СТАНЦИЯ СЖИЖЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА
NATURAL GAS LIQUEFACTION STATION

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в газовой промышленности для сжижения природного газа.
Известен способ частичного сжижения природного газа [RU 2525759, опубл. 20.08.2014 г., МПК F25J 1/00], который реализуют на установке, включающей предварительный теплообменник, регулирующий дроссель, подогревающий теплообменник, регулирующие дроссели продукционного и технологического потоков, ректификационную колонну с выходом кубовой жидкости, теплообменник-реконденсатор, регулирующий дроссель, сборник-сепаратор сжиженного природного газа и перепускной дроссель.
Недостатком известного устройства является низкий выход сжиженного природного газа из-за отсутствия устройств, обеспечивающих циркуляцию технологического потока.
Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ частичного сжижения природного газа и установка для его реализации [RU 2280826, опубл. 27.07.2006 г., МПК F25J 1/00], которая включает последовательно расположенные на линии природного газа примыкание линии обратного потока (технологического газа), компрессор с приводом от двигателя внутреннего сгорания, теплообменник (блок) предварительного охлаждения технологическим потоком, блок осушки и очистки газа от углекислоты (блок очистки газа), блок повторного охлаждения технологическим газом и отбросным потоком (газом сепарации), дроссельный вентиль и сепаратор (устройство для редуцирования и сепарации) с конденсатором-испарителем, после которого линия разветвлена на линию технологического газа и линию продуктового газа с дроссельным вентилем, соединенную с сепаратором с линиями вывода сжиженного природного газа и газа сепарации.
Недостатком данной установки является низкий выход сжиженного природного газа из-за недостаточной холодопроизводительности рекуперационного оборудования.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение выхода сжиженного природного газа.
Техническим результатом, получаемым при использовании изобретения, является повышение выхода сжиженного природного газа путем включения в состав установки (станции) оборудования для дополнительного охлаждения газа сторонним хладоагентом (например, воздухом) и собственным хладоагентом, получаемым с помощью чиллера за счет тепла отходящих газов привода компрессора.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей последовательно расположенные на линии природного газа: примыкание линии технологического газа, компрессор с приводом от двигателя внутреннего сгорания, блок предварительного охлаждения, блок повторного охлаждения технологическим газом и газом сепарации и разветвление на линии технологического и продуктового газа, а также блок очистки газа, устройство для редуцирования и сепарации, и редуцирующее устройство, особенность заключается в том, что блок очистки газа расположен перед примыканием линии технологического газа, блок предварительного охлаждения оснащен линиями ввода частично нагретого и вывода нагретого газа сепарации, линиями ввода/вывода внешнего хладоагента и соединен с чиллером линиями ввода/вывода собственного хладоагента, а разветвление линии природного газа расположено после блока повторного охлаждения, при этом устройство для редуцирования и сепарации установлено на линии продуктового газа, а редуцирующее устройство расположено на линии технологического газа, кроме того, чиллер соединен с приводом линиями ввода/вывода теплоносителя.
При сжижении природного газа, обогащенного азотом и другими легкими компонентами, в качестве устройства для редуцирования и сепарации целесообразно использовать отпарную колонну, оснащенную редуцирующим устройством и линиями ввода/вывода технологического газа.
Предлагаемая станция включает линию природного газа 1, на которой расположен блок очистки 2, примыкание линии нагретого редуцированного технологического газа 3, компрессор 4 с приводом от двигателя внутреннего сгорания 5, который соединен с чиллером 6 (например, абсорбционной холодильной машиной) линиями 7 подачи теплоносителя (например, отходящего газа) и с блоком очистки 2 линией подачи топливного газа 8, блок предварительного охлаждения природного газа 9, оснащенный линиями ввода/вывода внешнего хладоагента 10, например, воздуха, ввода/вывода собственного хладоагента 11, линиями ввода частично нагретого 12 и вывода нагретого газа сепарации 13, линиями ввода частично нагретого 14 и вывода нагретого редуцированного технологического газа 3, а также блок 15 повторного охлаждения природного газа редуцированным технологическим газом, подаваемым по линии 16, и газом сепарации, подаваемым по линии 17, после которого линия природного газа разветвлена на линию технологического газа 18 с установленным на ней редуцирующим устройством 19, оснащенным линией подачи технологического газа 16, и линию 20 продуктового газа с установленным на ней устройством для редуцирования и сепарации 21, оснащенным линиями вывода сжиженного природного газа 22 и линией подачи газа сепарации 17. При этом блок очистки 2 соединен с блоком 9 линией 13 подачи нагретого газа сепарации. Чиллер 6 может быть соединен с блоком 2 линией 9 подачи части топливного газа 23. При низком давлении природного газа на линии 1 может быть дополнительно установлен входной компрессор 24 (показан пунктиром).
При работе станции природный газ по линии 1 подают в блок 2, где очищают от паров воды, углекислого газа, тяжелых углеводородов, сернистых соединений и паров ртути, например, адсорбцией, смешивают с нагретым редуцированным технологическим газом, подаваемым по линии 3, сжимают компрессором 4, предварительно охлаждают в блоке 9 внешним хладоагентом и технологическими потоками, затем повторно охлаждают в блоке 15 редуцированным технологическим газом, подаваемым по линии 16, и газом сепарации, подаваемым по линии 17, и разделяют на технологический газ, подаваемый по линии 18 в редуцирующее устройство 19, и продуктовый газ, подаваемый по линии 20 в устройство для редуцирования и сепарации 21, из которого по линии 22 выводят сжиженный природный газ и по линии 17 - газ сепарации. Нагретый газ сепарации по линии 13 из блока 9 подают в блок 2 для использования, например, в качестве продувочного газа, а из блока 2 топливный газ, содержащий по меньшей мере часть удаленных из природного газа примесей, подают в привод 5 по линии 8 и, возможно, в чиллер 6 по линии 23. Из привода 5 в чиллер 6 по линии 7 подают теплоноситель, например, отходящий газ. При необходимости природный газ предварительно компримируют компрессором 24 (показан пунктиром).
Предлагаемая станция позволяет получить сжиженный природный газ с выходом не менее 90%, что существенно превышает аналогичный показатель прототипа - 60%.
Таким образом, предлагаемая станция позволяет увеличить выход сжиженного природного газа и может найти применение в газовой промышленности.