Установка сжижения метана

Союз Соаетсник Социалистическими РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ о 1857671(51)М. Кл. Р 25 д 1/02 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР но делам изобретениИ и открытийДата опубликования описания 230881(54) УСТАНОВКА СЖИЖЕНИЯ МЕТАНА Изобретение относится к криогенной технике, в частности к установкам для сжижения метана.Известны установки сжижения природного газа с классическим каскадным циклом 1) .Недостатком известных установок является большое количество компрессоров и трудность регулирования рабочего процесса, значительные площади поверхности теплообмена, необходимость поддержания высокой чистоты холодильных агентов.Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является уста новка сжижения метана, содержащая последовательно установленную холо" дальную машину прецварительного охлаждения, включающую теплообменник, компрессор и,конденсатор, этиленовую 20 холодильную машину промежуточного охлаждения, включающую теплообменник, компрессор и конденсатор, и метановый ожижитель, включающий компрессор с газотурбинным приводом и теплообменник-ожижитель 2. Недостатком устройства являетсябольшой удельный расход энергии насжатие метана. Цель изобретения - повышение экономичности работы установки.Поставленная цель достигается тем, что пропановая холодильная машина предварительного охлаждения снабжена установленными на одном валу с компрессором турбиной и насосом, этиленовая холодильная машина промежуточного охлаждения снабжена установленной на одном валу с компрессором турбиной, подключенной к пропановой холодильной машине, метановый ожижитель. снабжен установленными на одном валу с компрессором парожидкостным турбодетандером и насосом, а также теплообменником, размещенным после компрессора, утилизатором и теплообменииком-утилизатором отходящих газов газотурбинной установки, размещенным после газотурбинного привода, при этом выход теплообменникаутилизатора отходящих газов соединен со входом турбины пропановой холодильной машины, а выход теплообменника-утилиэатора сжатого метана соединен со входом турбины, этиленовой холодильной машины, кроме того, мета- новый ожижитель снабжен сепаратором, установленным перед насосом на выходе турбодетандера.На чертеже изображена принципиальная схема установки сжижения метана.Установка содержит пропановую холодильную машину предварительногоохлаждения, включающую теплообменник1, содержащую турбину 2 и насос 3, .которые установлены на одном валуи кинематически связаны с компрессо"рами 4 и 5, конденсатор б, дроссели7 и 8, этиленовую холодильную машину промежуточного охлаждения, включающую теплообменник 9, турбину 10,кинематически связанную с компрессорами 11 и 12 и дроссели 13 и 14, метановый ожижитель с газотурбиннымприводом 15 компрессоров 16 и 17., которые размещены на одном валу с парожидкостным турбодетандером 18 и насосом 19 сепаратор 20, теплообменник-утилизатор 21 сжатого метана,теплообменник-утилизатор 22 отходящихгазов газотурбинной установки и теплообменник-ожижитель метана 23.Установка включает также гидравлическую турбину 24, на одном валус которой размещен компрессор 25,Установка работает следующим образом,Метан охлаждается в теплообменнике 1 этиленом и отходящим после компрессора 25 метаном в теплообменнике9 и затем поступает в теплообменникожижитель 23 метана, где доохлаждается и сжижается, Жидкий метан поступает в гидравлическую турбину 24,где понижается его давление, а мощность турбины 24 используется дляпривода компрессора 25, затем метанчерез дроссель и сепаратор идет кпотребителю. Газообразный метан сжимается в компрессоре 25, проходитчерез теплообменник 9, где охлаждает метан, идущий на сжнженне.В пропановой холодильной машинепредварительного охлаждения пропан,сжатый в компрессоре 4 и пропал после турбины 2 соединяется н поступаетв конденсатор б, где охла:1 дае гг:я иконденсируется, Часть ж 1 д,ого пропана поступает в насос 3, вторая частьчерез дроссель 7 напраи.чя-"сн в теплообменник 1. Пропан после компрессора 5 конденсируетсл в те.лообменнике 1 и после дросселя 8 нотупаетна конденсацию этилена.В этиленовой холодильной машинепромежуточноГо охлаждения после компрессоров 11 и 12 зтилен конденсируется в теплообменнике 1. Жидкий зтилен дросселируется в дросселях 13 й14 и поступает в теплообменннк 9.Газ, отходящий из газотурбинногопривода, поступает в теплообменникутилизатор 22 отходящих газов, з котором охлаждается пропаном, поступающим из насоса 3. Еатретып пропан пос.ле теплообменника-утилнзатора 22 по.ступает на турбину 2. Э теплообменнике-утилиэаторе 21сжатого метана пропан, идущий от насоса 3, охлаждает метан,.сжатый в компрессорах 16 и 17, при этом пропан нагревается и поступает на турбину 10, Метан после турбодетандера 18 поступает в сепаратор 20, гдеразделяется на жидкий,. который надрав.ляется в насос 19, и газообразный, идущий на сжижение метана в теплообменник-ожижитель 23.Применение предлагаемой установкидля сжижения метана, выполненной наоснове турбодетандеров, позволит значительно,снизить энергозатраты, котоРые составляют 0 78 кВт.ч0;178кгЗначительное снижение энергозатрат связано с тем, что в схеме сжижения реализуется утилизация тепла отходящих газов и сжатого газа.Формула изобретения1. Установка сжижения метана, содержащая последовательно соединенныепропановую холодильную машину предварительного охлаждения, включающую теплообменник, компрессор и конденсатор, этиленовую холодильную машину промежуточного охлаждения, включающую теплообменник, компрессор и конденсатор, и метановый ожижитель,включающий компрессор с газотурбинным приводом и теплообменник-ожижитель, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности,пропановая холодильная машина снабжена установленными на одном валу с компрессором турбиной и насосом, этиленовая холодильная машина снабжена установленной .на одном валу с компрессором турбиной, подключенной к пропановой холодильной машине, метановый ожижитель снабжен установленными на одном валу с компрессором турбодетандерам и насосом, а также теплообменником-утилизатором сжатого метана,45 размещенным после компрессора, и,теп"лообменником-утилиэатором отходящих газов, размещенным после газотурбинного привода, при этом выход теплообменника-утилизатора сжатого метана соединен со входом турбины этиленоной холодильной машины, а выход теппообменника-утилизатора отходящих,газов соединен со входом турбины пропановой холодильной машины, 2. Установка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что метановый ожижитель снабжен сепаратором, установленным перед насосом на выходе турбодетандера,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3690114,кл. 62-40, 19712, Усюкин И.П. Установки, машиныи аппараты криогенной техники. М857671 едактор одпис Заказ 72 тент, г. Ужгород, ул. Проектна иал ППП Составитель Г,Ольшанскаяенкова Техред М. Табакович 4/63 Тираж 566 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушсмитета СССРткрытийкая наб д ектор Ю, Макаренк