Способ получения и хранения газовых гидратов

 

Изобретение относится к способам заполнения баллонов газобаллонных автомобилей природным газом или метаном на газозаправочных станциях. Изобретение позволяет повысить экономичность. При работе станции заполнение баллонов природным газом проводят путем перевода его в газовые гидраты с обогащением тяжелыми компонентами, прессования в монолитные цилиндрические блоки, длиной и диаметром соответствующие длине и внутреннему диаметру баллона, с последующим помещением этих блоков в баллоны и герметизацией последних. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 17 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702254/26 (22) 08.06.89 .(46) 30.03.92, Бюл. Q 12 (71) Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики (72) Э.А.Бакум, Л.Ф,Смирнов и В.К.Дяченко (53) 621.59 (088.8) (56) Патент США М 2270016, кл, 48-190, .1942. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ХРАНЕНИЯ

ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ (57) Изобретение относится к способам заполнения баллонов газобаллонных автомоИзобретение относится к энергетике, а точнее к способам получения газовых гидратов и их хранения в емкостях, например баллонах газобаллонных автомобилей, особенно перспективно их использование в газодобывающих районах с холодным климатом.

Цель изобретения — повышение экономичности, Поставленная цель достигается тем, что в способе получения и хранения газовых гидратов, включающем перевод газа в газовые гидраты, прессование их в монолитные цилиндрические формы, по длине и диаметру соответствующие длине и форме баллона, с последующим помещением этих форм в баллоны и герметизацией последних, при этом переводимый в гидраты поиродный газ обогащают тяжелыми компонентами либо путем добавления в исходный природный газ тяжелых компонентов (этана, пропана, бутана), а также других горючих гидратооб,, Ж,, 1723407 А1 билей природным газом или метаном на газозаправочных станциях. Изобретение позволяет повысить экономичность. При работе станции заполнение баллонов природным газом проводят путем перевода его в газовые гидраты с обогащением тяжелыми компонентами, прессования в монолитные цилиндрические блоки, длиной и диаметром соответствующие длине и внутреннему диаметру баллона, с последующим помещением этих блоков в баллоны и герметизацией последних. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. разующих газов с молекулярной массой, превышающей молекулярную массу метана, например ацетилена, либо путем поддержания температуры и давления процесса гидратообразования в области фазовой диаграммы, расположенной левее гидратной кривой природного газа, состав которого отвечает условию максимального перевода всех гидратообразующих компонентов смеси, входящих в состав исходного природного газа.

На чертеже изображена схема газозаправочной станции, позволяющей реализовать предлагаемый способ.

Газозаправочная станция состоит из трубопроводов подачи исходного газа 1 и воды 2, кристаллизатора 3, имеющего внутри встроенный теплообменник 4; внизу — распределитель 5,газа, рециркуляционного компрессора 6, аккумулирующей емкости 7 тяжелых компонентов, соединенной через дозирующий вентиль 8 с входом в компрес1723407 сор 6, газоанализатора 9, газоконвертера

10, насосов 11 и 12, аккумулирующей емкости 13 газовых гидратов, соединенной через вентили 14 с кристаллизатором 3, через вентиль 15 — с входом в насос 11, через вентиль

16 — с входом в компрессор 6, Газоконвертер имеет прессующую камеру 17, размещенный внутри нее винтовой шнек 18, конусный фильтр 19 с отверстием 20, диаметр которого равен внутреннему диаметру баллона газобаллонного автомобиля, отрезное устройство 21 для разрезания спрессованного гидратного поршня, на выход которого закрепляют поочередно баллоны

22 со снятой верхней крышкой. Привод газоконвертера осуществляют электродвигателем 23 через редуктор 24.

Способ получения и хранения газовых гидратов осуществляется следующим образом.

Исходный природный газ, содержащий более 90-95 метана. по трубопроводу 1 через газоанализатор 9 подают на всас компрессора 6. Газоанализатор 9 подает управляющий сигнал дозирующему вентилю 8, через который на всас компрессора 6 из аккумулирующей емкости 7 тяжелых компонентов добавляют в исходный природный газ тяжелые компоненты (этан, пропан, бутан) в таком количестве, чтобы состав газа на входе в компрессор соответствовал расчетному. Природный газ заданного состава компрессором 6 подают в кристаллизатор 3 через распределитель 5 газа, контактируют с водой, подаваемой по трубопроводу 2, и при перемешивании путем барботажа газа через воду {циркуляцию газа осуществляют компрессором 6) образуют гидраты при температуре 282 К и давлении 2 МПа.

Теплоту гидратообразования отводят хладоносителем, циркулирующим в теплообменнике 4. Водогидратную суспензию из кристаллизатора 3 через вентиль 14 подают в аккумулирующую емкость 13, откуда по мере необходимости насосом 11 перекачивают в газоконвертер 10. В пресеующей камере 17 газоконвертера при вращении шнека 18, приводимого в движение электродвигателем 23 через редуктор 24, гидраты отжимают от воды. Их концентрация сначала увеличивается от 10 — 15 до 50 вследствие дренажа воды. Затем при движении через полость конусного фильтра 19 гидраты прессуют (давление от 2 до порядка 5

МПа), выдавливая межкристаллическую воду, рециркулируемую насосом 12, в кристал55 с я тем, что в качестве тяжелых компонентов используют ацетилен.

50 лизатор 3 через сетку фильтра, имеющую отверстия диаметром 50-100 мкм. Концентрация остаточной воды при увеличении давления гидратов на 3. МПа уменьшается до

5-10 . После окончания прессования получают непрерывный цилиндрический кристаллогидратный поршень с диаметром, равным внутреннему диаметру баллона. На выходе из центрального отверстия 20 фильтра 19 этот поршень отрезным устройством

21 разрезают на блоки, длина которых равна длине баллона, и принудительно помещают в баллон, который устанавливают на автомобиль взамен опорожненного по газу. В период между заправками баллонов водогидратную суспензию сливают в емкость 13, где ее можно накапливать при остановке газоконвертера в случае отсутствия баллонов, что позволяет не останавливать работу всей системы, экономя тем самым время, необходимое для вывода всей установки на рабочий режим. При повышении давления в емкости 13 в результате подплавления гидратов из-за теплопритоков предусмотрена рециркуляция газа из нее в кристаллизатор 3 с помощью компрессора 6 через трубопровод с вентилем 16, Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что при получении газовых гидратов из природного газа проводят обогащение последнего тяжелыми компонентами, что позволяет повысить экономичность из-за снижения давления и повышения температуры образования и хранения газовых гидратов

Формула изобретения

1. Способ получения и хранения газовых гидратов, включающий перевод природного газа в газовые гидраты, прессование их в цилиндрические блоки, соответствующие форме баллонов, с помещением блоков в баллоны и герметизацию последних, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения экономичности, перевод природного газа в гидраты осуществляют при обогащении его тяжелыми компонентами.

2. Способ поп1,отличающийся тем, что при обогащении природного газа, содержащего 90 — 95;ь метана, в качестве тяжелых компонентов используют этан, пропан, бутан и горючие гидратообразующие газы с молекулярной массой, превышающей молекулярную массу метана.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й1723407

Составитель Г. Ольшанская

Редактор А. Маковская Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши

Заказ 1056 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета Ilo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5

Производственно;издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101