способ очистки сжиженного природного газа

Формула изобретения

1. Способ комплексной очистки и осушки природного газа методом адсорбции, отличающийся тем, что процесс ведут при температуре и давлении, обеспечивающих подачу в слой адсорбирующего материала природного газа в жидкой фазе, поддерживая режим течения среды через адсорбент в пределах, характеризуемых критерием Рейнольдса 4Re500.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве адсорбирующего материала используется силикагель.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве адсорбирующего материала используется активированный уголь.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области криогенной техники, а именно к технике и технологии производства и использования сжиженного природного газа.

Обеспечение требуемого качества готовой продукции, получаемой на установках сжижения природного газа, достигается за счет введения в технологический процесс стадии предварительной глубокой очистки и осушки подвергаемого сжижению газа [1].

Наиболее близким аналогом изобретения является способ комплексной очистки и осушки природного газа методом адсорбции примесей по патенту [2] - прототип.

В способе, представленном в указанном патенте, адсорбционная очистка природного и попутного газа ведется в газовой фазе в области температур 20-25° С и давлений 4-6 МПа.

Обеспечивая глубокую очистку среды - остаточное содержание примесей в газе, идущем на ожижение, не более 2· 10^-3 об.%, указанный способ обладает рядом недостатков. Среди них - невысокая адсорбционная активность (емкость) сорбирующего материала по примесям (а₀), а также малая величина допустимого значения удельного массового расхода среды через слой адсорбирующего материала (m_f ).

В частности, применительно к процессу удаления диоксида углерода из природного газа: удельный массовый расход жидкости через слой сорбирующего материала m_f 3,55-10 кг/м² · с, а равновесная емкость цеолита при исходной концентрации диоксида углерода Со = 0,19 об.% составляет величину а₀=60 кг/м³ .

Следствием указанных причин являются значительные массогабаритные размеры устройства.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в отличие от способа по патенту [2] процесс ведут при температуре и давлении, обеспечивающих подачу в слой адсорбирующего материала природного газа в жидкой фазе, поддерживая режим течения через адсорбент в пределах, характеризуемых критерием Рейнольдса 4 Re 500.

При прочих равных условиях - исходное содержание примесей и глубина очистки, предлагаемый способ позволяет не менее чем в 2 раза повысить емкость сорбирующего материала по поглощаемой примеси, а также почти в 2-3 раза увеличить величину удельного массового расхода среды через очистной аппарат. В итоге, массогабаритные размеры очистного устройства снижаются не менее чем в 2-2,5 раза.

Пример реализации способа

Сжиженный природный газ (Т=134К; Р=0,6 МПа) с исходным содержанием диоксида углерода в растворе С₀=0,19 об.% в переходном режиме течения среды 10<Re<80 пропускался через слой адсорбента, в качестве которого использовался силикагель или активированный уголь.

Удельный массовый расход жидкости через слой сорбирующего материала m_f=20 кг/м² · с.

По результатам очистки: остаточное содержание примеси диоксида в жидкости С 5· 10^-4 об.%; равновесная емкость а₀ 120 кг/м³.

Источники информации

1. Кельцев И.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984, с.379.

2. Патент RU 2176266 С1, С 10 L 3/10, 27.11.2001.