Установка для сжижения природного газа

Установка предназначена для сжижения природного и других газов с разделением их на жидкие и газообразные фазы. В основном и дополнительном теплообменниках установлены ректификационные колонны, верхние части которых соединены с выпускными трубопроводами тепловых секций. В холодильном контуре дополнительного теплообменника в нижней его части установлен детандер, вход которого соединен с выходом тепловой секции, а выход с выпускным трубопроводом.

Полезная модель относится к области криогенной техники и может быть использована для сжижения природного и других газов с разделением их на жидкие и газовые фазы.

Известна установка для сжижения природного газа, включающая основной и дополнительный теплообменники, каждый из которых включает тепловые секции с впускными и выпускными трубопроводами, два холодильных контура, содержащих, по меньшей мере, два компрессора и два холодильника (описание изобретения к Евразийскому патенту №002617, 7 F25J 1/02, 2002.06.27).

Недостатком известной установки является то, что ее технологическая схема не позволяет производить разделение газа на жидкую и газовую фазы.

Задачей настоящего технического решения является создание новой конструкции установки.

Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного технического решения, является расширение функциональных возможностей, заключающееся в сжижении смеси газов с разделением ее на жидкие и газовые фазы.

Для достижения указанного технического результата в установке сжижения природного газа, включающей основной и дополнительный теплообменники, каждый из которых включает тепловые секции с впускными и выпускными трубопроводами, два холодильных контура, содержащих, по меньшей мере, два компрессора и два холодильника, в теплообменниках установлены ректификационные колонны, верхние части которых соединены с выпускными трубопроводами тепловых секций.

В дополнительном теплообменнике в нижней его части установлен детандер, вход которого соединен с выходом тепловой секции, а выход с выпускным трубопроводом.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемой к охране установки.

Установка содержит основной 1 и дополнительный 2 теплообменники, содержащие тепловые секции 3, 4 с впускными 5, 6 и выпускными 7, 8 трубопроводами, холодильные контуры 9, 10, содержащие компрессоры 11, 12, холодильники 13, 14 и холодильные секции 24, 25, 26.

В теплообменниках установлены ректификационные колонны 15, 16, охватываемые тепловыми секциями, выполненными в виде винтовых трубопроводов. В дополнительном теплообменнике 2 в нижней его части установлен детандер 17, связанный общим валом с электрогенератором 18. В холодильных контурах установлены детандеры 19, 20, связанные общими валами с компрессорами 11, 12.

Установка работает следующим образом.

Подготовленный природный газ, содержащий метан, этан и азот, подается по впускному трубопроводу 5 тепловой секции 3 в основной теплообменник 1, который охлаждается холодильными контурами 9 и 10. Природный газ, проходя по тепловой секции 3, охватывающей ректификационную колонну 15, охлаждается до температуры конденсации этана и затем по выпускному трубопроводу 7 подается в верхнюю часть ректификационной колонны 15, где происходит отделение жидкого этана от газообразных метана и азота. Жидкий этан выводится из нижней части колонны 15 по трубопроводу 21 в виде готового продукта.

Отделившиеся газообразные продукты метан и азот с верхней части ректификационной колонны 15 поступают по впускному трубопроводу 6 тепловой секции 4 в дополнительный теплообменник 2, который охлаждается холодильным контуром 10. Газообразная смесь метана и азота, проходя по тепловой секции 4, охватывающей ректификационную колонну 16, охлаждается до температуры, близкой к температуре конденсации метана. Далее смесь поступает на детандер 17, соединенный общим валом с электрогенератором 18, служащим нагрузкой для детандера, где происходит расширение и окончательная конденсация метана, который вместе с азотом по выпускному трубопроводу 8 поступает в верхнюю часть ректификационной колонны 16 для отделения газообразного азота. Жидкий метан выводится из нижней части колонны 16 по трубопроводу 22 в виде готового продукта, а газообразный азот выводится из верхней части колонны 16 по трубопроводу 23 в виде газа.

Холодильный контур 9 работает следующим образом.

После заполнения холодильного контура метаном включается компрессор 11. После сжатия метан направляется в холодильник 13 для охлаждения и затем поступает в холодильную секцию 24 основного теплообменника 1, и из нее на детандер 19, где происходит расширение газа с понижением его температуры и давления. После детандера 19 охлажденный метан подается в основной теплообменник 1, из которого он подается в компрессор 11, и далее цикл повторяется.

Холодильный контур 10 работает следующим образом.

После заполнения холодильного контура азотом включается компрессор 12. После сжатия азот направляется в холодильник 14 для охлаждения, после чего поступает в холодильную секцию 25 основного теплообменника 1 и далее в холодильную секцию 26 дополнительного теплообменника 2, из которого поступает на детандер 20, где происходит расширение газа с понижением его температуры и давления. После детандера 20 охлажденный азот подается в теплообменник 2, из которого он поступает в компрессор 12, и далее цикл повторяется.

1. Установка для сжижения природного газа, включающая основной и дополнительный теплообменники, каждый из которых включает тепловые секции с впускными и выпускными трубопроводами, два холодильных контура, содержащих, по меньшей мере, два компрессора и два холодильника, отличающаяся тем, что в теплообменниках установлены ректификационные колонны, верхние части которых соединены с выпускными трубопроводами тепловых секций.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в дополнительном теплообменнике в нижней его части установлен детандер, вход которого соединен с выходом тепловой секции, а выход с выпускным трубопроводом.