RU2229070C1 - Method and device for inert nitrogen-based gas mixture obtaining - Google Patents
Method and device for inert nitrogen-based gas mixture obtaining Download PDFInfo
- Publication number
- RU2229070C1 RU2229070C1 RU2003124096/06A RU2003124096A RU2229070C1 RU 2229070 C1 RU2229070 C1 RU 2229070C1 RU 2003124096/06 A RU2003124096/06 A RU 2003124096/06A RU 2003124096 A RU2003124096 A RU 2003124096A RU 2229070 C1 RU2229070 C1 RU 2229070C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- gas mixture
- oxygen
- pressure
- compressor
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 50
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 73
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 24
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 11
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003129 oil well Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть применено для взрывобезопасного обеспечения работ по ремонту и освоению газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин, для очистки забоев скважин от скопления нефтепродуктов, жидкости и песка, для хранения продуктов, в противопожарных мероприятиях, ликвидации чрезвычайных ситуаций и газосварочных работах в качестве:The invention relates to the field of compressor engineering and can be used for explosion-proof work on the repair and development of gas, gas condensate and oil wells, for cleaning the bottom of wells from the accumulation of oil products, liquid and sand, for storing products, in fire fighting, emergency response and gas welding as:
- передвижной азотной компрессорной станции по подаче азота с давлением 200-250 кгс/см2 и расходом 12-15 нм3/мин для выполнения операций по освоению скважин после бурения и капитального ремонта скважин, продувке и опрессовке трубопроводов, резервуаров, эксплуатирующихся с взрывоопасными углеводородными средами;- a mobile nitrogen compressor station for the supply of nitrogen with a pressure of 200-250 kgf / cm 2 and a flow rate of 12-15 nm 3 / min to perform well development operations after drilling and overhaul of wells, purging and crimping pipelines, tanks operated with explosive hydrocarbon environments;
- установки по подаче азота с давлением до 250 кгс/см2 и расходом 10-12 нм3/мин и температурой газа 200-300°С в затрубье скважин для выполнения операций по депарафинированию призабойной зоны скважин;- installations for the supply of nitrogen with a pressure of up to 250 kgf / cm 2 and a flow rate of 10-12 nm 3 / min and a gas temperature of 200-300 ° C in the annulus of the wells to perform operations for dewaxing the bottom-hole zone of the wells;
- передвижной азотной компрессорной станции по подаче горячего азота при давлении 8-12 кгс/см2 с расходом 10-12 нм3/мин для разогрева горячим газом (200-300°С) обледенении запорной арматуры, депарафинирования трубопроводов, резервуаров вместо передвижной пароподогревающей установки;- a mobile nitrogen compressor station for supplying hot nitrogen at a pressure of 8-12 kgf / cm 2 with a flow rate of 10-12 nm 3 / min for heating with hot gas (200-300 ° C) icing shut-off valves, dewaxing pipelines, tanks instead of a mobile steam-heating installation ;
- передвижной азотной компрессорной станции по подаче азота при давлении 8-12 кгс/см2 с расходом 10-12 нм3/мин для выполнения технологических операций при ремонте и испытании трубопроводов, аппаратов, резервуаров, эксплуатирующихся с взрывоопасными углеводородными средами;- a mobile nitrogen compressor station for the supply of nitrogen at a pressure of 8-12 kgf / cm 2 with a flow rate of 10-12 nm 3 / min to perform technological operations in the repair and testing of pipelines, apparatuses, tanks operating with explosive hydrocarbon media;
- передвижной компрессорной станции по подаче воздуха с давлением 200-250 кгс/см2 и расходом 10-12 нм3/мин как передвижной воздушной компрессорной станции высокого давления для опрессовки, продувки трубопроводов, резервуаров и т.п.;- a mobile compressor station for air supply with a pressure of 200-250 kgf / cm 2 and a flow rate of 10-12 nm 3 / min as a mobile high-pressure air compressor station for crimping, purging pipelines, tanks, etc .;
- передвижной компрессорной станции с подачей воздуха общепромышленного давления (Р=8-10 кгс/см2 и расход Q=18-22 нм3/мин) для приведения в действие различного пневмоинструмента (молотки, перфораторы и т.п.), продувок, опрессовок трубопроводов;- a mobile compressor station with air supply of general industrial pressure (P = 8-10 kgf / cm 2 and flow rate Q = 18-22 nm 3 / min) for actuating various pneumatic tools (hammers, perforators, etc.), blowing, pressure testing of pipelines;
- передвижной компрессорной станции по подаче воздуха с давлением на раздаче 25-35 и 80-90 кгс/см2 и производительностью Q=8-12 нм3/мин.- a mobile compressor station for air supply with a distribution pressure of 25-35 and 80-90 kgf / cm 2 and a capacity of Q = 8-12 nm 3 / min.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ получения инертной газовой смеси на основе азота путем сжатия очищенного от механических примесей атмосферного воздуха в начальных ступенях компрессора до давление 8-12 кгс/см2, его охлаждения, очистки от капельных влаги и масла в холодильнике и водомаслоотделителе, очистки от паров воды и масла в воздушном фильтре тонкой очистки, разделения воздуха в газоразделительном блоке на взрывобезопасную инертную газовую смесь на основе азота с содержанием кислорода 10%, поступающую в дожимающее многоступенчатое устройство для дальнейшего сжатия, и воздух, обогащенный кислородом.The closest in technical essence to the claimed invention is a method for producing an inert gas mixture based on nitrogen by compressing atmospheric air purified from mechanical impurities in the initial stages of the compressor to a pressure of 8-12 kgf / cm 2 , cooling it, and removing droplet moisture and oil in the refrigerator and a water-oil separator, purification of water and oil vapors in an air fine filter, separation of air in a gas separation unit into an explosion-proof inert gas mixture based on nitrogen with acid content kind of 10% as supplied in multistage booster apparatus for further compressing, and oxygen enriched air.
Для осуществления указанного способа служит устройство, содержащее последовательно расположенные вход атмосферного воздуха, воздушный фильтр, многоступенчатый компрессор, холодильник, водомаслоотделитель, воздушный фильтр тонкой очистки, газоразделительный блок, многоступенчатое дожимающее устройство, между ступенями которого расположены холодильники и водомаслоотделители, и выход инертной азотной газовой смеси, а также выход сжатого кислорода, присоединенный к газораспределительному блоку через кислородный компрессор и холодильник [1]. Недостатками известных способа и устройства являются: неэффективное использование многоступенчатого компрессора (менее 60%), простои в работе газокомпрессорных азотных станций, связанные с монофункциональностью - получением только инертной газовой смеси на основе азота с одними параметрами по давлению, производительностью и температурой;To implement this method, there is a device containing a sequentially located inlet of atmospheric air, an air filter, a multi-stage compressor, a refrigerator, an oil separator, a fine filter, a gas separation unit, a multi-stage booster device, between the steps of which refrigerators and oil separators are located, and an inert nitrogen gas mixture outlet as well as the output of compressed oxygen connected to the gas distribution unit through an oxygen compressor and cold nik [1]. The disadvantages of the known method and device are: inefficient use of a multi-stage compressor (less than 60%), downtime in the operation of gas compressor nitrogen stations, associated with monofunctionality - obtaining only an inert gas mixture based on nitrogen with the same parameters in pressure, capacity and temperature;
Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.The aim of the invention is to remedy these disadvantages.
Технический результат: повышение коэффициента использования сжатых компонентов воздуха (азота и кислорода) до 95%, расширение номенклатуры вырабатываемых компонентов воздуха (азота и кислорода) по давлению (8-250 кг/см2), температуре (20-300°С), производительности (12-25 м3/мин).Effect: increasing the utilization rate of compressed air components (nitrogen and oxygen) to 95%, expanding the range of produced air components (nitrogen and oxygen) by pressure (8-250 kg / cm 2 ), temperature (20-300 ° C), productivity (12-25 m 3 / min).
Поставленная задача решается тем, что в отличие от известного способа получения инертной газовой смеси на основе азота путем сжатия очищенного от механических примесей атмосферного воздуха в начальных ступенях компрессора до давления 8-12 кгс/см2, его охлаждения, очистки от капельных влаги и масла в холодильнике и водомаслоотделителе, очистки от паров воды и масла в воздушном фильтре тонкой очистки, разделения воздуха в газоразделительном блоке на взрывобезопасную инертную газовую смесь на основе азота с содержанием кислорода 10%, поступающую в дожимающее многоступенчатое устройство для дальнейшего сжатия, и воздух, обогащенный кислородом, согласно изобретению из воздуха в газоразделительном блоке выделяют кислород, который далее сжимают до 100-150 кг/см2, очищают от примесей в водомаслоотделителе и охлаждают до температуры ниже 40°С в холодильнике, а инертную газовую смесь на основе азота с содержанием кислорода 10% подают через дожимающее многоступенчатое устройство в емкость, причем в начальный период нагнетание инертной газовой смеси в емкость осуществляется всеми цилиндрами дожимающего устройства до тех пор, пока давление в емкости не достигнет давления первой ступени, после чего инертную газовую смесь из первой ступени подают на вторую ступень сжатия, а нагнетание осуществляют одновременно цилиндрами второй и третьей ступеней до давления в емкости, равного давлению второй ступени, и только после этого работу дожимного устройства ведут по последовательному циклу: первая - вторая – третья ступени - нагнетание в емкость, причем после каждой ступени инертную газовую смесь охлаждают до температуры 40°С в холодильниках и очищают от влаги и масла в водо-маслоотделителях или нагревают в подогревателе газа (или в вихревой трубе) до температуры 150-300°С и подают в объект потребления с давлением 25-250 кгс/см2.The problem is solved in that, in contrast to the known method of producing an inert gas mixture based on nitrogen by compressing atmospheric air purified from mechanical impurities in the initial stages of the compressor to a pressure of 8-12 kgf / cm 2 , cooling it, and removing moisture and oil from refrigerator and water-oil separator, purification of water and oil vapors in a fine filter, separation of air in a gas separation unit into an explosion-proof inert gas mixture based on nitrogen with an oxygen content of 10%, compressing a multi-stage booster device for further compression, and oxygen-enriched air according to the invention, oxygen is released from the air in the gas separation unit, which is then compressed to 100-150 kg / cm 2 , cleaned of impurities in the oil-water separator and cooled to a temperature below 40 ° C in the refrigerator, and an inert gas mixture based on nitrogen with an oxygen content of 10% is fed through a multi-stage booster device to the tank, and in the initial period, the inert gas mixture is pumped into the tank the booster device indices until the pressure in the vessel reaches the pressure of the first stage, after which the inert gas mixture from the first stage is fed to the second compression stage, and the injection is carried out simultaneously by the cylinders of the second and third stages to a pressure in the vessel equal to the pressure of the second stage, and only after that the booster device is operated in a sequential cycle: the first - second - third stages - injection into the container, and after each stage the inert gas mixture is cooled to a temperature of 40 ° C in refrigerators and cleaned of moisture and oil in water-oil separators or heated in a gas heater (or in a vortex tube) to a temperature of 150-300 ° C and served in the consumer with a pressure of 25-250 kgf / cm 2 .
Для осуществления указанного способа устройство, содержащее последовательно расположенные вход атмосферного воздуха, воздушный фильтр, многоступенчатый компрессор, холодильник, водомаслоотделитель, воздушный фильтр тонкой очистки, газоразделительный блок, многоступенчатое дожимающее устройство, между ступенями которого расположены холодильники и водомаслоотделители, и выход инертной азотной газовой смеси, а также выход сжатого кислорода, присоединенный к газораспределительному блоку через кислородный компрессор и холодильник в предлагаемом изобретении, устройство снабжено дополнительным входом атмосферного воздуха с дополнительным воздушным фильтром, дополнительным выходом сжатой инертной азотной газовой смеси, совмещенным выходом сжатых до 25-250 кг/см2 инертной газовой смеси или атмосферного воздуха, выходом сжатого до 8-12 кгс/см2 атмосферного воздуха, дополнительным газоразделительным блоком, подсоединенным входом к газораспределительному блоку, а выходом к кислородному компрессору, дополнительным водомаслоотделителем, установленным после кислородного компрессора, подогревателем газа, присоединенным входом к компрессору, а выходом к выходу воздуха, подогревателем газа, присоединенным входом к дожимающему устройству, а выходом к выходу инертной газовой смеси, и подогревателем газа, присоединенным входом к газораспределительному блоку, а выходом ко второму выходу инертной газовой смеси, тремя электромагнитными кранами, обеспечивающими последовательное или параллельное соединение ступеней дожимного устройства, линией байпаса газораспределительного устройства, содержащей три крана, линией байпаса винтового компрессора, содержащей пять кранов, причем каждый выход снабжен прямым и обратным предохранительными клапанами.To implement this method, a device containing a sequentially located inlet of atmospheric air, an air filter, a multi-stage compressor, a refrigerator, an oil separator, a fine filter, a gas separation unit, a multi-stage booster device, between the steps of which there are refrigerators and oil separators, and an inert nitrogen gas mixture, as well as a compressed oxygen outlet connected to the gas distribution unit through an oxygen compressor and a refrigerator in the proposed invention, an additional input device is provided with an additional outside air filter, an additional output of the compressed inert nitrogen gas mixture, compressed to a combined yield of 25-250 kg / cm 2 inert gas mixture or air, compressed to yield 8-12 kgf / cm 2 atmospheric air, an additional gas separation unit, connected by an input to the gas distribution unit, and an outlet to an oxygen compressor, an additional water-oil separator installed after the oxygen compressor, a gas heater, connected to the compressor outlet, and an outlet to the air outlet, a gas heater, connected to the inlet of the booster device, and an output to the inert gas mixture outlet, and a gas heater, connected to the inlet gas distribution unit, and the output to the second inert gas outlet mixture, three electromagnetic cranes, providing a serial or parallel connection of the stages of the booster device, a bypass line of a gas distribution device containing three cranes, a bypass line for a screw compressor containing five taps, with each outlet equipped with direct and non-return safety valves.
Вариант предусматривает применение коротко-циклового адсорбционного или мембранного газоразделительного блока; роторно-винтового многоступенчатого компрессора, гидропневматического дожимающего устройства, выполнение газоразделительного блока в виде блока задержки кислорода газодиффузионного типа, подогревателя газа в виде вихревой трубы, кислородного компрессора в виде дожимающего гидропневматического устройства.The option involves the use of a short-cycle adsorption or membrane gas separation unit; multi-stage rotary screw compressor, hydro-pneumatic booster device, gas separation unit in the form of a gas diffusion type oxygen delay unit, a gas heater in the form of a vortex tube, an oxygen compressor in the form of a hydro-pneumatic booster device.
Вариант предусматривает, что многоступенчатый компрессор выполнен поршневым в виде W-образного шестирядного шестицилиндрового пятиступенчатого поршневого компрессора, а дожимающее устройство выполнено в виде двух-трех последних ступеней многоступенчатого компрессора.The option provides that the multi-stage compressor is made piston in the form of a W-shaped six-row six-cylinder five-stage piston compressor, and the booster is made in the form of two or three last stages of the multi-stage compressor.
Предложенные способ получения инертной газовой смеси на основе азота и устройство исключают недостатки известного способа, повышают эффективность использования компонентов воздуха (азота и кислорода) до 95%, расширяют номенклатуру вырабатываемых компонентов воздуха (азота и кислорода) по давлению, температуре. производительности, что повышает эффективность их использования.The proposed method for producing an inert gas mixture based on nitrogen and the device eliminate the disadvantages of the known method, increase the efficiency of the use of air components (nitrogen and oxygen) to 95%, expand the range of produced air components (nitrogen and oxygen) by pressure, temperature. productivity, which increases the efficiency of their use.
Анализ информации показал, что заявленное техническое решение неизвестно из достигнутого уровня техники, в связи с чем оно соответствует критерию “новизна”.An analysis of the information showed that the claimed technical solution is unknown from the achieved level of technology, and therefore it meets the criterion of "novelty."
Подобное техническое решение явным образом не следует из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию “изобретательский уровень”.Such a technical solution does not explicitly follow from the prior art and, therefore, meets the criterion of “inventive step”.
Заявленное изобретение создает положительный эффект, который выражается в том, что воздух, предварительно очищенный от механических примесей, после предварительного сжатия охлаждается и очищается в холодильниках и водомаслоотделителях и воздушном фильтре тонкой очистки. Охлажденный, очищенный от примесей и паров воды и масла воздух поступает в газоразделительный блок, что облегчает условия эксплуатации его и последующих ступеней трехступенчатого дожимающего устройства, увеличивает концентрацию азота в инертной газовой среде, утилизацию кислорода, расширенная номенклатура по давлению, температуре и производительности вырабатываемых кислорода, инертной газовой смеси на основе азота и атмосферного воздуха повышает эффективность их использования.The claimed invention creates a positive effect, which is expressed in the fact that the air, previously cleaned of mechanical impurities, after preliminary compression is cooled and purified in refrigerators and water-oil separators and a fine filter. Cooled air, purified from impurities and water and oil vapors, enters the gas separation unit, which facilitates operating conditions for it and subsequent stages of a three-stage booster device, increases the concentration of nitrogen in an inert gas medium, oxygen utilization, and an expanded range of oxygen, pressure and temperature, an inert gas mixture based on nitrogen and atmospheric air increases the efficiency of their use.
Изложенное свидетельствует, что изобретение соответствует критерию “промышленная применимость”.The foregoing indicates that the invention meets the criterion of "industrial applicability".
Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображено устройство для получения инертной газовой смеси на основе азота, которые принципиально не отличаются от других вариантов исполнения предложенного изобретения.The invention is illustrated by the drawing, which schematically shows a device for producing an inert gas mixture based on nitrogen, which basically do not differ from other embodiments of the proposed invention.
Устройство имеет два входа атмосферного воздуха, три выхода сжатой инертной азотной газовой смеси, один выход сжатого кислорода и один выход сжатого атмосферного воздуха, каждый выход имеет прямой и обратный предохранительные клапаны (не показаны); два воздушных фильтра 1, двухступенчатый роторно-винтовой компрессор 2, пять холодильников 4 и пять водомаслоотделителей 5, 3 вихревые трубы 3, воздушный фильтр тонкой очистки 6, газоразделительное устройство ГРУ из 2-х газоразделительных блоков 7, 8, кислородный компрессор 9, трехступенчатое гидропневматическое дожимающее устройство ДУ, после винтового компрессора и каждой ступени дожимающего устройства установлены предохранительные клапаны ПК 1-4; три электромагнитных крана ЭК1-ЭК3, линию байпаса газораспределительного устройства, состоящую из технологических трубопроводов и кранов К3,К8,К9, линию байпаса (или отключения) винтового компрессора, состоящую из технологических трубопроводов и кранов К1, К2, К3, К8, К9.The device has two inlets of atmospheric air, three outlets of a compressed inert nitrogen gas mixture, one outlet for compressed oxygen and one outlet for compressed air, each outlet has direct and reverse safety valves (not shown); two air filters 1, a two-stage rotary screw compressor 2, five refrigerators 4 and five water-oil separators 5, 3 vortex tubes 3, a fine filter 6, a gas separation device GRU of 2 gas separation blocks 7, 8, an oxygen compressor 9, a three-stage hydropneumatic remote control booster device, after the screw compressor and each stage of the booster device, safety valves PC 1-4 are installed; three electromagnetic cranes EK1-EK3, a bypass line of a gas distribution device, consisting of process pipelines and K3, K8, K9 valves, a bypass line (or shutdown) of a screw compressor, consisting of technological pipelines and valves K1, K2, K3, K8, K9.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Атмосферный воздух предварительно очищается от механических примесей в воздушном фильтре 1 и поступает в двухступенчатый роторно-винтовой компрессор 2, сжимается в нем до давления 8-12 кгс/см2, охлаждается до температуры ниже 40°С и очищается от капельных влаги и масла в холодильнике 4 и водомаслоотделителе 5.Atmospheric air is pre-cleaned of mechanical impurities in the air filter 1 and enters a two-stage rotary screw compressor 2, is compressed in it to a pressure of 8-12 kgf / cm 2 , is cooled to a temperature below 40 ° C and is cleaned of drip moisture and oil in the refrigerator 4 and oil and water separator 5.
При открытом кране К1 и закрытом кране К2 нагретый за счет трения в роторно-винтовом компрессоре 2 до 100°С воздух с давлением 8-12 кгс/см2 поступает в вихревую трубу 3, где дополнительно нагревается до температуры 150-300°С и подается потребителю (не показан).With the open valve K1 and the closed valve K2 heated by friction in a rotary screw compressor 2 to 100 ° C, air with a pressure of 8-12 kgf / cm 2 enters the vortex tube 3, where it is additionally heated to a temperature of 150-300 ° C and supplied to the consumer (not shown).
Охлажденный и очищенный воздух с давлением 8-12 кгс/см2 поступает в воздушный фильтр тонкой очистки 6, где очищается от паров воды и масла, и подается в газоразделительный блок 7, в котором происходит разделение воздуха на инертную азотную газовую смесь (концентрация кислорода до 10%) и воздух, обогащенный кислородом, который подается во второй газоразделительный блок 8, где происходит увеличение концентрации кислорода до 90-99%.Cooled and purified air with a pressure of 8-12 kgf / cm 2 enters the fine filter 6, where it is cleaned of water and oil vapors, and is fed to the gas separation unit 7, in which air is separated into an inert nitrogen gas mixture (oxygen concentration up to 10)) and oxygen-enriched air, which is supplied to the second gas separation unit 8, where the oxygen concentration increases to 90-99%.
Кислородная смесь подается в кислородный компрессор 9, сжимается в нем до давления 100-150 кгс/см2, охлаждается до температуры 40°С и очищается от капельных влаги и масла в холодильнике 4 и водомаслоотделителе 5 и закачивается в кислородные баллоны (не показаны).The oxygen mixture is supplied to the oxygen compressor 9, compressed in it to a pressure of 100-150 kgf / cm 2 , cooled to a temperature of 40 ° C and cleaned of droplet moisture and oil in the refrigerator 4 and water-oil separator 5 and pumped into oxygen cylinders (not shown).
Инертная азотная газовая смесь при закрытых кранах К4, К6, К8, К9 и открытом кране К7 с давлением 8-12 кгс/см2 поступает в первую и последующие ступени дожимающего устройства ДУ 10, 11, 12, в начальный период нагнетание газа в емкость (не показана) осуществляется всеми цилиндрами дожимающего устройства ДУ до тех пор, пока давление в емкости не достигнет давления I-й ступени 10, после чего газ из I-й ступени подается на II-ю ступень сжатия 11, а нагнетание осуществляется одновременно цилиндрами II-й и III-й ступеней 11, 12 до давления в емкости, равного давлению II-й ступени 11, и только после этого работа ДУ идет по последовательному циклу: I-я - II-я - III-я ступени - нагнетание в емкость; после каждой ступени инертная азотная газовая смесь охлаждается до температуры 40°С и очищается от влаги и масла последовательно в холодильниках 4 и водомаслоотделителях 5 после первой и последующих ступеней дожимного устройства и подается в объект потребления с давлением 200-250 кгс/см2 (не показан). При закрытии крана 16 и открытии крана 17 инертная азотная газовая смесь при давлении 200-250 кгс/см2 поступает в вихревую трубу, где нагревается до температуры 150-300°С и подается потребителю (не показан).An inert nitrogen gas mixture with closed valves K4, K6, K8, K9 and an open valve K7 with a pressure of 8-12 kgf / cm 2 enters the first and subsequent stages of the booster device ДУ 10, 11, 12, in the initial period gas injection into the tank ( not shown) is carried out by all cylinders of the booster DE device until the pressure in the tank reaches the pressure of the 1st stage 10, after which the gas from the 1st stage is supplied to the 2nd stage of compression 11, and the injection is carried out simultaneously by cylinders II- 1st and 3rd stages 11, 12 to a pressure in the tank equal to the pressure II- of the 11th stage, and only after that the operation of the remote control proceeds in a sequential cycle: I — II — II — III stages — injection into the container; after each stage, the inert nitrogen gas mixture is cooled to a temperature of 40 ° C and is cleaned of moisture and oil sequentially in refrigerators 4 and oil and water separators 5 after the first and subsequent stages of the booster device and fed to the consumer with a pressure of 200-250 kgf / cm 2 (not shown ) When closing the valve 16 and opening the valve 17, an inert nitrogen gas mixture at a pressure of 200-250 kgf / cm 2 enters the vortex tube, where it is heated to a temperature of 150-300 ° C and supplied to the consumer (not shown).
С помощью электромагнитных кранов ЭК1-ЭК3 инертная азотная газовая смесь с давлением 8-12 кгс/см2 последовательно (основной режим) или параллельно соединяет между собой первую и последующие ступени дожимного устройства 10, 11, 12.Using electromagnetic cranes EK1-EK3, an inert nitrogen gas mixture with a pressure of 8-12 kgf / cm 2 in series (main mode) or in parallel connects the first and subsequent stages of the booster device 10, 11, 12.
При закрытых кранах К4, К6, К8, К9, К11, К13, К14, К15, К17 и открытых кранах К7, К10, К12, К16 и одинаковом перекрытии электромагнитных кранов ЭК1-ЭК3 инертная азотная газовая смесь поступает при давлении 8-12 кгс/см2 во все три ступени дожимного устройства 10, 11, 12, сжимается, очищается от влаги и масла последовательно в холодильниках 4 и водомаслоотделителях 5 после первой и последующих ступеней дожимающего устройства и подается в объект потребления с давлением 25-35 кгс/см2 (не показан).With closed cranes K4, K6, K8, K9, K11, K13, K14, K15, K17 and open cranes K7, K10, K12, K16 and the same overlap of electromagnetic valves EK1-EK3, the inert nitrogen gas mixture flows at a pressure of 8-12 kgf / cm 2 in all three stages of the booster device 10, 11, 12, is compressed, cleaned of moisture and oil sequentially in refrigerators 4 and oil and water separators 5 after the first and subsequent stages of the booster device and is supplied to the consumer with a pressure of 25-35 kgf / cm 2 ( not shown).
При закрытых кранах К4, К6, К8, К9, К10, К13, К14, К15, К17 и открытых кранах К7, К11, К12, К16 и параллельном соединении с помощью электромагнитных кранов ЭК2-ЭК3 второй и последующих ступеней дожимного устройства 11, 12 инертная азотная газовая смесь после первой ступени дожимающего устройства 10 поступает при давлении 30-40 кгс/см2 во вторую и третью ступени дожимающего устройства 11, 12, сжимается, очищается от влаги и масла последовательно в холодильниках 4 и водомаслоотделителях 5 после первой и третьей ступеней дожимного устройства и подается в объект потребления с давлением 80-90 кгс/см2 (не показан).With closed cranes K4, K6, K8, K9, K10, K13, K14, K15, K17 and open cranes K7, K11, K12, K16 and parallel connection with electromagnetic cranes EK2-EK3 of the second and subsequent stages of the booster device 11, 12 is inert the nitrogen gas mixture after the first stage of the booster device 10 enters at a pressure of 30-40 kgf / cm 2 into the second and third stages of the booster device 11, 12, it is compressed, cleaned of moisture and oil sequentially in refrigerators 4 and oil and water separators 5 after the first and third stages of the booster device and fed into the object beating with a pressure of 80-90 kgf / cm 2 (not shown).
Инертная азотная газовая смесь с давлением 8-12 кгс/см2 и расходом до 10 нм3/мин при закрытых кранах К4, К7 и открытых кранах К5, К6 поступает в вихревую трубу, где охлаждается до температуры 10-30°С и подается потребителю (не показан). При закрытых кранах К5, К7 и открытых кранах К4, К6 инертная азотная газовая смесь нагревается в вихревой трубе до температуры 100-300°С и подается потребителю (не показан).An inert nitrogen gas mixture with a pressure of 8-12 kgf / cm 2 and a flow rate of up to 10 nm 3 / min with closed taps K4, K7 and open taps K5, K6 enters the vortex tube, where it is cooled to a temperature of 10-30 ° C and supplied to the consumer (not shown). With closed valves K5, K7 and open valves K4, K6, the inert nitrogen gas mixture is heated in a vortex tube to a temperature of 100-300 ° C and supplied to the consumer (not shown).
При байпассировании газоразделительного устройства ГРУ (краны К3, К9 закрыты) охлажденный и очищенный воздух с давлением 8-12 кгс/см2 поступает в дожимное устройство ДУ, сжимается в первых и последующих его ступенях 10, 11, 12, очищается от влаги и масла последовательно в холодильниках 4 и водомаслоотделителях 5 после первой и последующих ступеней дожимного устройства и подается в объект потребления (не показан) с давлениями 25-35; 80-90; 200-250 кгс/см2 и температурой 40-300°С в зависимости от способа соединения ступеней дожимного устройства.When bypassing the gas separation device of the GRU (valves K3, K9 are closed), the cooled and purified air with a pressure of 8-12 kgf / cm 2 enters the booster ДУ, is compressed in its first and subsequent stages 10, 11, 12, it is cleaned of moisture and oil sequentially in refrigerators 4 and oil and water separators 5 after the first and subsequent stages of the booster device and is supplied to the consumer (not shown) with pressures 25-35; 80-90; 200-250 kgf / cm 2 and a temperature of 40-300 ° C, depending on the method of connecting the steps of the booster device.
При байпассировании (или отключении) роторно-винтового компрессора 2, закрытии крана К8 и открытии крана К9 очищенный в воздушном фильтре 1 воздух поступает в дожимающее устройство ДУ, сжимается в его первых и последующих ступенях 10, 11, 12, очищается от влаги и масла последовательно в холодильниках 4 и водомаслоотделителях 5 после первой и последующих ступеней дожимающего устройства и подается в объект потребления (не показан) с давлениями 15-25; 70-80; 190-240 кгс/см2 и температурой 40-300°С в зависимости от способа соединения ступеней дожимающего устройства.When bypassing (or shutting down) the rotary screw compressor 2, closing the K8 valve and opening the K9 valve, the air cleaned in the air filter 1 enters the remote control booster device, is compressed in its first and subsequent stages 10, 11, 12, it is cleaned of moisture and oil sequentially in refrigerators 4 and oil and water separators 5 after the first and subsequent stages of the booster device and is supplied to the consumer (not shown) with pressures of 15-25; 70-80; 190-240 kgf / cm 2 and a temperature of 40-300 ° C, depending on the method of connecting the steps of the booster device.
В сравнении с прототипом описываемый способ получения инертной газовой среды на основе азота и устройство для его реализации гарантированно обеспечивают взрывобезопасным и сжатым воздухом и кислородом работы по ремонту и освоению газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин, очистке забоев скважин от скопления нефтепродуктов, жидкости и песка, в противопожарных мероприятиях и газосварочных работах.Compared with the prototype, the described method of producing an inert gas atmosphere based on nitrogen and a device for its implementation are guaranteed to provide explosion-proof and compressed air and oxygen for the repair and development of gas, gas condensate and oil wells, cleaning the bottom of the wells from accumulation of oil products, liquid and sand, in fire fighting and gas welding operations.
В ФГУП “Уралтранссмаш” разработана техническая документация на передвижную азотную компрессорную станцию, в которой реализовано заявляемое решение.FSUE Uraltranssmash has developed technical documentation for a mobile nitrogen compressor station, in which the claimed solution is implemented.
Источник информацииSourse of information
1. Патент RU №2209382, кл. F 25 J 3/00, 2003 г.1. Patent RU No. 2209382, cl. F 25 J 3/00, 2003
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003124096/06A RU2229070C1 (en) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | Method and device for inert nitrogen-based gas mixture obtaining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003124096/06A RU2229070C1 (en) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | Method and device for inert nitrogen-based gas mixture obtaining |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2229070C1 true RU2229070C1 (en) | 2004-05-20 |
Family
ID=32679720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003124096/06A RU2229070C1 (en) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | Method and device for inert nitrogen-based gas mixture obtaining |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2229070C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549654C2 (en) * | 2012-12-04 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Краснодарский Компрессорный Завод" | Nitrogen compressor plant to increase bed production rate (versions) |
| CN111487355A (en) * | 2020-05-18 | 2020-08-04 | 合肥固泰自动化有限公司 | A wall-mounted constant temperature control box with calibration function |
-
2003
- 2003-07-31 RU RU2003124096/06A patent/RU2229070C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549654C2 (en) * | 2012-12-04 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Краснодарский Компрессорный Завод" | Nitrogen compressor plant to increase bed production rate (versions) |
| CN111487355A (en) * | 2020-05-18 | 2020-08-04 | 合肥固泰自动化有限公司 | A wall-mounted constant temperature control box with calibration function |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| MX2013010545A (en) | Cryogenic air separation method and system. | |
| WO2012067545A1 (en) | Membrane gas separation plant and method for operating same | |
| RU2012106137A (en) | METHOD FOR CLEANING MULTI-PHASE HYDROCARBON FLOW AND PURPOSE FOR THIS INSTALLATION | |
| CN102168905B (en) | Feed gas processing device for natural gas | |
| CN106190387B (en) | A kind of associated gas denitrification equipment and technique | |
| RU2532822C1 (en) | Plant and method of chemical agent injection into pipeline with help of blower | |
| RU2229070C1 (en) | Method and device for inert nitrogen-based gas mixture obtaining | |
| RU2351386C2 (en) | Method of producing and applying technological inert gas medium | |
| CN212253363U (en) | Oil gas treatment system adopting compression condensation adsorption method | |
| US8920538B2 (en) | Compression of media | |
| CN106582218B (en) | Organic gas deep dehydrator and the vinyl chloride regeneration method and nitrogen regeneration method carried out using it | |
| RU2294429C2 (en) | Method for gaseous hydrocarbon preparation for transportation | |
| TWI698396B (en) | Carbon dioxide separation and recovery method and separation and recovery system | |
| CN104804760A (en) | Recovery system and method of mixed hydrocarbon of oilfield associated gas | |
| RU2271497C1 (en) | Plant for preparing oil or natural gas for transporting in pipeline | |
| RU2471979C2 (en) | Associated gas treatment method | |
| CN109681780B (en) | Complete gas well supercharging system based on reciprocating compressor and operation method | |
| CA2724802C (en) | Operation of a frosting vessel of an anti-sublimation system | |
| RU2823879C1 (en) | Method for low-temperature condensation of flare gas | |
| RU2717063C1 (en) | Method of drying carbon dioxide gas after regeneration of synthetic zeolite when producing liquid carbon dioxide of prime grade from underground sources | |
| CN220404830U (en) | Pressurized solvent recovery device | |
| RU2553922C2 (en) | Complex drying and cleaning of associate oil gas by centrifugal separation and membrane filtration followed by vortex combustion | |
| RU149634U1 (en) | SYSTEM OF ADDITIONAL DRYING AND PURIFICATION OF ASSOCIATED OIL GAS WITH HYDROGEN HYDROGEN FOR ITS FURTHER USE AS FUEL IN GAS-GENERATING INSTALLATIONS | |
| US20240003596A1 (en) | Co2 utilization by low temperature heat upgradation for improved energy efficiency | |
| CN112007375A (en) | Supercritical CO2Jet flow wall breaking extraction device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050801 |