнительный теплообменник на охлаждение технологического потока, после чего пропускают через предварительный теплообменник и направляют в цикл сжижения. Техническим результатом изобретения является снижение удельных энергозатрат на единицу продукта, повышение термодинамической эффективности цикла сжижения. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологиям производства сжиженного природного газа (СПГ) и может быть использовано для производства сжиженного природного газа на компрессорной станции (КС) магистрального газопровода.

Основные месторождения газа в России расположены на значительном расстоянии от крупных потребителей. Подача газа к ним осуществляется по магистральным газопроводам. Для транспортирования по магистральным газопроводам природного газа в достаточном количестве и на большие расстояния строят компрессорные станции (КС), которые устанавливаются на трассе газопровода через каждые 100÷200 км. КС - составная часть магистрального газопровода, предназначенная для обеспечения его расчетной пропускной способности за счет повышения давления газа на выходе КС. Целесообразно использовать имеющийся значительный перепад давлений природного газа, поступающего по магистральному газопроводу на КС, например, для производства сжиженного природного газа (СПГ).

Как правило, запатентованные технические решения по технологиям сжижения природного газа предлагают располагать установки по производству СПГ на газораспределительных станциях, что дает возможность использовать давление газа в газопроводе для реализации технологического цикла и тем самым исключить затраты на компрессоры и энергию для их привода. При реализации подобной схемы сжижается только часть газового потока, а оставшаяся часть с понижением давления направляется потребителю.

Однако, говоря о компрессорных станциях, необходимо отметить, что на выходе из КС давление газа обычно 55 60 атм., а в современных КС - до 120 атм. На входе около 40 атм., а в современных - до 85 атм. В итоге, имеется сжатый газ, энергию которого можно преобразовать в холод и получить сжиженный природный газ (СПГ). Организация производства СПГ на КС позволяет значительно увеличить энергоэффективность самого цикла производства СПГ за счет применения детандера с использованием газа, поступаемого от КС. Кроме этого, за счет дополнительного источника холода, полученного в детандере, увеличивается количество получаемого СПГ. Таким образом, одна из основных характеристик цикла сжижения - удельные энергозатраты на единицу продукта - значительно снижается и может достичь максимально положительного значения 0,21 кВт⋅ч/кг. При этом, применяемые на КС схемы цикла сжижения могут быть различные: дроссельные, детандерные, комбинированные и т.п.

Например, известен «Способ и устройство для охлаждения и/или ожижения углеводородного потока», защищенный патентом РФ №2499962, кл. F25J 1/02, опубл. 27.11.2013 г., при реализации которого поток углеводородов пропускают через несколько этапов охлаждения при помощи теплообменников, в которых испаряют жидкий хладагент.Также известно изобретение «Способ сжижения природного газа и устройство для его осуществления» по патенту РФ №2158400, кл. F25J 1/00, опубл. 27.10.2000 г., в котором способ включает разделение газа на два потока, очистку газа от примесей, охлаждение нерасширившегося газа в теплообменнике холодным газом из вихревой трубы, дросселирование газа и сбор сжиженного газа в накопительной емкости.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ ожижения природного газа по патенту РФ №2127855, кл. F25J 1/00, F25B 9/02, опубл. 20.03.1999 г., включающий разделение потока природного газа высокого давления на технологический и продукционный потоки, расширение технологического потока газа с понижением его температуры и возвращение его обратным потоком с охлаждением продукционного потока газа, дросселирование продукционного потока газа после его охлаждения с образованием парожидкостной смеси, разделение парожидкостной смеси на паровую и жидкостную фазы с последующим направлением в обратный поток несконденсировавшегося природного газа.

Основным недостатком известных технических решений является то, что при осуществлении технологического цикла процесса сжижения природного газа сохраняется достаточно высокое потребление электроэнергии.

Целью изобретения является повышение энергоэффективности процесса производства сжиженного природного газа, снижение удельных энергозатрат на единицу продукта, повышение термодинамической эффективности цикла сжижения.

Техническим результатом изобретения является разработка энергоэффективного способа, при котором процесс производства сжиженного природного газа осуществляют на компрессорной станции магистрального газопровода за счет использования сжатого газа КС.

Поставленная цель достигается тем, что способ производства сжиженного природного газа включает разделение потока природного газа на технологический и продукционный потоки, расширение технологического потока газа с понижением его температуры и возвращение его обратным потоком с охлаждением продукционного потока газа, дросселирование продукционного потока газа после его охлаждения с образованием парожидкостной смеси, разделение парожидкостной смеси на паровую и жидкостную фазы с последующим направлением в обратный поток несконденсировавшегося природного газа. Процесс сжижения организуют на компрессорной станции, используют для этого поток природного газа, поступающий на компрессорную станцию по магистральному газопроводу, при этом, замыкая цикл сжижения, сжимают обратный поток в компрессоре цикла и возвращают сжатый природный газ в цикл. Перед разделением потока в цикле сжижения, поток предварительно охлаждают в предварительном теплообменнике. Пополняя цикл, отбирают дополнительный поток природного газа от компрессора газоперекачивающего агрегата, расширяют дополнительный поток с понижением температуры и направляют в дополнительный теплообменник на охлаждение технологического потока, после чего пропускают через предварительный теплообменник и направляют в цикл сжижения. При этом регулируют расход дополнительного потока природного газа в соответствии с расходом сконденсировавшегося природного газа в цикле.

Такое осуществление способа производства сжиженного природного газа обеспечивает значительное повышение энергоэффективности получения СПГ за счет организации процесса производства на компрессорной станции магистрального газопровода и использования при этом сжатого газа КС. Кроме этого, отбираемый дополнительный поток природного газа от компрессора газоперекачивающего агрегата выступает дополнительным эффективным источником холода, тем самым значительно повышая термодинамическую эффективность процесса сжижения в целом.

Настоящее изобретение и его преимущества будут более понятны путем ссылки на последующее подробное описание и прилагаемый чертеж. На чертеже показана упрощенная блок-схема технологического процесса одного, но не ограничиваясь этим, конкретного конструктивного исполнения этого изобретения, иллюстрирующая процесс сжижения в соответствии с практическим применением этого изобретения. Различные требуемые вспомогательные системы, такие как клапаны, смесители потоков, системы регулирования и датчики исключены из чертежа в целях упрощения и ясности представления.

При реализации способа производства сжиженного природного газа процесс сжижения организуют на компрессорной станции магистрального газопровода. Поток природного газа отбирают из магистрального газопровода для направления его в цикл сжижения и разделяют поток природного газа на технологический и продукционный потоки. Далее, расширяют технологический поток газа с понижением его температуры и возвращают его обратным потоком с охлаждением продукционного потока газа. Охлаждают продукционный поток газа и дросселируют. Разделяют парожидкостную смесь на паровую и жидкостную фазы, при этом несконденсировавшийся природный газ направляют в обратный поток. После этого, замыкая цикл сжижения, сжимают обратный поток в компрессоре цикла и направляют сжатый природный газ на ожижение. Для предварительного охлаждения потоков, перед разделением этих потоков, устанавливают предварительный теплообменник. Отбирают дополнительный поток природного газа от компрессора газоперекачивающего агрегата, расширяют дополнительный поток с понижением температуры и направляют в дополнительный теплообменник 9 на охлаждение технологического потока, после чего пропускают через предварительный теплообменник и направляют в цикл сжижения. При осуществлении способа, измеряют и регулируют расход дополнительного потока природного газа в соответствии с расходом сконденсировавшегося природного газа в цикле.

В одном конкретном исполнении установка для реализации способа производства сжиженного природного газа на компрессорной станции магистрального газопровода работает следующим образом.

В данной установке предложена одна из многих возможных схем цикла сжижения - детандерная. Природный газ подают в КС из магистрального газопровода, разделяют поток природного газа на технологический и продукционный потоки. Технологический поток после охлаждения в дополнительном теплообменнике 9 направляют в детандер 4, расширяют и направляют обратным потоком в теплообменник 3 для охлаждения продукционного потока. Затем технологический поток поступает в предварительный теплообменник 2 и далее в компрессор 1 цикла. Продукционный поток охлаждается в теплообменниках 3, 5 и дросселируется посредством дросселя 6. Затем продукционный поток направляют в сепаратор 7, где разделяют образовавшуюся парожидкостную смесь на паровую и жидкостную фазы. Жидкостную фазу направляют потребителю сжиженного газа, а поток несконденсировавшегося природного газа обратным потоком подают через теплообменник 5 и соединяют с технологическим потоком. Обратный поток проходит через теплообменник 3 и предварительный теплообменник 2 и поступает на всасывание компрессора 1.

Вместе с этим, измеряют количество произведенного сжиженного газа и в соответствии с этим, пополняют цикл необходимым количеством природного газа организованным дополнительным потоком. Отбирают дополнительный поток природного газа от компрессора (на рисунке не показан) газоперекачивающего агрегата КС, расширяют дополнительный поток с понижением температуры в детандере 8 и направляют на охлаждение технологического потока в дополнительный теплообменник 9 для улучшения энергетических характеристик цикла. Далее, пропускают через предварительный теплообменник 2 и направляют в цикл сжижения для сохранения баланса масс.

В процессе разработки данного способа сжижения выполнены теплотехнические расчеты. Удельные энергозатраты на единицу продукта при реализации данного способа составляют 0,26 кВтч/кг СПГ. Параметры потока природного газа, рассчитанные при осуществлении данного способа сжижения, показаны в нижеприведенной таблице.

Таким образом, при осуществлении способа сжижения природного газа на компрессорной станции магистрального газопровода повышается термодинамическая эффективность цикла сжижения, значительно снижаются удельные энергозатраты на единицу продукта, повышается энергоэффективность процесса производства сжиженного природного газа.

Способ производства сжиженного природного газа, включающий разделение потока природного газа на технологический и продукционный потоки, расширение технологического потока газа с понижением его температуры и возвращение его обратным потоком с охлаждением продукционного потока газа, дросселирование продукционного потока газа после его охлаждения с образованием парожидкостной смеси, разделение парожидкостной смеси на паровую и жидкостную фазы с последующим направлением в обратный поток несконденсировавшегося природного газа, отличающийся тем, что процесс сжижения организуют на компрессорной станции магистрального газопровода, используют для этого поток природного газа, поступающий на компрессорную станцию по магистральному газопроводу, при этом, замыкая цикл сжижения, сжимают обратный поток в компрессоре цикла и возвращают сжатый природный газ в цикл, кроме этого, перед разделением потока в цикле сжижения поток предварительно охлаждают в предварительном теплообменнике, вместе с тем, пополняя цикл, отбирают дополнительный поток природного газа от компрессора газоперекачивающего агрегата, расширяют дополнительный поток с понижением температуры и направляют в дополнительный теплообменник на охлаждение технологического потока, после чего пропускают через предварительный теплообменник и направляют в цикл сжижения, при этом регулируют расход дополнительного потока природного газа в соответствии с расходом сконденсировавшегося природного газа в цикле.
Способ производства сжиженного природного газа на компрессорной станции магистрального газопровода
Способ производства сжиженного природного газа на компрессорной станции магистрального газопровода
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 20.
20.04.2013
№216.012.3778

Способ автоматического управления частотой вращения рабочих колес вентиляторов

Изобретение относится к вентиляторным установкам регулируемой производительности. При реализации способа автоматического управления частотой вращения рабочих колес вентиляторов в управляемой группе вентиляторов формируют управляемую группу вентиляторов, объединяют их одной интефейсной линией....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479753
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.01.2014
№216.012.9c5e

Способ регулируемого охлаждения масла или масловоздушной смеси и аппарат воздушного охлаждения с рециркуляционным воздушным потоком для осуществления этого способа

Способ и аппарат предназначены для регулируемого охлаждения масла в газотурбинных установках газоперекачивающих агрегатов, в аппаратах воздушного охлаждения масла или масловоздушной смеси. Для первой системы регулирования измеряют температуру охлаждаемых масла или масловоздушной смеси и с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505736
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.11.2014
№216.013.0472

Система управления аппаратами воздушного охлаждения

Изобретение относится к вентиляторным установкам регулируемой производительности. Система управления аппаратами воздушного охлаждения содержит регуляторы, датчики температуры, вентиляторы и теплообменники в аппаратах воздушного охлаждения, а также входной коллектор и выходной коллектор для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532536
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.09.2015
№216.013.75ec

Система нагрева топливного газа с когенерационной установкой

Изобретение относится к области машиностроения. Система нагрева топливного газа с когенерационной установкой, в которой когенерационная установка подключена к блоку управления, соединена трубопроводами подвода и отвода топливного газа с агрегатным блоком подготовки топливного газа (АБПТГ) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561777
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.01.2016
№216.013.a12f

Способ запуска газоперекачивающего агрегата

Изобретение относится к области машиностроения и теплотехники и может быть использовано в газотурбинных приводах газоперекачивающих агрегатов для разогрева газоперекачивающих агрегатов. Газоперекачивающий агрегат содержит компрессор, газотурбинный привод, газомасляный теплообменник, контуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572905
Дата охранного документа: 20.01.2016
13.02.2018
№218.016.200e

Способ производства компримированного природного газа на газораспределительной станции и бустер-компрессор для реализации такого способа

Изобретение относится к газовой промышленности, конкретно к технологиям производства компримированного природного газа, и может найти применение на газораспределительных станциях (ГРС). Способ производства компримированного природного газа на газораспределительной станции, при котором в месте...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641416
Дата охранного документа: 17.01.2018
13.02.2018
№218.016.2012

Способ производства сжиженного природного газа и компримированного природного газа на газораспределительной станции и комплекс для его реализации

Группа изобретений относится к газовой промышленности, а именно, к технологиям производства сжиженного природного газа и компримированного природного газа на газораспределительных станциях. Способ производства сжиженного природного газа и компримированного природного газа на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641410
Дата охранного документа: 17.01.2018
09.06.2018
№218.016.5cfe

Способ сжижения природного газа на газораспределительной станции и установка для его осуществления

Изобретение относится к области сжижения газов и может быть использовано при переработке природного газа на газораспределительной станции (ГРС). Отбираемый из магистрального газопровода природный газ, осушенный и очищенный от примесей, разделяют на три потока, которые одновременно направляют:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656068
Дата охранного документа: 01.06.2018
05.09.2018
№218.016.835b

Комплекс сжижения природного газа на газораспределительной станции

Изобретение относится к газовой промышленности, конкретно к технологиям производства сжиженного природного газа (СПГ) на газораспределительных станциях (ГРС). Комплекс сжижения природного газа на ГРС подключен к магистральному газопроводу и исполнен в виде соединенных между собой функциональных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665787
Дата охранного документа: 04.09.2018
30.05.2019
№219.017.6b52

Способ подогрева топливного газа в энергонезависимом газоперекачивающем агрегате

Изобретение относится к области машиностроения и теплотехники и может найти применение при разработке или модернизации газоперекачивающих агрегатов с газотурбинными установками. При реализации данного способа подогрева топливного газа одновременно обеспечивают дополнительный подогрев топливного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689508
Дата охранного документа: 28.05.2019
Показаны записи 1-10 из 23.
20.04.2013
№216.012.3778

Способ автоматического управления частотой вращения рабочих колес вентиляторов

Изобретение относится к вентиляторным установкам регулируемой производительности. При реализации способа автоматического управления частотой вращения рабочих колес вентиляторов в управляемой группе вентиляторов формируют управляемую группу вентиляторов, объединяют их одной интефейсной линией....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479753
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.01.2014
№216.012.9c5e

Способ регулируемого охлаждения масла или масловоздушной смеси и аппарат воздушного охлаждения с рециркуляционным воздушным потоком для осуществления этого способа

Способ и аппарат предназначены для регулируемого охлаждения масла в газотурбинных установках газоперекачивающих агрегатов, в аппаратах воздушного охлаждения масла или масловоздушной смеси. Для первой системы регулирования измеряют температуру охлаждаемых масла или масловоздушной смеси и с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505736
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.11.2014
№216.013.0472

Система управления аппаратами воздушного охлаждения

Изобретение относится к вентиляторным установкам регулируемой производительности. Система управления аппаратами воздушного охлаждения содержит регуляторы, датчики температуры, вентиляторы и теплообменники в аппаратах воздушного охлаждения, а также входной коллектор и выходной коллектор для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532536
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.09.2015
№216.013.75ec

Система нагрева топливного газа с когенерационной установкой

Изобретение относится к области машиностроения. Система нагрева топливного газа с когенерационной установкой, в которой когенерационная установка подключена к блоку управления, соединена трубопроводами подвода и отвода топливного газа с агрегатным блоком подготовки топливного газа (АБПТГ) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561777
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.01.2016
№216.013.a12f

Способ запуска газоперекачивающего агрегата

Изобретение относится к области машиностроения и теплотехники и может быть использовано в газотурбинных приводах газоперекачивающих агрегатов для разогрева газоперекачивающих агрегатов. Газоперекачивающий агрегат содержит компрессор, газотурбинный привод, газомасляный теплообменник, контуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572905
Дата охранного документа: 20.01.2016
13.02.2018
№218.016.200e

Способ производства компримированного природного газа на газораспределительной станции и бустер-компрессор для реализации такого способа

Изобретение относится к газовой промышленности, конкретно к технологиям производства компримированного природного газа, и может найти применение на газораспределительных станциях (ГРС). Способ производства компримированного природного газа на газораспределительной станции, при котором в месте...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641416
Дата охранного документа: 17.01.2018
13.02.2018
№218.016.2012

Способ производства сжиженного природного газа и компримированного природного газа на газораспределительной станции и комплекс для его реализации

Группа изобретений относится к газовой промышленности, а именно, к технологиям производства сжиженного природного газа и компримированного природного газа на газораспределительных станциях. Способ производства сжиженного природного газа и компримированного природного газа на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641410
Дата охранного документа: 17.01.2018
09.06.2018
№218.016.5cfe

Способ сжижения природного газа на газораспределительной станции и установка для его осуществления

Изобретение относится к области сжижения газов и может быть использовано при переработке природного газа на газораспределительной станции (ГРС). Отбираемый из магистрального газопровода природный газ, осушенный и очищенный от примесей, разделяют на три потока, которые одновременно направляют:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656068
Дата охранного документа: 01.06.2018
05.09.2018
№218.016.8345

Агрегатный газомасляный блок с детандер-генератором (варианты)

Изобретение относится к области машиностроения и теплотехники, а именно к средствам подготовки топливного газа. Агрегатный газомасляный блок (АГМБ) расположен в отдельном транспортабельном каркасе и содержит блоки фильтрации газа, замера расхода газа, два подключенных между собой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665764
Дата охранного документа: 04.09.2018
05.09.2018
№218.016.835b

Комплекс сжижения природного газа на газораспределительной станции

Изобретение относится к газовой промышленности, конкретно к технологиям производства сжиженного природного газа (СПГ) на газораспределительных станциях (ГРС). Комплекс сжижения природного газа на ГРС подключен к магистральному газопроводу и исполнен в виде соединенных между собой функциональных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665787
Дата охранного документа: 04.09.2018
+ добавить свой РИД