УСТАНОВКА РЕДУЦИРОВАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА С ПОЛУЧЕНИЕМ ГАЗОМОТОРНЫХ ТОПЛИВ
INSTALLATION FOR REDUCING NATURAL GAS TO PRODUCE GAS-ENGINE FUELS

Изобретение относится к устройствам для получения газомоторных топлив за счет использования перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами при редуцировании природного газа и может быть использовано в газовой промышленности.
Известен способ сжижения природного газа (СНГ) 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 с блоком осушки, предварительным теплообменником и детандером, соединенную с линией обратного газа с образованием линии газа низкого давления с предварительным и основным теплообменниками. Линия продукционного газа оснащена компрессором, кинематически связанным с детандером, блоками осушки и очистки, а также предварительным и основным теплообменниками, дроссельным вентилем и сепаратором с линиями обратного газа и слива СПГ.
Недостатком известной установки является низкий выход СПГ.
Наиболее близок к предлагаемому изобретению 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 технологического газа.
Недостатком известного комплекса является низкий выход СПГ из-за термодинамической неэффективности использования энергии редуцирования технологического газа для сжатия газа высокого давления, а также из-за установки дросселя в качестве редуцирующего устройства. Кроме того, в качестве газомоторных топлив комплекс вырабатывает только СПГ.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выхода газомоторных топлив и расширение их ассортимента.
Техническим результатом является увеличение выхода газомоторных топлив за счет установки холодильной машины, кинематически или электрически связанной с детандерами, а также за счет установки детандера взамен дросселя. Расширение ассортимента газомоторных топлив достигается за счет оснащения установки блоком фракционирования.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей выходную линию газа низкого давления и входную линию газа высокого давления, на которой установлен блок осушки с линиями ввода продувочного газа и вывода газа регенерации, холодильник и детандер, содержащая также рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и сепаратор, особенность заключается в том, что линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены холодильник с холодильной машиной, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен первый детандер и дефлегматор, соединенный с сепаратором линией подачи газа низкого давления и линией подачи газа дефлегмации, на которой в качестве редуцирующего устройства установлен второй детандер, а с рекуперационным теплообменником - линией ввода газа низкого давления, оснащенный линией подачи флегмы в линию подачи широкой фракции легких углеводородов из сепаратора в блок фракционирования, оборудованный линиями вывода сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции и линией подачи газа фракционирования в сепаратор, при этом холодильная машина кинематически или электрически связана с детандерами.
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.
Установка оборудована блоком осушки с регенерируемым адсорбентом и подачей газа регенерации в поток газа низкого давления. Блок фракционирования может быть выполнен, например, в виде ректификационной колонны. В качестве остальных элементов установки могут быть установлены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
Размещение холодильника с холодильной машиной, кинематически или электрически связанной с детандерами, позволяет использовать для привода холодильной машины энергию редуцирования технологических потоков и достигать дополнительного охлаждения газа, что увеличивает выход газомоторных топлив, так же, как и замена дросселя детандером. Оснащение установки блоком фракционирования позволяет получить сжиженный природный газ и пропан-бутановую фракцию и за счет этого расширить ассортимент газомоторных топлив.
Установка, показанная на схеме, включает блок осушки 1, холодильник 2, холодильную машину 3, детандеры 4 и 5, рекуперационный теплообменник 6, дефлегматор 7, сепаратор 8 и блок фракционирования 9. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 10, а на байпасе установки может быть установлена газораспределительная станция 11 (показано пунктиром).
При работе установки природный газ высокого давления, поступающий по линии 12, осушают в блоке осушки 1 (ввод продувочного газа не показан) и разделяют на два потока, первый поток по линии 13 подают на охлаждение в теплообменник 6, второй охлаждают в холодильнике 2, соединенном с холодильной машиной 3, и подают в линию 13. Объединенный поток редуцируют с помощью детандера 4 и направляют в нижнюю часть дефлегматора 7, где подвергают дефлегмации за счет противоточного охлаждения подаваемым по линии 14 из сепаратора 8 газом низкого давления, который затем нагревают в теплообменнике 6, смешивают с газом регенерации адсорбента, подаваемым из блока 1 по линии 15, и выводят с установки. Полученный газ дефлегмации по линии 16 подают в детандер 5, где редуцируют и совместно с газами фракционирования, направляемыми по линии 17 из блока 9, подают в сепаратор 8. Из низа сепаратора 8 по линии 18 выводят широкую фракцию легких углеводородов, которую смешивают с флегмой, подаваемой из низа дефлегматора 7 по линии 19, и подвергают фракционированию в блоке 9 с получением сжиженного природного газа и пропан-бутановой фракции, выводимых по линиям 20 и 21, соответственно. При необходимости объединенный газовый поток перед детандером 4 очищают от углекислого газа в блоке 10 (показано пунктиром).
Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход газомоторных топлив и расширить их ассортимент и может найти применение в газовой промышленности.