RU2151979C1 - Universal plant for liquefaction of gases and their storage on the basis of vessel with nitrogen screen - Google Patents

Universal plant for liquefaction of gases and their storage on the basis of vessel with nitrogen screen Download PDF

Info

Publication number
RU2151979C1
RU2151979C1 RU99107732/06A RU99107732A RU2151979C1 RU 2151979 C1 RU2151979 C1 RU 2151979C1 RU 99107732/06 A RU99107732/06 A RU 99107732/06A RU 99107732 A RU99107732 A RU 99107732A RU 2151979 C1 RU2151979 C1 RU 2151979C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nitrogen
gas
line
storage
gases
Prior art date
Application number
RU99107732/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.Г. Кириллов
Original Assignee
Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского filed Critical Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского
Priority to RU99107732/06A priority Critical patent/RU2151979C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2151979C1 publication Critical patent/RU2151979C1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0221—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using the cold stored in an external cryogenic component in an open refrigeration loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0225—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using other external refrigeration means not provided before, e.g. heat driven absorption chillers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F25J1/0264—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams
    • F25J1/0265—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams comprising cores associated exclusively with the cooling of a refrigerant stream, e.g. for auto-refrigeration or economizer
    • F25J1/0268—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams comprising cores associated exclusively with the cooling of a refrigerant stream, e.g. for auto-refrigeration or economizer using a dedicated refrigeration means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/42—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/908—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by regenerative chillers, i.e. oscillating or dynamic systems, e.g. Stirling refrigerator, thermoelectric ("Peltier") or magnetic refrigeration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/62—Details of storing a fluid in a tank

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: liquefaction and storage of gases. SUBSTANCE: gas liquefaction line in the universal plant connects the mainline to a heat-insulated vessel for storage of liquefied gas and uses a throttle valve and an intermediate heat exchanger. The closed nitrogen line passes through the intermediate heat exchanger. The heat-insulated vessel is made with a nitrogen screen connected to the condenser of the Stirling cryogenic machine through a closed-circuit liquid line with a Dewar flask, high-pressure pump and a check valve positioned in it. The condensing coil-pipe of the gas liquefaction line is located in the area of the nitrogen screen. EFFECT: enhanced efficiency and reduced costs at production, storage and use of liquefied gases. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области криогенной техники, криогенных газовых холодильных машин, работающих по циклу Стирлинга, а также получения и хранения сжиженных газов, например природного газа. The invention relates to the field of cryogenic technology, cryogenic gas refrigeration machines operating on the Stirling cycle, as well as the production and storage of liquefied gases, such as natural gas.

Известно, что для сжижения газов используются различные циклы, например с дросселированием или детандерные, однако в области криогенных температур (60 - 160 К) наиболее высокоэффективным циклом является цикл с холодильной машиной, работающей по циклу Стирлинга. Эффективность криогенных машин Стирлинга практически в 2 раза выше по сравнению с другими установками, применяемыми для сжижения газов. (Усюкин И.П. Установки, машины и аппараты криогенной техники. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, стр. 185 - 186). It is known that various cycles are used for gas liquefaction, for example, with throttling or expander, however, in the cryogenic temperature range (60 - 160 K), the most highly efficient cycle is a cycle with a refrigerating machine operating on the Stirling cycle. The efficiency of cryogenic Stirling machines is almost 2 times higher compared to other plants used for gas liquefaction. (IP Usyukin. Installations, machines and apparatuses of cryogenic equipment. M: Light and food industry, 1982, p. 185 - 186).

Известно из криогенной техники, что температура кипения азота соответствует температуре -196oC (77 К), а также использование жидкого азота как охлаждающей жидкости. (Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П. Малкова/. Изд.: "Иностр. литература". М., 1961, стр. 43). Однако, в технологиях по производству сжиженного природного газа, жидкий азот ранее не использовался.It is known from cryogenic technology that the boiling point of nitrogen corresponds to a temperature of -196 o C (77 K), as well as the use of liquid nitrogen as a coolant. (Questions of deep cooling. / Collection of articles edited by prof. MP Malkov /. Ed .: "Foreign Literature". M., 1961, p. 43). However, in technologies for the production of liquefied natural gas, liquid nitrogen has not been previously used.

Известно, что сжиженный природный газ рассматривается как перспективное жидкое топливо, а температура кипения сжиженных природных газов соответствует температуре -162oC (113 К). (Нефтегазовая вертикаль. /Анал. журнал 9 - 10 (24 - 25). М. , 1998, стр. 123/). Однако существует проблема высокоэффективного получения и хранения сжиженного природного газа, как криогенной жидкости.It is known that liquefied natural gas is considered as a promising liquid fuel, and the boiling point of liquefied natural gases corresponds to a temperature of -162 o C (113 K). (Oil and gas vertical. / Anal. Journal 9 - 10 (24 - 25). M., 1998, p. 123 /). However, there is a problem of highly efficient production and storage of liquefied natural gas as a cryogenic liquid.

Известны технические решения для газификации сжиженных газов перед их раздачей потребителями с применением насосов высокого давления (Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П. Малкова/. Изд.: "Иностр. литература". М., 1961, стр. 287 - 288). Known technical solutions for the gasification of liquefied gases before distribution by consumers using high pressure pumps (Questions of deep cooling. / Sat articles edited by prof. MP Malkov /. Ed .: "Foreign Literature". M., 1961 , p. 287 - 288).

Известно устройство сосуда Дъюара для жидкого азота с вакуумно-порошковой изоляцией (Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд. - М.: Энергоиздат, 1981, стр. 202). A device of a Dyuar vessel for liquid nitrogen with vacuum-powder insulation is known (Sokolov E.Ya., Brodyansky V.M. Energy principles of heat transformation and cooling processes. Textbook for universities. - 2nd ed. - M.: Energoizdat, 1981, p. 202).

Известно, что ввиду внешних теплопритоков в емкостях с криогенными жидкостями образуется выпар (пары сжиженных газов), количество которого зависит от многих факторов: формы емкостей; типов теплоизоляции и т.д. (Р.Б. Скотт. Техника низких температур. Перевод под ред. проф. М.П. Малкова. М.: Изд. иностр. литер. , 1962, стр. 250). Однако выброс выпара за пределы емкости для хранения сжиженных газов приводит либо к потери ценного продукта, либо к загрязнению окружающей среды. It is known that due to external heat inflows in tanks with cryogenic liquids, vapor is formed (vapor of liquefied gases), the amount of which depends on many factors: the shape of the tanks; types of insulation, etc. (RB Scott. The technique of low temperatures. Translation under the editorship of prof. MP Malkov. M: Publishing House of Foreign Literature., 1962, p. 250). However, the release of vapor outside the liquefied gas storage tank results in either the loss of a valuable product or environmental pollution.

Известно устройство газовой холодильной машины "Филипса", работающей по обратному циклу Стирлинга, предназначенной для ожижения воздуха. (Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П. Малкова/. Изд.: "Иностр. литература". М. , 1961, стр. 35). Однако использование жидкого воздуха в различных технологиях требует повышенных мер взрыво- и пожаробезопасности, а также ранее данные машины не применялись в технологиях для сжижения и хранения сжиженного природного газа. A device of the gas refrigerating machine "Philips", operating on the reverse Stirling cycle, designed to liquefy the air. (Questions of deep cooling. / Collection of articles edited by prof. MP Malkov /. Ed .: "Foreign Literature". M., 1961, p. 35). However, the use of liquid air in various technologies requires increased explosion and fire safety measures, and previously these machines were not used in technologies for liquefying and storing liquefied natural gas.

Известны конструкции сосудов для хранения и перевозки жидких газов с малыми потерями на испарение на основе азотного экрана, включающие в себя сосуд с жидким газом, размещенным в сосуде с жидким азотом, и предохранительным клапаном для выпуска паров азота. (Р.Б. Скотт. Техника низких температур. Перевод под ред. проф. М.П. Малкова. М.: Изд. иностр. литер., 1962, стр. 257 - 258). Однако в данных технических решениях жидкий азот используется только для уменьшения внешних теплопритоков, не рассматриваются вопросы использования жидкого азота для снижения газов, а также вопросы сохранения азота, и следовательно, эффективность азотного экрана будет постоянно снижаться с испарением жидкого азота и выбросом его паров в окружающую среду. Known designs of vessels for storing and transporting liquid gases with low evaporation losses based on a nitrogen screen, including a vessel with liquid gas placed in a vessel with liquid nitrogen, and a safety valve for the release of nitrogen vapor. (RB Scott. The technique of low temperatures. Translation under the editorship of prof. MP Malkov. M: Publishing House of Foreign Literature, 1962, p. 257 - 258). However, in these technical solutions, liquid nitrogen is used only to reduce external heat inflows, issues of using liquid nitrogen to reduce gases, and issues of nitrogen conservation are not considered, and therefore, the efficiency of the nitrogen screen will constantly decrease with the evaporation of liquid nitrogen and the release of its vapor into the environment .

Известна установка, позволяющая осуществить сжижение и хранение газа, содержащая линию сжижения газа, соединяющую магистральный газопровод с теплоизолированной емкостью для хранения сжиженного газа с размещенными на ней дроссельным клапаном и промежуточным теплообменником, а также замкнутый контур с дроссельным клапаном, газовая линия которого проходит через промежуточный теплообменник (Патент US N 3914949, F 25 J 1/02, 1975). Однако в целях повышения эффективности установки в целом целесообразно применить замкнутый азотный контур с криогенной машиной Стирлинга для переконденсации азота. A known installation that allows liquefaction and storage of gas, containing a gas liquefaction line connecting the main gas pipeline with a heat-insulated container for storing liquefied gas with a throttle valve and an intermediate heat exchanger placed on it, as well as a closed circuit with a throttle valve, the gas line of which passes through an intermediate heat exchanger (US Pat. No. 3,914,949, F 25 J 1/02, 1975). However, in order to increase the efficiency of the installation as a whole, it is advisable to use a closed nitrogen circuit with a cryogenic Stirling machine for nitrogen condensation.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности системы и снижении материальных затрат при получении, хранении и использовании сжиженных газов, например природного газа, а также в повышении безопасности эксплуатации данных систем и снижении экологического загрязнения окружающей среды. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of the system and reduce material costs in the receipt, storage and use of liquefied gases, such as natural gas, as well as to increase the safety of operation of these systems and reduce environmental pollution.

Для достижения этого технического результата, универсальная установка для сжижения газов и их хранения, содержащая линию снижения газа, соединяющего магистральный газопровод с теплоизолированной емкостью для хранения сжиженного газа с размещенными на ней дроссельным клапаном и промежуточным теплообменником, а также замкнутый контур с дроссельным клапаном, газовая линия которого проходит через промежуточный теплообменник, снабжена криогенной машиной Стирлинга, через конденсатор которой проходит замкнутый контур, заполненный азотом, при этом теплоизолированная емкость выполнена с азотным экраном, соединенным с конденсатором криогенной машины Стирлинга жидкостной линией замкнутого контура, с размещенной на ней сосудом Дъюара, насосом высокого давления и обратным клапаном, а линия сжижения газа снабжена регулирующим клапаном и конденсирующим змеевиком, расположенным в области азотного экрана. To achieve this technical result, a universal installation for liquefying gases and their storage, containing a gas reduction line connecting the main gas pipeline with a heat-insulated container for storing liquefied gas with a throttle valve and an intermediate heat exchanger placed on it, as well as a closed circuit with a throttle valve, gas line which passes through an intermediate heat exchanger, is equipped with a cryogenic Stirling machine, through which a closed loop filled with nitrogen passes through a condenser the thermally insulated container is made with a nitrogen shield connected to the condenser of the cryogenic Stirling machine by a closed-circuit liquid line with a Dewar vessel placed on it, a high pressure pump and a check valve, and the gas liquefaction line is equipped with a control valve and a condensing coil located in the nitrogen region screen.

Введение в состав универсальной установки для сжижения газов и их хранения криогенной машины Стирлинга, замкнутого азотного контура, соединяющего конденсатор криогенной машины Стирлинга с азотным экраном теплоизолированной емкостью для хранения сжиженного газа, и конденсирующего змеевика в зоне азотного экрана, расположенного на линии сжижения природного газа, позволяет получить новое свойство, заключающееся в высокоэффективном сжижении природного газа за счет теплообмена с жидким азотом, в высокоэффективном хранении сжиженного газа за счет применения азотного экрана с возможностью переконденсации паров азотного экрана в криогенной машине Стирлинга, снижении затрат мощности холодильной машины за счет применения высокоэффективного холодильного цикла и эффекта дросселирования газов на различных участках универсальной установки. The introduction of a cryogenic Stirling machine, a closed nitrogen circuit connecting the condenser of the cryogenic Stirling machine with a nitrogen insulated tank for storing liquefied gas, and a condensing coil in the zone of the nitrogen screen located on the liquefaction line of natural gas, allows to obtain a new property, which consists in highly efficient liquefaction of natural gas due to heat exchange with liquid nitrogen, in highly efficient storage of liquefied g by the use of the screen, with the nitrogen vapor recondensation screen nitrogen in cryogenic Stirling machine, reducing costs chiller capacity through the use of a highly efficient refrigeration cycle gases and the throttling effect on different parts of the universal installation.

На чертеже изображена универсальная установка для сжижения газов и их хранения. The drawing shows a universal installation for liquefying gases and their storage.

В состав установки входит криогенная машина Стирлинга 1, замкнутый азотный контур, состоящий из линии жидкого азота 2 и линии газообразного азота 3, линия сжижения газа 4, теплоизолированная емкость для хранения сжиженного газа 5 с азотным экраном 6. Линия жидкого азота 2 начинается из конденсатора (не показан) холодильной машины Стирлинга 1 и включает в себя сосуд Дъюара 7, насос высокого давления 8, обратный клапан 9 и заканчивается в азотном экране 6. Линия газообразного азота начинается в газосодержащей зоне азотного экрана 6, включает в себя дроссельный клапан 10 и заканчивается в конденсаторе машины Стирлинга 1. Линия сжижения газа 4 соединяет магистральный газопровод 11 с теплоизолированной емкостью для хранения сжиженного газа 5 с азотным экраном 6 и включает в себя регулирующий клапан 12, дроссельный клапан 13, промежуточный теплообменник 14 и конденсирующий змеевик 15, расположенный в области азотного экрана 6. The installation includes a cryogenic Stirling machine 1, a closed nitrogen circuit, consisting of a line of liquid nitrogen 2 and a line of gaseous nitrogen 3, a line for liquefying gas 4, a thermally insulated container for storing liquefied gas 5 with a nitrogen screen 6. The line of liquid nitrogen 2 starts from a condenser ( not shown) of the Stirling refrigeration machine 1 and includes a Dewar vessel 7, a high pressure pump 8, a check valve 9 and ends in a nitrogen screen 6. The nitrogen gas line starts in the gas containing zone of the nitrogen screen 6, includes the gas valve 10 and ends in the condenser of the Stirling machine 1. The gas liquefaction line 4 connects the main gas pipeline 11 with a thermally insulated container for storing liquefied gas 5 with a nitrogen shield 6 and includes a control valve 12, a throttle valve 13, an intermediate heat exchanger 14 and a condensing coil 15 located in the area of the nitrogen screen 6.

Универсальная установка для сжижения газов и их хранения с азотным экраном работает следующим образом. A universal installation for liquefying gases and storing them with a nitrogen screen works as follows.

Природный газ повышенного давления из магистрального газопровода 11 по линии сжижения газа 4 поступает в конденсирующий змеевик 15, расположенный в азотном экране 6 теплоизолированной емкости для хранения сжиженного газа 5, для сжижения, процесс которого происходит за счет теплообмена с жидким азотом азотного экрана 6. Предварительно природный газ охлаждается при прохождении через дроссельный клапан 13 и промежуточный теплообменник 14. Из змеевика 15 сжиженный природный газ сливается в емкость 5 для хранения. Для регулирования подачи природного газа из газопровода 11 предусмотрен регулирующий клапан 12. Жидкий азот азотного экрана 6 используется для выполнения двух функций: сжижение природного газа и исключение внешних теплопритоков в емкость 5. Для своевременной подачи жидкого азота в азотный экран 6 и обеспечения сжижения природного газа предусмотрен замкнутый азотный контур, состоящий из линии слива жидкого азота 2 и линии газообразного азота 3. При теплообмене с природным газом жидкий азот азотного экрана 6 испаряется, переходит в газообразное состояние с повышением давления, и из верхней части азотного экрана 6 по линии газообразного азота 3 поступает в промежуточный теплообменник 14, где охлаждает газообразный природный газ перед конденсирующим змеевиком 15. После теплообмена с природным газом в теплообменнике 14 газообразный азот, проходя через дроссельный клапан 10, охлаждается и поступает в конденсатор (не показан) криогенной машины Стирлинга 1, где газообразный азот сжижается. Жидкий азот из конденсатора холодильной машины Стирлинга 1 по линии слива 2 сливается в сосуд Дъюара 7 и насосом повышенного давления 8 через обратный клапан 9 подается в азотный экран 6. Обратный клапан 9 предотвращает движение рабочей среды в обратном направлении. Наличие замкнутого азотного контура предотвращается загрязнение окружающей среды за счет отсутствия выброса выпара азотного экрана за пределы универсальной установки. Natural gas of high pressure from the main gas pipeline 11 through a gas liquefaction line 4 enters a condensing coil 15 located in the nitrogen shield 6 of a heat-insulated container for storing liquefied gas 5, for liquefaction, the process of which occurs through heat exchange with liquid nitrogen of the nitrogen shield 6. Pre-natural the gas is cooled as it passes through the throttle valve 13 and the intermediate heat exchanger 14. From the coil 15, liquefied natural gas is discharged into a storage tank 5. To regulate the supply of natural gas from the gas pipeline 11, a control valve 12 is provided. Liquid nitrogen of the nitrogen screen 6 is used to perform two functions: liquefying natural gas and eliminating external heat influx into the tank 5. For timely supply of liquid nitrogen to the nitrogen screen 6 and ensuring the liquefaction of natural gas closed nitrogen circuit, consisting of a line for discharging liquid nitrogen 2 and a line of gaseous nitrogen 3. During heat exchange with natural gas, the liquid nitrogen of nitrogen screen 6 evaporates, passes into gas The second state with increasing pressure, and from the top of the nitrogen screen 6 through the line of gaseous nitrogen 3 enters the intermediate heat exchanger 14, where it cools the gaseous natural gas in front of the condensing coil 15. After heat exchange with natural gas in the heat exchanger 14, nitrogen gas passing through the throttle valve 10 is cooled and supplied to a condenser (not shown) of the cryogenic Stirling machine 1, where gaseous nitrogen is liquefied. Liquid nitrogen from the condenser of the Stirling refrigeration machine 1 is discharged through the drain line 2 into the Dewar vessel 7 and is supplied to the nitrogen screen 6 through the check valve 9 through the check valve 9. The check valve 9 prevents the medium from moving in the opposite direction. The presence of a closed nitrogen circuit prevents the pollution of the environment due to the absence of the release of the vapor of the nitrogen screen outside the universal installation.

Источники информации
1. Усюкин И. П. Установки, машины и аппараты криогенной техники. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, стр. 185 - 186.Sources of information
1. Usyukin I.P. Installations, machines and apparatuses of cryogenic equipment. - M .: Light and food industry, 1982, p. 185 - 186.

2. Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П. Малкова/. Изд.: "Иностр. литература". М., 1961, стр. 43. 2. Issues of deep cooling. / Sat articles edited by prof. M.P. Malkova. Publisher: "Foreign Literature". M., 1961, p. 43.

3. Нефтегазовая вертикаль. /Аналитический журнал/ 9 - 10 (24 - 5). М., 1998, стр. 123. 3. Oil and gas vertical. / Analytical journal / 9 - 10 (24 - 5). M., 1998, p. 123.

4. Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П. Малкова/. Изд.: "Иностр. литература". М., 1961, стр. 287 - 288. 4. Issues of deep cooling. / Sat articles edited by prof. M.P. Malkova. Publisher: "Foreign Literature". M., 1961, p. 287 - 288.

5. Соколов Е. Я. , Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд. - М.: Энергоиздат, 1981, стр. 202. 5. Sokolov E. Ya., Brodyansky V.M. Energy fundamentals of heat transformation and cooling processes. Textbook manual for universities. - 2nd ed. - M.: Energoizdat, 1981, p. 202.

6. Р. Б. Скотт. Техника низких температур. Перевод под ред. проф. М.П. Малкова. М.: Изд. иностр. литер., 1962, стр. 250. 6. R. B. Scott. Technique of low temperatures. Translation Ed. prof. M.P. Malkova. M .: Publishing. foreign letter., 1962, p. 250.

7. Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П. Малкова/. Изд.: "Иностр. литература". М., 1961, стр. 35. 7. Issues of deep cooling. / Sat articles edited by prof. M.P. Malkova. Publisher: "Foreign Literature". M., 1961, p. 35.

8. Р. Б. Скотт. Техника низких температур. Перевод под ред. проф. М.П. Малкова. М.: Изд. иностр. литер., 1962, стр. 257 - 258. 8. R. B. Scott. Technique of low temperatures. Translation Ed. prof. M.P. Malkova. M .: Publishing. foreign letter., 1962, p. 257 - 258.

9. Патент US N 3914949, F 25 J 1/02, 1975. - прототип. 9. Patent US N 3914949, F 25 J 1/02, 1975. - prototype.

Claims (1)

Универсальная установка для сжижения газов и их хранения, содержащая линию сжижения газа, соединяющую магистральный газопровод с теплоизолированной емкостью для хранения сжиженного газа с размещенными на ней дроссельным клапаном и промежуточным теплообменником, а также замкнутый контур с дроссельным клапаном, газовая линия которого проходит через промежуточный теплообменник, отличающаяся тем, что снабжена криогенной машиной Стирлинга, через конденсатор которой проходит замкнутый контур, заполненный азотом, при этом теплоизолированная емкость выполнена с азотным экраном, соединенным с конденсатором криогенной машины Стирлинга жидкостной линией замкнутого контура, с размещенными на ней сосудом Дьюара, насосом высокого давления и обратным клапаном, а линия сжижения газа снабжена регулирующим клапаном и конденсирующим змеевиком, расположенным в области азотного экрана. A universal installation for liquefying gases and storing them, containing a gas liquefaction line connecting the main gas pipeline with a heat-insulated liquefied gas storage tank with a throttle valve and an intermediate heat exchanger located on it, as well as a closed circuit with a throttle valve, the gas line of which passes through an intermediate heat exchanger, characterized in that it is equipped with a cryogenic Stirling machine through which a closed loop filled with nitrogen passes through a capacitor, while being thermally insulated Naya capacitance formed with the nitrogen shielding connected to the condenser of the cryogenic liquid Stirling machine line closed loop, with placed thereon a Dewar vessel, high pressure pump and the check valve and the gas liquefaction line is provided with a control valve and a coupling coil disposed in the region of the screen nitrogen.
RU99107732/06A 1999-04-13 1999-04-13 Universal plant for liquefaction of gases and their storage on the basis of vessel with nitrogen screen RU2151979C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99107732/06A RU2151979C1 (en) 1999-04-13 1999-04-13 Universal plant for liquefaction of gases and their storage on the basis of vessel with nitrogen screen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99107732/06A RU2151979C1 (en) 1999-04-13 1999-04-13 Universal plant for liquefaction of gases and their storage on the basis of vessel with nitrogen screen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2151979C1 true RU2151979C1 (en) 2000-06-27

Family

ID=20218547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99107732/06A RU2151979C1 (en) 1999-04-13 1999-04-13 Universal plant for liquefaction of gases and their storage on the basis of vessel with nitrogen screen

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2151979C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007018480A1 (en) * 2005-08-10 2007-02-15 Petr Grigoryevich Radionov Biogas producing plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007018480A1 (en) * 2005-08-10 2007-02-15 Petr Grigoryevich Radionov Biogas producing plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102538391B (en) Multi-level single-component refrigeration natural gas liquefaction system and multi-level single-component refrigeration natural gas liquefaction method
US20220128272A1 (en) Heating and refrigeration system
CN102628634B (en) Ternary-cycle cascade refrigeration natural gas liquefaction system and method thereof
RU2151979C1 (en) Universal plant for liquefaction of gases and their storage on the basis of vessel with nitrogen screen
Tan et al. An ejector‐enhanced re‐liquefaction process (EERP) for liquid ethylene vessels
RU2151978C1 (en) Combination stirling-system for liquefaction of gases and their long-term storage
RU2150057C1 (en) Installation with nitrogen screen for long-time storage of liquefied gases
RU2159909C1 (en) Process of liquefaction of gases and their keeping
RU2159913C1 (en) Combination nitrogen refrigeration system for thermostatic temperature control and safekeeping of food-stuffs
RU2154784C1 (en) Liquefied gas condensing plant on base of helium refrigerating machine
RU2159908C1 (en) Installation with cryogenic machine "stirling" for keeping of condensed gases
RU2154783C1 (en) Liquefied gas flash vapor recondensing plant with helium refrigerating machine
RU2156931C1 (en) Stirling system for protracted storage of liquefied gases
RU2151976C1 (en) Combination system for storage of liquefied gases based on nitrogen screen
RU2156416C1 (en) High-capacity technological complex for liquefaction and storage of natural gas
RU2156414C1 (en) Multi-purpose plant for liquefaction and storage of gases on base of stirling cryogenic machine
RU2156415C1 (en) Unit for protracted storage of liquefied gases on base of stirling cycle refrigerating machine
RU2162580C2 (en) Plant for production and protected storage of liquefied natural gas
RU2151977C1 (en) Combination system for production of nitrogen and liquefaction of natural gas on the basis of plant with cryogenic stirling machine
CN202630581U (en) Ternary-cycle cascaded refrigeration natural gas liquefaction system
RU2156417C1 (en) High-capacity cryogenic complex for liquefaction of natural gas
RU2166708C1 (en) Highly efficient system for protracted storage of liquefied gases
RU2151348C1 (en) Combined plant for liquefaction and storage of gases on basis of cryogenic refrigerating stirling machine
RU2151982C1 (en) High-capacity combination cryogenic system for liquefaction of natural gas
RU2150056C1 (en) Plant for liquefaction of gases by means of stirling cryogenic refrigerating machine