Στροβιλο ανοξείδωτο ανταλλακτικών εγκαταστάσεων οξυγόνου στροβίλων επέκτασης και υλικό σιδήρου

Στροβιλο ανοξείδωτο ανταλλακτικών εγκαταστάσεων οξυγόνου στροβίλων επέκτασης και υλικό σιδήρου

1. περιγραφή

Ένα turboexpander, επίσης καλούμενο ένας στροβιλο-αποσυμπιεστής ή ένας στρόβιλος επέκτασης, είναι ένας φυγοκεντρικός ή με αξονική ροή στρόβιλος, μέσω του οποίου ένα υψηλό αέριο επεκτείνεται παρ:άγω την εργασία που χρησιμοποιείται συχνά για να οδηγήσει έναν συμπιεστή ή μια γεννήτρια. Επειδή η εργασία εξάγεται από το επεκτειμένος υψηλό αέριο, η επέκταση προσεγγίζεται με μια ισεντροπική διαδικασία (δηλ., σταθερά entropyprocess), και χαμηλής πιέσεως exhaustgas από το στρόβιλο είμαι σε μια πολύ χαμηλή θερμοκρασία, ένα −150°Cήλιγότερος, ανάλογα μετιςιδιότητεςλειτουργούσαςπίεσηςκαιαερίου. Ημερικήρευστοποίησητουεπεκταθε'ντοςαερίουδεν είναιασυνήθιστη.

Το Turboexpanders πολύ ευρέως χρησιμοποιείται ως πηγές ψύξης στις βιομηχανικές διαδικασίες όπως η εξαγωγή των υγρών αιθανίων και φυσικού αερίου (NGLs) από το φυσικό αέριο, η ρευστοποίηση των αερίων (όπως το οξυγόνο, το άζωτο, το ήλιο, το αργό και το κρυπτό), και άλλων χαμηλής θερμοκρασίας διαδικασιών.

Turboexpanders αυτήν την περίοδο στη σειρά λειτουργίας σε μέγεθος από περίπου 750 W σε περίπου 7,5 MW

2. εφαρμογή

Το ακατέργαστο φυσικό αέριο αποτελείται πρώτιστα από το μεθάνιο (CH4), το πιό σύντομο και ελαφρύτερο μόριο υδρογονανθράκων, καθώς επίσης και τα διάφορα ποσά βαρύτερων αερίων υδρογονανθράκων όπως το αιθάνιο (Γ₂Χ₆), το προπάνιο (Γ₃Χ₈), το κανονικό βουτάνιο (ν-γ ₄Χ₁₀), isobutane (ολοκληρωμένο κύκλωμα ₄Χ₁₀), τα πεντάνια και ακόμη και οι υψηλός-μοριακός-μαζικοί υδρογονάνθρακες. Το ακατέργαστο αέριο περιέχει επίσης τα διάφορα ποσά όξινων αερίων όπως το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), το σουλφίδιο υδρογόνου (H2S) και mercaptans όπως το methanethiol (CH₃SH)και το ethanethiol (Γ₂Χ₅SH).

Όταν υποβάλλονται σε επεξεργασία στα τελειωμένα υποπροϊόντα (δείτε την επεξεργασία φυσικού αερίου), αυτοί οι βαρύτεροι υδρογονάνθρακες αναφέρονται συλλογικά ως NGL (υγρά φυσικού αερίου). Η εξαγωγή του NGL περιλαμβάνει συχνά ένα turboexpander^[7] και μια χαμηλής θερμοκρασίας στήλη απόσταξης (αποκαλούμενη demethanizer) όπως φαίνεται στον αριθμό. Το αέριο κολπίσκων στο demethanizer δροσίζεται αρχικά σε περίπου −51 °C σε έναν ανταλλάκτη θερμότητας (καλούμενο ένα κρύο κιβώτιο), ο οποίος συμπυκνώνει μερικώς το αέριο κολπίσκων. Το επακόλουθο υγροποιημένου αερίου μίγμα είναι έπειτα χωρισμένο σε ένα ρεύμα αερίου και ένα υγρό ρεύμα.

Το υγρό ρεύμα από τον υγροποιημένου αερίου διαχωριστή διατρέχει μιας βαλβίδας και υποβάλλεται σε μια throttling επέκταση από μια απόλυτη πίεση του φραγμού 62 στο BAR 21 (MPA 6,2 έως 2,1), το οποίο είναι μια isenthalpic διαδικασία (δηλ., μια διαδικασία σταθερός-ενθαλπίας) που οδηγεί στο χαμήλωμα της θερμοκρασίας του ρεύματος από για −51 °C σε περίπου −81 °C καθώς το ρεύμα εισάγει το demethanizer.

Το ρεύμα αερίου από τον υγροποιημένου αερίου διαχωριστή εισάγει το turboexpander, όπου υποβάλλεται σε μια ισεντροπική επέκταση από μια απόλυτη πίεση του φραγμού 62 στο BAR 21 (MPA 6,2 έως 2,1) που χαμηλώνει τη θερμοκρασία ρευμάτων αερίου από για −51 °C σε περίπου −91 °C καθώς εισάγει το demethanizer για να χρησιμεύσει ως reflux απόσταξης.

Το υγρό από το τοπ δίσκο του demethanizer (σε περίπου −90 °C) καθοδηγείται μέσω του κρύου κιβωτίου, όπου θερμαίνεται σε περίπου 0 °C δεδομένου ότι δροσίζει το αέριο κολπίσκων, και επιστρέφεται έπειτα στο χαμηλότερο τμήμα του demethanizer. Ένα άλλο υγρό ρεύμα από το χαμηλότερο τμήμα του demethanizer (σε περίπου 2 °C) καθοδηγείται μέσω του κρύου κιβωτίου και επιστρέφεται στο demethanizer σε περίπου 12 °C. Στην πραγματικότητα, το αέριο κολπίσκων παρέχει τη θερμότητα που απαιτείται «στο reboil» το κατώτατο σημείο του demethanizer, και το turboexpander αφαιρεί τη θερμότητα που απαιτείται για να παρέχει reflux στην κορυφή του demethanizer.

Το υπερυψωμένο προϊόν αερίου από το demethanizer σε περίπου −90 °C είναι επεξεργασμένο φυσικό αέριο που είναι κατάλληλης ποιότητας για τη διανομή στους καταναλωτές τελικής χρήσης από τη σωλήνωση. Καθοδηγείται μέσω του κρύου κιβωτίου, όπου θερμαίνεται δεδομένου ότι δροσίζει το αέριο κολπίσκων. Συμπιέζεται έπειτα στο συμπιεστή αερίου που οδηγείται από το turboexpander και που συμπιέζεται περαιτέρω σε έναν δευτέρου επιπέδου συμπιεστή αερίου που οδηγείται με έναν ηλεκτρικό κινητήρα πρίν εισάγει τη σωλήνωση διανομής.

Το κατώτατο προϊόν από το demethanizer θερμαίνεται επίσης στο κρύο κιβώτιο, δεδομένου ότι δροσίζει το αέριο κολπίσκων, προτού να αφήσει το σύστημα ως NGL.