RU2744138C2

RU2744138C2 - Installation for natural gas treatment resulting in liquefied natural gas

Info

Publication number: RU2744138C2
Application number: RU2018142449A
Authority: RU
Inventors: Андрей Владиславович Курочкин
Original assignee: Андрей Владиславович Курочкин
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2021-03-03
Also published as: RU2018142449A; RU2018142449A3

Abstract

FIELD: machinery.

SUBSTANCE: invention relates to installations for low-temperature condensation and can be used in the gas industry. The installation for natural gas treatment resulting in liquefied natural gas includes an inlet separation unit connected by a gas supply line with a low-temperature condensation unit equipped with a treated gas outlet line, and a condensate stabilization unit. The low-temperature condensation unit includes at least one expander as reducing apparatuses, as well as input/output lines of one of the low-temperature process streams connecting it with the low-temperature cooler of the LNG production unit. The LNG production unit is located on a branch of the treated gas outlet line and includes a first compressor, medium and low temperature refrigerators, drying and cleaning units, a recuperative heat exchanger, an expander and a separator equipped with an LNG outlet line and a line for separation gas supply to the treated gas outlet line wherein the recuperative heat exchanger and the second compressor are located. The compressors are connected to the expanders via kinematic and/or electrical connection.

EFFECT: expansion of the range of products with additional LNG production.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к установкам низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности для подготовки природного газа.The invention relates to installations for low-temperature condensation and can be used in the gas industry for the preparation of natural gas.

Известен способ низкотемпературной сепарации газа [RU 2543867, опубл. 10.03.2015 г., МПК B01D 3/14, B01D 3/28], осуществляемый на установке, включающей входной сепаратор, двухсекционный дефлегматор, блок низкотемпературной сепарации в составе редуцирующего устройства и низкотемпературного сепаратора, и блок выветривания конденсата.The known method of low-temperature gas separation [RU 2543867, publ. 03/10/2015, IPC B01D 3/14, B01D 3/28], carried out on a unit including an inlet separator, a two-section reflux condenser, a low-temperature separation unit as part of a reducing device and a low-temperature separator, and a condensate weathering unit.

Недостатками известной установки являются низкое качество товарного газа, низкий выход газового конденсата и невозможность получения сжиженного природного газа СПГ.The disadvantages of the known installation are the low quality of commercial gas, low yield of gas condensate and the impossibility of obtaining liquefied natural gas LNG.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка комплексной подготовки газа [RU 2624710, опубл. 05.07.2017 г., МПК F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], включающая блок входной сепарации в составе рекуперационного теплообменника и входного сепаратора, соединенный линией подачи газа входной сепарации с блоком низкотемпературной конденсации, оснащенным линией вывода подготовленного газа и состоящим из рекуперационного теплообменника, дефлегматора, низкотемпературного сепаратора, редуцирующих устройств, и блок стабилизации конденсата.Closest to the proposed invention is a complex gas treatment unit [RU 2624710, publ. 07/05/2017, IPC F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], including an inlet separation unit as part of a recuperative heat exchanger and an inlet separator, connected by an inlet separation gas supply line to a low-temperature condensation unit equipped with a prepared gas and consisting of a recuperative heat exchanger, a reflux condenser, a low-temperature separator, reducing devices, and a condensate stabilization unit.

Недостатком данной установки является ограниченный ассортимент продуктов и невозможность выработки СПГ.The disadvantages of this unit are the limited range of products and the inability to generate LNG.

Задача изобретения - расширение ассортимента продуктов с дополнительной выработкой СПГ.The objective of the invention is to expand the range of products with additional LNG production.

Техническим результатом является расширение ассортимента продуктов с дополнительной выработкой СПГ за счет дополнения установки блоком получения СПГ, компрессоры которого соединены с по меньшей мере одним из детандеров блока низкотемпературной конденсации, а холодильник - с одним из низкотемпературных технологических потоков блока низкотемпературной конденсации.The technical result is to expand the range of products with additional LNG production by complementing the installation with an LNG production unit, the compressors of which are connected to at least one of the expanders of the low-temperature condensation unit, and the refrigerator is connected to one of the low-temperature process streams of the low-temperature condensation unit.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей блок входной сепарации, соединенный линией подачи газа с блоком низкотемпературной конденсации, оснащенным линией вывода подготовленного газа, и блок стабилизации конденсата, особенность заключается в том, что блок низкотемпературной конденсации в качестве редуцирующих устройств включает по меньшей мере один детандер, а также линии ввода/вывода одного из низкотемпературных технологических потоков, соединяющие его с низкотемпературным холодильником блока получения СПГ, расположенного на ответвлении от линии вывода подготовленного газа, включающего первый компрессор, среднетемпературный и низкотемпературный холодильники, блоки осушки и очистки, рекуперационный теплообменник, детандер и сепаратор, оснащенный линией вывода СПГ и линией подачи газа сепарации в линию вывода подготовленного газа, на которой расположены рекуперационный теплообменник и второй компрессор, при этом компрессоры соединены с детандерами посредством кинематической и/или электрической связи.The technical result is achieved by the fact that in the proposed installation, which includes an inlet separation unit connected by a gas supply line to a low-temperature condensation unit equipped with a prepared gas outlet line, and a condensate stabilization unit, the feature is that the low-temperature condensation unit as reducing devices includes at least one expander, as well as input / output lines of one of the low-temperature process streams connecting it to the low-temperature cooler of the LNG production unit located on the branch from the treated gas outlet line, including the first compressor, medium-temperature and low-temperature refrigerators, drying and cleaning units, recuperative a heat exchanger, an expander and a separator equipped with an LNG outlet line and a separation gas supply line to the treated gas outlet line, on which a recuperative heat exchanger and a second compressor are located, while the compressors are connected to the expanders by means of kinematic and / or electrical communication.

В качестве продуктов, кроме СПГ и подготовленного газа получают стабильный газовый конденсат, а также, возможно, ШФЛУ, этановую, этан-бутановую, пропан-бутановую фракции или факельный газ. В качестве хладоагента в среднетемпературном холодильнике могут быть использованы, например, атмосферный воздух или вода, а в качестве низкотемпературных технологических потоков блока низкотемпературной конденсации - газ низкотемпературной сепарации или остаток выветривания.As products, in addition to LNG and treated gas, stable gas condensate is obtained, as well as, possibly, NGL, ethane, ethane-butane, propane-butane fractions or flare gas. As a refrigerant in a medium-temperature refrigerator, for example, atmospheric air or water can be used, and as low-temperature process streams of a low-temperature condensation unit - low-temperature separation gas or the residue of weathering.

Блоки осушки и очистки могут быть выполнены в виде адсорбционных установок. Кинематическое соединение между компрессором и детандером осуществляют, например, путем их размещения на одном валу, а электрическое - путем оборудования детандеров электрогенераторами, питающими электроприводы компрессоров. В качестве остальных элементов установки могут быть расположены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.Drying and cleaning units can be made in the form of adsorption units. The kinematic connection between the compressor and the expander is carried out, for example, by placing them on the same shaft, and the electric one - by equipping the expanders with electric generators feeding the electric drives of the compressors. As the rest of the installation elements, any suitable device known from the prior art can be arranged.

Соединение компрессоров блока получения СПГ с по меньшей мере одним из детандеров блока низкотемпературной конденсации позволяет использовать энергию редуцирования технологического/их потока/ов для функционирования оборудования блока получения СПГ, что расширяет ассортимент продуктов. Соединение низкотемпературного холодильника блока получения СПГ с блоком низкотемпературной конденсации позволяет использовать часть холода одного технологических потоков для снижения температуры части газа входной сепарации и повышения выхода СПГ.The connection of the compressors of the LNG production unit with at least one of the expanders of the low-temperature condensation unit allows the use of the reduction energy of the process stream (s) for the operation of the equipment of the LNG production unit, which expands the range of products. The connection of the low-temperature cooler of the LNG production unit with the low-temperature condensation unit makes it possible to use part of the cold of one process stream to reduce the temperature of part of the inlet separation gas and increase the LNG yield.

Установка включает: блоки входной сепарации 1, низкотемпературной конденсации 2, стабилизации 3, а также блок получения СПГ в составе рекуперационного теплообменника 4, среднетемпературного и низкотемпературного холодильников 5 и 6, сепаратора 7, блоков осушки 8 и очистки 9, детандера 10, компрессоров 11 и 12.The unit includes: inlet separation units 1, low-temperature condensation 2, stabilization 3, as well as an LNG production unit as part of a recuperative heat exchanger 4, medium-temperature and low-temperature refrigerators 5 and 6, separator 7, drying units 8 and purification 9, expander 10, compressors 11 and 12.

При работе установки (фиг. 1) сырой газ, подаваемый по линии 13, разделяют в блоке 1 с получением конденсата, выводимого по линии 14, и газа, который по линии 15 подают в блок 2, где подвергают низкотемпературной конденсации с редуцированием при помощи детандера и получают подготовленный газ, который выводят по линии 16, и конденсат, который смешивают с конденсатом, подаваемым по линии 14, и по линии 17 направляют в блок 3, где фракционируют с получением продуктов 18. Часть подготовленного газа, отбираемого из линии 16, сжимают компрессором 11 за счет энергии, передаваемой от детандера блока 2 и детандера 10, охлаждают в холодильнике 5, осушают в блоке 8, охлаждают технологическими потоками блока 2 (линии условно не показаны) в холодильнике 6 и очищают от углекислого газа и тяжелых примесей в блоке 9, доохлаждают в теплообменнике 4, редуцируют с помощью детандера 10 и разделяют в сепараторе 7 на СПГ, выводимый по линии 19 и газ сепарации, который выводят по линии 20, нагревают в теплообменнике 4, сжимают компрессором 12 и подают в линию 16. Связь компрессоров и детандеров показана штрих-пунктиром. Линии подачи ингибитора гидратообразования (метанола) и вывода отработанного водометанольного раствора условно не показаны.During the operation of the plant (Fig. 1), the raw gas supplied through line 13 is separated in unit 1 to obtain condensate discharged through line 14 and gas, which is fed through line 15 to unit 2, where it is subjected to low-temperature condensation with reduction using an expander and prepared gas is obtained, which is discharged through line 16, and condensate, which is mixed with condensate supplied through line 14, and directed through line 17 to block 3, where it is fractionated to obtain products 18. Part of the prepared gas taken from line 16 is compressed compressor 11, due to the energy transferred from the expander of block 2 and expander 10, is cooled in refrigerator 5, dried in block 8, cooled by technological flows of block 2 (lines are conventionally not shown) in refrigerator 6 and cleaned of carbon dioxide and heavy impurities in block 9 , is further cooled in the heat exchanger 4, reduced with the help of the expander 10 and separated in the separator 7 into LNG withdrawn through line 19 and the separation gas, which is withdrawn through line 20, is heated in heat exchanger 4, is compressed by compressor 12 and fed to line 16. The connection between compressors and expanders is shown by a dash-dotted line. The supply lines of the inhibitor of hydrate formation (methanol) and the output of the spent water-methanol solution are conventionally not shown.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет расширить ассортимент продуктов и может найти применение в газовой промышленности.Thus, the proposed installation allows you to expand the range of products and can be used in the gas industry.

Claims

An installation for the integrated preparation of natural gas to obtain liquefied natural gas, including an inlet separation unit connected by a gas supply line to a low-temperature condensation unit equipped with a prepared gas outlet line, and a condensate stabilization unit, characterized in that the low-temperature condensation unit as reducing devices includes at least one expander, as well as input / output lines of one of the low-temperature process streams connecting it to the low-temperature cooler of the LNG production unit located on the branch from the treated gas outlet line, including the first compressor, medium-temperature and low-temperature refrigerators, drying and cleaning units, recuperative a heat exchanger, an expander and a separator equipped with an LNG outlet line and a separation gas supply line to the treated gas outlet line, on which a recuperative heat exchanger and a second compressor are located, while the compressors are connected to expanders by means of kinematic and / or electrical connection.