Módszer tiszta metán előállítására (variánsok)
F25J3 / 02 - rectification, azaz. a hő és az anyag folyamatos cseréje a gőzáram és a folyadékáram között (az F25J 3/08 előnyben részesítendő)
A 2296922 számú francia szabadalom tulajdonosai:
LLC Termelő Cooperative Scientific and Production Company "EKIP" (RU)
A találmány tárgya kémiai, gáz- és olajipar. Az eljárás magában foglalja előállítására tiszta metán elválasztási fő földgázt mechanikai szennyeződésektől és a kondenzált nedvességet, az adszorpciós szárítás, hűtés a hőcserélőben, és desztillációval tiszta metán. A gáz a hőcserélő után betápláljuk a kettős rektifikáló oszlopba, ahol az szétválik egy alsó desztillációs oszlopban a metán és a nitrogén és egy alsó folyadék. A fenék folyadékot a az oszlop alján kevertünk folyékony nitrogénnel vezetünk be egy kriogén tartályból és irányítjuk a felső kondenzátor-elpárologtató, a folyékony metán és nitrogént vezetünk az alsó zsebek kondenzátorok-bepárlóban a felső desztillációs oszlopra. A tiszta metángázt visszavonják az alsó kondenzátor-elpárologtatóból. Hűtés közvetlen áramlás a hőcserélőben való melegítését a gőz a felső kondenzátor-bepárlóban, és a termelés a tiszta metángáz. Egy másik kiviteli alakban, egy gáz-halmazállapotú metán és nitrogént vezetünk az alsó kondenzátorok-bepárlóban a felső desztillációs oszlopra, alulról folyadékot a az oszlop alján kevertünk folyékony nitrogénnel vezetünk be egy kriogén tartályból és irányítjuk a felső kondenzátor-elpárologtató. A tiszta folyékony metánt eltávolítják az alsó kondenzátor-bepárlóból. Hűtés közvetlen áramlás a hőcserélőben való melegítését a gőz a felső kondenzátor-elpárologtató. A találmány szerinti alkalmazás növeli a tiszta metán termelés hatékonyságát. 2 N. és 2 zp. f-ly, 1 il.
Ismert egy olyan eljárás elválasztási földgáz, ahol a gázt hűtjük egy hőcserélőben, és tápláljuk a szétválasztás a kettős rektifikáló oszlop (lásd. Amerikai egyesült államokbeli szabadalmi 4.588.427, F 25 J 3/02, 1986).
Az ismert módszer hátránya, hogy számos külső hő- és hideghordozó jelen van, amelyen keresztül az oszlop működik. Ennek a módszernek a megvalósítása megköveteli a nagynyomású ciklus fenntartását, ami fémintenzív berendezést igényel.
Az ismert módszer hátrányai a kapott termék alacsony koncentrációja (98,16% CH4), komplex gépek alkalmazása: egy bővítő-kompresszor és egy szivattyú, valamint a vízgőz, mint hőforrás az alsó folyadék forrása számára.
A megoldandó probléma a jelen találmány szerint, hogy olyan hatékony előállítási eljárása tiszta metán, amely kész a koncentrációjú metán CH4 legalább 99,95%, használata nélkül bonyolult gépeket hűtési módszerek.
A probléma megoldódik annyiban, hogy egy eljárás előállítására tiszta metán, amely magában foglalja a előleválasztó fő földgázt mechanikai szennyeződésektől, és kondenzált nedvességet, az adszorpciós szárítás, hűtés a hőcserélőben, és desztillációval kapjuk a tiszta metánt szerint az első kiviteli alakja a találmány szerinti, a gáz a hőcserélő után betápláljuk a oszlopon kétszer helyesbítését, ahol az szétválik egy alsó desztillációs oszlopban a metán és a nitrogén és egy alsó folyadék, folyadék metán és nitrogént táplálunk a zsebek fenekét ndesatora-bepárlóban felső desztillációs oszlopban, egy alsó folyadékot a az oszlop alján kevertünk folyékony nitrogénnel vezetünk be egy kriogén tartályból és irányítjuk a felső kondenzátor-bepárló és a tiszta metán gázt kivonják az alján a kondenzátor-elpárologtató, a hűtő közvetlen áramlást a hőcserélőben elvégezzük gőzfűtés a felső kondenzátor-párologtatóból és tiszta metángáz előállítása.
A felső kondenzátor-párologtatóba küldött folyékony és folyékony nitrogén keverékfolyók aránya 6,25: 5.
A feladat is megoldott, hogy a módszer előállítására tiszta metán, amely magában foglalja a előleválasztó fő földgázt mechanikai szennyeződésektől, és kondenzált nedvességet, az adszorpciós szárítás, hűtés a hőcserélőben, és desztillációval kapjuk a tiszta metánt szerint a második kiviteli alak szerint a találmány szerinti, a gáz a hőcserélő után betápláljuk a oszlopon kettős helyesbítését, ahol az szétválik egy alsó desztillációs oszlopban a metán és a nitrogén, és a fenéktermék folyékony, gáznemű metán és nitrogént táplálunk a nizhneg mintegy kondenzátorok-bepárlóban a felső desztillációs oszlopra, alulról folyadékot a az oszlop alján kevertünk folyékony nitrogénnel vezetünk be egy kriogén tartályból és irányítjuk a felső kondenzátor-bepárlóban, és a tiszta folyékony metán kivonják az alján a kondenzátor-elpárologtató, a hűtő közvetlen áramlást a hőcserélőben végezzük a gőz felmelegítésével a felső kondenzátor-bepárlóból.
A felső kondenzátor-párologtatóba küldött folyékony és folyékony nitrogén keverékfolyók aránya 6,25: 5.
A rajzban bemutatjuk azt a telepítést, amelyben a javasolt módszert alkalmazzuk az első és a második változatban.
A növény tartalmaz egy sor 1 ellátó gázszűrő 2, egy elválasztó 3, szárító egység 4, amely három adszorbert 5 melegítő, egy elpárologtató 6, egy oszlopot kettős helyesbítését 7, amely a tetején az oszlop 8. és az alján a 9. oszlop, amely az alsó kondenzátor elpárologtató 10 és egy felső kondenzátor elpárologtató 11, trehpotochny 12 hőcserélő, a kompresszor 13, egy membránt, töltő rámpa 14.
A módszer a következőképpen valósul.
A gyári hálózatból a földgáz a 1 gázvezetékön keresztül a 2 szűrőn keresztül a berendezés bemenetére kerül. A 3 elválasztó elválasztja a cseppecskék szennyeződését és a durva mechanikai részecskéket. A gáz beáramlik egy adszorber kapcsolási szárító egység 4, ahol azt végzik szárítással és nedvesség eltávolítására szén-dioxid szintetikus zeolitok NaX, melyek tele adszorberek. Az adszorbensek ciklikusan dolgoznak: az első - a munka, a második - a regeneráció, a harmadik - a hűtés. Az adszorbensek kapcsolási ciklusa egy üzemmódban 8 órán át működik. Regenerálása az adszorber készül nitrogén gázáram érkező tetején a felső 8 oszlopból a párologtató 6, és a fűtőelem 5, ahol a fűtés a regeneráló gáz a regenerálási hőmérséklet T = 250 # x000B0; C. Hűtés adszorberek hajtjuk keresztül nitrogéngázzal szolgáltatott a tetején a felső oszlop át a 8 elpárologtató 6, megkerülve a fűtőelem 5.
Az adszorbensből az 5 száraz gáz belép a 12 hőcserélőbe, ahol a hőmérsékletet a telítési hőmérséklethez közeli és részlegesen cseppfolyósították. Ebben az esetben a nehéz szénhidrogének, a bután és az izobután a folyékony fázisba esnek.
A gázkeverék a 12 hőcserélő a telítési állapot az alsó része 9, és a az oszlop alján, mint gőz emelkedik fel a csomagolás az oszlop. Top fúvóka oszlopok öntözött egy folyadékkal kialakított kondenzáló gőz az alsó kondenzátor-elpárologtató 10. A hőcsere folyamat közötti gőz és a folyadék alján oszlop 9 tyazheloletuchie komponensek szinte teljesen mossuk, és átvittük a folyékony fázisban, úgy, hogy a tetején alsó oszlop tag 9 csak pár az illékony összetevőkből - nitrogén és metán. Ezt az elegyet eltávolítjuk az alsó oszlop tetejéről, és a 8 oszlop felső oszlopában leválasztjuk.
A telepítés kétféleképpen működhet: gáz és folyadék.
A gázrendszerben a metán és a nitrogén folyékony keverékét az alsó kondenzátor-elpárologtató zsebéből táplálják be a felső oszlopba.
Mivel a késztermék eltávolítható a az oszlop tetején egy patak metángáz, amely kimeneti hőcserélőn keresztül 12 formájában egy recirkulációs, ahol felmelegítjük a közvetlen áramlását az elegyet szobahőmérsékletre hűtjük, és tápláljuk a kompresszor szívó membrán. A kompresszor összenyomja a gázpalack, hogy a töltési nyomás, és biztosítja a gáz egyik a töltet rámpa 14. rámpa töltési felváltva üzemel, az egyik dolgozik a töltési üzemmódban, a másik - a módban a készítmény töltésére.
Működés közben a folyadékot az alsó elpárologtató-kondenzátor látható a gázkeverék metán és nitrogén, és szállítjuk egy középső 8 részt és a felső oszlop, mint gőz emelkedik fel a csomagolás az oszlop. A tetején a oszloptöltet öntözött folyadékkal kialakított kondenzáló gőz a felső kondenzátor-elpárologtató 11. A hőcsere folyamat közötti gőz és a folyadék a felső oszlop 8 pár metán szinte teljesen mossuk, és átvittük a folyékony fázisban, úgy, hogy a az oszlop tetején pár áll csak illékony komponensek - nitrogén és metán. Ezt az elegyet egy gyertya eltávolítja az alsó oszlop tetejétől.
Késztermékként a folyékony metán áramát a 9 felső oszlop alsó részéből visszavonjuk a 15 sorból, amely egy kriogén tárolóedénybe (nem ábrázolt) áramlik.
A felső 8 oszlopban az elegyet tiszta metánra és nitrogénben dúsított hulladékgázra szétválasztjuk.
A visszafolyatási oszlop felső teljesítmény által biztosított forró felső kondenzátor-elpárologtató 11, a fenekét folyékony keveréket tápláljuk be a felső kondenzátor-elpárologtató 11 aljáról az oszlop aljára, és folyékony nitrogént vezetünk a 16 vezetéken át a kriogén tartályból (nem látható). A keveréket a folyékony nitrogén és a folyékony fenékterméket elpárologtatjuk a felső kondenzátor-bepárlóban 11 kondenzálásával a felső része az oszlop 8. A gőz kivonják a kondenzátor-bepárlóban, és emelkedik a formájában az egyik fordított ömlik 12 hőcserélő, ahol azt hűtésével melegítjük a downstream a környezeti hőmérséklethez közeli hőmérsékleten, és elküldjük a gyertyára.
1. Eljárás az előállítására tiszta metán, amely tartalmaz egy előzetes elválasztása a fő földgáz mechanikai szennyeződésektől és a kondenzált nedvességet, az adszorpciós szárítás, hűtés a hőcserélőben és desztillálással tisztítjuk, mennyisége tiszta metán, ahol a gáz a hőcserélő után betápláljuk a kettős rektifikáló oszlop, ahol az szétválik alsó desztillációs oszlopban a metán és a nitrogén és egy alsó folyadék, folyadék metán és nitrogént vezetünk az alsó zsebek kondenzátorok-bepárlóban a felső desztillációs oszlopba , Bottoms folyadékot a az oszlop alján kevertünk folyékony nitrogénnel vezetünk be egy kriogén tartályból és irányítjuk a felső kondenzátor-bepárló és a tiszta metán gázt kivonják az alján a kondenzátor-elpárologtató, ahol az előre menő hűtés a hőcserélőben való melegítését a gőz a felső kondensatora- párologtató és tiszta metángáz előállítása.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a felső kondenzátor-elpárologtatóhoz vezető folyékony és folyékony nitrogén keverékfolyamainak aránya 6,25: 5.
3. Eljárás tiszta metán, amely tartalmaz egy előzetes elválasztása a fő földgáz mechanikai szennyeződésektől és a kondenzált nedvességet, az adszorpciós szárítás, hűtés a hőcserélőben és desztillálással tisztítjuk, mennyisége tiszta metán, ahol a gáz a hőcserélő után betápláljuk a kettős rektifikáló oszlop, ahol az szétválik alsó desztillációs oszlopban a metán és a nitrogén, és a fenéktermék folyékony, gáznemű metán és nitrogént vezetünk az alsó kondenzátorok-bepárlóban a felső desztillációs oszlop ubovuyu folyadékot a az oszlop alján kevertünk folyékony nitrogénnel vezetünk be egy kriogén tartályból és irányítjuk a felső kondenzátor-bepárlóban, és a tiszta folyékony metán kivonják az alján a kondenzátor-elpárologtató, a hűtő közvetlen áramlást a hőcserélőben való melegítését a gőz a felső kondenzátor-elpárologtató .
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a felső kondenzátor-párologtatóhoz vezető folyékony és folyékony nitrogén keverékfolyamainak aránya 6,25: 5.