RU2702682C1 - Installation for liquefied natural gas production and method of its operation - Google Patents
Installation for liquefied natural gas production and method of its operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702682C1 RU2702682C1 RU2019111341A RU2019111341A RU2702682C1 RU 2702682 C1 RU2702682 C1 RU 2702682C1 RU 2019111341 A RU2019111341 A RU 2019111341A RU 2019111341 A RU2019111341 A RU 2019111341A RU 2702682 C1 RU2702682 C1 RU 2702682C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- heat exchanger
- line
- production
- lng
- Prior art date
Links
Images
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения сжиженного природного газа (СПГ) за счет использования перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами.The invention relates to cryogenic technology and can be used to produce liquefied natural gas (LNG) through the use of a pressure differential between the main and distribution pipelines.
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.A known method for the production of liquefied natural gas and a complex for its implementation [RU 2541360, publ. 02.10.2015, IPC F25J 1/00], which includes a natural gas inlet line with a dust filter, gas meter, a drying unit and a filter, a heat recovery line with a heat exchanger and pressure regulator, a jet compressor, an outlet gas meter, a gas purification unit with a filter, as well as a preliminary heat exchanger, an expander-compressor unit with auxiliary systems, a main heat exchanger, a throttle, a separator and an LNG storage with a cryogenic pump.
Недостатками известного комплекса является низкий выход СПГ из-за нерационального расходования энергии редуцирования технологического потока газа.The disadvantages of the known complex is the low LNG yield due to the irrational consumption of energy for reducing the process gas stream.
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", редуцирующее устройство, второй детандер, компрессор, и сепаратор.Closest to the proposed invention, the installation of liquefaction of natural gas and the method of its operation (options) [RU 2671665, publ. November 6, 2018, IPC F25J 1/00], in one of the options including gas drying and purification units, heat exchangers: preliminary, main, “compressed production gas / low pressure gas” and “purified compressed production gas / reduced process gas” , reducing device, second expander, compressor, and separator.
При работе установки природный газ высокого давления осушают и разделяют на продукционный и технологический, последний охлаждают в предварительном теплообменнике, редуцируют с помощью детандера, нагревают в теплообменнике "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" и смешивают с обратным газом, подаваемым из сепаратора после нагрева в основном теплообменнике, с получением газа низкого давления, который выводят после нагрева в предварительном теплообменнике и теплообменнике "сжатый продукционный газ/газ низкого давления". Продукционный газ сжимают, охлаждают в теплообменнике "сжатый продукционный газ/газ низкого давления", очищают в блоке очистки, затем охлаждают в теплообменнике "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" и основном теплообменнике, редуцируют и разделяют в сепараторе на обратный газ и СПГ. При этом детандер(ы) и компрессор соединены посредством электрической или кинематической связи.During operation of the installation, high-pressure natural gas is drained and separated into a production and a process gas, the latter is cooled in a preliminary heat exchanger, reduced with an expander, heated in a “clean compressed production gas / reduced process gas” heat exchanger and mixed with the return gas supplied from the separator after heating mainly a heat exchanger, to produce a low pressure gas that is discharged after heating in a pre-heat exchanger and a compressed production gas / gas heat exchanger izkogo pressure. " The production gas is compressed, cooled in a “compressed production gas / low pressure gas heat exchanger”, purified in a purification unit, then cooled in a “purified compressed production gas / reduced process gas” heat exchanger and a main heat exchanger, reduced and separated into a separator for return gas and LNG . In this case, the expander (s) and the compressor are connected by electrical or kinematic connection.
Недостатком данной установки и способа является сложность и низкий выход СПГ.The disadvantage of this installation and method is the complexity and low yield of LNG.
Задачей изобретения является упрощение установки и увеличение выхода СПГ.The objective of the invention is to simplify the installation and increase the yield of LNG.
Техническим результатом является упрощение установки за счет расположения предварительного теплообменника после детандера, замены теплообменника "сжатый продукционный газ/газ низкого давления" на холодильник и исключения основного теплообменника и теплообменника "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ". Увеличение выхода СПГ достигается при этом за счет снижения температуры редуцированного продукционного газа благодаря оптимизации теплообмена.The technical result is to simplify the installation due to the location of the preliminary heat exchanger after the expander, replacing the “compressed production gas / low pressure gas” heat exchanger with a refrigerator, and eliminating the “clean compressed production gas / reduced process gas” main heat exchanger and heat exchanger. An increase in LNG yield is achieved by lowering the temperature of the reduced production gas due to the optimization of heat transfer.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блоки осушки и очистки газа, теплообменник, сепаратор, а также детандер и компрессор, соединенные между собой, особенность заключается в том, что на линии продукционного газа последовательно расположены компрессор, холодильник, первая секция теплообменника, блок очистки, вторая секция теплообменника, редуцирующее устройство и сепаратор, оснащенный линией вывода СПГ и линией подачи обратного газа в линию технологического газа после детандера, которые образуют линию газа низкого давления, на которой расположен теплообменник.The specified technical result is achieved by the fact that in a known installation, including gas drying and purification units, a heat exchanger, a separator, as well as an expander and a compressor connected to each other, a feature is that a compressor, a refrigerator, a first section are arranged in series on the production gas line a heat exchanger, a cleaning unit, a second section of a heat exchanger, a reducing device and a separator equipped with an LNG output line and a return gas supply line to the process gas line after the expander, which form a line of low pressure gas on which the heat exchanger is located.
Технический результат достигается также тем, что в известном способе, включающем осушку и разделение газа на технологический газ и продукционный газ, который сжимают, охлаждают, очищают, доохлаждают, редуцируют и разделяют в сепараторе на СПГ и обратный газ, при этом технологический газ редуцируют в детандере и смешивают с обратным газом с получением газа низкого давления, который выводят после нагрева в теплообменнике, кроме того, компрессор приводится в движение за счет энергии, получаемой при редуцировании газа в детандере, особенность заключается в том, что сжатый продукционный газ охлаждают в холодильнике и первой секции теплообменника, очищают, а доохлаждают во второй секции теплообменника.The technical result is also achieved by the fact that in the known method, including drying and separating the gas into a process gas and production gas, which is compressed, cooled, refined, further cooled, reduced and separated in a separator for LNG and return gas, the process gas is reduced in an expander and mixed with the return gas to obtain a low pressure gas, which is removed after heating in the heat exchanger, in addition, the compressor is driven by the energy obtained by reducing the gas in the expander, l consists in the fact that the compressed production gas is cooled in the refrigerator and in the first section of the heat exchanger, cleaned, and further cooled in the second section of the heat exchanger.
В качестве редуцирующих устройств могут быть установлены редуцирующие вентили, газодинамические устройства или детандеры. Компрессор соединен с детандером(ами) с помощью кинематической и/или электрической, и/или магнитной, и/или гидравлической связи. Холодильник может быть выполнен, например, в виде аппарата водяного или воздушного охлаждения. Блок очистки может быть выполнен, например, в виде узла адсорбционной очистки от углекислого газа. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.Reducing valves, gas-dynamic devices or expanders can be installed as reducing devices. The compressor is connected to the expander (s) via kinematic and / or electrical and / or magnetic and / or hydraulic coupling. The refrigerator can be made, for example, in the form of an apparatus for water or air cooling. The cleaning unit may be performed, for example, in the form of a site for adsorption removal of carbon dioxide. As the remaining elements of the installation can be placed any device of the corresponding purpose, known from the prior art.
Предотвращение отложения твердого углекислого газа в линии редуцированного технологического газа достигается, например, за счет высокой скорости и/или турбулизации потока газа, а в теплообменнике - за счет его исполнения в виде многосекционного аппарата с возможностью периодического отключения секций для их прогрева. В качестве продувочного газа для адсорбционной очистки может быть использована часть очищенного продукционного газа, а газ регенерации может быть направлен в линию газа низкого давления. При необходимости отгрузки СПГ при более низком давлении, чем давление его хранения, СПГ редуцируют и сепарируют, направляя полученный СПГ низкого давления на отгрузку, а газ сепарации после сжатия - в линию обратного газа. При необходимости повышения выхода СПГ привод компрессора подпитывают дополнительным количеством энергии.Prevention of the deposition of solid carbon dioxide in the reduced process gas line is achieved, for example, due to the high speed and / or turbulization of the gas flow, and in the heat exchanger due to its execution in the form of a multi-section apparatus with the possibility of periodic shutdown of sections for their heating. As a purge gas for adsorption purification, a part of the purified production gas can be used, and the regeneration gas can be directed to the low pressure gas line. If it is necessary to ship LNG at a lower pressure than its storage pressure, LNG is reduced and separated, directing the obtained LNG to low pressure for shipment, and the separation gas after compression is sent to the return gas line. If you need to increase the output of LNG, the compressor drive is fed with additional energy.
Предложенная схема охлаждения сжатого продукционного газа в холодильнике и теплообменнике позволяет вывести из установки тепло, выделившееся при сжатии продукционного газа, понизить его температуру и увеличить выход СПГ. А исключение основного теплообменника и теплообменника "очищенный сжатый продукционный газ/редуцированный технологический газ" упрощает установку.The proposed scheme for cooling the compressed production gas in the refrigerator and heat exchanger allows you to remove the heat released during compression of the production gas from the installation, lower its temperature and increase the LNG output. And the exclusion of the main heat exchanger and the “purified compressed production gas / reduced process gas” heat exchanger simplifies installation.
Установка включает блоки осушки 1 и очистки 2, теплообменник 3, холодильник 4, детандер 5, редуцирующее устройство 6 (условно показан детандер), компрессор 7 и сепаратор 8. Пунктиром показано оборудование узла отгрузки: редуцирующее устройство 9, сепаратор 10 и компрессор 11.The installation includes
При работе установки (фиг. 1) газ высокого давления подают по линии 12 для осушки в блок 1 и разделяют на продукционный газ и технологический газ, который направляют по линии 13 для редуцирования в детандер 5, смешивают обратным газом, подаваемым по линии 14, полученный газ низкого давления нагревают в теплообменнике 3 и выводят по линии 15. Продукционный газ подают по линии 16 для сжатия в компрессор 7, охлаждают в холодильнике 4 и первой секции теплообменника 3, очищают от углекислоты в блоке 2, охлаждают во второй секции теплообменника 3, редуцируют с помощью устройства 6 и разделяют в сепараторе 8 на СПГ, выводимый по линии 17, и обратный газ, который по линии 14 подают в линию 13. Пунктиром показана подача продувочного газа в блок 2 по линии 18 из линии 16, подача газа регенерации из блока 2 по линии 19 в линию 15, подача дополнительного количества энергии в компрессор 7 по линии 20, а также снижение давления СПГ путем редуцирования с помощью устройства 9, и разделения в сепараторе 10 на СПГ низкого давления, выводимый по линии 21, и газ сепарации, который сжимают компрессором 12 и подают по линии 22 в линию 14. Соединение детандера 5 и, возможно, 6 с компрессором 7 показано штрих-пунктиром.During operation of the installation (Fig. 1), high-pressure gas is supplied via
Работоспособность предлагаемой установки и способа ее работы подтверждается следующим примером: 10000 нм3/час природного газа состава (% об.): метан 96,64, этан 1,79, пропан 0,55, бутаны и высшие углеводороды 0,22, азот 0,67, углекислый газ остальное, при давлении 2,5 МПа и 20°С подают на вход установки и получают 1219 кг (16,4% масс.) СПГ и 8519 нм3/час газа с давлением 0,6 МПа. В аналогичных условиях в способе по прототипу получено 10,0% масс. СПГ.The operability of the proposed installation and the method of its operation is confirmed by the following example: 10000 nm 3 / hour of natural gas composition (% vol.): Methane 96.64, ethane 1.79, propane 0.55, butanes and higher hydrocarbons 0.22, nitrogen 0 , 67, the rest of the carbon dioxide, at a pressure of 2.5 MPa and 20 ° C, is fed to the unit inlet and 1219 kg (16.4% by weight) of LNG and 8519 nm 3 / h of gas with a pressure of 0.6 MPa are obtained. In similar conditions, in the method of the prototype received 10.0% of the mass. LNG
Таким образом, предлагаемая установка проще, а способ ее работы позволяет увеличить выход СПГ, что показывает целесообразность их применения в промышленности.Thus, the proposed installation is simpler, and the way it works allows you to increase the output of LNG, which shows the feasibility of their use in industry.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019111341A RU2702682C1 (en) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Installation for liquefied natural gas production and method of its operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019111341A RU2702682C1 (en) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Installation for liquefied natural gas production and method of its operation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2702682C1 true RU2702682C1 (en) | 2019-10-09 |
Family
ID=68170800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019111341A RU2702682C1 (en) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Installation for liquefied natural gas production and method of its operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2702682C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2784139C1 (en) * | 2022-04-08 | 2022-11-23 | Андрей Владиславович Курочкин | Installation for obtaining liquefied natural gas (options) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2395765C2 (en) * | 2005-02-17 | 2010-07-27 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Plant and device for liquefaction of natural gas |
RU2438081C2 (en) * | 2007-07-04 | 2011-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" ( ООО" Газпром ВНИИГАЗ " ) | Procedure for liquefaction of natural gas (versions) and installation for its implementation (versions) |
RU2541360C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" | Liquefied natural gas production method and complex for its implementation |
US9003828B2 (en) * | 2007-07-09 | 2015-04-14 | Lng Technology Pty Ltd | Method and system for production of liquid natural gas |
-
2019
- 2019-04-15 RU RU2019111341A patent/RU2702682C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2395765C2 (en) * | 2005-02-17 | 2010-07-27 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Plant and device for liquefaction of natural gas |
RU2438081C2 (en) * | 2007-07-04 | 2011-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" ( ООО" Газпром ВНИИГАЗ " ) | Procedure for liquefaction of natural gas (versions) and installation for its implementation (versions) |
US9003828B2 (en) * | 2007-07-09 | 2015-04-14 | Lng Technology Pty Ltd | Method and system for production of liquid natural gas |
RU2541360C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" | Liquefied natural gas production method and complex for its implementation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2784139C1 (en) * | 2022-04-08 | 2022-11-23 | Андрей Владиславович Курочкин | Installation for obtaining liquefied natural gas (options) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2671665C1 (en) | Installation for natural gas liquefaction and method for operation thereof (options) | |
RU2541360C1 (en) | Liquefied natural gas production method and complex for its implementation | |
RU2636966C1 (en) | Method for production of liquefied natural gas | |
CA2775449C (en) | Methods of natural gas liquefaction and natural gas liquefaction plants utilizing multiple and varying gas streams | |
RU2673972C1 (en) | Complex for reduction, liquidation and compression of natural gas (options) | |
RU2439452C1 (en) | Method of low temperature treatment of hydrocarbon gas | |
RU2702682C1 (en) | Installation for liquefied natural gas production and method of its operation | |
CN112229143A (en) | Device and method for producing oxygen and nitrogen by separating air through cryogenic rectification | |
RU2719533C1 (en) | Method for production of liquefied natural gas and compressed natural gas at a gas distribution station and a complex (versions) for its implementation | |
RU2731709C1 (en) | Low-temperature fractionation unit for deethanization of main gas with generation of lng | |
CN112556313A (en) | Heat supply and air separation system utilizing high-temperature and high-pressure steam and application method thereof | |
RU2699911C1 (en) | Plant for producing lng | |
RU2688595C1 (en) | Natural gas liquefaction plant | |
RU2686655C1 (en) | Plant for production of liquefied natural gas (versions) | |
RU2702680C1 (en) | Unit for reduction of natural gas with generation of lng | |
RU2702683C1 (en) | Plant for production of liquefied natural gas | |
CN213578367U (en) | Device for producing oxygen and nitrogen by separating air through cryogenic rectification | |
RU2742645C2 (en) | Lng generator and principle thereof | |
RU2691876C1 (en) | Plant for liquefied natural gas production (versions) | |
RU2784139C1 (en) | Installation for obtaining liquefied natural gas (options) | |
RU2692614C1 (en) | Plant for production of liquefied natural gas | |
RU2758364C1 (en) | Method for reconstruction of a low-temperature gas separation plant for the production of liquefied natural gas (options) | |
RU2678236C1 (en) | Method of liquefaction of natural gas through cycle of partial liquefaction due to change in pressure and installation for its implementation | |
RU2748413C2 (en) | Installation for producing liquefied natural gas (versions) | |
CN112556312A (en) | Steam-driven air separation method and steam T-stage utilization system for same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210201 |