Сжижение газов циклы охлаждения

Иа рис. 59 приведена схема однопоточного каскадного цикла. Ее особенность — получение хладагента из газа, подлежащего сжижению. Исходный газ разделяется на два потока один после дросселирования направляется в теплообменник <3, где охлаждается холодным потоком остаточного газа, другой поток — в теплообменники 2, 4. После охлаждения оба потока смешиваются и поступают в сепаратор 5, Углеводородный конденсат из сепаратора 5 направляется на газофракционирующую установку 10 и разделяется на индивидуальные углеводороды (этан, пропан, бутан) и пентаны + высшие. На основе чистых углеводородов готовится холодильная смесь. Отсепарированный газ из сепаратора 5 после сжижения в теплообменнике 6 дросселируется и поступает в отпарную колонну 7. В колонне из сжиженного газа отпариваются азот и часть метана, уходящие через верх колонны. Сжиженный природный газ из нижней ча-204 [c.204]

Эффект Джоуля—Томсона находит практическое применение при сжижении газов. При последовательном сжатии, охлаждении и расширении газа и многократном повторении этого цикла температура газа постепенно понижается до его точки кипения, когда он превращается в жидкость. При сжижении воздуха получается смесь жидкого азота и жидкого кислорода, которую можно разделить, пользуясь различием в их температуре кипения. Азот, имеющий температуру кипения —195,8 °С, испаряется из жидкого воздуха раньше, чем кислород (температура кипения [c.162]

Реальные циклы сжижения газов (глубокого охлаждения) [c.108]

Позднее сжижению начали подвергать и другие, более легкие компоненты, включая метан или его смеси. Поэтому возникла необходимость конкретизировать термин сжиженные газы , включая в название компоненты, например сжиженный пропан , сжиженный метан , сжиженный природный газ и т.д. Сжиженный природный газ (СПГ) может содержать в своем составе компоненты от метана до бутана включительно, а иногда даже некоторое количество пентанов, но присутствие более тяжелых компонентов, а также сероводорода и Oj может вызывать серьезные проблемы в процессе сжижения, так как углеводороды Сз и выше способны затвердевать при температуре минус 160 °С. Поэтому обычно перед сжижением газ очищают от кислых компонентов и отбензинивают. Еще одной причиной увеличения производства сжиженных газов явилось развитие процесса извлечения гелия из природного газа, основанного на переводе всех компонентов природного газа, за исключением гелия, в жидкость. При производстве сжиженного природного газа используются циклы глубокого охлаждения. Способы получения глубокого холода были рассмотрены в гл. 6. [c.152]

По назначению различают криогенные установки холодильные (для получения низкотемпературного холода), ожижительные (для выработки сжиженного газа) и газоразделительные (для разделения газовой смеси на составные части). В циклах всех перечисленных установок могут использоваться одни и те же способы получения низких температур, а именно эффект Джоуля—Томсона (дросселирование) эффекты расширения рабочего тела с отдачей и без отдачи внешней работы эффекты охлаждения дополнительными крио- [c.10]

В цикле низкого давления (рис. Х УП-18) газ сжимается в турбокомпрессоре I (по изотерме 1—2) приблизительно до 59- 10 н1м" (6 ат) (при сжижении воздуха), после чего охлаждается при том же давлении в регенераторе ///. На выходе из теплообменника поток газа делится на две части. Меньшая часть газа направляется в регенератор IV, где охлаждается до более низкой температуры, при которой происходит сжижение газа (процесс охлаждения и сжижения изображается линией 3—3 —5). Сжиженный газ проходит через дроссель V, в котором расширяется до первоначального давления (линия 5—6). [c.675]

Пропан-пентановый абсорбционный холодильный цикл. На рис. 125 показана схема трехступенчатого пропан-пентанового холодильного цикла. Этот цикл не применяется для общего сжижения газа, хотя он и осуществляется в криогенной области. Холод в данном случае получается за счет кипения пропана в низу колонны 1. В верхней части колонны пары пропана поглощаются охлажденным пентаном. Жидкая смесь пропана и пентана перекачивается в колонну 2 и затем в колонну 3, абсорбируя пары пропана в каждой из них. В колонне 5 происходит разделение смеси на пропан и пентан. [c.202]

Если газ, направляемый на сжижение, имеет свободный перепад давления, то наиболее целесообразно использование дроссельных и детандерных циклов охлаждения, позволяющих достигать температур сжижения. [c.153]

Для осуществления процесса необходимо проведение холодильного цикла, холодопроизводительность которого должна быть равна заданной величине. Для разделения газовых смесей и сжижения газов применяют так называемые циклы глубокого охлаждения, в которых происходит дросселирование газа или расщирение его в детандере. [c.546]

Теплота О1, отнимаемая от газа в процессе собственно сжижения, складывается из теи.юты, отнимаемой при охлаждении газа по изобаре /—6 до температуры сжижения и теплоты кондепсации газа (при температуре Г.,), выражаемой изотермой 6—3. Количество тепла эквивалентно площади /—6—3—4—5—1 и выражается разностью энтальпий == — — г,. Общее количество тепла Q (площадь 1—2—3—4—5—1), отнимаемое от газа при его сжижении охлаждающей водой, равно теплоте собственно сжижения (3, и теплоте выделяюш.ейся при изотермическом сжатии газа. Теплота С о для идеального обратимого процесса сжижения газа эквивалентна работе д, затрачиваемой на сжижение в идеальном цикле, т. е. (За = 1- щ- Следовательно (см. рис. ХУИ-2) [c.649]

В настоящее время все применяемые в низкотемпературных установках схемы четко подразделяются на две основные группы схемы для получения сжиженных газов — ожижительные циклы, циклы для охлаждения различных объектов — рефрижераторные циклы. [c.35]

Количество сжиженного газа в цикле с предварительным охлаждением определяется по уравнению [c.61]

На рис. 29 представлены некоторые из возможных вариантов холодильных циклов с расширительными машинами (детандерами) применительно к установкам сжижения природного газа цикл с расширением в детандере нри высоких температурах (рис. 29, а), цикл с расширением в детандере при средних температурах (рис. 29, б), цикл с расширением в детандере и с предварительным охлаждением (рис. 29, б). [c.63]

Цикл с дросселированием с применением двух давлений и с предварительным аммиачным охлаждением до —40° С (см. рис. 28) по расходу энергии приближается к каскадному циклу. Хотя степень сжижения газа при этом цикле значительно ниже, чем при каскадном, и для осуществления цикла требуется компрессор высокого [c.67]

Рис. 261. Цикл сжижения газов с предварительным охлаждением

Мощность установки цикла хранения рассчитывают при максимальных наружных температурах, т. е. в летний период. В остальное время года расход энергии на цикл хранения будет значительно меньше, поэтому неиспользуемую часть мощности цикла хранения можно направить на охлаждение поступающих в резервуар горячих сжиженных газов. Известно, что в холодный период года загрузка общезаводского холодильного оборудования значительно уменьшается, это создает благоприятные условия при использовании холода для охлаждения продукта, поступающего в изотермическое хранилище. Кроме того, в холодное время года температура продукта, поступающего в изотермическое хранилище, более низкая, чем летом это также повышает эффективность эксплуатации изотермического хранилища при заполнении его в более выгодных условиях. [c.100]

Теплота Сх, отнимаемая от газа в процессе собственно сжижения, складывается из теплоты, отнимаемой при охлаждении газа по изобаре 1—6 до температуры сжижения и теплоты конденсации газа (при температуре Га), выражаемой изотермой 6—3. Количество тепла Ql эквивалентно площади /—б—3—4—5—1 и выражается разностью энтальпий 61= = 1— 2- Общее количество тепла Q (площадь 1—2—3—4—5—/), отнимаемое от газа при его сжижении охлаждающей водой, равно теплоте собственно сжижения и теплоте Сз, выделяющейся при изотермическом сжатии газа. Теплота (За для идеального обратимого проиесса сжижения газа эквивалентна работе затрачиваемой на сжижение в идеальном цикле, т. е. = вд. Следовательно (см. рис. ХУП-2) [c.649]

Циклы с расширением газа в детандере более экономичны, чем циклы, основанные на эффекте дросселирования. Однако наиболее экономичными являются комбинированные циклы глубокого охлаждения, позволяющие осуществлять сжижение газа с наименьшим расходом энергии. [c.665]

Процесс сжижения газа с минимальной затратой работы (идеальный процесс) в координатах диаграммы Т — 5 изображен на рис. 254. В этом цикле подлежащий сжижению газ изотермически сжи-мается от точки А до точки В по прямой АВ, После сжатия он адиабатически расширяется по вертикальной прямой ВС и в точке С целиком переходит в жидкость. Кроме сжатия, газ подвергается и охлаждению, причем очевидно, что [c.568]

Цикл, в котором на охлаждение затрачивается минимальная работа, называется идеальным циклом. Затраты энергии будут минимальны в процессе сжижения газа путем его изотермического сжатия и адиабатического расширения. [c.107]

Современные установки для сжижения промышленных газов потребляют определенное количество энергии для осуществления циклов сжижения. Так, для получения 1 л сжиженного газа требуется (ориентировочно) затратить энергию (в МДж) метан (цикл с детандером и каскадный цикл соответственно) 1,13 и 1,07 водород (цикл с дросселированием) 8,28—9,36 гелий (цикл с детандером) 7,92—1,08 кислород и азот (цикл высокого давления с детандером) 3,42—4,43. При получении жидких водорода и гелия учитываются затраты энергии, связанные с Сжижением азота, необходимого для предварительного охлаждения водорода или гелия, равные 4,43 МДж/л жидкого азота [13, 16]. [c.23]

Типичная схема установки низкотемпературной сепарации (УНТС) представлена на рис. 1. Сырой газ со скважин поступает на первую ступень сепарации /, где отделяется жидкая фаза (пластовая вода с растворенными ингибиторами и сконденсировавшийся углеводородный конденсат). Отсепарирован-ный газ направляется в рекуперативные теплообменники 2 и 3 для рекуперации холода с дросселированных потоков газа и конденсата. Для предупреждения гидратообразования в поток газа перед теплообменниками впрыскивают моно-, диэтилен-гликоль (ДЕГ) или метанол. При наличии свободного перепада давления (избыточного давления промыслового газа) охлажденный газ из теплообменников поступает в расширительное устройство - дроссель или детандер. При отсутствии свободного перепада давления газ направляют в испаритель холодильного цикла, где используется внешний хладагент, например сжиженный пропан. После охлаждения в расширительном устройстве или испарителе газ поступает в низкотемператур- [c.5]

Циркуляция этилена в системе охлаждения осуществляется группой компрессоров 18. Охлаждение этилена производится аммиаком в холодильниках 19 группой компрессоров 20. Аммиак охлаждается в орошаемых водой трубчатых холодильниках 21. С целью лучшего охлаждения этилена и аммиака, которые циркулируют в системах, используется сжиженный газ. Для этого часть сжиженного газа из сосуда 9 по трубопроводу 22 поступает в охладители 23 VI 24, установленные на нагнетательных линиях этиленового и аммиачного циклов. Газ, отдавший свой холод этилену и аммиаку, по трубопроводу 25 поступает во всасывающий коллектор 15 дожимного компрессора 16, который и подает его в магистральный газопровод 1. [c.11]

Наиболее часто эффект Джоуля - Томсона используется, когда в качестве холодильного агента выступает иеиосредст-веиио газ (например, природный), подвергающийся сжижению или разделению. При этом, в случае разделения газа цикл разомкнутый, при сжижении газа цикл может быть и замкнутым и разомкнутым. Пример такого цикла приведен на рис. 3.15. В процессе дросселироваипя газа понижается температура и появляется жидкая фаза, которая, в случае охлаждения природного газа, обогащена высококипящими комиоиеитами. [c.158]

Если природный газ подлежит сжижению и транспортировке в сжиженном состоянии, то может оказаться необходимым его вторичное сжатие. В последние годы были разработаны комплексные циклы для мощных установок сжижения газа в Северной Африке, на Аляске и в Брунее, где расход энергии сведен к минимуму за счет глубокого предварительного охлаждения или сочетания двух механизмов рефрижерирования. Ведутся переговоры по ряду других крупных проектов сжижения [c.27]

Мировой рынок производства и потребления СПГ развивается в направлении доставки ПГ как энергоносителя из стран с его избыточными ресурсами в страны, испытывающие недостаток в этом виде топлива, а также создания хранилищ для снятия пиковых нагрузок. Для этих целей в настоящее время за рубежом построены и эксплуатируются более 14 крупньж заводов по производству СПГ. Производительность вновь вводимых установок сжижения газа возросла за последние 20 лет с 0,6 до 3 млн т СПГ в год за счет применения нового, более мощного оборудования, что обеспечивает снижение расхода энергии на сжижение. Как правило, на крупных установках для получения СПГ используют каскадный способ (каскад пропан—этилен—метан) или холодильный цикл на смешенном холодильном агенте с предварительным пропановым охлаждением. В качестве холодильного агента применяют [c.796]

Отсепарированный газ из сепаратора 5 проходит через теплообменник третьей ступени 6, где при охлаждении сжижается, затем проходит через дроссель и поступает в отпар-ную колонну 7. В колонне 7 из сжиженного газа отпариваются азот и часть метана, которые отводятся с верха колонны, проходят для охлаждения потока природного газа через теплообменник 3 и выводятся из цикла. [c.131]

Если газ поступает на сжижение при относительно невысоком давлении и нет возможности его охлаждения путем детан-дирования или, тем более, дросселирования, то целесообразнее использование каскадных трех- или однопоточных холодильных циклов. На практике каскадные холодильные циклы из-за их относительно высокой стоимости и более сложного управления используются, главным образом, на установках высокой производительности (более 1 млн. м /сут по сжиженному газу). Схемы трех- и однопоточного каскадных холодильных циклов рассмотрены в разделе в гл. 6 (см. рис. 29, 30). [c.153]

Для охлаждения до значительно более низких температур, чем О "С, применяют холодильные агенты, представл5иош,ие собой нары низкокипящих жидкостей (например, аммиака), сжиженные газы (СО,, этан и др.) или холодильные рассолы. Эти агенты нспользу[от в специальных холодильных установках, где при их испарении тепло отнимается от охлаждаемой среды, после чего пары сжижаются путем компрессии или абсорбируются и цикл замыкается. Описание холодильных установок приведено в главе XVII. [c.325]

По мере увеличения потребности в углеводородном сырье (этане и сжиженных газах) совершенствовались схемы маслоабсорбционных установок в 50—60-х годах широкое распространение получили схемы низкотемпературной абсорбции (НТА), где для охлаждения технологических потоков наряду с водяными (воздушными) холодильниками стали применять специальные холодильные системы (такие же, как в схемах НТК). Технологическая схема низкотемпературной абсорбции состоит как бы из двух частей блока предварительного отбензннивания исходного газа, представляющего собой узел НТК, и блока низкотемпературной абсорбции,, где происходит доизвлечение углеводородов из газа, прошедшего через блок НТК. Такое комбинирование процессов делает схему низкотемпературной абсорбции (НТА) достаточно гибкой и универсальной — она может быть использована для извлечения этана и более тяжелых углеводородов из газов различного состава. Применение схем НТА позволяет обеспечить высокое извлечение пропана из нефтяных газов при сравнительно умеренном охлаждении технологических потоков на установках НТА для извлечения 90—95% пропана достаточно иметь холодильный цикл с изотермой — 30- —38 °С, на установках НТК для этого требуется изотерма -80- —85 °С. [c.205]

На рис. 3.45 представлена технологическая схема установки выделения гелиевого концентрата с азотным холодильным циклом. Последовательное охлаждение, сжижение газа и ректификационное его разделение в установке производятся за счет рекуперации холода сдросселироваипых сжижеппых фракций. [c.207]

По окончании процесса экстрагирования прекращают подачу сжиженного газа, и газообразный растворитель из автоклава поступает на регенерацию в конденсатор, где создается низкая температура охлаждением змеевика конденсатора холодильным агрегатом, а соответственно — и низкое давление. Вследствие создания разности давлений в автоклаве и конденсаторе растворитель из сборников и экстрактора испаряется. Для более интенсивного испарения растворителя из экстракта, находящегося в сборниках, последние подогреваются путем циркуляции горячей воды через спиральный теплообменник, установленный под поворотттм столиком. Регенерированный газ из конденсатора возвращают в напорную емкость и используют повторно. Таким образом, растворитель в системе установки находится в замкнутом цикле, что позволяет сократить потери растворителя и использовать его многократно. [c.227]

Циклы с дросселироваием газа. Дросселирование газа не позволяет понизить температуру до уровня, необходимого для сжижения газа даже в случае предварительного сжатия газа до очень высокого давления. Поэтому применяется регенеративный принцип, заключающийся в дополнительном охлаждении сжатого газа перед дросселированием. Последующее дросселирование охлажденного сжатого газа приводит к более глубокому понижению температуры газа. Газ после дросселирования подается в противоточ-ный теплообменник для предварительного охлаждения. [c.219]

Описанный выше идеальный процесс сжижения газа практически не удается осуществить вследствие невозможности создания требуемого давления. Нанример, для осуществления цикла сжижения всего количества воздуха (1Состояние О на рис. 146), по Хаузену, необходимо было бы давление порядка 500 ООО ат. В процессах сжижения газов давление обычно не превышает 200 ат. Сжижение происходит только частично с одновременным использованием газообразной части воздуха, охлажденной при проведении процесса. [c.391]

Цикл с однократньш дросселированием и предварительным аммиачным охлаждением. На диаграмме S—Т газа видно, что с понижением начальной температуры нри данных начальном и конечном давлениях холодопроизводительность цикла qo быстро увеличивается, теплота охлаждения и сжижения газа q уменьшается, следовательно, доля сжижаемого газа х увеличивается. Температуру газа на входе в основной теплообменник путем аммиачного охлаждения можно понизить до 228 К (—45 °С). [c.111]