УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО ПРОПАНА

Полезная модель относится к переработке газа, а именно к устройствам для получения жидкого пропана, предназначенного для обеспечения искусственным холодом установок получения гелия.
Известна насосно-эжекторная установка получения жидкого пропана, бутана, изобутана, или их смесей, описанная в способе их получения по патенту РФ №2167344, 7 МПК F 04 F 5/54, F 25 J 1/00, приоритет от 10.12.1999 г., опубл. 20.05.2001 г. в Бюл. №14. Установка содержит насос, сепаратор, жидкостно-газовый струйный аппарат, холодильник-теплообменник и магистрали подвода и отвода жидкой среды, выхода сжатого газа, жидкого пропана и подвода сжимаемого газа.
Данная установка обладает относительно низким коэффициентом сжижения.
Известна также холодильная установка парокомпрессионного типа для сжижения газа, содержащая компрессор, водяной теплообменник, конденсатор и испаритель (Сжижение и разделение углеводородных газов. Сборник под ред. АН УССР, Институт использования газа, труды, книга 9, выпуск 2, АН УССР, Киев, 1961, с.27-34).
Применение при сжижении газов в холодильной установке в качестве хладагента только технической воды экономически не выгодно по сравнению с воздухом вследствие относительно высокой стоимости водоподготовки и обслуживания систем водоснабжения, что снижает эффективность установки.
Наиболее близкой к заявляемой по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является используемая на Оренбургском гелиевом заводе пропановая холодильная установка (Технологический регламент ТР-3-41-02 на эксплуатацию пропановой
холодильной установки №24 II очереди гелиевого завода. Утв. главным инженером ГЗ 09.04.2002 г.).
Установка включает отделитель-переохладитель с линиями подачи газообразного и выхода жидкого пропана, соединенный с последовательно установленными турбокомпрессором, воздушным холодильником, ресивером и промежуточным сосудом с линией отбора части жидкого пропана, соединенным одним выходом с турбокомпрессором, а другим выходом с отделителем-переохладителем. Отделитель-переохладитель и промежуточный сосуд на выходе газообразного пропана снабжены каплеотбойной сеткой, предотвращающей попадание капель жидкого пропана на всас турбокомпрессора.
Установка работает следующим образом.
Газообразный пропан с установки получения гелия с температурой не ниже минус 38°С и давлением 0,025-0,106 МПа поступает на сепарацию в отделитель-переохладитель. Пары пропана, свободные от капель жидкого пропана, поступают в турбокомпрессор, где сжимаются до давления 1,65 МПа и температуры 140°С, затем поступают на конденсацию в воздушный холодильник, откуда жидкий пропан, охлажденный до температуры 47°С, самотеком поступает в ресивер. Из ресивера жидкий пропан поступает в трубную часть промежуточного сосуда для частичного переохлаждения за счет кипения пропана в межтрубном пространстве. Испарившийся пропан из промежуточного сосуда поступает на промподсос в турбокомпрессор, а переохлажденный пропан с температурой 3°С из трубного пространства промежуточного сосуда поступает в трубное пространство отделителя-переохладителя. При этом часть жидкого пропана из этого потока отбирается и подается в промежуточный сосуд на собственное переохлаждение. Жидкий пропан в отделителе-переохладителе окончательно переохлаждается до температуры минус 24°С и направляется к потребителям холода. При этом часть жидкого пропана из линии выхода жидкого пропана отбирается и направляется в отделитель-переохладитель на собственное переохлаждение.
При расчетной температуре окружающего воздуха 30,7°С фактически в жаркий период года температура воздуха достигает 45°С и выше, что приводит к потерям холода на оборудовании и трубопроводах холодильной установки. По той же причине вследствие повышения температуры входящего потока сырьевого газа выше установленных норм возникает недостаток пропанового холода, в результате чего гелиевые блоки приходится разгружать. Это дестабилизирует работу установки. Кроме того, в жаркий период года увеличивается расход дополнительно отбираемого жидкого пропана, направляемого в промежуточный сосуд на собственное переохлаждение, что существенно снижает выход жидкого пропана с пропановой холодильной установки и приводит к значительному снижению эффективности работы установки в летний период.
Заявляемая полезная модель решает задачу повышения эффективности установки и обеспечение ее стабильной работы в летний период.
Поставленная задача в предлагаемой установке получения жидкого пропана, содержащей отделитель-переохладитель с линиями подачи газообразного и выхода жидкого пропана, соединенный с последовательно установленными турбокомпрессором, воздушным холодильником, ресивером и промежуточным сосудом с линией отбора части жидкого пропана, соединенным одним выходом с турбокомпрессором, а другим выходом с отделителем-переохладителем, решается тем, что она дополнительно снабжена водяным холодильником, установленным между ресивером и промежуточным сосудом.
Отличительными признаками предлагаемой полезной модели от указанной выше, наиболее близкой к ней, является наличие водяного холодильника, установленного между ресивером и промежуточным сосудом.
В жаркий период целесообразно использовать комбинированное охлаждение, где основное охлаждение осуществляется хладагентом-воздухом, а дополнительное охлаждение производится хладагентом-водой.
Дополнительное охлаждение пропана водой в водяном холодильнике способствует понижению его температуры с 47°С до 30°С. Подача дополнительно охлажденного пропана в промежуточный сосуд позволит уменьшить количество жидкого пропана, отбираемого на собственное переохлаждение, и тем самым увеличить его выход.
Использование такого дешевого, общедоступного, невоспламеняемого и безвредного хладагента как вода способствует обеспечению технической безопасности работы установки.
Технический результат, достигаемый за счет наличия отличительных признаков, состоит в обеспечении возможности получения дополнительного количества жидкого пропана на выходе с установки.
Таким образом, новая совокупность существенных признаков в предлагаемой установке позволяет повысить эффективность и экономичность установки и обеспечивает стабильность ее работы в летний период.
На чертеже представлена схема предлагаемой установки получения жидкого пропана.
Установка содержит отделитель-переохладитель 1 с линией 2 подачи газообразного пропана и линией 3 выхода жидкого пропана, соединенный с последовательно установленными турбокомпрессором 4, воздушным холодильником 5, ресивером 6, водяным холодильником 7 и промежуточным сосудом 8. Один выход промежуточного сосуда 8 соединен линией 9 промподсоса с турбокомпрессором 4, а другой линией 10 выхода жидкого пропана соединен с отделителем-переохладителем 1. Причем линия 10 выхода жидкого пропана соединена с промежуточным сосудом 8 линией 11 отбора части жидкого пропана. Линия 3 выхода жидкого пропана соединена с отделителем-переохладителем 1 линией 12 отбора части пропана. Отделитель-переохладитель 1 и промежуточный сосуд 8 на выходе газообразного пропана снабжены каплеотбойной сеткой (на схеме не
показано), предотвращающей попадание капель жидкого пропана на всас турбокомпрессора 4.
Установка работает следующим образом.
Газообразный пропан с установки получения гелия с температурой минус 36°С и давлением, соответствующим давлению всаса турбокомпрессора 4, поступает по линии 2 в отделитель-переохладитель 1, где происходит отделение жидкой фазы от газообразного пропана. Пары пропана, свободные от капель жидкого пропана, поступают в турбокомпрессор 4, где сжимаются до давления 1,65 МПа и температуры 140°С, после чего поступают на конденсацию в воздушный холодильник 5, откуда жидкий пропан с температурой 47°С самотеком поступает в ресивер 6. Из ресивера 6 жидкий пропан поступает в водяной холодильник 7, где охлаждается до температуры 30°С и поступает в трубную часть промежуточного сосуда 8 для частичного переохлаждения за счет кипения пропана в межтрубном пространстве. Испарившийся пропан из промежуточного сосуда 8 поступает по линии 9 на промподсос в турбокомпрессор 4, а переохлажденный пропан с температурой 3°С из трубного пространства промежуточного сосуда 8 поступает в трубное пространство отделителя-переохладителя. 1. При этом часть жидкого пропана из потока по линии 10 отбирается и подается по линии 11 в промежуточный сосуд 8 на собственное переохлаждение. Жидкий пропан, поступивший в отделитель-переохладитель 1, окончательно переохлаждается до температуры минус 24°С и по линии 3 направляется к потребителям холода. При этом часть пропана из потока по линии 3 выхода жидкого пропана отбирается и подается по линии 12 в отделитель-переохладитель 1 на собственное переохлаждение.
Заявляемая установка получения жидкого пропана используется на Оренбургском гелиевом заводе. В качестве водяного холодильника применяется холодильник производства «Альфа-Лаваль».
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает понижение температуры жидкого пропана на входе в промежуточный сосуд с 47°С до 30°С. За счет уменьшения отбора количества жидкого пропана, направляемого на собственное переохлаждение промежуточного сосуда, увеличивается выход жидкого пропана с установки в целом. Это позволяет повысить эффективность установки и обеспечить стабильность ее работы в летний период. Применение воды в качестве хладагента повышает экономичность установки и способствует повышению экологической безопасности процесса.