Устройство извлечения гелия из природного газа повышенного давления варианты

Авторы патента:

B01D53 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Устройство извлечения гелия из природного газа повышенного давления состоит из мембранной ступени извлечения гелия, состоящей из одного или нескольких параллельно соединенных мембранных модулей, каждый из которых имеет полости высокого и низкого давления, разделенные селективнопроницаемой мембраной, вход полости высокого давления соединен с подводящим природный газ повышенного давления трубопроводом, а выход - с выходным трубопроводом, отводящим очищенный до заданной степени извлечения гелия природный газ, полость низкого давления мембранной ступени удаления гелия соединена трубопроводом со всасом компрессора ступени обогащения гелия, выход полости высокого давления мембранной ступени обогащения гелия, соединен с трубопроводом отвода непроникшей газовой смеси, а выход полости низкого давления соединен с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия, а трубопровод отвода непроникшей газовой смеси мембранной ступени обогащения гелия соединен с подводящим трубопроводом ступени удаления гелия. Техническим результатом заявленной полезной модели является снижение потерь метана в энергетических единицах.

Устройство извлечения гелия из природного газа повышенного давления относится к области разделения газовых смесей с помощью селективнопроницаемых мембран и может быть использована в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Под селективнопроницаемой мембраной подразумевается, как правило, полимерная мембрана, имеющая различные проницаемости компонентов газовой смеси. Отношение проницаемостей компонентов называется селективностью мембраны по этим компонентам. Селективнопроницаемые мембраны используются в устройствах, называемых мембранными модулями.

Мембранный модуль - устройство с одним входом и двумя выходами, состоящее из полостей высокого и низкого давления разделенных селективнопроницаемой мембраной, входной газовый поток подается в полость высокого давления, непроникшая через мембрану фракция из полости высокого давления, обедненная по легкопроникающим компонентам газовой смеси (поток ретентата), выводится из полости высокого давления в трубопровод отвода потока ретентата, а проникщая через мембрану в полость низкого давления фракция газа, обогащенная легкопроникающими компонентами газовой смеси (поток пермеата), выводится из полости низкого давления в трубопровод отвода потока пермеата. Мембранные модули могут быть объединены в мембранные делители.

Под мембранным делителем понимается газоразделительное устройство с одним входом и двумя выходами, состоящее из одного или нескольких мембранных модулей, соединенных параллельно (входы в модули, и соответствующие выходы из модулей соединены). Вход мембранного делителя является входом в полость высокого давления, один выход является выходом из полости высокого давления, а второй - выходом их полости низкого давления. Мембранные делители входят в состав мембранных ступеней.

Мембранная ступень - устройство по меньшей мере с одним входом и двумя выходами, представляющую собой технологическую газоразделительную систему, содержащую один или несколько последовательно соединенных мембранных делителей, может содержать один или несколько компрессоров, фильтры, осушитель, нагреватель, охладитель, регулировочные вентили, разветвители (тройники и т.п.).

Устройство извлечения гелия из природного газа содержит трубопровод подачи исходного газа высокого давления в мембранную ступень удаления гелия, мембранную ступень удаления гелия, состоящую из одного мембранного делителя, трубопровод отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия из полости низкого давления мембранной ступени удаления гелия на вход мембранной ступени обогащения гелия, выходной трубопровод, отводящий очищенный до заданной степени извлечения гелия природный газ из полости высокого давления мембранной ступени удаления гелия в магистраль, мембранную ступень обогащения гелия, содержащую компрессор мембранной ступени обогащения гелия, один или несколько последовательно соединенных мембранных делителя.

Вход полости высокого давления мембранной ступени удаления гелия соединен с подводящим трубопроводом, а выход - с выходным трубопроводом, отводящим очищенный до заданной степени извлечения гелия природный газ, полость низкого давления мембранной ступени удаления гелия соединена трубопроводом со всасом компрессора мембранной ступени обогащения гелия, выход которого соединен со входом полости высокого давления мембранной ступени обогащения гелия, выход полости высокого давления мембранной ступени обогащения гелия, соединен с отводящим трубопроводом, а выход полости низкого давления соединен с трубопроводом отвода проникшей через мембрану газовой смеси с повышенным содержанием гелия, отличающаяся тем, что трубопровод отвода непроникшей газовой смеси в полости высокого давления мембранной ступени обогащения гелия соединен с подводящим трубопроводом ступени удаления гелия.

Из описания к патенту RU - 1144423 известна установка очистки природного газа высокого давления от гелия, содержащая два мембранных модуля с полостями высокого и низкого давления, разделенными полупроницаемой мембраной, полость высокого давления первого мембранного модуля с одной стороны сообщена с подводящим трубопроводом, а с другой стороны - с выходным трубопроводом, отводящим очищенный природный газ, полость низкого давления первого мембранного модуля соединена трубопроводом отвода проникшего газа, в котором установлен первый компрессор, с полостью высокого давления второго мембранного модуля, подключенной с другой стороны к трубопроводу отвода непроникшей газовой смеси, при этом полость низкого давления второго мембранного модуля соединена вторым трубопроводом отвода проникшего газа с входом второго компрессора, и трубопровод отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия, отличающаяся тем, что трубопровод отвода непроникшей газовой смеси в полости высокого давления второго мембранного модуля подключен к выходному трубопроводу, а к выходу второго компрессора подключен трубопровод отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия.

К недостаткам известной установки очистки природного газа от гелия следует отнести высокую потерю метана в потоке пермеата ступени обогащения гелия. Эту ступень можно представить как два последовательно соединенных мембранных делителя, первый из которых аналогичен делителю ступени обогащения гелия предлагаемой рециркуляционной схемы (их пермеатные потоки равны, поскольку они работают в одинаковом режиме), а наличие второго делителя приводит к дополнительным потерям метана. Другими словами, в прототипе для достижения выходной концентрации гелия ступени удаления гелия требуется дополнительное разделение в ступени обогащения гелия, что приводит к увеличению доли проникшего потока с одновременным повышением концентрации метана в нем.

Таким образом, в известной установке при очистке природного газа целевым продуктом является газовая смесь, очищенная от гелия, побочным продуктом является смесь с повышенным содержанием гелия. Использование известной установки для получения очищенного природного газа сопряжено с большими потерями метана в потоке с повышенным содержанием гелия.

Техническим результатом заявленной полезной модели является снижение потерь метана в энергетических единицах.

В газовой промышленности используют компрессоры на основе газовых турбин, использующих в качестве топлива природный газ, поэтому при расчете потерь метана учитывали не только потерю метана в потоке, обогащенном гелием, но и потери метана при компремировании газовой смеси компрессором, потребляющим энергию, полученную при сжигании газа в газовой турбине.

Расчет потерь природного газа в энергетических единицах проводился следующим образом. Энергопотребление компрессоров рассчитывали в изотермическом приближении с коэффициентом полезного действия равном 0,75, долю энергетических потерь природного газа, выводящегося вместе с обогащенным гелием определяли как энергию, которую можно было получить в газовой турбине при сжигании этого количества природного газа с коэффициентом полезного действия 0,35. В сумме энергопотребление компрессоров и доля потерь выводящегося с обогащенным гелием потоком природного газа дает общие потери природного газа в энергетических единицах.

Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что Устройство извлечения гелия из природного газа, содержащая мембранную ступень удаления гелия, состоящую из одного или нескольких мембранных делителей, вход полости высокого давления соединен с подводящим трубопроводом, а выход - с выходным трубопроводом, отводящим очищенный до заданной степени извлечения гелия природный газ, полость низкого давления мембранной ступени удаления гелия соединена трубопроводом со входом полости высокого давления мембранной ступени обогащения гелия, выход полости высокого давления мембранной ступени обогащения гелия, соединен с отводящим трубопроводом, а выход полости низкого давления соединен с трубопроводом отвода продуктовой газовой смеси с повышенным содержанием гелия, отличающаяся тем, что трубопровод отвода непроникшей газовой смеси в полости высокого давления мембранной ступени обогащения гелия соединен с подводящим трубопроводом ступени удаления гелия. Таким образом, степень снижения концентрации гелия в непроникшем потоке ступени обогащения гелия снижается, что приводит к уменьшению доли проникшего потока с одновременным уменьшением содержания метана в нем, т.е. к уменьшению потерь метана.

Устройство может содержать компрессор повышающий давление газовой смеси с повышенным содержанием гелия, так что трубопровод отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия соединен со всасом компрессора.

Устройство может содержать мембранные модули, мембрана в которых выполнена в виде селективнопроницаемых полых волокон.

Устройство может иметь мембранную ступень обогащения гелия, содержащую компрессор, выход которого соединен со входом мембранного делителя.

Устройство может иметь мембранную ступень обогащения гелия, содержащую компрессор, выход которого соединен со входом мембранного делителя, выход полости низкого давления мембранного делителя соединен со входом в регулируемый разветвитель газового потока, один выход которого соединен со всасом компрессора ступени обогащения гелия, а другой выход - с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия. Регулируемый разветвитель может, например, представлять собой кран трехходовой газовый распределительный, либо систему, состоящую из тройника, к выходам которого подсоединены регулировочные вентили.

Устройство может иметь мембранную ступень обогащения гелия, содержащую компрессор, выход которого соединен со входом первого мембранного делителя, выход полости высокого давления которого соединен трубопроводом со входом второго мембранного делителя, выход полости низкого давления первого делителя соединен с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия, выход полости низкого давления второго мембранного делителя соединен трубопроводом со всасом компрессора, а выход полости высокого давления соединен с трубопроводом отвода непроникшей газовой смеси ступени обогащения гелия.

Устройство может иметь мембранную ступень обогащения гелия, содержащую компрессор, выход которого соединен со входом первого мембранного делителя, выход полости высокого давления которого соединен трубопроводом со входом второго мембранного делителя, выход полости низкого давления первого мембранного делителя соединен со входом в регулируемый разветвитель газового потока, один выход которого соединен со всасом компрессора ступени обогащения гелия, а другой выход - с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия, выход полости низкого давления второго мембранного делителя соединен трубопроводом со всасом компрессора, а выход полости высокого давления второго мембранного делителя соединен с трубопроводом отвода непроникшей газовой смеси ступени обогащения гелия.

На фигуре 1 представлена принципиальная схема установки извлечения гелия из природного газа повышенного давления.

Устройство содержит две мембранные ступени 1 и 2, вход полости высокого давления мембранной ступени удаления гелия 1 соединен с трубопроводом подачи исходного газа высокого давления 3, выход из полости высокого давления мембранной ступени 1 соединен с выходным трубопроводом 4, отводящим очищенный природный газ, полость низкого давления мембранной ступени удаления гелия 1 соединена трубопроводом 5 со входом мембранной ступени обогащения гелия 2, выход полости высокого давления мембранной ступени обогащения гелия 2 соединен трубопроводом 6 с трубопроводом подачи исходного газа высокого давления 3, а выход полости низкого давления мембранной ступени обогащения гелия 2 соединен с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 7.

Устройство извлечения гелия из природного газа перед трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия может содержать дожимной компрессор 8, всас которого соединен трубопроводом 9 с выходом полости низкого давления мембранной ступени обогащения гелия 2, а выход дожимного компрессора 8 соединен с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 7 (Фиг. 2).

Мембранная ступень обогащения гелия 2 может представлять собой различные технологические системы, состоящие из одного или нескольких мембранных делителей и компрессора (фиг. 3-5).

На фиг. 3 представлена схема мембранной ступени обогащения гелия, которая состоит из входного трубопровода 5, компрессора 10, соединительного трубопровода 11, мембранного делителя 12, трубопровода отвода непроникшей газовой смеси ступени обогащения гелия 6, трубопровода отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 14 регулируемого разветвителя газового потока 13 и соединительного трубопровода 15. Входной трубопровод 5 соединен со всасом компрессора 10, выход компрессора 10 соединен с полостью высокого давления мембранного делителя 12 соединительным трубопроводом 11, выход из полости высокого давления мембранного делителя 12 соединен с трубопровода отвода непроникшей газовой смеси ступени обогащения гелия 6, выход из полости низкого давления мембранного делителя 12 соединен трубопроводом 14 с регулируемым разветвителем газового потока 13, один выход из которого соединен трубопроводом 15 со всасом компрессора 10, а второй выход соединен с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 7.

На фиг. 4 представлена схема мембранной ступени обогащения гелия, которая состоит из входного трубопровода 5, компрессора 10, первого мембранного делителя 12, второго мембранного делителя 17, соединительных трубопроводов 11, 14 и 16, трубопровода отвода непроникшей газовой смеси ступени обогащения гелия 6 и трубопровода отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 7, и трубопровода рецикла 18. Входной трубопровод 5 соединен со всасом компрессора 10, выход компрессора 10 трубопроводом 11 соединен с полостью высокого давления первого мембранного делителя 12, выход из полости высокого давления первого мембранного делителя 12 соединен трубопроводом 16 со входом полости высокого давления второго мембранного делителя 17, выход полости высокого давления второго мембранного делителя 17 соединен с трубопроводом отвода непроникшей газовой смеси ступени обогащения гелия 6, полость низкого давления второго мембранного делителя 17 соединена трубопроводом рецикла 18 со всасом компрессора 10, полость низкого давления первого мембранного делителя 12 соединена с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 7.

На фиг. 5 представлена схема мембранной ступени обогащения гелия, которая состоит из входного трубопровода 5, компрессора 10, первого мембранного делителя 12, второго мембранного делителя 17, соединительных трубопроводов 11, 14 и 16, трубопровода отвода непроникшей газовой смеси ступени обогащения гелия 6 и трубопровода отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 7, трубопровода рецикла 18, регулируемого разветвителя газового потока 13 и соединительного трубопровода 15. Входной трубопровод 5 соединен со всасом компрессора 10, выход компрессора 10 трубопроводом 11 соединен с полостью высокого давления первого мембранного делителя 12, выход из полости высокого давления мембранного делителя 12 соединен трубопроводом 16 со входом полости высокого давления второго мембранного делителя 17, выход полости высокого давления второго мембранного делителя 17 соединен с трубопроводом отвода непроникшей газовой смеси ступени обогащения гелия 6, полость низкого давления второго мембранного делителя 17 соединена трубопроводом рецикла 18 со всасом компрессора 10, выход из полости низкого давления первого мембранного делителя 12 соединен трубопроводом 14 с регулируемым разветвителем газового потока 13, один выход из которого соединен трубопроводом 15 со всасом компрессора 10, а второй выход соединен с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 7.

Устройство извлечения гелия из природного газа повышенного давления, представленная на фиг. 1 работает следующим образом.

Исходный газ высокого давления, содержащий гелий, подается через трубопровод подачи исходного газа высокого давления 3 в мембранную ступень удаления гелия 1. В мембранной ступени удаления гелия 1 происходит разделение газа на поток высокого давления непроникшего газа и поток газа, проникшего через селективнопроницаемую мембрану. Поток газа, непроникший через мембрану в мембранной ступени удаления гелия 1 и обедненный по содержанию гелия до заданной величины, направляется из установки по выходному трубопроводу 4 к потребителю, Поток проникшего через мембрану газа, обогащенный по гелию, направляется по трубопроводу 5 на вход мембранной ступени обогащения гелия 2. В мембранной ступени обогащения гелия 2 происходит разделение газа на поток высокого давления газа, обедненный по содержанию гелия, и поток низкого давления газа, обогащенный по содержанию гелия. Поток, обедненный по содержанию гелия, выводится из полости высокого давления мембранной ступени обогащения гелия 2, поток, обогащенный по содержанию гелия, выводится из полости низкого давления мембранной ступени обогащения гелия 2. Из выхода полости высокого давления мембранной ступени обогащения гелия 2 поток подается в трубопровод подачи исходного газа высокого давления 3 через трубопровод 6. Из выхода низкого давления мембранной ступени обогащения гелия 2 поток подается в трубопровод отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 7.

Устройство извлечения гелия из природного газа повышенного давления, представленная на фиг. 2 работает следующим образом.

Устройство работает аналогично, представленной на фиг. 1, при этом из выхода низкого давления мембранной ступени обогащения гелия 2 поток подается через трубопровод 9 на всас дожимного компрессора 8, повышающего давление газовой смеси, которая выводится трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 7.

Мембранная ступень обогащения гелия, представленная на фиг. 3 работает следующим образом.

Мембранная ступень обогащения гелия, представленная на фиг. 4 работает следующим образом.

Поток газа, обогащенный по гелию, подается из ступени удаления гелия через входной трубопровод 5 на всас компрессора 10, в котором поток газа компримируется. Через соединительный трубопровод 11 компримированный поток газа подается на вход первого мембранного делителя 12. В первом мембранном делителе 12 происходит разделение газа на поток высокого давления газа, обедненный по содержанию гелия, и поток низкого давления газа, обогащенный по содержанию гелия. Поток, обедненный по содержанию гелия, выводится из выхода полости высокого давления первого мембранного делителя 12, поток, обогащенный по содержанию гелия, выводится из полости низкого давления первого мембранного делителя 12. Из выхода полости высокого давления мембранного делителя 12 поток подается через соединительный трубопровод 16 на вход второго мембранного делителя 17. Из выхода полости низкого давления первого мембранного делителя 12 поток подается в трубопровод отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 7. Во втором мембранном делителе 17 происходит разделение газа на поток высокого давления газа, обедненный по содержанию гелия, и поток низкого давления газа, обогащенный по содержанию гелия. Поток, обедненный по содержанию гелия, выводится из выхода полости высокого давления второго мембранного делителя 17, поток, обогащенный по содержанию гелия, выводится из полости низкого давления второго мембранного делителя 17. Из выхода полости высокого давления второго мембранного делителя 17 поток подается в выходной трубопровод отвода непроникшей газовой смеси ступени обогащения гелия 6. Из выхода полости низкого давления второго мембранного делителя 17 поток подается через трубопровод рецикла 18 на всас компрессора 10.

Мембранная ступень обогащения гелия, представленная на фиг. 5 работает следующим образом.

Поток газа, обогащенный по гелию, подается из ступени удаления гелия через входной трубопровод 5 на всас компрессора 10, в котором поток газа компримируется. Через соединительный трубопровод 11 компримированный поток газа подается на вход первого мембранного делителя 12. В первом мембранном делителе 12 происходит разделение газа на поток высокого давления газа, обедненного по содержанию гелия, и поток низкого давления газа, обогащенного по содержанию гелия. Поток, обедненный по содержанию гелия, выводится из выхода полости высокого давления первого мембранного делителя 12, поток, обогащенный по содержанию гелия, выводится из полости низкого давления первого мембранного делителя 12. Из выхода полости высокого давления мембранного делителя 12 поток подается через соединительный трубопровод 16 на вход второго мембранного делителя. Из выхода низкого давления первого мембранного делителя 12 через трубопровод 14 поток подается на регулируемый разветвитель газового потока 13. Во втором мембранном делителе 17 происходит разделение газа на поток высокого давления газа, обедненный по содержанию гелия, и поток низкого давления газа, обогащенный по содержанию гелия. Поток, обедненный по содержанию гелия, выводится из выхода полости высокого давления второго мембранного делителя 17, поток, обогащенный по содержанию гелия, выводится из полости низкого давления второго мембранного делителя 17. Из выхода полости высокого давления второго мембранного делителя 17 поток подается в выходной трубопровод отвода непроникшей газовой смеси ступени обогащения гелия 6. В регулируемом разветвителе газового потока 13 поток газа разделяется на два потока, один поток через трубопровод 15 подается на всас компрессора 10, а второй поток подается в трубопровод отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия 7.

ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Пример 1

Поток природного газа с содержанием гелия 0,5% (об.) при давлении 80 атм. подают в мембранную ступень удаления гелия, на выходе полости высокого давления которой достигается заданная концентрация гелия 0,05% (об.). Величина потока очищенного природного газа составляет 1000 тыс. нм³/час. Поток, выходящий из полости низкого давления мембранной ступени удаления гелия, составляет 80,5 тыс. нм3/час при давлении 1 атм. Этот поток подают на мембранную ступень обогащения гелия по п. 4. На компрессоре ступени обогащения гелия поток сжимают до 80 атм. Весь поток с выхода полости низкого давления полости мембранной ступени обогащения гелия подают на всас компрессора по п. 2, где его сжимают до давления 150 атм. Мембрана в обеих ступенях имеет селективность по паре гелий/метан равную 50 (Производство фирмы UBE). При более низких энергозатратах в установке на выходе полости низкого давления мембранной ступени обогащения гелия достигается концентрация гелия 45,9% (об.), против 31,1% (об.) в прототипе, а потери природного газа, выходящего в обогащенном гелием потоке ниже в 1,87 раза ниже, чем в прототипе. Общие потери природного газа в энергетических единицах меньше, чем в прототипе в 1,47 раза.

Пример 2

Полезную модель реализуют аналогично примеру 1, но поток смеси величиной 84,2 тыс. нм3/час подают на вход мембранной ступени обогащения гелия по п. 4. Этот поток складывается из потока, выходящего из полости низкого давления мембранной ступени удаления гелия величиной 80,5 тыс. нм3/час и потока с выхода полости низкого давления ступени обогащения гелия величиной 3,7 тыс. нм3/час ас. Из полости низкого давления мембранного делителя ступени обогащения гелия выводится поток 12,2 тыс. нм3/час с концентрацией гелия 52,24% (об.), часть которого величиной 3,7 тыс. нм3/час подается на всас компрессора мембранной ступени обогащения гелия, а другая часть величиной 8,6 тыс. нм3/час подается в трубопровод отвода газа с повышенным содержанием гелия. На выходе полости низкого давления мембранной ступени обогащения гелия достигается концентрация гелия 52,24% (об.), против 31,1% (об.) в прототипе. Общие потери природного газа в энергетических единицах меньше, чем в прототипе в 1,64 раза.

Пример 3

Полезную модель реализуют аналогично примеру 1, но поток смеси величиной 85,8 тыс. нм3/час подают на всас компрессора мембранной ступени обогащения гелия по п. 5. Этот поток складывается из потока, выходящего из полости низкого давления мембранной ступени удаления гелия величиной 80,5 тыс. нм3/час и потока рецикла с выхода полости низкого давления второго мембранного делителя величиной 5,3 тыс. нм3/час.Из полости низкого давления первого мембранного делителя выводится поток 6,7 тыс. нм3/час с концентрацией гелия 66,35% (об.). Потери природного газа меньше чем у прототипа в 4,41 раза. Затраты электроэнергии меньше на 2%, чем у установки по п. 4 с отводом на всас компрессора мембранной ступени обогащения гелия 30% потока на выходе полости низкого давления первого делителя, имеющей те же концентрации гелия на выходах. Таким образом, при средних по величине концентрациях гелия в потоке с повышенным содержанием гелия оптимальным является Устройство по п. 5. Общие потери природного газа в энергетических единицах меньше, чем в прототипе в 2,07раза.

Пример 4

Полезную модель реализуют аналогично примеру 2, но поток смеси величиной 96,4 тыс. нм3/час подают на всас компрессора мембранной ступени обогащения гелия по п. 6. Этот поток складывается из потока выходящего из полости низкого давления мембранной ступени удаления гелия величиной 80,5 тыс. нм3/час, потока с выхода полости низкого давления второго мембранного делителя величиной 13,7 тыс. нм3/час и потока с выхода полости низкого давления первого мембранного делителя величиной 2,2 тыс. нм3/час. Из полости низкого давления первого мембранного делителя выводится поток 7,4 тыс.

нм3/час с концентрацией гелия 85,47% (об.), часть которого величиной 2,2 тыс. нм3/час, представляющей собой частичный рецикл подается на всас компрессора мембранной ступени обогащения гелия, а другая часть величиной 5,2 тыс. нм3/час подается в трубопровод отвода газа с повышенным содержанием гелия. Потери природного газа меньше чем у прототипа в 13,22 раза. Затраты электроэнергии меньше на 5,4%, чем у установки по п. 5 с теми же концентрациями гелия на выходах установки. Таким образом, при высоких концентрациях гелия в потоке с повышенным содержанием гелия оптимальным является Устройство по п. 6. Общие потери природного газа в энергетических единицах меньше, чем в прототипе в 2,33 раза.

1. Устройство извлечения гелия из природного газа повышенного давления, содержащее мембранную ступень удаления гелия, состоящую из одного или нескольких параллельно соединенных мембранных модулей, каждый из которых имеет полости высокого и низкого давления, разделенные селективнопроницаемой мембраной, вход полости высокого давления соединен с трубопроводом, подводящим природный газ повышенного давления, а выход - с выходным трубопроводом, отводящим очищенный до заданной степени извлечения гелия природный газ, полость низкого давления мембранной ступени удаления гелия соединена трубопроводом со всасом компрессора ступени обогащения гелия, выход полости высокого давления мембранной ступени обогащения гелия, соединен с трубопроводом отвода непроникшей газовой смеси, а выход полости низкого давления соединен с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия, отличающееся тем, что трубопровод отвода непроникшей газовой смеси мембранной ступени обогащения гелия соединен с подводящим трубопроводом ступени удаления гелия.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трубопровод отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия соединен со всасом компрессора, повышающим давление газовой смеси с повышенным содержанием гелия.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в каждом мембранном модуле мембрана выполнена в виде селективнопроницаемых полых волокон.

4. Устройство извлечения гелия из природного газа повышенного давления, содержащее мембранную ступень обогащения гелия, состоящую из компрессора, всас которого соединен с полостью низкого давления мембранной ступени удаления гелия, выход компрессора соединен с входом мембранного делителя, состоящего из одного или нескольких параллельно соединенных мембранных модулей, а выход полости низкого давления мембранного делителя соединен с входом в регулируемый разветвитель газового потока, один выход которого соединен со всасом компрессора ступени обогащения гелия, а другой выход - с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия.

5. Устройство извлечения гелия из природного газа повышенного давления, в котором мембранная ступень обогащения гелия содержит два последовательно соединенных мембранных делителя, выход полости высокого давления первого мембранного делителя соединен трубопроводом с входом полости высокого давления второго мембранного делителя, выход полости низкого давления первого делителя соединен с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия, выход полости низкого давления второго мембранного делителя соединен трубопроводом с полостью низкого давления мембранной ступени удаления гелия и со всасом компрессора ступени обогащения гелия, а выход полости высокого давления соединен с трубопроводом отвода непроникшей газовой смеси ступени обогащения гелия.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что выход полости низкого давления первого мембранного делителя мембранной ступени обогащения гелия соединен с входом в регулируемый разветвитель газового потока, один выход которого соединен со всасом компрессора ступени обогащения гелия, а другой выход - с трубопроводом отвода газовой смеси с повышенным содержанием гелия.

РИСУНКИ

Патрон осушителя сжатого воздуха для компрессора относится к осушителю воздуха для транспортных средств и, в особенности, к картриджу или патрону с влагопоглотителем для такого осушителя воздуха.

Патрон осушителя сжатого воздуха для компрессора (варианты) // 98148