Установка для осушки природного газа

Полезная модель относится к области разделения газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использована для осушки природного газа перед его транспортировкой потребителю. Установка для осушки природного газа содержит два мембранных модуля с полостями высокого и низкого давления, разделенными полупроницаемой мембраной, каналы продувки полостей низкого давления, компрессор, холодильник и сепаратор. Полость высокого давления первого мембранного модуля с одной стороны сообщена с подводящим трубопроводом, а с другой стороны - с выходным трубопроводом. Полость низкого давления первого мембранного модуля сообщена с одной стороны с первым каналом продувки, а с другой стороны - с первым трубопроводом отвода проникшего газового потока, подключенным к входу компрессора, выход которого сообщен напорным трубопроводом, в котором последовательно установлены холодильник и сепаратор, с полостью высокого давления второго мембранного модуля, подключенной с другой стороны к трубопроводу отвода непроникшего газового потока. Полость низкого давления второго мембранного модуля сообщена вторым трубопроводом отвода проникшего газового потока с первым трубопроводом отвода проникшего газового потока и со вторым каналом продувки, обеспечивающим непрерывную подачу части непроникшего во втором мембранном модуле газового потока в полость его низкого давления. Первый канал продувки выполнен с возможностью обеспечения непрерывной подачи части непроникшего в первом мембранном модуле газового потока в полость его низкого давления, а трубопровод отвода непроникшего во втором мембранном модуле газового потока подключен к выходному трубопроводу.

Полезная модель относится к области разделения газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использована для осушки природного газа перед его транспортировкой потребителю.

Из описания к патенту RU 2119376 (см. фиг.2) известна установка для осушки природного газа, содержащая два мембранных модуля с полостями высокого и низкого давления, разделенными полупроницаемой мембраной, каналы продувки полостей низкого давления, компрессор, холодильник и сепаратор, при этом полость высокого давления первого мембранного модуля с одной стороны сообщена с подводящим трубопроводом, а с другой стороны - с выходным трубопроводом, полость низкого давления первого мембранного модуля сообщена с одной стороны с первым каналом продувки, а с другой стороны - с первым трубопроводом отвода проникшего газового потока, подключенным к входу компрессора, выход которого сообщен напорным трубопроводом, в котором последовательно установлены холодильник и сепаратор, с полостью высокого давления второго мембранного модуля, подключенной с другой стороны к трубопроводу отвода непроникшего газового потока, при этом полость низкого давления второго мембранного модуля сообщена вторым трубопроводом отвода проникшего газового потока с первым трубопроводом отвода проникшего газового потока и со вторым каналом продувки, обеспечивающим непрерывную подачу части непроникшего во втором мембранном модуле газового потока.

К недостатку известной установки следует отнести недостаточно высокую производительность.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение производительности.

Данный технический результат обеспечивается за счет того что установка для осушки природного газа, содержащая два мембранных модуля с полостями высокого и низкого давления, разделенными полупроницаемой мембраной, каналы продувки полостей низкого давления, компрессор, холодильник и сепаратор, при этом полость высокого давления первого мембранного модуля с одной стороны сообщена с подводящим трубопроводом, а с другой стороны - с выходным трубопроводом, полость низкого давления первого мембранного модуля сообщена с одной стороны с первым каналом продувки, а с другой стороны - с первым трубопроводом отвода проникшего газового потока, подключенным к входу компрессора, выход которого сообщен напорным трубопроводом, в котором последовательно установлены холодильник и сепаратор, с полостью высокого давления второго мембранного модуля, подключенной с другой стороны к трубопроводу отвода непроникшего газового потока, при этом полость низкого давления второго мембранного модуля сообщена вторым трубопроводом отвода проникшего газового потока с первым трубопроводом отвода проникшего газового потока и со вторым каналом продувки, обеспечивающим непрерывную подачу части непроникшего во втором мембранном модуле газового потока в полость его низкого давления, первый канал продувки выполнен с возможностью обеспечения непрерывной подачи части непроникшего в первом мембранном модуле газового потока в полость его низкого давления, а трубопровод отвода непроникшего во втором мембранном модуле газового потока подключен к выходному трубопроводу.

Установка может содержать в первом и втором каналах продувки по дросселирующему элементу, выполненному, например, в виде дюзы.

Установка может быть снабжена дополнительным сепаратором и двумя фильтрами, при этом дополнительный сепаратор и первый фильтр последовательно расположены в подводящем трубопроводе, а второй фильтр установлен в трубопроводе между сепаратором и вторым мембранным модулем.

Установка может быть снабжена дополнительными мембранными модулями, при этом к каждому из мембранных модулей параллельно подключен, по крайней мере, один дополнительный мембранный модуль с образованием мембранного газоразделительного блока.

В каждом мембранном модуле установки мембрана может быть выполнена в виде полупроницаемых полых волокон.

Установка может быть снабжена блоком стабилизации конденсата, имеющего два входа и четыре выхода, при этом каждый из входов блока стабилизации конденсата подключен к трубопроводу отвода конденсата из соответствующего сепаратора, первый выход блока стабилизации конденсата подключен к трубопроводу подачи потока газа стабилизации, подсоединенному ко второму трубопроводу отвода проникшего газового потока, Второй выход подключен к трубопроводу сброса потока газовой смеси на утилизацию, третий выход подключен к трубопроводу отвода стабильного углеводородного конденсата на дальнейшую переработку либо для закачивания в нефть, четвертый выход сообщен с трубопроводом отвода водного конденсата для закачки его в пласт с цель поддержания пластового давления либо на утилизацию.

На фиг. представлена схема установки для осушки природного газа.

Установка для осушки природного газа содержит два мембранных модуля 1 и 2 с полостями 3 и 4 высокого и низкого давления, разделенными полупроницаемой мембраной 5, компрессор 6, холодильник 7 и сепаратор 8. Полость 3 высокого давления первого мембранного модуля 1 с одной стороны сообщена с подводящим трубопроводом 9, а с другой стороны - с выходным трубопроводом 10. Полость 4 низкого давления первого мембранного модуля 1 сообщена с одной стороны с первым каналом 11 продувки, а с другой стороны с первым трубопроводом 12 отвода проникшего газового потока, подключенного к входу компрессора 6, выход которого сообщен напорным трубопроводом 13, в котором последовательно установлены холодильник 7 и сепаратор 8, с полостью 3 высокого давления второго мембранного модуля 2, подключенной с другой стороны к трубопроводу 14 отвода непроникшего газового потока. Полость 4 низкого давления второго мембранного модуля 2 сообщена вторым трубопроводом 15 отвода проникшего газового потока с первым трубопроводом 12 отвода проникшего газового потока и со вторым каналом 16 продувки, обеспечивающим непрерывную подачу части непроникшего во втором мембранном модуле 2 газового потока в его полость 4 низкого давления. Первый канал 11 продувки выполнен с возможностью обеспечения непрерывной подачи части непроникшего в первом мембранном модуле 1 газового потока в его полость низкого давления 4. Трубопровод 14 отвода непроникшего во втором мембранном модуле 2 газового потока подключен к выходному трубопроводу 10.

В каналах 11 и 16 продувки установлено по дросселирующему элементу 17, выполненному, например, в виде дюзы.

Установка может быть снабжена дополнительным сепаратором 18 и двумя фильтрами 19 и 20, при этом дополнительный сепаратор 18 и первый фильтр 19 последовательно установлены в подводящем трубопроводе 9, а второй фильтр 20 установлен в напорном трубопроводе 13 между сепаратором 8 и вторым мембранным модулем 2.

Установка может быть снабжена дополнительными мембранными модулями (на фиг. не показано), при этом к каждому из мембранных модулей 1 и 2 параллельно подключен, по крайней мере, один дополнительный мембранный модуль с образованием мембранного газоразделительного блока.

В каждом мембранном модуле мембрана может быть выполнена в виде полупроницаемых полых волокон.

Установка может быть снабжена блоком 21 стабилизации конденсата, имеющего два входа 22 и 23 и четыре выхода 24, 25, 26 и 27, при этом каждый из входов 22 и 23 блока 21 стабилизации конденсата подключен к соответствующим трубопроводам 28 и 29 отвода конденсата из дополнительного сепаратора 18 и сепаратора 8, первый выход 24 блока 21 стабилизации конденсата подключен к трубопроводу 30 подачи потока газа стабилизации, подсоединенному ко второму трубопроводу 15 отвода проникшей газовой смеси, второй выход 25 подключен к трубопроводу 31 сброса потока газовой смеси на утилизацию, третий выход 26 подключен к трубопроводу 32 отвода стабильного углеводородного конденсата на дальнейшую переработку либо для закачивания в нефть, четвертый выход 27 сообщен с трубопроводом 33 отвода водного конденсата для закачки его в пласт с цель поддержания пластового давления либо на утилизацию.

Установка работает следующим образом.

Сырьевой природный газ по подводящему трубопроводу 9 подается в полость 3 высокого давления первого мембранного модуля 1. Для предварительной осушки природного газа могут быть использованы сепаратор 18 и фильтр 9, установленные в подводящем трубопроводе 9. В первом мембранном модуле 1 на мембране 5 происходит разделение природного газа на два потока, а именно, на поток газа, проникший через мембрану 5, и на непроникший поток газа, при этом непроникший поток газа практически не содержит влаги. Из полости 3 высокого давления первого мембранного модуля 1 непроникший через мембрану 5 поток газа поступает в выходной трубопровод 10, по которому он направляется к потребителю. Из полости 4 низкого давления первого мембранного модуля 1 проникший поток газа с большим содержанием влаги подается по первому трубопроводу 12 отвода проникшего потока газа на вход компрессора 6, при этом полость 4 непрерывно продувается частью непроникшего в первом мембранном модуле 1 газового потока, подаваемой по каналу 11. С выхода компрессора 6 газовый поток по трубопроводу 13 направляется в холодильник 7 и далее в сепаратор 8, где происходит отделение влаги от газового потока. Далее газовый поток через фильтр 20 поступает в полость 3 высокого давления второго мембранного модуля 2. Из полости 3 высокого давления второго мембранного модуля 2 непроникший через мембрану 5 газовый поток направляется по отводящему трубопроводу 14 в выходной трубопровод 10. Из полости 4 низкого давления второго мембранного модуля 2 газовый поток с большим содержанием влаги подается по второму трубопроводу 15 отвода проникшего во втором мембранном модуле 2 газового потока в первый трубопровод 12 отвода проникшего газового потока. Продувка полости 4 низкого давления второго мембранного модуля 2 осуществляется путем подачи по каналу 16 непроникшего во втором мембранном модуле газового потока. Дросселирующие элементы 17, например, дюзы, установленные в каналах 11 и 16, обеспечивают необходимый расход газового потока, идущего на продувку.

При наличии в установке блока 21 стабилизации конденсата на его входы 22 и 23 поступают потоки конденсата из сепараторов 18 и 8 по трубопроводам 28 и 29 соответственно. С выхода 24 по трубопроводу 30 во второй трубопровод 15 отвода проникшего газового потока поступает поток газа стабилизации. С выхода 25 по трубопроводу 31 осуществляют сброс потока газовой смеси на утилизацию. По трубопроводу 32, подключенному к третьему выходу 26, осуществляют отвод стабильного углеводородного конденсата на дальнейшую переработку либо для закачивания в нефть, а по трубопроводу 33, подключенному к четвертому выходу 27, производят отвод водного конденсата из блока 21 стабилизации конденсата для закачки его в пласт с цель поддержания пластового давления либо на утилизацию.

Продувка полости 4 низкого давления мембранного модуля 1 продуктовым осушенным газового потоком, непроникшим в первом мембранном модуле 1, позволила направить осушенный во втором мембранном модуле 2 газового поток потребителю, что привело к повышению производительности установки. Кроме того, это дало возможность вести осушку природного газа, имеющего более высокое содержание исходной воды и тяжелых углеводородов, причем не только от воды, но и от тяжелых углеводородов.

1. Установка для осушки природного газа, содержащая два мембранных модуля с полостями высокого и низкого давления, разделенными полупроницаемой мембраной, каналы продувки полостей низкого давления, компрессор, холодильник и сепаратор, при этом полость высокого давления первого мембранного модуля с одной стороны сообщена с подводящим трубопроводом, а с другой стороны - с выходным трубопроводом, полость низкого давления первого мембранного модуля сообщена с одной стороны с первым каналом продувки, а с другой стороны - с первым трубопроводом отвода проникшего газового потока, подключенным к входу компрессора, выход которого сообщен напорным трубопроводом, в котором последовательно установлены холодильник и сепаратор, с полостью высокого давления второго мембранного модуля, подключенной с другой стороны к трубопроводу отвода непроникшего газового потока, при этом полость низкого давления второго мембранного модуля сообщена вторым трубопроводом отвода проникшего газового потока с первым трубопроводом отвода проникшего газового потока и со вторым каналом продувки, обеспечивающим непрерывную подачу части непроникшего во втором мембранном модуле газового потока в полость его низкого давления, отличающаяся тем, что первый канал продувки выполнен с возможностью обеспечения непрерывной подачи части непроникшего в первом мембранном модуле газового потока в полость его низкого давления, а трубопровод отвода непроникшего во втором мембранном модуле газового потока подключен к выходному трубопроводу.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в каналах продувки установлено по дросселирующему элементу, выполненному, например, в виде дюзы.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным сепаратором и двумя фильтрами, при этом дополнительный сепаратор и первый фильтр последовательно установлены в подводящем трубопроводе, а второй фильтр установлен в трубопроводе между сепаратором и вторым мембранным модулем.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что снабжена дополнительными мембранными модулями, при этом к каждому из мембранных модулей параллельно подключен по крайней мере один дополнительный мембранный модуль с образованием мембранного газоразделительного блока.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в каждом мембранном модуле мембрана выполнена в виде полупроницаемых полых волокон.

6. Установка по п.3, отличающаяся тем, что она снабжена блоком стабилизации конденсата, имеющего два входа и четыре выхода, при этом каждый из входов блока стабилизации конденсата подключен к трубопроводу отвода конденсата из соответствующего сепаратора, первый выход блока стабилизации конденсата подключен к трубопроводу подачи потока газа стабилизации, подсоединенному ко второму трубопроводу отвода проникшего газового потока, второй выход подключен к трубопроводу сброса потока газовой смеси на утилизацию, третий выход подключен к трубопроводу отвода стабильного углеводородного конденсата на дальнейшую переработку либо для закачивания в нефть, четвертый выход сообщен с трубопроводом отвода водного конденсата для закачки его в пласт с целью поддержания пластового давления либо на утилизацию.