Установка сжижения метана

Установка сжижения метана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соаетсник

Социалистическими

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<о857671 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 190679 (21) 2772355/23-26 (51)M. Кл.

F 25 J 1/02 с присоединением заявки Мо

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23,08.81. Бюллетень No 31 (53) УДК 621 ° 59 (088. 8) Дата опубликования описания 230881 (72) Авторы изобретения

7 Г1к., 6RKgy

Е.Н.Победимский и В,И.Твердохлебов

Всесоюзное научно-производственное объединение Союзтурбогаз (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА СЖИЖЕНИЯ МЕТАНА

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к установкам для сжижения метана.

Известны установки сжижения природного газа с классическим каскадным циклом (1) .

Недостатком известных установок является большое количество компрессоров и трудность регулирования рабочего процесса, значительные площади поверхности теплообмена, необходимость поддержания высокой чистоты холодильных агентов.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является уста- 15 новка сжижения метана, содержащая последовательно установленную холодильную машину прецварительного охлаждения, включающую теплообменник, компрессор и .конденсатор, этиленовую холодильную машину промежуточного охлаждения, включающую теплообменник, компрессор и конденсатор, и метановый ожижитель, включающий компРессоР с газотурбинным приводом и теплообменник-ожижитель (2) .

Недостатком устройства является большой удельный расход энергии на сжатие метана.

Цель изобретения — повышение экономичности работы установки.

Поставленная цель достигается тем, что пропановая холодильная машина предварительного охлаждения снабжена установленными на одном валу с компрессором турбиной и насосом, этиленовая холодильная машина промежуточного охлаждения снабжена установленной на одном валу с компрессором турбиной, подключенной к пропановой холодильной машине, метановый ожижитель. снабжен установленными на одном валу с компрессором парожидкостным турбодетандером и насосом, а также теплообменником, размещенным после компрессора, утилизатором и теплообменииком-утилизатором отходящих газов газотурбинной установки, размещенным после газотурбинного привода, при этом выход теплообменникаутилизатора отходящих газов соединен со входом турбины пропановой холодильной машины, а выход теплообменника-утилиэатора сжатого метана соединен со входом турбины, этиленовой холодильной машины, кроме того, метановый ожижитель снабжен сепаратором, установленным перед насосом на выходе турбодетандера.

857671

4О

На чертеже изображена принци пиальная схема установки сжижения метана.

Установка содержит пропановую холодильную машину предварительного охлаждения, включающую теплообменник

1, содержащую турбину 2 и насос 3, . которые установлены на одном валу и кинематически связаны с компрессорами 4 и 5, конденсатор б, дроссели

7 и 8, этиленовую холодильную машину промежуточного охлаждения, включающую теплообменник 9, турбину 10, кинематически связанную с компрессорами 11 и 12 и дроссели 13 и 14, метановый ожижитель с газотурбинным приводом 15 компрессоров 16 и 17., которые размещены на одном валу с парожидкостным турбодетандером 18 и насосом 19, сепаратор 20, теплообменник-утилизатор 21 сжатого метана,теплообменник-утилизатор 22 отходящих газов газотурбинной установки и теплообменник-ожижитель метана 23.

Установка включает также гидравлическую турбину 24, на одном валу с которой размещен компрессор ?5.

Установка работает следующим образом.

Метан охлаждается о теплообменнике 1 этиленом и отходящим после компрессора 25 метаном в теплообменнике

9 и затем поступает в теплообменникожижитель 23 метана, где доохлаждается и сжижается. Жидкий метан поступает в гидравлическую турбину 24, где понижается его давление, а мощность турбины 24 используется для привода компрессора 25, затем метан через дроссель и сепаратор идет к потребителю. 1 азообразный метан сжимается в компрессоре 25, проходит через теплообменник 9, где охлаждает метан, идущий на сжнженне.

В пропановой холодильной машине предварительного схлаждеHня пропан, сжатый в компрессоре 4 н пропал после турбины 2 соединяется н поступает в конденсатор б, где охлалдаеге:я и конденсируется. Часть жид.",ого пропана поступает в насос 3, вторая часть через дроссель 7 напраи:ië -;;;;"".. ..<.-н в теплообменник 1. Пропан после компрессора 5 конденсируетсл в те.лообменнике 1 и после дросселя 8 но тупает на конденсацию этилена.

В этиленовой холодильной машине промежуточного охлаждения после компрессоров 11 и 12 зтилен конденсируется в теплообменнике 1. Жидкий этилен дросселируется в дросселях 13 и

14 и поступает v. теплообменннк 9.

Газ, отходящий из газс турбинного привода, поступает в теплообменникутилизатор 22 отходящих газов, з котором охлаждается пропаном, поступающим из насоса 3. Еагретып пропан после теплообменника-утилнзатора 22 поступает на турбину 2.

В теплообменнике-утилиэаторе 21 сжатого метана пропан, идущий от на-. соса 3, охлаждает метан,.сжатый в компрессорах 16 и 17, при этом пропан нагревается и поступает на турбину 10. Метан после турбодетандера

18 поступает s сепаратор 20, где разделяется на жидкий,. который направляется в насос 19, и газообразный, идущий на сжижение метана в теплооб« менник-ожижитель 23.

Применение предлагаемой установки для сжижения метана, выполненной на основе турбодетандеров, позволит значительно,снизить энергозатраты, которые со вл ют 0 78 кВт.ч

0;178 кг

Значительное снижение энергозатрат связано с тем, что в схеме сжижения реализуется утилизация тепла отходящих газов и сжатого газа.

Формула изобретения

1. Установка сжижения метана, содержащая последовательно соединенные пропановую холодильную машину предварительного охлаждения, включающую теплообменник, компрессор и конденсатор, этиленовую холодильную машину промежуточного охлаждения, включающую теплообменник, компрессор и конденсатор, и метановый ожижитель,включающий компрессор с газотурбинным приводом и теплообменник-ожижитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности,пропановая холодильная машина снабжена установленными на одном валу с компрессором турбиной и насосом, этиленовая холодильная машина снабжена установленной.на одном валу с компрессором турбиной, подключенной к пропановой холодильной машине, метановый ожнжитель снабжен установленными на одном валу с компрессором турбодетандерам и насосом, а также теплообменником-утилизатором сжатого метана, размещенным после компрессора, и,теплообменником-утилиэатором отходящих газов, размещенным после газотурбинного привода, при этом выход теплообменника-утилизатора сжатого метана соединен со входом турбины этиленоной холодильной машины, а выход теппообменника-утилизатора отходящих,газов соединен со входом турбины пропановой холодильной машины.

2. Установка по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, чтс» метановый ожижитель снабжен сепаратором, установленным перед насосом на выходе турбоде» тандера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3690114, кл. 62-40, 1971.

2. Усюкин И.П. Установки, машины и аппараты криогенной техники. М., 1976, с. 248-256.

857671

Составитель Г.Ольшанская

Редактор Н.Пушненкова Техред М. Табакович

I корректор Ю. Макаренко

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7214/63 Тираж 566

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5