[go: up one dir, main page]

EA027815B1 - Переработка углеводородного газа - Google Patents

Переработка углеводородного газа Download PDF

Info

Publication number
EA027815B1
EA027815B1 EA201270005A EA201270005A EA027815B1 EA 027815 B1 EA027815 B1 EA 027815B1 EA 201270005 A EA201270005 A EA 201270005A EA 201270005 A EA201270005 A EA 201270005A EA 027815 B1 EA027815 B1 EA 027815B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
stream
heat
mass transfer
specified
transfer device
Prior art date
Application number
EA201270005A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201270005A1 (ru
Inventor
Эндрю Ф. Джонк
У. Ларри Льюис
Джон Д. Уилкинсон
Джо Т. Линч
Хэнк М. Хадсон
Кайл Т. Кьюллар
Original Assignee
Ортлофф Инджинирс, Лтд.
Эс.Эм.И. ПРОДАКТС ЭлПи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/689,616 external-priority patent/US9021831B2/en
Priority claimed from US12/717,394 external-priority patent/US9080811B2/en
Priority claimed from US12/750,862 external-priority patent/US8881549B2/en
Priority claimed from US12/772,472 external-priority patent/US9933207B2/en
Application filed by Ортлофф Инджинирс, Лтд., Эс.Эм.И. ПРОДАКТС ЭлПи filed Critical Ортлофф Инджинирс, Лтд.
Priority claimed from US12/781,259 external-priority patent/US9939195B2/en
Publication of EA201270005A1 publication Critical patent/EA201270005A1/ru
Publication of EA027815B1 publication Critical patent/EA027815B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0219—Refinery gas, cracking gas, coke oven gas, gaseous mixtures containing aliphatic unsaturated CnHm or gaseous mixtures of undefined nature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0238—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 2 carbon atoms or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0295—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used, e.g. sieve plates, packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/02—Processes or apparatus using separation by rectification in a single pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/30—Processes or apparatus using separation by rectification using a side column in a single pressure column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/78—Refluxing the column with a liquid stream originating from an upstream or downstream fractionator column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/80—Processes or apparatus using separation by rectification using integrated mass and heat exchange, i.e. non-adiabatic rectification in a reflux exchanger or dephlegmator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F25J2205/04—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum in the feed line, i.e. upstream of the fractionation step
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/12—Refinery or petrochemical off-gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/12—External refrigeration with liquid vaporising loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/60—Closed external refrigeration cycle with single component refrigerant [SCR], e.g. C1-, C2- or C3-hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/40—Vertical layout or arrangement of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, condensers, heat exchangers etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Описываются способ и установка для извлечения этана, этилена, пропана, пропилена и более тяжелых компонентов углеводородов из потока газообразных углеводородов в компактной перерабатывающей установке. Газовый поток охлаждается, конденсируется и расширяется под более низким давлением и подается в качестве сырья в устройство абсорбции, расположенное внутри перерабатывающей установки. Поток отгонного конденсата образуется в устройстве абсорбции и направляется в устройство тепломассообмена внутрь перерабатывающей установки, освобождаясь от летучих компонентов и при этом охлаждая газовый поток. Потоки отгонного пара образуются в устройстве тепломассообмена и существенно охлаждаются, по крайней мере, до частичной конденсации, образуя остаточный поток пара и конденсированный поток. Количество и температуру указанных сырьевых потоков, направляемых в первое и второе устройства абсорбции, поддерживают в верхней части первого устройства абсорбции достаточными для извлечения из потока основной части указанных менее летучих компонентов.

Description

Такие углеводороды, как этилен, этан, пропилен, пропан, а также более тяжелые могут извлекаться из различных газов, например из природного, нефтезаводского и синтезированного газа, полученного при переработке других углеводородных материалов, таких как уголь, сырая нефть, бензинолигроиновая фракция, горючие сланцы, нефтеносные пески и бурый уголь. Природный газ в основном состоит из метана и этана, т.е. молярный процент метана и этана в газе достигает 50%. Газ также содержит относительно малые количества более тяжелых углеводородов, таких как пропан, бутан, пентан и т.п., а также водород, азот, оксид углерода и другие газы.
В настоящем изобретении в основном рассматривается способ извлечения этилена, этана, пропилена, пропана и более тяжелых углеводородов из таких газовых потоков. Газ, пригодный к переработке в соответствии с настоящим изобретением, имеет следующий типовой состав, выраженный в молярных процентах: 90,3% метана; 4,0% этана и других компонентов С2; 1,7% пропана и других компонентов С3; 0,3% изобутана; 0,5% стандартного бутана; и 0,8% пентанов и более тяжелых углеводородов, баланс поддерживается за счет азота и двуокиси углерода. Также иногда отмечается присутствие серосодержащих газов.
Исторически сложившиеся циклические изменения цен как на природный газ, так и на его газоконденсатные (ΝΟΤ) компоненты временами определяют снижение прироста этана, этилена, пропана, пропилена и более тяжелых компонентов в качестве жидких продуктов. В результате сформировалась потребность в технологических способах, обеспечивающих более эффективное извлечение данных продуктов, которые дают более высокую эффективность извлечения продукта при более низких капиталовложениях, и которые могут легко изменяться с учетом того, какой именно компонент из их большого числа требуется извлекать. К уже известным способам сепарации данных материалов относятся способы, в основе которых лежит охлаждение и сжижение газа, абсорбция масла и абсорбция охлажденного масла. Кроме того, благодаря наличию экономичного оборудования, вырабатывающего электроэнергию путем направления газа в детандер и одновременно отводящего тепло от перерабатываемого газа, приобрели популярность криогенные способы. В зависимости от давления источника подачи газа, насыщенности газа (этаном, этиленом и более тяжелыми углеводородными составляющими), а также от нужного конечного продукта может применяться любой из этих способов или их сочетание.
На сегодняшний день для обработки природного газоконденсата предпочтение в основном отдается способу криогенного расширения, так как он сочетает в себе максимальную простоту, легкость ввода в эксплуатацию, эксплуатационную гибкость, высокую эффективность, безопасность и высокую надежность. В патентах США № 3292380; 4061481; 4140504; 4157904; 4171964; 4185978; 4251249; 4278457;
4519824; 4617039; 4687499; 4689063; 4690702; 4854955; 4869740; 4889545; 5275005; 5555748; 5566554;
5568737; 5771712; 5799507; 5881569; 5890378; 5983664; 6182469; 6578379; 6712880; 6915662; 7191617;
7219513; в заменяющем патенте США №33408; а также в одновременно находящихся на рассмотрении заявках за номерами 11/430412; 11/839693; 11/971491; и 12/206230 приводится описание соответствующих способов (хотя в описании настоящего изобретения в некоторых случаях используются режимы переработки, отличные от тех, которые описаны в указанных патентах США).
В типовом способе криогенного расширения подаваемый под давлением газ охлаждается путем теплообмена с другими технологическими потоками и/или с внешними источниками охлаждения, такими как система компрессионного охлаждения пропана. По мере охлаждения газа в одном или более сепараторов происходит конденсация и сбор конденсата, поскольку конденсат под высоким давлением содержит некоторое количество необходимых компонентов С2+. В зависимости от насыщенности газа и количества полученного конденсата конденсат под высоким давлением может быть подвергнут расширению при более низком давлении и разделению на фракции. Результатом испарения, которое происходит при расширении конденсата, является дальнейшее охлаждение рабочего потока. При определенных условиях может понадобиться предварительное охлаждение конденсата под высоким давлением перед его расширением, с целью дальнейшего снижения температуры в результате расширения. Расширенный рабочий поток, состоящий из смеси конденсата и паров, разделяется на фракции в ректификационной колонне (деметанизаторе или деэтанизаторе). Внутри колонны охлаждаемый поток подвергается ректификации с целью сепарации остаточного метана, азота и других летучих газов в виде шлемовых паров, от нужных компонентов С2, компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, которые отводятся снизу колонны в виде жидкого кубового продукта; либо с целью сепарации остаточного метана, компонентов С2, азота и других летучих газов в виде шлемовых паров, от нужных компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, которые отводятся снизу колонны в виде жидкого кубового продукта.
При неполной конденсации сырьевого газа (обычно так и происходит) пары, остающиеся после неполной конденсации, можно разделить на два потока. Одна часть паров направляется через детандер или расширительный клапан в емкость с более низким давлением, где в результате дальнейшего охлаждения рабочего потока происходит дополнительная конденсация жидкости. Давление после расширения фактически равно давлению, под которым работает ректификационная колонна. Паровая и жидкая фазы, полученные в результате расширения, подаются в колонну в качестве сырья.
Оставшиеся пары охлаждаются до полной конденсации путем теплообмена с другими технологиче- 1 027815 скими потоками, например с верхним продуктом колонны холодной ректификации. Перед охлаждением данные пары могут быть смешаны с частью конденсата под высоким давлением или со всем его объемом. Полученный охлажденный поток затем расширяется в соответствующем устройстве, например в расширительном клапане, рабочего давления деметанизатора. В способе расширения часть конденсата испаряется, в результате чего основной рабочий поток охлаждается. Дросселированный испарением поток затем подается в верхнюю часть деметанизатора. Обычно парообразная составляющая дросселированного испарением потока и шлемовые пары из деметанизатора смешиваются в верхней сепараторной секции ректификационной колонны и образуют остаточный синтетический метановый газ. Как вариант, возможна подача охлажденного расширенного рабочего потока в сепаратор, для его разделения на парообразный и жидкий потоки. Парообразный поток смешивается со шлемовыми парами колонны, а конденсат подается в верхнюю часть колонны в качестве жидкого сырья.
В идеальных условиях при таком способе сепарации остаточный газ, покидающий установку, будет содержать практически весь метан, который был в сырьевом газе, при этом более тяжелые углеводороды и нижняя фракция отгонки, покидающие деметанизатор, не будут содержать метана или более летучих компонентов. На практике, однако, идеальные условия создать не удается, так как обычный деметанизатор в основном работает в качестве отпарной колонны. Таким образом, метановый продукт, полученный на выходе техспособа, обычно состоит из паров верхней зоны ректификации колонны, а также паров, не прошедших ректификацию. Так как жидкое сырье, которое подается в верхнюю часть колонны, содержит достаточное количество указанных и более тяжелых углеводородных компонентов, возникают значительные потери компонентов С3 и С4+, в результате чего количество компонентов С3, компонентов С4 и более тяжелых углеводородных компонентов практически равно их количеству в паре, который выделяется в верхней зоне ректификации деметанизатора. Потери данных необходимых компонентов можно сократить, если пары, поднимающиеся из зоны ректификации, входили бы в контакт с достаточным количеством конденсата (из потока флегмы), способного поглощать компоненты С3, С4 и более тяжелые углеводородные компоненты из пара.
В последние годы предпочтительными являются способы сепарации углеводородов, где для дополнительной ректификации паров в установке предусмотрена верхняя секция абсорбции. Одним из методов генерации потока флегмы для его подачи в верхнюю секцию ректификации является применение бокового погона паров, выделяющихся в нижней части колонны. Благодаря относительно высокой концентрации компонентов С2 в парах из нижней части колонны, в данном потоке бокового погона конденсируется значительное количество жидкости без повышения давления, при этом охлаждение в основном производится за счет холодного пара, покидающего верхнюю ректификационную секцию. Конденсированный поток, в основном состоящий из жидкого метана и этана, затем может использоваться для абсорбции компонентов С3, С4 и более тяжелых углеводородных компонентов из пара, поднимающегося из верхней ректификационной секции, при этом данные компоненты улавливаются и попадают в жидкий кубовой продукт, который отводится из деметанизатора. Патент США № 7191617 является примером способа такого типа.
В настоящем изобретении применяются новейшие средства реализации различных стадий вышеописанного способа, что позволяет повысить общую эффективность и снизить количество необходимых единиц оборудования. Это достигается путем объединения в одной установке нескольких единиц оборудования, которые ранее были самостоятельными, при этом сокращается площадь, необходимая для размещения технологической установки, а также снижаются капитальные затраты. Неожиданно для себя заявители выявили, что более компактная схема также способствует значительному снижению потребляемой мощности, необходимой для достижения заданного уровня переработки, что в целом повышает технологическую эффективность и снижает стоимость эксплуатации установки. Кроме того, более компактная компоновочная схема позволяет исключить значительную часть трубопроводов, с помощью которых соединялись отдельные единицы оборудования в установках традиционной конструкции, что еще более снижает капитальные затраты и позволяет убрать из конструкции соответствующие фланцевые соединения для подключения трубопроводов. Так как на фланцевых трубных соединениях потенциально возможна утечка углеводородов (которые представляют собой летучие органические соединения (УОС), участвующие в формировании газов, вызывающих парниковый эффект, а также создающие предпосылки для образования дыр в озоновом слое), отказ от данных фланцев в конструкции снижает возможность выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
В соответствии с настоящим изобретением выяснилось, что уровень извлечения компонентов С3 и С4+ может превышать 99%, при этом не требуется направлять в деметанизатор поток флегмы, и при извлечении компонентов С2 потери практически отсутствуют. Настоящее изобретение имеет еще одно преимущество - оно способно обеспечить извлечение компонентов С3 и С4+ на уровне свыше 99%, при этом извлечение компонентов С2 снижается. Кроме того, настоящее изобретение позволяет обеспечить 100% сепарацию метана (или компонентов С2) и компонентов, более легких, чем компоненты С2 (или компоненты С3), а также более тяжелых компонентов, при более низкой энергоемкости по сравнению с известным уровнем техники, при этом уровень выделения остается неизменным. Настоящее изобретение (несмотря на то что оно реализуется при более низких давлениях и более высоких температурах) особенно
- 2 027815 эффективно при переработке сырьевых газов в диапазоне давлений от 400 до 1500 фунт/кв.дюйм абс. [2758-10342 кПа(а)] или выше, при режимах, где температура верхнего продукта колонны выделения газоконденсата находится в пределах -50°Р [-46°С] или ниже.
Для облегчения понимания сути настоящего изобретения в описании приводятся следующие чертежи и примеры. Ссылки на чертежи:
фиг. 1 - блок-схема установки переработки природного газа, выполненной в соответствии с известным уровнем техники, по патенту США №7191617;
фиг. 2 - блок-схема установки переработки природного газа, выполненной в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 3-9 - блок-схемы, иллюстрирующие альтернативные способы применения настоящего изобретения для обработки потока природного газа.
В последующем описании вышеуказанных рисунков приводятся таблицы с итоговыми данными о расходе газа, рассчитанном для типовых режимов переработки. В таблицах, приведенных в данном документе, значение расхода газа (моль в час) округлено до ближайшего целого числа для удобства восприятия. Значения общего расхода, приведенные в таблицах, учитывают все неуглеводородные компоненты, а следовательно, больше значений суммы расхода углеводородных компонентов. Указанные в таблицах значения температуры являются приблизительными, округленными до градуса. Следует также отметить, что расчеты технологических схем с целью сравнения эффективности отображенных на рисунках техспособов основаны на предположении, что между окружающей средой и способом отсутствует утечка тепла (в обоих направлениях). Качество изолирующих материалов, представленных на рынке, позволяет считать такое предположение обоснованным, при том что специалисты с соответствующим уровнем технической подготовки обычно используют его в своих расчетах.
Для удобства восприятия технологические параметры указаны как в традиционных британских единицах измерения, так и в единицах измерения Международной системы единиц (СИ). Молярный расход газа, указанный в таблицах, может выражаться либо как фунт-моль в час, либо как килограмм-моль в час. Потребляемая энергия, выраженная в лошадиных силах (л.с.) и/или в тысячах британских тепловых единиц в час (МБТЕ/ч) соответствует указанному молярному расходу, выраженному в фунт-молях в час. Потребляемая энергия, выраженная в киловаттах (кВт), соответствует указанному молярному потоку, выраженному в килограмм-молях в час.
Уровень техники
На фиг. 1 представлена блок-схема технологического способа, где показано устройство перерабатывающей установки, предназначенной для выделения компонентов С2+ из природного газа, реализованная на базе известных технических решений, в соответствии с патентом США № 7191617. По данной схеме моделирования способа входящий газ поступает в установку при температуре 110°Р [43°С] и давлении 915 фунт/кв. дюйм абс. [6307 кПа(а)] в виде потока 31. Если входящий газ содержит сернистые соединения в концентрации, нарушающей требования к составу рабочего потока, они удаляются из входящего газа с помощью соответствующей установки предварительной обработки (на схеме не показана). Кроме того, сырьевой поток обычно подвергается дегидрации с целью предотвращения образования гидрата (льда) на режимах криогенной обработки. В этих целях обычно применяется твердый адсорбент.
Сырьевой поток 31 разделяется на два - потоки 32 и 33. Поток 32 охлаждается до температуры 32°Р [-36°С] в теплообменнике 10 за счет теплового обмена с холодным остаточным газом (поток 50а); поток 33 охлаждается до температуры -18°Р [-28°С] в теплообменнике 11 за счет теплового обмена с жидким конденсатом ребойлера деметанизатора, имеющим температуру 50°Р [10°С] (поток 43) и с побочным жидким конденсатом ребойлера, имеющим температуру -36°Р [-38°С] (поток 42). Потоки 32а и 33а рекомбинируются и образуют поток 31а, который поступает в сепаратор 12 при температуре -28°Р [-33°С] и давлении 893 фунт/кв. дюйм абс. [6155 кПа(а)], где пар (поток 34) отделяется от жидкого конденсата (поток 35). Конденсат из сепаратора (поток 35) расширяется до рабочего давления (приблизительно 401 фунт/кв. дюйм [2765 кПа(а)]) ректификационной колонны 18 посредством расширительного клапана 17, охлаждая поток 35а до температуры -52°Р [-46°С] перед его подачей в ректификационную колонну 18 в нижней средней ее точке.
Пар (поток 34) из сепаратора 12 разделяется на два потока - потоки 38 и 39. Поток 38, содержащий около 32% общего количества пара, проходит через теплообменник 13, где он контактирует с потоком холодного остаточного газа 50 и охлаждается до полной конденсации. Полученный конденсированный поток 38а при температуре -130°Р [-90°С] затем подвергается быстрому испарению через расширительный клапан 14 до рабочего давления ректификационной колонны 18. В способе расширения часть потока испаряется, в результате чего основной рабочий поток охлаждается. В технологическом способе, который проиллюстрирован на фиг. 1, расширенный поток 38Ь после расширительного клапана 14 достигает температуры -140°Р [-96°С] и подается в ректификационную колонну 18 в верхней средней точкепитания колонны.
Оставшиеся 68% объема пара из сепаратора 12 (поток 39) подаются в рабочий детандер 15, где энергия этой части сырья, находящейся под высоким давлением, превращается в механическую. В детандере 15 пар подвергается изоэнтропическому расширению до рабочего давления колонны, при этом
- 3 027815 расширенный поток 39а охлаждается до температуры приблизительно -94°Р [-70°С]. Типовые детандеры, представленные на рынке, позволяют выделить порядка 80-85% технологического сырья, теоретически доступного при идеальном изоэнтропическом расширении. Выделенная энергия часто применяется для приведения в движение центробежного компрессора (такого как элемент 16), который, к примеру, может применяться для повторного сжатия нагретого остаточного газа (поток 50Ь). Частично конденсированный расширенный поток 39а затем в качестве сырья подается в ректификационную колонну 18 в средней ее точке питания.
Деметанизатор в колонне 18 представляет собой обычную ректификационную колонну, в которой установлено несколько лотков с интервалами между ними, одной или более насадок, либо комбинация лотков и насадок. Как часто бывает в случае с установками переработки природного газа, колонна деметанизации состоит из двух секций: верхней секции абсорбции (ректификации) 18а, где размещены лотки и/или насадки, обеспечивающие необходимый контакт между парообразной частью расширенных потоков 38Ь и 39а, которая поднимается вверх, а охлажденный конденсат стекает вниз, где поглощает компоненты С2, С3 и более тяжелые компоненты; и нижней отпарной (деметанизационной) секции 18Ь, где размещены лотки и/или насадки, обеспечивающие необходимый контакт между конденсатом, стекающим вниз и парами, поднимающимися вверх. В секции деметанизации 18Ь также установлены ребойлеры (такие как ребойлер и боковой ребойлер, описанные ранее), где производится нагрев и испарение части конденсата, стекающего в нижнюю часть колонны для обеспечения десорбции паров, поднимающихся вверх колонны для отгонки жидкого продукта (поток 44), метана и более легких компонентов. Поток жидкого продукта 44 покидает нижнюю часть колонны при температуре 74°Р [23°С], на основе типовых требований к соотношению метана и этана, равному 0,010:1, исходя из массы кубового продукта.
Часть отгонного пара (поток 45) отводится из верхней зоны отпарной секции 18Ь. Затем поток охлаждается с -109°Р [-78°С] до -134°Р [-92°С] и частично конденсируется (поток 45а) в теплообменнике 20 за счет теплового обмена с холодным шлемовым потоком 41, который покидает верхнюю часть деметанизатора 18 при -139°Р [-95°С]. Холодный шлемовый поток из деметанизатора слегка нагревается до 134°Р [-92°С] (поток 41а), по мере того как охлаждается и конденсируется часть потока 45.
Рабочее давление в сепараторе потока флегмы 21 (398 фунт/кв. дюйм [2748 кПа(а)]) поддерживается на уровне немного ниже рабочего давления деметанизатора 18. Это обеспечивает наличие движущей силы, которая заставляет поток отгонного пара 45 протекать через теплообменник 20, а оттуда - в сепаратор потока флегмы 21, где конденсированная жидкость (поток 47) отделяется от неконденсированного пара (поток 46). Поток 46 затем смешивается с подогретым шлемовым потоком деметанизатора 41а из теплообменника 20, образуя поток холодного остаточного газа 50 при температуре -134°Р [-92°С].
Поток конденсата 47 из сепаратора потока флегмы 21 с помощью насоса 22 нагнетается под давлением чуть выше рабочего давления деметанизатора 18, а затем поток 47а в качестве холодного сырья (потока флегмы) подается в верхнюю часть деметанизатора 18. Данный поток флегмы, состоящий из холодного конденсата, поглощает и конденсирует компоненты С3 и более тяжелые компоненты, поднимающиеся из верхней зоны ректификации в секции абсорбции 18а колонны деметанизации 18.
Поток отгонного пара, образующий шлемовый поток колонны (поток 41), нагревается в теплообменнике 20, попутно охлаждая отгонный поток 45, как описано ранее, затем смешивается с потоком 46, образуя поток холодного остаточного газа 50.
Остаточный газ движется навстречу поступающему сырьевому газу в теплообменнике 13, где он нагревается до -46°Р [-44°С] (поток 50а), а также в теплообменнике 10, где он нагревается до 102°Р [39°С] (поток 50Ь), где он обеспечивает попутное охлаждение, как было описано ранее. Затем остаточный газ подвергается вторичному сжатию в два этапа. Первый этап - это компрессор 16, который приводится в движение детандером 15. Второй этап - это компрессор 23, который приводится в движение от дополнительного источника энергии; здесь остаточный газ (поток 506) сжимается до давления в трубопроводе сбыта. После охлаждения до 110°Р [43°С] в выпускном охладителе 24 остаточный газ (поток 50е) поступает в трубопровод сбыта под давлением 915 фунт/кв. дюйм абс. [6307 кПа(а)], которое является достаточным для соответствия требованиям по давлению в трубопроводе (обычно это входное давление).
Краткие данные по расходу и энергопотреблению для техспособа, показанного на фиг. 1, приводятся в следующей таблице.
- 4 027815
Таблица I
Данные по расходу - фунт-моль/ч [кг-моль/ч]
Поток Метан Этан Пропан Бутаны+ Всего
31 12398 546 233 229 13726
32 8431 371 159 156 9334
33 3967 175 74 73 4392
34 12195 501 179 77 13261
35 203 45 54 152 465
38 3963 163 58 25 4310
39 8232 338 121 52 8951
41 11687 74 2 0 11967
45 936 34 2 0 1000
46 702 8 0 0 723
47 234 26 2 0 277
50 12389 82 2 0 12690
44 9 464 231 229 1036
Выделенные компоненты*
Этан 85,00%
Пропан 99,11%
Бутаны+ 99,99%
Мощность
Сжатие остаточного газа 5548 л. с. [ 9121 кВт]
Насос орошения 1 л.с. [ 2 кВт]
Всего 5549 л.с. [ 9123 кВт] * (На основе неокругленных значений расхода)
Подробное описание изобретения
На фиг. 2 приводится блок-схема техспособа в соответствии с настоящим изобретением. Состав и характеристики сырьевого газа, принятые во внимание в способе, изображенном на фиг. 2, аналогичны таким же показателям, как и на фиг. 1. Соответственно, способ, изображенный на фиг. 2, можно сравнить со способом на фиг. 1 с целью наглядной демонстрации преимуществ настоящего изобретения.
При моделировании способа по схеме, показанной на фиг. 2, входящий газ поступает в установку в виде потока 31, который делится в первом делительном устройстве еще на два потока: поток 32 и поток 33. Первый поток, поток 32, поступает в теплообменное устройство в верхней части охладительной секции сырья 118а, которая расположена внутри перерабатывающей установки 118. В качестве теплообменного устройства может применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паянный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники.
Теплообменное устройство предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком 32, протекающем по одному ходу теплообменника, и потоком остаточного газа, поступающим из секции конденсации 118Ь, расположенной внутри перерабатывающей установки 118, который нагревается в теплообменнике нижней части секции охлаждения сырья 118а. Поток 32 охлаждается, при этом продолжается нагрев потока остаточного газа, и поток 32а покидает теплообменное устройство, имея температуру -30°Т [-35°С].
Вторая часть потока, поток 33, поступает в устройство тепломассообмена в отпарной секции 118е, которая находится внутри перерабатывающей установки 118. В качестве устройства тепломассообмена может применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паянный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Устройство тепломассообмена предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком 33, протекающим по одному ходу устройства тепломассообмена, и потоком отгонного конденсата, направленного вниз из секции адсорбции 1186, которая находится внутри перерабатывающей установки 118; таким образом, поток 33 охлаждается, нагревая поток отгонного конденсата, на выходе с устройства тепломассообмена температура охлажденного потока 33а составляет -42°Т [-41°С]. По мере нагрева потока отгонного конденсата часть его испаряется и образует десорбционные пары, которые поднимаются вверх, пока оставшийся жидкий конденсат продолжает стекать вниз через устройство тепломассообмена. Устройство тепломассообмена обеспечивает непрерыв- 5 027815 ный контакт десорбционных паров и потока отгонного конденсата, тем самым поддерживая массообмен между парообразной и жидкой фазами и освобождая поток жидкого продукта 44 от метана и более легких компонентов.
Потоки 32а и 33а рекомбинируются в первом смесительном устройстве и образуют поток 31а, который поступает в секцию сепарации 118Г, находящуюся внутри перерабатывающей установки 118, при температуре -34°Р [-37°С] и давлении 900 фунт/кв. дюйм абс. [6203 кПа(а)], где пар (поток 34) отделяется от жидкого конденсата (поток 35). Секция сепарации 118Г отделена от отпарной секции 118е внутренней перегородкой или другими средствами, с тем чтобы обеспечить возможность работы двух этих секций внутри перерабатывающей установки 118 при разных давлениях.
Пар (поток 34) и конденсат (поток 35) из секции сепарации 118Г разделяются каждый на два потока во втором и третьем делительных устройствах соответственно: потоки 36 и 39, а также потоки 37 и 40, соответственно. Поток 36, содержащий около 31% пара от общего его объема, смешивается в третьем смесительном устройстве с потоком 37, содержащим около 50% общего объема конденсата, и полученный поток 38 направляется в теплообменное устройство, расположенное в нижней части секции охлаждения сырья 118а внутри перерабатывающей установки 118. В качестве теплообменного устройства может также применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паянный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Теплообменное устройство предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком 38, протекающим через один ход теплообменного устройства, и потоком остаточного газа, поднимающимся из секции сепарации 118Ь, так что поток 38 охлаждается до полной конденсации, при этом нагревая поток остаточного газа.
Полученный конденсированный поток 38а при температуре -128°Р [-89°С] затем подвергается быстрому испарению через расширительный клапан 14 до рабочего давления (приблизительно 402 фунт/кв. дюйм [2772 кПа(а)]) ректификационной секции 118с (устройства абсорбции) и секции абсорбции 1186 (еще одно устройство абсорбции), расположенной внутри перерабатывающей установки 118. В способе расширения часть потока может испаряться, в результате чего основной рабочий поток охлаждается. В технологическом способе, который проиллюстрирован на фиг. 2, расширенный поток 38Ь после расширительного клапана 14 достигает температуры -139°Р [-95°С] и подается в перерабатывающую установку 118 между секцией ректификации 118с и секцией абсорбции 1186.
Оставшиеся 69% объема пара из секции сепарации 118Г (поток 39) подаются в рабочий детандер 15, где энергия этой части сырья, находящейся под высоким давлением, превращается в механическую. В детандере 15 пар подвергается изоэнтропическому расширению до рабочего давления секции абсорбции 1186, при этом расширенный поток 39а охлаждается до температуры приблизительно -100°Р [-73°С]. Частично конденсированный расширенный поток 39а затем в качестве сырья подается в нижнюю зону секции абсорбции 1186, расположенной внутри перерабатывающей установки 118, где 1186, расположенной внутри перерабатывающей установки 118, где он контактирует с конденсатом, поступающим в верхнюю зону секции абсорбции 1186. Остальные 50% конденсата из секции сепарации 118Г (поток 40) расширяются до рабочего давления отпарной секции 118е, расположенной внутри перерабатывающей установки 118, проходя через расширительный клапан 17 и охлаждая поток 40а до температуры -60°Р [-51°С]. Устройство тепломассообмена в отпарной секции 118е установлено в верхней и нижней ее частях, так чтобы расширенный поток конденсата 40а вводился в отпарную секцию 118е между двумя его частями.
Часть отгонного пара (первый поток отгонного пара 45) поступает первое паросборное устройство размещенное в перерабатывающей установке и затем отводится из верхней зоны отпарной секции 118е при температуре -95°Р [-71°С] и направляется в теплообменное устройство в секции конденсации 118Ь внутри перерабатывающей установки 118. В качестве теплообменного устройства может также применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паянный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Теплообменное устройство предназначено для обеспечения теплового обмена между первым потоком отгонного пара 45, протекающим через один ход теплообменного устройства, и вторым потоком отгонного пара, который поднимается из ректификационной секции 118с, расположенной внутри перерабатывающей установки 118, так что второй поток отгонного пара нагревается, попутно охлаждая первый поток отгонного пара 45. Поток 45 охлаждается до температуры -134°Р [-92°С] и по крайней мере частично конденсируется, после чего он покидает теплообменное устройство и разделяется на парообразную и жидкую фазы соответственно. Парообразная фаза (если таковая присутствует) смешивается с прогретым вторым потоком отгонного пара, покидающим теплообменное устройство, образуя поток остаточного газа, который является охладителем для секции охлаждения сырья 118а, как было описано выше. Жидкая фаза (поток 48) в качестве охлажденного сырья (потока флегмы), самотеком подается в верхнюю часть колонны, в верхнюю зону ректификационной секции 118с, расположенной внутри перерабатывающей установки 118.
В ректификационной секции 118с и в секции абсорбции 1186 установлены абсорбирующие устройства, которые состоят из нескольких лотков с зазорами между ними, одной или нескольких насадок, либо
- 6 027815 комбинации лотков и насадок. Лотки и/или насадки в ректификационной секции 118с и в секции абсорбции 1186 обеспечивает необходимый контакт между парами, поднимающимися вверх, и холодным конденсатом, стекающим вниз. Жидкая составляющая расширенного потока 39а смешивается с жидким конденсатом, стекающим вниз из секции абсорбции 1186, и поступает в устройство сбора жидкости размещенное в перерабатывающей установке чтобы обеспечить продолжение стекания смешанного конденсата в отпарную секцию 118е. Десорбируемые пары, поднимающиеся из отпарной секции 118е, смешиваются с парами от расширенного потока 39а и далее поднимаются в секцию абсорбции 1186, где они контактируют с холодным конденсатом, стекающим вниз, для конденсации и абсорбции компонентов С2, компонентов С3 и более тяжелых компонентов, содержащихся в этих парах. Пары, поднимающиеся из секции абсорбции 1186, смешиваются с парами от расширенного потока 38Ь и далее поднимаются в ректификационную секцию 118с, где они контактируют с холодным конденсатом (поток 48), стекающим вниз, для конденсации и абсорбции основного объема компонентов С3 и более тяжелых компонентов, содержащихся в этих парах. Жидкая составляющая расширенного потока 38Ь смешивается с жидким конденсатом, стекающим вниз из ректификационной секции 118с, и смешанный конденсат продолжает стекать в секцию абсорбции 1186.
Отгонный конденсат, стекающий вниз из устройства тепломассообмена в отпарной секции 118е, находящейся внутри перерабатывающей установки 118, освобождается от метана и более легких компонентов. Полученный жидкий продукт (поток 44) удаляется из нижней части отпарной секции 118е и покидает перерабатывающую установку 118 при температуре 74°Р [23°С]. Второй поток отгонного пара, поднимающийся из ректификационной секции 118с, поступает во второе паросборное устройство, размещенное в перерабатывающей установке, и затем нагревается в секции конденсации 118Ь, попутно обеспечивая охлаждение потока 45, как описано ранее. Прогретый второй поток отгонного пара во втором смешивающем устройстве смешивается с остатками паров, отделившимися от охлажденного первого потока отгонного пара 45, как описано ранее. Полученный поток остаточного газа нагревается в секции охлаждения сырья 118а, попутно обеспечивая охлаждение потоков 32 и 38, как описано ранее, после чего поток остаточного газа 50 покидает перерабатывающую установку 118, имея температуру 104°Р [40°С]. Затем остаточный газ подвергается повторному сжатию в два этапа: в компрессоре 16, который приводится в действие детандером 15, и в компрессоре 23, который приводится в действие дополнительным источником энергии. После охлаждения до 110°Р [43°С] в выпускном охладителе 24 поток остаточного газа 50с поступает в трубопровод сбыта под давлением 915 фунт/кв. дюйм абс. [6307 кПа(а)], которое является достаточным для соответствия требованиям по давлению в трубопроводе (обычно это входное давление).
Краткие данные по расходу и энергопотреблению для техспособа, показанного на фиг. 2, приводятся в следующей таблице.
Таблица II
Данные по расходу - фунт-моль/ч [кг-моль/ч]
Поток Метан Этан Пропан Бутаны+ Всего
31 12398 546 233 229 13726
32 8679 382 163 160 9608
33 3719 164 70 69 4118
34 12150 492 171 69 13190
35 248 54 62 160 536
36 3791 153 53 21 4115
37 124 27 31 80 268
38 3915 180 84 101 4383
39 8359 339 118 48 9075
40 124 27 31 80 268
45 635 34 2 0 700
48 302 30 2 0 357
49 0 0 0 0 0
- 7 027815
50 12389 82 2 0 12688
44 9 464 231 229 1038
Выделенные компоненты*
Этан 85,03%
Пропан 99,16%
Бутаныт 99,98%
Мощность
Сжатие остаточного газа 5274 л.с. [ 8670 кВт
* (На основе неокругленных значений расхода)
Сравнение табл. I и II показывает, что по сравнению с известным уровнем техники настоящее изобретение позволяет обеспечить практически такой же уровень извлечения продукта (85,03 против 85,00% для известного уровня техники), при этом извлечение пропана несколько улучшается - с 99,11 до 99,16%; степень извлечения бутанов и более тяжелых углеводородов остается практически на том же уровне (99,98 против 99,99% для известного уровня техники). Однако дальнейшее сравнение показателей в табл. I и II показывает, что объем готового продукта был получен при гораздо меньших энергозатратах, чем в установке, собранной с применением известных технических решений. Что касается эффективности извлечения продукта (которая определяется количеством этана, извлеченного на единицу мощности), настоящее изобретение более чем на 5% экономичнее способа с применением известных технических решений, показанного на фиг. 1.
Повышение эффективности извлечения продукта, обеспечиваемое настоящим изобретением по сравнению со способом на базе известных технических решений (фиг. 1), в основном связано с двумя факторами. Во-первых, компактная компоновка теплообменных устройств в секции охлаждения сырья 118а и в секции конденсации 118Ь, а также устройств тепломассообмена в отпарной секции 118е перерабатывающей установки 118 исключает перепад давления, происходящий вследствие наличия соединительных трубопроводов в обычной перерабатывающей установке. Как результат, в установке, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, остаточный газ, поступающий в компрессор 16, находится под более высоким давлением, чем газ в установке, собранной с применением уже известных технических решений; как следствие, остаточный газ поступает в компрессор 23 под значительно более высоким давлением, снижая таким образом количество энергии, необходимой для доведения давления остаточного газа до уровня давления в трубопроводе.
Во-вторых, применение устройства тепломассообмена в отпарной секции 118е для одновременного нагрева отгонного конденсата, покидающего секцию абсорбции 1186, при этом полученный пар имеет возможность контактировать с конденсатом и освобождать из него летучие компоненты, что более эффективно по сравнению с применением обычной ректификационной колонны с внешними ребойлерами. Летучие компоненты освобождаются из жидкого конденсата постоянно, тем самым их концентрация в десорбированных парах снижается гораздо быстрее, что повышает эффективность отгонки легких фракций для настоящего изобретения.
Помимо повышения эффективности переработки настоящее изобретение по сравнению с установками текущего уровня техники имеет еще два преимущества. Во-первых, компактная конструкция перерабатывающей установки 118 настоящего изобретения заменяет восемь отдельных единиц оборудования, применяющихся в традиционной схеме (теплообменники 10, 11, 13 и 20, сепаратор 12, сепаратор потока флегмы 21, насос орошения 22 и ректификационная колонна 18 на фиг. 1) одной единицей (перерабатывающей установкой 118 на фиг. 2). При этом уменьшается площадь, необходимая для размещения установки, упраздняются соединительные трубопроводы, а также сокращается потребляемая мощность за счет отсутствия насоса орошения, что ведет к снижению капитальных затрат и стоимости эксплуатации перерабатывающей установки, построенной по схеме настоящего изобретения, по сравнению с установкой, построенной с применением уже известных технических решений. Во-вторых, исключение из конструкции соединительных трубопроводов означает, что перерабатывающая установка, построенная по схеме настоящего изобретения, имеет гораздо меньше фланцевых соединений по сравнению с установкой, построенной с применением уже известных технических решений, что снижает количество потенциальных мест появления течей в такой установке. Углеводороды представляют собой летучие органические соединения (УОС), некоторые из которых классифицируются как газы, вызывающие парниковый эффект, а некоторые могут создавать предпосылки для образования дыр в озоновом слое; это означает, что настоящее изобретение снижает возможность выбросов, загрязняющих атмосферу.
Другие варианты воплощения.
Как уже описано для варианта воплощения настоящего изобретения по схеме, приведенной на фиг. 2, первый поток отгонного пара 45 частично конденсируется, а полученный конденсат используется для абсорбции полезных компонентов С3 и более тяжелых компонентов из паров, протекающих через ректи- 8 027815 фикационную секцию 118с перерабатывающей установки 118. Однако применение настоящего изобретения не ограничивается данным вариантом воплощения. Может оказаться полезным, к примеру, подвергать такой обработке только часть данных паров, либо использовать в качестве абсорбента только часть конденсата, либо если из конструктивных соображений часть пара или конденсата требуется направить в обход ректификационной секции 118с и/или секции абсорбции 1186 перерабатывающей установки 118. В некоторых случаях предпочтительной может оказаться полная, а не частичная конденсация первого потока отгонного пара 45 в секции конденсации 118Ь. В других случаях может понадобиться, чтобы первый поток отгонного пара 45 включал в себя весь пар бокового погона из отпарной секции 118е, а не какую-то его часть. Также следует отметить, что в зависимости от состава потока сырьевого газа может оказаться полезным применение внешнего охлаждающего устройства с целью обеспечения частичного охлаждения первого потока отгонного пара 45 в секции конденсации 118Ь.
Если сырьевой газ обедненный, количество конденсата, отделяемого в поток 35, может оказаться настолько малым, что установка дополнительного устройства тепломассообмена в отпарной секции 118е между расширенным потоком 39а и расширенным потоком конденсата 40а, как показано на фиг. 2, 4, 6 и 8 нецелесообразна. В таком случае устройство тепломассообмена в отпарной секции 118е может быть интегрировано в нее, при этом поток расширенного конденсата 40а поступает в секцию выше устройства тепломассообмена, как показано на фиг. 3, 5, 7 и 9. В некоторых случаях может оказаться полезным смешивание потока расширенного конденсата 40а с расширенным потоком 39а и последующая подача полученного смешанного потока в нижнюю зону секции абсорбции 1186 в качестве сырья. В некоторых случаях полезной может оказаться подача потока конденсата 35 напрямую в отпарную секцию 118е, через поток 40, либо смешивание всего потока конденсата 35 с потоком 36 в потоке 37. В предыдущем случае поток 37 отсутствует (обозначено пунктирными линиями на фиг. 2-9), а поток 36 состоит только из пара, поступившего из секции сепарации 118Г (фиг. 2-5) или из сепаратора 12 (фиг. 6-9) и впадает в поток 38. В последнем случае, расширительное устройство для потока 40 (например, расширительный клапан 17) не требуется (как обозначено пунктирными линиями на фиг. 3, 5, 7 и 9).
В некоторых случаях может понадобиться применение внешней емкости для сепарации охлажденного сырьевого потока 31а вместо того, чтобы включать сепараторную секцию 118Г в перерабатывающую установку 118. Как показано на фиг. 6-9, сепаратор 12 может применяться для разделения охлажденного сырьевого потока 31а на поток пара 34 и поток конденсата 35.
В некоторых случаях может понадобиться применение охлажденной второй части (поток 33а на фиг. 2-9) вместо первой части (поток 36) потока пара 34, для образования потока 38, направленного в теплообменное устройство, расположенное в нижней зоне секции охлаждения сырья 118а. В таких случаях только охлажденная первая часть (поток 32а) подается в секцию сепарации 118Г (фиг. 2-5) или в сепаратор 12 (фиг. 6-9), а весь полученный поток пара 34 подается в детандер 15.
В зависимости от количества более тяжелых углеводородов в сырьевом газе и от его давления охлажденный сырьевой поток 31а, поступающий в секцию сепарации 118Г, как показано на фиг. 3 и 5, или в сепаратор 12, как показано на фиг. 7 и 9, может не содержать жидкой составляющей (так как давление превышает точку начала конденсации или криконденбару). В таких случаях в потоках 35 и 37 конденсат отсутствует (как показано пунктирными линиями), так что только пар из секции сепарации 118Г в потоке 36 (фиг. 3 и 5) или пар из сепаратора 12 в потоке 36 (фиг. 7 и 9) вливаются в поток 38; данный поток превращается в расширенный конденсированный поток 38Ь, который подается в перерабатывающую установку 118 между ректификационной секцией 118с и секцией абсорбции 1186. В данном случае секция сепарации 118Г в перерабатывающей установке 118 (фиг. 3 и 5) или сепаратор 12 (фиг. 7 и 9) могут не понадобиться.
Характеристики сырьевого газа, габариты установки, имеющееся оборудование или другие факторы могут указывать на то, что не требуется устанавливать детандер 15, либо его требуется заменить на другое расширительное устройство (например, расширительный клапан). И хотя на схеме отображены конкретные расширительные устройства для каждого потока, при необходимости вместо них можно использовать другие устройства. Например, режим обработки требует расширения полностью конденсированной части сырьевого потока (поток 38а).
В соответствии с изобретением в дополнение к охлаждению, доступному для входящего газа из отгонного пара и жидких потоков, может применяться внешнее охлаждение, особенно в случае обогащенного входящего газа. В таких случаях тепломассообменное устройство может быть установлено в секцию разделения 118Г (или в газовый коллектор в случаях, когда охлажденный сырьевой поток 31а не содержит жидкости), как показано пунктирными линиями на фиг. 2-5, или же тепломассообменное устройство может быть включено в сепаратор 12, как показано пунктирными линиями на фиг. 6-9. Эти тепломассообменные устройства могут представлять собой теплообменник с оребренными трубами, теплообменник пластинчатого типа, паяный алюминиевый теплообменник или другой тип теплообменного устройства, включая многопроходные и/или многофункциональные теплообменники. Тепломассообменное устройство предназначено для обеспечения теплообмена между потоком хладагента (например, пропан), текущего через один проход тепломассообменного устройства, и частью пара потока 31а, движущегося вверх, так что хладагент дополнительно охлаждает пар и конденсирует дополнительную жидкость, кото- 9 027815 рая стекает вниз, становясь частью жидкости, удаляемой в поток 35. Альтернативно, для охлаждения потока 32а, потока 33а и/или потока 31а может применяться обычный охладитель или охладители газа с хладагентом, до того как поток 31а войдет в секцию разделения 118Г (фиг. 2-5) или сепаратор 12 (фиг. 6-9).
В зависимости от температуры и степени обогащения сырьевого газа, а также от количества компонентов С2, которое нужно извлечь из потока жидкого продукта 44, обогрева только за счет потока 33 может оказаться недостаточно для того, чтобы конденсат, покидающий отпарную секцию 118е, соответствовал требованиям к характеристикам продукта. В этом случае в устройство тепломассообмена в отпарной секции 118е могут быть установлены дополнительные средства обогрева с помощью теплоносителя, как показано пунктирными линиями на фиг. 2-9. Как вариант, возможна установка еще одного устройства тепломассообмена в нижней части отпарной секции 118е для обеспечения дополнительного нагрева; либо поток 33 может нагреваться с помощью теплоносителя перед тем, как он поступит в устройство тепломассообмена, установленное в отпарной секции 118е.
В зависимости от типа теплопередающих устройств, выбранных в качестве теплообменников для верхней и нижней частей секции охлаждения сырья 118а и/или секции конденсации 118Ь, возможно объединить данные теплообменные устройства в один многоходовой и/или многофункциональный теплообменник. В этом случае многоходовое и/или многофункциональное теплообменное устройство должно иметь соответствующие средства распределения, разделения, и сбора потока 32, потока 38, потока 45, пара, отделенного от потока 45, а также второго потока отгонного пара, с целью нагрева или охлаждения до нужного уровня.
В некоторых случаях может потребоваться установка дополнительного устройства тепломассообмена в верхней части отпарной секции 118е. В этом случае устройство массообмена можно установить ниже точки поступления расширенного потока 39а в нижнюю зону в секции абсорбции 1186 и выше точки отвода охлажденной второй части потока 33а из устройства тепломассообмена, установленного в отпарной секции 118е.
Менее предпочтительной для вариантов воплощения настоящего изобретения, показанных на фиг. 2-5, является установка сепаратора для охлажденной первой части потока 32а и сепаратора для охлажденной второй части потока 33а; при этом потоки пара, отделенные в сепараторах, смешиваются, образуя поток пара 34, а потоки конденсата смешиваются и образуют конденсатный поток 35. Еще одним менее предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения является охлаждение потока 37 в отдельном теплообменном устройстве, расположенном в секции охлаждения сырья 118а (вместо того, чтобы смешивать поток 37 с потоком 36 для образования объединенного потока 38); при этом расширение охлажденного потока производится в отдельном расширительном устройстве, а расширенный поток подается в промежуточную часть секции абсорбции 1186.
В некоторых случаях, в особенности, если нужный уровень извлечения компонентов С2 относительно невысок, может оказаться полезной подача потока флегмы в верхнюю зону отпарной секции 118е. В таких случаях, жидкую фазу охлажденного потока 45 на выходе с теплообменного устройства в секции конденсации 118Ь можно разделить на две части - поток 48 и поток 49. Поток 48 в качестве сырья подается в верхнюю часть ректификационной секции 118с, а поток 49 подается в верхнюю зону отпарной секции 118е, благодаря чему отгонный пар подвергается частичной ректификации в этой секции перерабатывающей установки 118, до того как будет отведен первый поток отгонного пара 45. В некоторых случаях может оказаться достаточной подача потоков 48 и 49 самотеком (фиг. 2, 3, 6 и 7); в других же случаях желательно организовать перекачивание жидкой фазы (поток 47) с помощью насоса орошения 22 (фиг. 4, 5, 8 и 9). Относительный объем жидкой фазы, разделенной между потоками 48 и 49, зависит от нескольких факторов, в том числе от давления газа, состава сырьевого газа, требуемого уровня извлечения компонентов С2 и от доступного количества мощности. Оптимальный режим разделения обычно нельзя спрогнозировать без анализа конкретных условий применения настоящего изобретения. В некоторых случаях лучше всего будет направить всю жидкую фазу в качестве сырья в верхнюю часть ректификационной секции 118с в виде потока 48 и не подавать жидкую фазу в верхнюю зону отпарной секции 118е в потоке 49, поэтому поток 49 на схеме обозначен пунктирными линиями.
Требуется отметить, что относительное количество сырья в каждом отводе разделенного парообразного сырья зависит от нескольких факторов, в том числе от давления и состава сырьевого газа, количества тепла, которое можно выделить из сырья, а также от доступного количества мощности. Увеличение подачи сырья в зону выше секции абсорбции 1186 может привести к увеличению степени извлечения продукта при снижении мощности, получаемой в детандере, что, в свою очередь, ведет к увеличению мощности, необходимой для повторного сжатия продукта. Увеличение подачи сырья в зону ниже секции абсорбции 1186 снижает уровень потребляемой мощности, но при этом может упасть уровень извлечения продукта.
Изобретение обеспечивает повышенную степень извлечения компонентов С2, С3 и более тяжелых углеводородов, либо компонентов С3 и более тяжелых углеводородов на количество потребляемых вспомогательных сред, необходимых для функционирования техспособа. Экономия потребляемых вспомогательных сред, необходимых для функционирования техспособа, может проявляться в виде умень- 10 027815 шения потребляемой мощности для сжатия или повторного сжатия; уменьшения мощности, необходимой для внешней охлаждающей установки; уменьшения энергии, необходимой для дополнительного нагрева; уменьшения энергии, необходимой для повторного нагрева колонны; либо в виде их сочетания.
Здесь приводится описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения; специалисты с соответствующим уровнем технической подготовки могут найти другие варианты или внести изменения в описанные здесь (например, адаптировать изобретение для работы в других режимах, с применением другого типа сырья или с изменением других требований), не отклоняясь от сути настоящего изобретения, определенной в следующей его формуле.

Claims (34)

    ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
  1. (1) третье делительное устройство соединено с указанным теплообменником для приема указанного конденсированного потока и деления его на по меньшей мере первый и второй потоки флегмы;
    (1) третье делительное устройство соединено с указанным теплообменником для приема указанного конденсированного потока и деления его на, по меньшей мере, первый и второй потоки флегмы;
    (1) дополнительное тепломассообменное устройство установлено внутри указанного устройства разделения, причем указанное дополнительное тепломассообменное устройство имеет один или более проходов для внешней охлаждающей среды;
    (1) газовый коллектор установлен в указанной технологической установке;
    (1) теплообменники указанного тепломассообменного устройства размещены в верхней и нижней частях одной или нескольких секций, расположенных в указанной технологической установке; и (2) указанная технологическая установка соединена с указанным третьим дросселирующим устройством для приема оставшейся дросселированной части указанного по меньшей мере одного жидкого потока и направления его между указанной верхней и нижней частями указанного тепломассообменного устройства.
    (1) теплообменники указанного тепломассообменного устройства размещены в верхней и нижней частях одной или нескольких секций, расположенных в указанной технологической установке; и (2) указанная технологическая установка соединена с указанным третьим дросселирующим устройством для приема по меньшей мере части указанного дросселированного по меньшей мере одного жидкого потока и направления его между указанной верхней и нижней частями указанного тепломассообменного устройства.
    (1) теплообменники указанного тепломассообменного устройства размещены в верхней и нижней частях одной или нескольких секций, расположенных в указанной технологической установке;
    (1) теплообменники указанного тепломассообменного устройства размещены в верхней и нижней частях одной или нескольких секций, расположенных в указанной технологической установке; и (2) указанная технологическая установка соединена с указанным третьим дросселирующим устройством для приема по меньшей мере части указанного дросселированного по меньшей мере одного жидкого потока и направления его между указанными верхней и нижней частями указанного тепломассообменного устройства.
    (1) первое делительное устройство для разделения указанного газового потока на первую и вторую части;
    (1) указанный конденсированный поток делят на, по меньшей мере, первый и второй потоки флегмы;
    (1) указанный конденсированный поток делят на по меньшей мере первый и второй потоки флегмы;
    (1) дополнительное тепломассообменное устройство установлено внутри указанного устройства разделения, причем указанное дополнительное тепломассообменное устройство имеет один или более проходов для внешней охлаждающей среды;
    (1) в указанной технологической установке установлен газовый коллектор;
    (1) теплообменники указанного тепломассообменного устройства размещены в верхней и нижней частях одной или нескольких секций, расположенных в указанной технологической установке; и (2) указанную оставшуюся часть указанного дросселированного по меньшей мере одного жидкого потока подают в указанную технологическую установку таким образом, чтобы ввести ее между указанной верхней и нижней частями указанного тепломассообменного устройства.
    (1) теплообменники указанного тепломассообменного устройства размещены в верхней и нижней частях одной или нескольких секций, расположенных в указанной технологической установке; и (2) по меньшей мере часть указанного дросселированного по меньшей мере одного жидкого потока подают в указанную технологическую установку таким образом, чтобы ввести ее между указанной верхней и нижней частями указанного тепломассообменного устройства.
    (1) теплообменники указанного тепломассообменного устройства размещены в верхней и нижней частях одной или нескольких секций, расположенных в указанной технологической установке; и (2) по меньшей мере часть указанного дросселированного по меньшей мере одного жидкого потока подают в указанную технологическую установку таким образом, чтобы ввести ее между указанными верхней и нижней частями.
    (1) указанный газовый поток делят на первую и вторую части;
    1. Способ разделения газового потока, содержащего метан, компоненты С2, компоненты С3 и более тяжелые углеводородные компоненты, на летучую фракцию остаточного газа и относительно менее летучую фракцию, содержащую основную часть указанных компонентов С2, компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, или указанных компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, причем:
  2. (2) указанный первый абсорбер приспособлен для соединения с указанным третьим делительным устройством для приема в него указанного первого потока флегмы как указанной верхней подачи;
    (2) указанный первый абсорбер приспособлен для соединения с указанным третьим делительным устройством для приема в него указанного первого потока флегмы как указанной верхней подачи;
    (2) при этом указанное дополнительное тепломассообменное устройство предназначено для охлаждения указанного потока пара указанной внешней охлаждающей средой, чтобы образовать дополнительный конденсат, который становится частью разделяемого там указанного по меньшей мере одного жидкого потока.
    (2) дополнительное тепломассообменное устройство установлено внутри указанного газового коллектора, причем указанное дополнительное тепломассообменное устройство имеет один или более проходов для внешней охлаждающей среды;
    (2) указанная технологическая установка соединена с указанным третьим дросселирующим устройство для приема любой оставшейся дросселированной части указанного по меньшей мере одного жидкого потока и направления его между указанными верхней и нижней частями указанного тепломассообменного устройства.
    (2) теплообменник, располагающийся в технологической установке и соединенный с указанным первым делительным устройством для приема указанной первой части и охлаждения ее;
    (2) указанный первый поток флегмы подают как указанную верхнюю подачу в указанный первый абсорбер;
    (2) указанный первый поток флегмы подают как указанную верхнюю подачу в указанный первый абсорбер;
    (2) указанный поток пара направляют на указанное дополнительное тепломассообменное устройство для дальнейшего охлаждения указанной внешней охлаждающей средой, чтобы образовать дополнительный конденсат; и (3) указанный дополнительный конденсат становится частью указанного по меньшей мере одного жидкого потока, разделенного в установке.
    (2) дополнительное тепломассообменное устройство установлено внутри указанного газового коллектора, причем указанное дополнительное тепломассообменное устройство содержит один или более проходов для внешней охлаждающей среды;
    2. Способ по п.1, в котором:
    (a) указанную охлажденную первую часть соединяют с указанной охлажденной второй частью, образуя тем самым частично конденсированный газовый поток;
    (b) указанный частично конденсированный газовый поток подают на устройства разделения и там разделяют, получая поток пара и по меньшей мере один жидкий поток;
    (c) указанный поток пара делят на указанный первый и второй потоки;
    (б) по меньшей мере часть указанного по меньшей мере одного жидкого потока дросселируют до
    (2) указанную первую часть охлаждают;
  3. (3) указанное тепломассообменное устройство приспособлено для соединения с указанным третьим делительным устройством для приема в него указанного второго потока флегмы как верхней подачи.
    (3) указанное тепломассообменное устройство приспособлено для соединения с указанным третьим
    (3) указанный газовый коллектор соединен с указанным первым смесительным устройством для приема указанного охлажденного газового потока и направления его в указанное дополнительное тепломассообменное устройство для дальнейшего охлаждения указанной внешней охлаждающей средой;
    (3) тепломассообменное устройство, располагающееся в указанной технологической установке и соединенное с указанным первым делительным устройством для приема указанной второй части и охлаждения ее;
    (3) указанный второй поток флегмы подают как сырье в указанную технологическую установку ниже указанного второго абсорбера и выше указанного тепломассообменного устройства.
    (3) указанный второй поток флегмы подают как сырье в указанную технологическую установку ниже указанного второго абсорбера и выше указанного тепломассообменного устройства.
    (3) указанный охлажденный газовый поток подают в указанный газовый коллектор и направляют в указанное дополнительное тепломассообменное устройство для дополнительного охлаждения указанной внешней охлаждающей средой;
    3. Способ по п.2, в котором:
    (a) указанный первый поток соединяют с по меньшей мере частью указанного по меньшей мере одного жидкого потока, образуя тем самым смешанный поток;
    (b) указанный смешанный поток охлаждают до, по существу, полной его конденсации, после чего его дросселируют до более низкого давления, в результате чего он еще больше охлаждается;
    (c) указанный дросселированный охлажденный смешанный поток подают как указанное сырье между указанным первым и вторым абсорберами;
    (ά) всю оставшуюся часть указанного по меньшей мере одного жидкого потока дросселируют до указанного более низкого давления и подают как указанное сырье в указанную технологическую установку ниже указанного второго абсорбера и выше указанного тепломассообменного устройства; и (е) указанный нагрев указанного второго потока отгонного пара и указанного смешанного потока пара осуществляется в одном или более теплообменниках, располагающихся в указанной технологической установке, обеспечивая тем самым по меньшей мере часть охлаждения на стадиях (2), (13) и (Ь).
    (3) указанную вторую часть охлаждают;
  4. (4) указанное второе делительное устройство приспособлено для соединения с указанным газовым коллектором для приема указанного дополнительно охлажденного газового потока и деления его на указанный первый и второй потоки.
    (4) первое смесительное устройство, соединенное с указанным теплообменником и указанным тепломассообменным устройством для приема указанной охлажденной первой части и указанной охлажденной второй части и образования охлажденного газового потока;
    (4) указанный дополнительно охлажденный газовый поток делят на указанные первый и второй потоки.
    4. Способ по п.2, в котором указанное устройство разделения установлено в указанной технологической установке.
    (4) указанную охлажденную первую часть соединяют с указанной охлажденной второй частью, образуя тем самым охлажденный газовый поток;
  5. (5) второе делительное устройство, соединенное с указанным первым смесительным устройством, для приема указанного охлажденного газового потока и деления его на первый и второй потоки;
    5. Способ по п.3, причем указанное устройство разделения установлено в указанной технологической установке.
    (5) указанный охлажденный газовый поток делят на первый и второй потоки;
  6. (6) причем указанный теплообменник соединен, кроме того, с указанным вторым делительным устройством для приема указанного первого потока и охлаждения его в достаточной степени, чтобы, по существу, полностью сконденсировать;
    6. Способ по п.2, причем:
    (6) указанный первый поток охлаждают до, по существу, полной его конденсации и после этого дросселируют до более низкого давления, в соответствии с чем он еще больше охлаждается;
  7. (7) первое дросселирующее устройство, соединенное с указанным теплообменником, для приема указанного, по существу, конденсированного первого потока и дросселирования его до более низкого давления;
    7. Способ по п.3, в котором (1) теплообменники указанного тепломассообменного устройства размещены в верхней и нижней частях одной или нескольких секций, расположенных в указанной технологической установке; и (2) указанную любую оставшуюся часть указанного дросселированного по меньшей мере одного жидкого потока подают в указанную технологическую установку таким образом, чтобы ввести ее между указанными верхней и нижней частями указанного тепломассообменного устройства.
    (7) указанный дросселированный охлажденный первый поток подают как сырье в зону между первым и вторым абсорбером, располагающимися в технологической установке, причем указанный первый абсорбер находится выше указанного второго абсорбера;
  8. (8) первый и второй абсорбер, располагающиеся в указанной технологической установке и соединенные с указанным первым дросселирующим устройством, для приема указанного дросселированного охлажденного первого потока как сырья между указанным первым и вторым абсорберами, причем указанный первый абсорбер находится выше указанного второго абсорбера;
    8. Способ по п.4, в котором:
    (8) указанный второй поток дросселируют до указанного более низкого давления и подают как нижнюю подачу в указанный второй абсорбер;
  9. (9) второе дросселирующее устройство, соединенное с указанным вторым делительным устройством, для приема указанного второго потока и дросселирования его до указанного более низкого давления, причем указанное второе дросселирующее устройство соединено, кроме того, с указанным вторым абсорбером, для подачи в него указанного дросселированного второго потока в качестве нижней подачи;
    9. Способ по п.5, в котором:
    (9) жидкий поток перегонки отбирают из нижней зоны указанного второго абсорбера и нагревают в тепломассообменном устройстве, располагающемся в указанной технологической установке, чтобы тем самым обеспечить по меньшей мере часть охлаждения на стадии (3), одновременно отгоняя более летучие компоненты из указанного жидкого потока перегонки, после чего указанный нагретый и очищенный жидкий поток перегонки выводят из указанной технологической установки как указанную относительно менее летучую фракцию;
  10. (10) коллектор жидкости, располагающийся в указанной технологической установке и соединенный с указанным вторым абсорбером, для приема жидкого потока перегонки из нижней зоны указанного второго абсорбера;
    10. Способ по п.1, в котором:
    (10) первый поток отгонного пара отбирают из верхней зоны указанного тепломассообменного устройства и охлаждают в достаточной мере, чтобы сконденсировать по меньшей мере часть его, тем самым образуя конденсированный поток и поток остаточного пара, содержащий весь несконденсированный пар, оставшийся после охлаждения указанного первого потока отгонного пара;
  11. (11) причем указанное тепломассообменное устройство соединено, кроме того, с указанным коллектором жидкости, для приема указанного жидкого потока перегонки и для его нагревания, чтобы тем самым обеспечить по меньшей мере часть охлаждения на стадии (3), одновременно отгоняя более лету- 13 027815 чие компоненты из указанного жидкого потока перегонки, после чего указанный нагретый и очищенный жидкий поток перегонки выводится из указанной технологической установки как указанная относительно менее летучая фракция;
    11. Способ по любому из пп.2-9, в котором:
    - 11 027815 указанного более низкого давления и подают как сырье в указанную технологическую установку ниже указанного второго абсорбера и выше указанного тепломассообменного устройства.
    (11) по меньшей мере часть указанного конденсированного потока подают как верхнюю подачу в указанный первый абсорбер;
  12. (12) первое паросборное устройство, располагающееся в указанной технологической установке и соединенное с указанным тепломассообменным устройством, для приема первого потока отгонного пара из верхней зоны указанного тепломассообменного устройства;
    12. Способ по любому из пп.1-10, в котором:
    - 12 027815
    (12) второй поток отгонного пара отбирают из верхней зоны указанного первого абсорбера и нагревают;
  13. (13) причем указанный теплообменник соединен, кроме того, с указанным первым паросборным устройством для приема указанного первого потока отгонного пара и охлаждения его в достаточной степени, чтобы сконденсировать по меньшей мере часть его, образуя, тем самым, конденсированный поток и поток остаточного пара, содержащий весь несконденсированный пар, оставшийся после охлаждения указанного первого потока отгонного пара;
    13. Способ по п.11, в котором:
    (13) указанный нагретый второй поток отгонного пара соединяют с любым указанным потоком остаточного пара, образуя, тем самым, смешанный поток пара;
  14. - 14 027815 дросселированную часть указанного по меньшей мере одного жидкого потока как указанное сырье в зону ниже указанного второго абсорбера и выше указанного тепломассообменного устройства; и (ί) причем указанный теплообменник соединен, кроме того, с указанным вторым смесительным устройством для приема указанного смешанного потока пара и нагрева его, чтобы тем самым обеспечить по меньшей мере часть охлаждения на стадиях (2) и (Ь).
    (14) причем указанный первый абсорбер соединен, кроме того, с указанным теплообменником для приема в него по меньшей мере части указанного конденсированного потока в качестве верхней подачи;
    14. Способ по любому из пп.1-10, в котором указанное тепломассообменное устройство имеет один или более проходов для внешнего теплоносителя, чтобы дополнить нагрев, обеспечиваемый указанной второй частью, для указанной отгонки указанных более летучих компонентов из указанного жидкого потока перегонки.
    (14) указанный смешанный поток пара нагревают, после чего указанный нагретый смешанный поток пара выводят из указанной технологической установки как указанную летучую фракцию остаточного газа;
  15. - 15 027815 делительным устройством для приема в него указанного второго потока флегмы как верхней подачи.
    (15) второе паросборное устройство, располагающееся в указанной технологической установке и соединенное с указанным первым абсорбером для приема второго потока отгонного пара из верхней зоны указанного первого абсорбера;
    15. Способ по п.11, в котором указанное тепломассообменное устройство имеет один или более проходов для внешнего теплоносителя, чтобы дополнить нагрев, обеспечиваемый указанной второй частью, для указанной отгонки указанных более летучих компонентов из указанного жидкого потока перегонки.
    (15) указанный нагрев указанного второго потока отгонного пара и указанного смешанного потока пара осуществляется в одном или более теплообменниках, располагающихся в указанной технологической установке, тем самым обеспечивая по меньшей мере часть охлаждения на стадиях (2), (6) и (10); и (16) количества и температуры указанных сырьевых потоков в указанном первом и втором абсорбере эффективны, чтобы поддерживать температуру в указанной верхней зоне указанного первого абсорбера на уровне, при котором основная часть компонентов собирается в указанной относительно менее летучей фракции.
  16. (16) причем указанный теплообменник соединен, кроме того, с указанным вторым паросборным устройством для приема указанного второго потока отгонного пара и нагревания его, чтобы тем самым обеспечить по меньшей мере часть охлаждения на стадии (13);
    16. Способ по п.12, в котором указанное тепломассообменное устройство имеет один или более проходов для внешнего теплоносителя, чтобы дополнить нагрев, обеспечиваемый указанной второй частью, для указанной отгонки указанных более летучих компонентов из указанного жидкого потока перегонки.
  17. (17) второе смесительное устройство, соединенное с указанным теплообменником для приема указанного нагретого второго потока отгонного пара и любого указанного потока остаточного пара, чтобы образовать смешанный поток пара;
    17. Способ по п.13, в котором указанное тепломассообменное устройство имеет один или более проходов для внешнего теплоносителя, чтобы дополнить нагрев, обеспечиваемый указанной второй частью, для указанной отгонки указанных более летучих компонентов из указанного жидкого потока перегонки.
  18. (18) причем указанный теплообменник соединен, кроме того, с указанным вторым смесительным устройством для приема указанного смешанного потока пара и нагрева его, чтобы тем самым обеспечить по меньшей мере часть охлаждения на стадиях (2) и (6), после чего указанный нагретый смешанный поток пара выводится из указанной технологической установки как указанная летучая фракция остаточного газа; и (19) устройство управления, предназначенное для регулирования количества и температуры указанных сырьевых потоков в указанный первый и второй абсорбер, чтобы поддерживать температуру в указанной верхней зоне указанного первого абсорбера на уровне, при котором основная часть компонентов собирается в указанной относительно менее летучей фракции.
    18. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее:
  19. 19. Устройство по п.18, в котором:
    (a) первое смесительное устройство предназначено для приема указанной охлажденной первой части и указанной охлажденной второй части и образования частично сконденсированного газового потока;
    (b) устройство разделения соединено с указанным первым смесительным устройством для приема указанного частично сконденсированного газового потока и разделения его на поток пара и по меньшей мере один жидкий поток;
    (c) указанное второе делительное устройство соединено с указанным устройством разделения для приема указанного потока пара и разделения его на указанные первый и второй потоки;
    (ά) третье дросселирующее устройство соединено с указанным устройством разделения для приема по меньшей мере части указанного по меньшей мере одного жидкого потока и дросселирования его до указанного более низкого давления, причем указанное третье дросселирующее устройство соединено, кроме того, с указанной технологической установкой, чтобы подать в нее по меньшей мере часть указанного дросселированного по меньшей мере одного жидкого потока как сырье в зону ниже указанного второго абсорбера и выше указанного тепломассообменного устройства.
  20. 20. Устройство по п.19, в котором:
    (a) третье смесительное устройство соединено с указанным вторым делительным устройством и указанным устройством разделения для приема указанного первого потока и по меньшей мере части указанного по меньшей мере одного жидкого потока и образования смешанного потока;
    (b) причем указанный теплообменник соединен, кроме того, с указанным третьим смесительным устройством для приема указанного смешанного потока и охлаждения его в достаточной степени, чтобы, по существу, полностью сконденсировать его;
    (c) указанное первое дросселирующее устройство соединено с указанным теплообменником для приема указанного, по существу, сконденсированного смешанного потока и дросселирования его до более низкого давления;
    (ά) указанные первый и второй абсорберы соединены с указанным первым дросселирующим устройством для приема указанного дросселированного охлажденного смешанного потока как указанного сырья в зону между указанным первым и вторым абсорбером;
    (е) указанное третье дросселирующее устройство соединено с указанным устройством разделения для приема оставшейся части указанного по меньшей мере одного жидкого потока и дросселирования его до указанного более низкого давления, причем указанное третье дросселирующее устройство соединено, кроме того, с указанной технологической установкой, чтобы подать в нее любую оставшуюся
  21. 21. Устройство по п.19, в котором указанное устройство разделения установлено в указанной технологической установке.
  22. 22. Устройство по п.20, в котором указанное устройство разделения установлено в указанной технологической установке.
  23. 23. Устройство по п.19, в котором:
  24. 24. Устройство по п.20, в котором:
  25. 25. Устройство по п.21, в котором:
  26. 26. Устройство по п.22, в котором:
  27. 27. Устройство по п.18, в котором:
  28. 28. Устройство по любому из пп.19-26, в котором:
  29. 29. Устройство по любому из пп.18-27, в котором:
  30. 30. Устройство по п.28, в котором:
  31. 31. Устройство по любому из пп.18-27, в котором указанное тепломассообменное устройство имеет один или более проходов для внешнего теплоносителя, чтобы дополнить нагрев, обеспечиваемый указанной второй частью, для указанной отгонки указанных более летучих компонентов из указанного жидкого потока.
  32. 32. Устройство по п.28, в котором указанное тепломассообменное устройство имеет один или более проходов для внешнего теплоносителя, чтобы дополнить нагрев, обеспечиваемый указанной второй частью, для указанной отгонки указанных более летучих компонентов из указанного жидкого потока перегонки.
  33. 33. Устройство по п.29, в котором указанное тепломассообменное устройство имеет один или более проходов для внешнего теплоносителя, чтобы дополнить нагрев, обеспечиваемый указанной второй частью, для указанной отгонки указанных более летучих компонентов из указанного жидкого потока перегонки.
  34. 34. Устройство по п.30, в котором указанное тепломассообменное устройство имеет один или более проходов для внешнего теплоносителя, чтобы дополнить нагрев, обеспечиваемый указанной второй частью, для указанной отгонки указанных более летучих компонентов из указанного жидкого потока перегонки.
EA201270005A 2009-06-11 2010-05-17 Переработка углеводородного газа EA027815B1 (ru)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18636109P 2009-06-11 2009-06-11
US12/689,616 US9021831B2 (en) 2009-02-17 2010-01-19 Hydrocarbon gas processing
US12/717,394 US9080811B2 (en) 2009-02-17 2010-03-04 Hydrocarbon gas processing
US12/750,862 US8881549B2 (en) 2009-02-17 2010-03-31 Hydrocarbon gas processing
US12/772,472 US9933207B2 (en) 2009-02-17 2010-05-03 Hydrocarbon gas processing
US12/781,259 US9939195B2 (en) 2009-02-17 2010-05-17 Hydrocarbon gas processing including a single equipment item processing assembly
PCT/US2010/035121 WO2010144217A1 (en) 2009-06-11 2010-05-17 Hydrocarbon gas processing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201270005A1 EA201270005A1 (ru) 2012-06-29
EA027815B1 true EA027815B1 (ru) 2017-09-29

Family

ID=56291174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201270005A EA027815B1 (ru) 2009-06-11 2010-05-17 Переработка углеводородного газа

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP2440869A1 (ru)
JP (1) JP5753535B2 (ru)
KR (1) KR101687851B1 (ru)
CN (1) CN102483299B (ru)
AR (1) AR077079A1 (ru)
AU (1) AU2010259129A1 (ru)
BR (1) BRPI1011526A2 (ru)
CA (1) CA2764144C (ru)
CO (1) CO6480935A2 (ru)
EA (1) EA027815B1 (ru)
MX (1) MX355018B (ru)
MY (1) MY158312A (ru)
PE (1) PE20121305A1 (ru)
WO (1) WO2010144217A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2764629C (en) * 2010-03-31 2017-05-30 Ortloff Engineers, Ltd. Hydrocarbon gas processing
PE20160478A1 (es) * 2013-09-11 2016-05-13 Sme Products Lp Procesamiento de hidrocarburos gaseosos

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6516631B1 (en) * 2001-08-10 2003-02-11 Mark A. Trebble Hydrocarbon gas processing
US20090100862A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Ortloff Engineers, Ltd. Hydrocarbon Gas Processing

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS546500B1 (ru) * 1976-02-15 1979-03-29
US4889545A (en) * 1988-11-21 1989-12-26 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US5568737A (en) * 1994-11-10 1996-10-29 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
CN100451507C (zh) * 2000-10-02 2009-01-14 奥鲁工程有限公司 烃类气体的加工方法
UA76750C2 (ru) * 2001-06-08 2006-09-15 Елккорп Способ сжижения природного газа (варианты)
US6560989B1 (en) * 2002-06-07 2003-05-13 Air Products And Chemicals, Inc. Separation of hydrogen-hydrocarbon gas mixtures using closed-loop gas expander refrigeration
JP4571934B2 (ja) * 2003-02-25 2010-10-27 オートロフ・エンジニアーズ・リミテッド 炭化水素ガス処理
US7159417B2 (en) * 2004-03-18 2007-01-09 Abb Lummus Global, Inc. Hydrocarbon recovery process utilizing enhanced reflux streams
WO2005114076A1 (en) * 2004-04-26 2005-12-01 Ortloff Engineers, Ltd Natural gas liquefaction

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6516631B1 (en) * 2001-08-10 2003-02-11 Mark A. Trebble Hydrocarbon gas processing
US20090100862A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Ortloff Engineers, Ltd. Hydrocarbon Gas Processing

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010144217A1 (en) 2010-12-16
BRPI1011526A2 (pt) 2016-03-29
CA2764144A1 (en) 2010-12-16
MY158312A (en) 2016-09-30
JP2012529623A (ja) 2012-11-22
KR101687851B1 (ko) 2016-12-19
CO6480935A2 (es) 2012-07-16
AR077079A1 (es) 2011-07-27
AU2010259129A9 (en) 2014-12-18
EP2440869A1 (en) 2012-04-18
KR20120027488A (ko) 2012-03-21
CN102483299B (zh) 2015-10-21
CN102483299A (zh) 2012-05-30
MX2011013068A (es) 2012-02-01
PE20121305A1 (es) 2012-10-08
JP5753535B2 (ja) 2015-07-22
AU2010259129A1 (en) 2012-02-23
CA2764144C (en) 2017-10-24
AU2010259129A2 (en) 2012-05-03
MX355018B (es) 2018-04-02
EA201270005A1 (ru) 2012-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101619563B1 (ko) 탄화수소 가스 처리
EA021836B1 (ru) Способ сепарации газового потока
JP2016532072A (ja) 炭化水素ガス処理
CN102596361B (zh) 烃气体处理
EA023919B1 (ru) Переработка углеводородного газа
KR101680923B1 (ko) 탄화수소 가스 처리방법
EA023957B1 (ru) Переработка углеводородного газа
EA024494B1 (ru) Способ сепарации газового потока
CN102803881B (zh) 烃气体处理
EA027815B1 (ru) Переработка углеводородного газа
KR101676069B1 (ko) 탄화수소 가스 처리 방법
CN102510987B (zh) 烃气处理
KR20130018218A (ko) 탄화수소 가스 처리 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU