УСТАНОВКА ДЛЯ РЕДУЦИРОВАНИЯ ГАЗА И ПОЛУЧЕНИЯ СПГ
GAS REDUCTION AND LNG PRODUCTION INSTALLATION

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения сжиженного природного газа (СПГ) за счет перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами при отборе газа несколькими потребителями.
Известен способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации [RU 2541360, опубл. 10.02.2015 г., МПК F25J 1/00], который включает входную линию природного газа с фильтром-пылеуловителем, счетчиком газа, блоком осушки и фильтром, линию для утилизации тепла с теплообменником и регулятором давления, струйный компрессор, счетчик газа на выходе, блок очистки газа с фильтром, а также предварительный теплообменник, детандер-компрессорный агрегат со вспомогательными системами, основной теплообменник, дроссель, сепаратор и хранилище СПГ с криогенным насосом.
Недостатками известного комплекса является низкий выход СПГ.
Наиболее близки к предлагаемому изобретению установка сжижения природного газа и способ ее работы (варианты) [RU 2671665, опубл. 06.11.2018 г., МПК F25J 1/00], в одном из вариантов включающая блоки осушки и очистки газа, теплообменники: предварительный, основной, "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" и "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ", сепаратор, редуцирующее устройство (первый детандер), второй детандер и компрессор, соединенные посредством электрической и/или кинематической связи.
Недостатком данной установки является низкий выход СПГ и невозможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях газа.
Задачей изобретения является увеличение выхода СПГ и возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях.
Техническим результатом является увеличение выхода СПГ за счет снижения температуры продукционного газа путем установки испарителя компрессионной холодильной машины на линии технологического газа и возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях за счет установки вспомогательных линий отбора газа.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блоки осушки и очистки газа, предварительный и основной теплообменники, сепаратор, первый и второй детандеры и компрессор, соединенные между собой, особенность заключается в том, что в качестве компрессора установлен компрессор холодильной машины, линия осушенного природного газа высокого давления разделена на по меньшей мере одну линию вспомогательного газа, линии основного и вспомогательного технологического газа и линию продукционного газа, на которой последовательно расположены первая секция предварительного теплообменника, блок очистки, вторая секция предварительного теплообменника, основной теплообменник, первый детандер и сепаратор, оснащенный линией вывода СПГ и линией обратного газа с основным теплообменником, на линии основного технологического газа расположены первый испаритель холодильной машины, соединение с линией вспомогательного технологического газа, оснащенной вспомогательным холодильником, второй детандер и соединение с линией обратного газа, а на образованной этими линиями линии газа низкого давления расположен предварительный теплообменник, при этом вспомогательный холодильник расположен также на по меньшей мере одной линии вспомогательного газа, оснащенной вспомогательным детандером и вторым испарителем холодильной машины.
Компрессор может быть связан с детандерами с помощью кинематической связи и/или электрической связи, например, посредством электродвигателя, запитанного от электрогенераторов, соединенных с детандерами, и/или с помощью магнитной связи, например, с применением постоянных магнитов или электромагнитов, и/или с помощи гидравлической связи. Блок очистки может выполнен в виде узла адсорбционной очистки от углекислого газа. Второй испаритель холодильной машины и вспомогательный холодильник разделены на секции по числу линий вспомогательного газа. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
Предотвращение отложения твердого углекислого газа в технологических линиях достигается, например, за счет высокой скорости и/или турбулизации потока газа, а в теплообменниках - за счет исполнения в виде многосекционных аппаратов с возможностью периодического отключения секций для их прогрева и испарения отложений углекислого газа. При адсорбционной очистке газа в качестве продувочного газа может быть использована часть очищенного продукционного газа, а газ регенерации может быть направлен в линию газа низкого давления. В случае отгрузки СПГ при более низком давлении, чем давление его хранения, линия вывода СПГ соединена с редуцирующим устройством и сепаратором низкого давления, оснащенным линией вывода СПГ низкого давления и линией газа сепарации с компрессором, которая соединена с линией обратного газа.
Установка испарителя компрессионной холодильной машины перед детандером на линии технологического газа позволяет понизить температуру редуцированного технологического газа, а также продукционного газа, за счет чего увеличить выход СПГ. А оснащение установки вспомогательными линиями отбора газа дает возможность отбора газа несколькими потребителями при разных давлениях.
Установка включает блоки осушки 1 и очистки 2, предварительный 3 и основной 4 теплообменники, компрессионную холодильную машину 5 с испарителями 6 и 7, вспомогательный холодильник 8, первый 9, второй 10 и вспомогательный 11 детандеры (условно показан один вспомогательный детандер), и сепаратор 12. Пунктиром показано оборудование узла отгрузки: редуцирующее устройство 13, сепаратор 14 и компрессор 15.
При работе установки (фиг. 1) природный газ высокого давления, поступающий по линии 16, осушают в блоке 1 и разделяют на по меньшей мере один поток вспомогательного газа (условно показан один поток 17), потоки основного 18 и вспомогательного 19 технологического газа и продукционный газ 20, который охлаждают в первой секции теплообменника 3, очищают от углекислоты в блоке 2, затем охлаждают во второй секции теплообменника 3 и в теплообменнике 4, редуцируют с помощью детандера 9 и разделяют в сепараторе 12 на СПГ, выводимый по линии 21, и обратный газ, который по линии 22 подают в линию 18 после нагрева в теплообменнике 4. Основной технологический газ охлаждают в испарителе 6 холодильной машины 5, смешивают со вспомогательным технологическим газом, предварительно охлажденным в холодильнике 8, затем редуцируют в детандере 10, смешивают обратным газом, подаваемым по линии 22, полученный газ низкого давления нагревают в теплообменнике 3 и выводят по линии 23. Вспомогательный газ охлаждают в испарителе 7, редуцируют с помощью детандера 11, нагревают в холодильнике 8 и выводят потребителю (условно - одному). Пунктиром показана подача продувочного газа в блок 2 по линии 24 из линии 20, подача газа регенерации из блока 2 по линии 25 в линию 23, а также снижение давления СПГ путем редуцирования с помощью устройства 13, и разделения в сепараторе 14 на СПГ низкого давления, выводимый по линии 26, и газ сепарации, который сжимают компрессором 15 и подают по линии 27 в линию 22. Соединение детандеров 8, 9 и 10 с компрессором холодильной машины 5 показано штрихпунктиром.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход СПГ и может быть использована в промышленности.