SU455554A3 - Способ регулировани температуры сжиженного газа - Google Patents

Description

Изобретение может примен тьс  в ироцеесах сжижени  газа или газовых смесей, например ириродного газа, с ломощыо онределенного многокомнонетного летучего холодильного агента, отдельные фракции которого конденснруютс  но мере ноннжени  темнературы и таким образом охлал дают и сжижают газ или газов 1О смесь путем теплообмена.

Известеп способ регулировани  температуры сжиженного газа путем нз.мененн  расхода мпогокомпоиентного летучего хладагента с учетом состава хладагента.

Однако известный способ прнводнт к регулированию состава охлаждаюн ей жидкости - хладагента, определение которого требует большой точности и длительности времени.

С целью оитнмизации процесса регулировани  расход жидкого хладагента регулируют в зависимости от темнературы хладагента до его вспрыскивани  в обменную колонну, расход хладагента до его вспрыскивани  в обменную колонну измен ют но давленню в баллоне конденсационной колонны, темиературу хладагента иосле всирыскнваии  в обменную колонну регулируют введением в него газов с низкой темнературой копденсацнн, давление газообразного хладагента в обменной колонне регулируют нутем изменени  производительности компрессора.

2

На чертеже показана схема реализации предлагаелюго сиособа.

Отдельи1)1с фракции миогокомионентного летучего хладагента конденснруютс  но мере ионнжени  температуры в коцдеисациоииой колонне 1, в результате чего газ или газова  смесь охлаждаетс  и сжижаетс  путем се теплообмена с хладагентом в обмепно колонне 2. Конденсационна  ко.тонна насчнтываст три

этажа, а обменна  - - от двух до четырех. Количество этажей в колонне может мен тьс , но нредпочтнтельно д.п  конденсационной колонны - два -четыре этажа и трн-н ть этажей дл  обменной.

Пары хладагента нз обменной колонны 2 ионадают в компрессор 3 ннзкого давлени , а затем через охладитель-конденсатор 4 в комнрессор 5 высокого давленн , сюда также ионадают иары хладагента из конденсационной колонны . Сжатые нары из комнрессора 5 нонадают в конденсатор и, где охлаждаютс  и частично конденснруютс . Конденсатор b охлаждаетс  снаружи воздухом или, нанример. морской водой.

Смесь жидкости и паров поступает из коиденсатора 6 в баллон 7, расположенный на ypOBEie первого (нижнего) этажа конденсациOHHoii колонны 1, где нары и жидкость раздел ютс . Часть жидкости поступает в обменник

8 первого этажа конденсацнонной колонны 1,

часть - в обменник 9 первого этажа обменной колонны 2.

Пройд  через обменник 8, жидкость поступает в форсунк} 10, котора  вирыскивает ее в конденсационную колонну дл  охлаждени  жидкости в обменнике У, а также дл  частичного конденсировани  газа, поступающего из баллона 7 в обменник И. Жидкость, проход ща  через обменник 9 обменной колонны, впрыскиваетс  форсункой 2 п эту колонну и охлаждает жидкость в об.меннике 9 и сжижаемый газ в обменпике 13. Перед входом в обменную колонну 2 этот газ частично сжимаетс  компрессором 14.

На остальных этажах конденсационной и обменной колонн иовтор етс  тот же самый процесс, что и иа первых. Из обменника 11 фракци  хладагента поступает в баллон 15 на уровне нервого этажа, где распадаетс  на жидкую и газообразную фазы. На этом этаже конденсационной колонны расположен об ..менник 16 соединенный на выходе с форсункой 17, и обменник 18 дл  конденсируемых паров . В обменной колонне на этом же этаже расположен обменник 19 с форсункой 20 дл  охлаждени  жидкости и обмепник 21 дл  сжижаемого газа. На третьем, последнем этаже конденсационной колонны, раснолагаетс  баллон 22, обменники 23 и 24 и форсунка 25, а на третьем этаже обменной колонны установлен обменник 26, форсунка 27 и обменник 28 дл  сжиЛСаемого газа. Пары хладагеита конденсируютс  в обменнпке 24 и поступают в последний этаж обменной колонны, в обменник 29, а затем в форсунку 30. Этим обеспечиваетс  охлаждение и конденсаци  сжижаемого газа в последнем обменпике 31.

Выход щий из обменной колонны 2 сжиженный газ через вентиль 32, регулирующий давление, поступает в емкости дл  хранени  (на чертеже не показаны). Предпочтительное давление при хранении сжиженного газа близко к атмосферному давлению.

Мелсду обменником 23 и форсу.пкой 25 и между обменником 29 и форсункой 30 установлены два вентил  33 п 34 соответственно. Первый вентиль регулирует расход жидкости, необходимой дл  образовагги  нужного количества паров при наиболее низкой температуре в конденсационной колонне 1. Второй- дл  регулировани  впрыскиваемой в обменпую колонну 2 жидкости, выход и1ей из обменпика 29. Вентиль 35 регулирует количество допо .пнительных составл ющих, которые добавл ютс  в газообразном состо нии к парам, после теплообмеиа поступающим в колшрессор 3. Такими добавками могут быть два вида газов , имеющих наиболее низкую температуру конденсации. правило, это азот и метай. В случае слсиженп  природного газа такой добавкой в процессе его сжилсени  может быть смесь, полученна  из самого природного газа.

Замечено, что темиература сжил еииого газа на выходе из обменной колонны 2 в основном зависит от температуры охлал даюи),еп жидкости па входе в форсунку 30. Таким образом , здесь 1 аход11тс  критическа  точка оборудовани : если темиература хладагеита

педостаточио пизка, то сл :иж;1емый газ, выход щий из обменипка 31, не будет достаточно охлаждеи, п пос.че 11оип кеи11Я давлещ-г  с помощью вентил  32 это вызовет относительно сильное псиареиис, которое пеобходимо эвакуировать; если же темиература хладагента СЛИП1КОМ иизка, то давление В1з1ход паего через веитиль 32 сжиженного 1аза будет ниже атмосфериого , что может вызват1 попадапие окружающего воздуха в сосуды дл  храпени ,

в случае, если не предусмотрено специальиое устройство дл  выравииваии  давлеип  с иомощью подачи доиолпительного количества газа.

Хот  охлал ;дающа  жидкость многокомиоиепта , по при наиболее низкой ее те.миературе практически во внимание ирииимаетс  только два составл ющих ее компонента, и в отиоп1епии темиерат} ры закипагщ  в обмеиной колонне жидкость считаетс  образоваииой как бы только из двух комиопентов. При иизкой температуре вли ние процентного состава остальных компонентов не играет существенного значени .

При регулировании те: 1Г1ературы и давлении хладагента до его входа в обменпую колонну , как п прн регулировании давлени  в самой обменной коло1П1е, темггсратура хладагента дает ииформацию о сч-о составе, чт( позвол ет в случае надобности производить необходимые добавки,

Более того, давление в коидепсапиоииой колоне 1 быть выще па такую вполпс определенную величину, чтобы выход щие и:;

баллона 22 пары полиостью коидеисировалис, в обменнике 26. Вентили 33 п 34 управл ют соответствеппо расходом жидкого х.чадагента, служащего дл  образовани  1|;|11бол1ч- хо.юдной фракции этого агента, п шсходом JTortj

хладагепта до его нп|)1,1скивап11и и ои.мспиук) колонну. Веитиль .)5 ирол,назпачеп л.л  ввода добавок. Расход хладагент;. п i гии образиом состо нии, посту11а 0 це1-о из (.чТмеипо колон ны, управл етс  путем изменени  иртгчво.чп:

тельиости комп1 ессора 3.

Каждый из пр П едеппых выше процессов определ етс  четырьм  замерами иар мотрон состо пп  хладагента ири его caMoii низкоГ| температуре: дав.чспиел газа п ба.кчопе 22

последнего -/га/ка Koii;u-ncan)ioiinuii Ko.ioinii.i. иаиболее пизкой тгмиературоГ х.чадагента .f) его впрыскиваии  в ()бмеп1гую ко.чоииу, измереппой около вентил  3-1 те.миературой хлада гейта на последнем этаже обменной колонны

после впрыскивани  и давление.м хладагента, наход щегос  в обмеииой колоние в газообразном состо нии.

Вентиль 34 служит дл  изменени  давлени  в баллоне 22, а манометр 36 - дл  излгереии  этого давлени . 15лагодар  вентилю 33

может измен тьс  темг ерату|)а хладагепта . Эта температура (до впрыскивани ) измер етс  с иомощыо зонда 37. Вентпль 35 служит дл  пзменеии  температуры хладагеита после впрыскивани  путем введеип  в хладагент добавок. Темиература после вп)ыс1а вани  измер етс  зоидолг 38. Путем измепси1   Н{)оизводпге:11 ности ко.мпрессора 3 регу.чируетс  давлеппе хладагента в обменной колоние , иаход и1егос  в газообразном состо нии. Это дап.меппе нзмер етс  манометром 39.

Вентиль дл  введеин  добавок .может бытг многоканальным нлм состо ть из двух вентилей; один управл ет подачей азота нлн богатой им смеси, другой - метанолг или богато метаном смеси. В этом случае оба вентил  можио считать одиим оргаиом, регулнруюниш состав добавок в нужном колнчестве.

П р е д м е т п з о б р е т с н и   Способ регулировани  темнературы сжн; . газа, нанрпмс) природного газа, путе .м пзмененн  расхода миогокомпоие1 тног() летучего хладагета, отдельиые скоидеиспроBaiiinjie фракнии которого охлаждают п сжижают газ посредством теплообмена, птлпчок)litiiuc .i тем, что, с нелыо оптпмпзацпп iponecса регулпровапп , расход жидкого хладагепта )егулирук)т в зависимости от температуры .чла.тагеита до его вспрыскивапи  в обмеппук) колоппу, расход хладагента до вспрыскпванп  в об.меппую колонну пзмен ют по давленпю п ба.члоне кондепсацнонной колоп1п 1, температуру хладагента поело вспрыскпванн  в обменную колонну регулируют введением в иего газов с 1И13КОЙ темиературой коиденсации, давление газообразного хладагеита в обмеиной колонне регулируют путем изменени  производитель ОСТИ КОМ рессора.