Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Давление, при котором кипит метан в каскадной ступени замкнутого метанового цикла, определяется, исходя из следующих соображений. При увеличении давления возрастает температура охлаждения природного газа жидким метаном и уменьшается степень сжижения природного газа. Так, например, если метан в последней ступени кипит при 2 МПа, сжижается примерно 90 — 93 % природного газа. [31]
Аппараты воздушного охлаждения предназначены для работы на открытом воздухе в районах с умеренным и холодным климатом. Различают конструкции АВО для охлаждения природного газа, для охлаждения природного газа и конденсата, для охлаждения воды. [32]
В процессе подготовки к транспортировке природный газ проходит несколько ступеней сепарации, в которых жидкая фаза отделяется от газожидкостной смеси. В последующих ступенях сепарации выделяется конденсат, полученный при охлаждении природного газа . Число ступеней сепарации зависит как от потенциального содержания конденсата в газе, так и от глубины охлаждения. [33]
Дополнительное обогащение газовой фазы гелием производится в трубном пространстве дефлегматора 4, в межтрубном пространстве которого кипит жидкий азот. Эта смесь при температуре 88 К поступает в теплообменник 1 для охлаждения природного газа и под давлением 0 38 — 1 21 МПа выводится из установки. Необходимое количество жидкого азота, используемого в дефлегматоре 4 и для покрытия холодопотерь в установке, получают в азотном циркуляционном цикле. Газообразный азот, сжатый в компрессоре до р 4 14 МПа, охлаждается в теплообменнике 8 до 178 К, после чего часть его последовательно расширяется в двух турбодетандерах 7 и после смешения с потоком газообразного азота, выходящего из сепаратора 5, направляется в теплообменник 6 для охлаждения второго потока сжатого азота. Поток газообразного азота низкого давления после прохождения через теплообменники б и 8, в которых он подогревается до температуры, близкой к температуре окружающей среды, поступает в азотный компрессор. [34]
Природный газ смешивается с водородом, поступающим из отделения компримирования водорода при постоянном соотношении. Метано-водородная смесь проходит межтрубное пространство рекуператора /, где нагревается до температуры 220 — 250 С за счет охлаждения природного газа , проходящего по трубам. Далее смесь газов нагревается в подогревателе 2 ди-фенильной смесью ( ДФС) до температуры 280 — 300 С и поступает в нижнюю часть контактного аппарата 3, который предназначен для очистки природного газа от соединений серы. Он представляет собой аппарат колонного типа, заполненный поглотителем, на котором происходит очистка газа от сероводорода и этилмеркаптана, и никель-хромовым катализатором для очистки от тяжелых сернистых соединений. [35]
Система транспортировки природного газа в охлажденном состоянии включает головной завод охлаждения и узел осушки, а также промежуточную станцию охлаждения природного газа , предназначенную для компенсации потерь давления и холода при передаче газа по магистральному трубопроводу на дальние расстояния. [36]
Технологическая схема подготовки газа с турбодетандером и компрессором рассматривалась выше как некоторое изящное и эффективное обобщение стандартной схемы НТС, позволяющее расширить возможности низкотемпературной технологии, создать предпосылки для увеличения степени извлечения не только тяжелых, но и легких углеводородов, а также обеспечить достаточно длительный период эксплуатации установок без их реконструкции. Однако принципиально может быть предложена еще более оригинальная, хотя до сих пор теоретически и технологически слабо проработанная, так называемая газодинамическая технология охлаждения природного газа [265, 266], в которой два процесса ( в идеализированном варианте: изоэнтропийное расширение с последующим изоэнтропийным сжатием) совмещаются в одном аппарате. Суть технологии состоит в следующем. Закрученный поток газа расширяется в ( звуковом или сверхзвуковом) сопле, при этом принципиально могут быть достигнуты и очень низкие температуры — ( — 50) — ( — 80) С и ниже. [37]
В криогенном блоке поток таза предварительно охлаждается в теплообменнике 1 продуктами разделения и затем в теплообменнике 2 кипящим пропаном до температуры 228 К. Тяжелые углеводороды, выводимые из сепаратора в количестве 3220 л / мин, направляются затем на отдельную установку для переработки на пропан, бутан и легкие фракции, что способствует повышению технико-экономической эффективности всей установки. При охлаждении природного газа в теплообменнике 4 испаряющимся метаном температура газа понижается до 172 К и до 95 % исходного газа сжижается. При этом в образовавшемся конденсате растворяется до 45 % гелия, содержащегося в исходном газе. Отпарка гелия производится в отпарной колонне 6, в верхнюю часть которой подается образовавшийся конденсат. Жидкость, собирающаяся в кубе колонны, содержит не более 0 001 % молярной доли гелия. [38]
Поршневой компрессор первой ступени 15 сжимает пары аммиака ( NH3), поступающего из испарителя-холодильника 12, до 0 5 МПа, в результате чего температура их увеличивается от 13 до 60 С. С температурой 40 С пары NH3 поступают на прием второй ступени поршневых компрессоров 19 и сжимаются до 1 5 МПа, в результате чего температура их увеличивается до 85 С. Затем жидкий NH3 редуцируется штуцером 23 до давления 0 17 МПа и превращается ( испаряется) в холодные пары с температурой — 23 С, которые по трубопроводу 24 подаются снова в испаритель-холодильник 12 для охлаждения природного газа , протекающего через испаритель. После чего цикл снова повторяется. [39]
В сепараторах удается выделить до 55 % содержащегося в газе конденсата. На газоконденсатных месторождениях с высоким пластовым давлением находят применение установки низкотемпературной сепарации ( рис. 223), в которых для отделения конденсата используется эффект охлаждения газа при резком перепаде давлений на штуцере. Понижение температуры обусловлено эффектом Джоуля — Томсона. Коэффициент охлаждения дросселируемого природного газа в среднем составляет 0 3 С на 1 бар перепада давлений. [41]
Низкотемпературная технология широко применяется при сжижении природного газа. Сжижение больших количеств природного газа производят по трехкаскадному или однокаскадному циклу. В трех-каскадном цикле природный газ последовательно охлаждается жидкими пропаном, этиленом и метаном до сжижения. В однокаскадном цикле для охлаждения природного газа применяют смесь жидких метана с азотом. [42]
Низкотемпературная технология широко применяется при сжижении природного газа. Сжижение больших количеств природного газа производят по трехкаскадному или однокаскадному циклу. В трехкас-кадном цикле природный газ последовательно охлаждается жидким пропаном, этиленом и метаном до сжижения. В однокаскадном цикле для охлаждения природного газа применяют смесь жидких метана и азота. [43]
Для охлаждения газа до температуры 273 К и ниже можно использовать компрессионные холодильные установки, однако в настоящее время их в промышленной эксплуатации практически не используют. В этом случае эффективно используют продукты сгорания турбин, и за счет тепла отходящих газов проводят охлаждение транспортируемого газа, что значительно повышает коэффициент использования топливного газа. Однако выпускаемые абсорбционные холодильники имеют относительно небольшую тепловую производительность и для охлаждения природного газа их практически не применяют. [44]
В настоящее время применяются компрессоры: поршневые — газомоторные и газотурбинные. Мощность газомоторных компрессоров составляет 1000 л. с., производительность 15000 — 40000 м3 / час. Газотурбинные компрессоры изготовляются еще большей мощности и ( Производительности. Приводятся в действие компрессоры от газовой турбины, топливом для которой служит природный газ. Компрессорные станции, кроме компрессоров, оборудованы еще газоочистительными сооружениями, холодильными установками для охлаждения природного газа после сжатия и многочисленными вспомогательными устройствами. [45]
Источник