F25J3 / 02 - rectificare, adică prin schimbul continuu de căldură și material între fluxul de abur și curgerea lichidului (F25J 3/08 are prioritate)
Proprietarii brevetului RU 2296922:
SRL Compania de producție și producție cooperativă științifică și de producție "EKIP" (RU)
Invenția se referă la industria chimică, a gazelor și a petrolului. Metoda include obținerea de separare a gazului metan naturale principal pure de impurități mecanice și umezeală condensată, uscarea adsorbție, de răcire în schimbătorul de căldură și de distilare pentru a furniza metan pur. Gazul după schimbătorul de căldură este alimentat în coloana de rectificare dublă, în cazul în care este separat într-o coloană de distilare inferioară pentru amestecul de metan și azot și un lichid de fund. Fundurile lichide din partea inferioară a coloanei a fost amestecat cu azot lichid alimentat dintr-un rezervor criogenice și este direcționată în sus condensator-vaporizator, un amestec lichid de metan și azot este alimentat din buzunarele inferioare Condensatoarele-evaporator la coloana de distilare superioară. Gazul metan pur este extras din condensatorul-vaporizator inferior. Răcirea debitului directă în schimbătorul de căldură se realizează prin încălzirea vaporilor din partea de sus a condensatorului-evaporator și o producție de gaz metan pur. Într-o altă formă de realizare, un amestec gazos de metan și azot este alimentat din partea inferioară a Condensatoarele-vaporizator la coloana de distilare superioară, un lichid de jos din partea inferioară a coloanei a fost amestecat cu azot lichid alimentat dintr-un rezervor criogenice și este direcționată în sus condensator-vaporizator. Metanul lichid pur este eliminat din condensatorul-vaporizator inferior. Răcirea fluxului direct în schimbătorul de căldură se realizează prin încălzirea vaporilor de la condensatorul-vaporizator superior. Utilizarea invenției va crește eficiența producerii metanului pur. 2 N. și 2 zp. f-ly, 1 il.
Se cunoaște o metodă de separare a gazului natural în care un gaz este răcit într-un schimbător de căldură și este alimentat într-o coloană de rectificare separată (vezi brevetul US 4588427, F 25 J 3/02, 1986).
Dezavantajele metodei cunoscute sunt prezența unui număr mare de suporturi externe de căldură și rece, prin care coloana este alimentată. Punerea în aplicare a acestei metode necesită menținerea unui ciclu de presiune înaltă, care necesită echipamente intensive din metal.
Dezavantajele acestei metode sunt concentrația scăzută a produsului rezultat (98,16% CH4), utilizarea unei metode de utilaje complexe: expandor-compresorul și pompa precum abur - ca sursă de căldură pentru a fierbe lichidul de fund.
Problema rezolvată prin invenția revendicată constă în elaborarea unei metode eficiente de producere a metanului pur în care metanul cu o concentrație de CH4 de cel puțin 99,95% este obținut fără utilizarea unor metode complexe de răcire a mașinii.
Problema este rezolvată prin aceea că o metodă pentru producerea de metan pur, care include pre-separare a gazelor naturale principale de impurități mecanice și umezeală condensată, uscarea adsorbție, de răcire în schimbătorul de căldură și de distilare pentru a produce metan pur, conform primului exemplu de realizare a invenției, gazul după schimbătorul de căldură este alimentat în coloana de două ori rectificare, în cazul în care este separat într-o coloană de distilare inferioară pentru amestecul de metan și azot și un lichid inferior, amestec lichid de metan și azot este alimentat în fundul buzunarelor ndesatora-evaporator la coloana de distilare superioară, un lichid de jos din partea inferioară a coloanei a fost amestecat cu azot lichid alimentat dintr-un rezervor criogenice și este direcționată în sus condensator-vaporizator și gazul metan pur este extras din partea inferioară a condensatorului-vaporizator, fluxul direct de răcire în schimbătorul de căldură se realizează pentru încălzirea cu abur de la condensatorul-vaporizator superior și producerea de gaz metan pur.
Concentrațiile mixte de azot lichid și lichid, expediate la condensatorul-vaporizator superior, sunt în proporție de 6,25: 5.
Sarcina este rezolvată de asemenea în faptul că, în metoda de producere a metanului pur, care include pre-separare a gazelor naturale principale de impurități mecanice și umezeală condensată, uscarea adsorbție, de răcire în schimbătorul de căldură și de distilare pentru a produce metan pur în conformitate cu al doilea exemplu de realizare a invenției, gazul după schimbătorul de căldură este alimentat în coloană rectificare dublă, în cazul în care este separat într-o coloană de distilare inferioară pentru amestecul de metan și azot și un lichid de fund, un amestec gazos de metan și azot este alimentat de la nizhneg despre Condensatoarele-evaporator la coloana de distilare superioară, un lichid de jos din partea inferioară a coloanei a fost amestecat cu azot lichid alimentat dintr-un rezervor criogenice și este direcționată în sus condensator-vaporizator și metan lichid pur este extras din partea inferioară a condensatorului-vaporizator, fluxul direct de răcire în schimbătorul de căldură se realizează prin încălzirea vaporilor de la condensatorul-vaporizator superior.
Concentrațiile mixte de azot lichid și lichid, expediate la condensatorul-vaporizator superior, sunt în proporție de 6,25: 5.
Instalația în care este implementată metoda propusă pentru prima și a doua variantă este prezentată în desen.
Instalația include un filtru de linie 1 alimentarea cu gaz 2, un separator 3, unitate de uscare 4, care cuprinde trei sisteme de încălzire adsorber 5, un evaporator 6, o coloană dublă rectificare 7, care constă din partea superioară a coloanei 8 și partea de jos a coloanei 9, care are inferioară vaporizator condensator 10 și un condensator-vaporizator superior 11, un schimbător de căldură cu trei căi 12, un compresor cu membrană 13, rampele de umplere 14.
Metoda este implementată după cum urmează.
Gazul natural din rețeaua fabricii prin conducta de alimentare cu gaz 1 prin filtrul 2 trece la intrarea instalației. Separatorul 3 separă impuritățile picăturilor și particulele mecanice grosiere. Gazul curge într-o singură unitate de uscare adsorber de comutare 4, unde se realizează prin îndepărtarea de uscare și de umiditate a dioxidului de carbon în zeoliți sintetici qmax, care sunt umplute adsorbanți. Adsorbatorii lucrează ciclic: prima - la lucru, a doua - la regenerare, a treia - la răcire. Ciclul de comutare al adsorberelor este proiectat pentru 8 ore de funcționare într-un singur mod. Regenerarea adsorbantului se face un curent de azot gazos care vine din partea superioară a coloanei superioare 8 la evaporator 6 și încălzitorul 5, în care încălzirea gazului de regenerare la temperatura de regenerare T = 250 # x000B0; C. Răcirea adsorberelor se realizează printr-un curent de gaz de azot provenind din partea de sus a coloanei superioare 8 prin vaporizatorul 6, ocolind încălzitorul electric 5.
Din adsorbtor, gazul uscat 5 intră în schimbătorul de căldură 12 unde acesta este răcit la o temperatură apropiată de temperatura de saturație și parțial lichefiat. În acest caz, hidrocarburile grele, butanul și izobutanul intră în faza lichidă.
Amestecul de gaze din schimbătorul de căldură 12 la starea de saturație în partea inferioară 9 și în partea inferioară a coloanei sub formă de vapori se ridică prin umplutura coloanei. coloane de duze de top irigate cu un lichid format prin condensarea vaporilor, în partea de jos condensator-vaporizator 10. Procesul de schimb de căldură între vapori și lichid la partea inferioară a coloanei 9 componente tyazheloletuchie aproape complet spălate și transferate în faza lichidă, astfel încât partea superioară a elementului coloană inferioară 9 numai perechi din componentele volatile - azot și metan. Acest amestec este îndepărtat din partea superioară a coloanei inferioare și este alimentat la separarea din coloana superioară 8.
Instalarea poate funcționa în două moduri: gaz și lichid.
În regimul de gaz, un amestec lichid de metan și azot, alimentat din buzunarele condensatorului-vaporizator inferior, este alimentat în coloana superioară.
Deoarece produsul finit îndepărtat din partea superioară a coloanei un curent de gaz metan, care iese prin schimbătorul de căldură 12 sub forma unui flux de întoarcere, unde este încălzit prin fluxul direct de răcire la temperatura ambiantă, și se alimentează membrana de aspirație a compresorului. Compresorul comprimă cilindrul de gaz la presiunea de umplere și livrează gazul la unul dintre rampa de umplere 14. rampă umplerea funcționează alternativ, unul care lucrează în modul de umplere, celălalt - în modul de pregătire pentru umplere.
În lichid funcțiune din vaporizator inferior-condensator arătat în amestecul gazos de metan și azot și este furnizat într-o porțiune de mijloc 8 și coloana superioară sub formă de vapori se ridică prin umplutura coloanei. Deasupra umplutura coloanei irigate cu lichid format prin condensarea vaporilor în sus condensator-vaporizator 11. Procesul de schimb de căldură între vapori și lichid la partea superioară a coloanei 8 perechi de metan este aproape complet spălate și transferate în faza lichidă, astfel încât partea superioară a perechilor de coloane constă numai din volatile componente - azot și metan. Acest amestec este scos din partea de sus a coloanei inferioare printr-o lumanare.
Ca produs finit, un flux de metan lichid este extras din partea inferioară a coloanei superioare 9 prin conducta 15, care curge într-un recipient criogenic (nereprezentat).
În coloana superioară 8, amestecul este separat în metan pur și un gaz rezidual îmbogățit în azot.
Puterea superioară coloanei de reflux este asigurată prin fierberea superioară condensator-vaporizator 11, amestecul lichid de fund alimentat în partea de sus a condensatorului-vaporizator 11 din partea inferioară a fundului coloanei, iar azotul lichid este alimentat prin conducta 16 dintr-un rezervor criogenic (nu este prezentat). Amestecul de azot și lichid de blaz lichid este vaporizat în top condensator-vaporizator 11 prin condensarea vaporilor în partea superioară a coloanei 8. Vaporii retrași din condensator-vaporizator și se ridică sub forma uneia dintre revers curge în schimbătorul de căldură 12, unde este încălzit prin răcirea în aval la o temperatură apropiată de temperatura ambiantă și trimisă la lumânare.
1. Procedeu de preparare a metanului pur, care cuprinde o separare preliminară a gazelor naturale principale de impurități mecanice și umezeală condensată, uscarea adsorbție, de răcire în schimbătorul de căldură și de distilare pentru a produce metan pur, în care gazul după schimbătorul de căldură este alimentat în coloana de rectificare dublă, în cazul în care este separat într- coloană de distilare inferioară pentru amestecul de metan și azot și un lichid inferior, amestec lichid de metan și azot este alimentat din buzunare inferioare Condensatoarele-evaporator la coloana de distilare superioară , Bottoms lichid din partea inferioară a coloanei a fost amestecat cu azot lichid alimentat dintr-un rezervor criogenice și este direcționată în sus condensator-vaporizator și gazul metan pur este extras din partea inferioară a condensatorului-vaporizator, în care transmite-debitul de răcire în schimbătorul de căldură se realizează prin încălzirea vaporilor din kondensatora- sus evaporator și producerea de gaz metan pur.
2. Metodă conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că blazul curge azot lichid miscibil și trimis la vârf condensator-vaporizator, sunt într-un raport de 6,25: 5.
3. Metodă de producere a metanului pur, care cuprinde o separare preliminară a gazelor naturale principale de impurități mecanice și umezeală condensată, uscarea adsorbție, de răcire în schimbătorul de căldură și de distilare pentru a produce metan pur, în care gazul după schimbătorul de căldură este alimentat în coloana de rectificare dublă, în cazul în care este separat într- coloană de distilare inferioară pentru amestecul de metan și azot și un lichid de fund, un amestec gazos de metan și azot este alimentat din partea inferioară a Condensatoarele-vaporizator la coloana de distilare superioară a ubovuyu lichid din partea inferioară a coloanei a fost amestecat cu azot lichid alimentat dintr-un rezervor criogenice și este direcționată în sus condensator-vaporizator și metan lichid pur este extras din partea inferioară a condensatorului-vaporizator, fluxul direct de răcire în schimbătorul de căldură se realizează prin încălzirea vaporilor din partea de sus a condensatorului-vaporizator .
4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că blazul curge azot lichid miscibil și trimis la vârf condensator-vaporizator, sunt într-un raport de 6,25: 5.