BR112015028448B1 - processos para separação de gases hidrocarbonetos - Google Patents

processos para separação de gases hidrocarbonetos Download PDF

Info

Publication number
BR112015028448B1
BR112015028448B1 BR112015028448-5A BR112015028448A BR112015028448B1 BR 112015028448 B1 BR112015028448 B1 BR 112015028448B1 BR 112015028448 A BR112015028448 A BR 112015028448A BR 112015028448 B1 BR112015028448 B1 BR 112015028448B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
liquid
fact
residue
fractionation
gas
Prior art date
Application number
BR112015028448-5A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112015028448A2 (pt
Inventor
Zaheer I. Malik
Original Assignee
Linde Process Plants, Inc.
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
Application filed by Linde Process Plants, Inc. filed Critical Linde Process Plants, Inc.
Publication of BR112015028448A2 publication Critical patent/BR112015028448A2/pt
Publication of BR112015028448B1 publication Critical patent/BR112015028448B1/pt

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/005—Processes comprising at least two steps in series
    • 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
    • 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
    • F25J3/0228—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
    • F25J3/0242—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 3 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
    • 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
    • F25J2200/70—Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
    • 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
    • F25J2200/72—Refluxing the column with at least a part of the totally condensed overhead 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
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/74—Refluxing the column with at least a part of the partially condensed overhead 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • F25J2270/02—Internal 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
    • F25J2270/12—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
    • F25J2270/88—Quasi-closed internal refrigeration or heat pump cycle, if not otherwise provided
    • 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
    • F25J2280/00—Control of the process or apparatus
    • F25J2280/02—Control in general, load changes, different modes ("runs"), measurements
    • 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.
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

MÉTODOS PARA SEPARAÇÃO DE GASES HIDROCARBONETOS. A presente invenção refere-se a um processo de separação de um gás hidrocarboneto em uma fração contendo uma porção predominante do metano ou etano e componentes mais leves e uma fração contendo uma porção predominante dos componentes mais pesados C2 ou C3 em cujo processo o gás de alimentação é tratado em um ou mais trocadores de calor, e etapas de expan-são; o gás de alimentação parcialmente condensado é direcionado para um separador em que um primeiro vapor residual é separado de um líquido contendo C2 ou C3 ; e líquidos contendo C2 ou C3 , substancialmente a pressão de separação, são direcionados para uma coluna de destila-ção em que o dito líquido é separado em um segundo resíduo é separado para recuperar um pro-duto contendo C2 ou C3 . O referido processo é melhorado ao refrigerar o dito segundo resíduo para condensá-lo parcialmente.

Description

ANTECEDENTE DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção se refere a um método e aparelho pa ra recuperação melhorada de C2 ou C3 e componentes mais pesados dos gases hidrocarbonetos.
[0002] Em processos convencionais para extração de etano e pro pano e componentes mais pesados dos gases hidrocarbonetos, os gases de rolamento C2 e/ou C3 são tratados por uma combinação de expansão (ou compressão seguida por expansão), troca de calor e refrigeração para obter uma corrente condensada parcialmente que é coletada em um separador de alimentação que tem uma pressão tipicamente na ordem de 0,344 Mpa a 8,273 Mpa (50 a 1200 psia) e a temperatura na ordem de 45,5 °C a -128,8 °C (-50° a -200° F). Essas condições do curso podem variar substancialmente, dependendo da pressão e condições de temperatura necessária para alcançar condensação parcial para um gás específico, e a pressão e temperatura na qual a alimentação é disponível para o processo. O líquido resultante da condensação parcial é fornecido para uma coluna de fracionamento chamada de uma coluna de fracionamento de extremidades pesadas (HEFC/Heavy Ends Fractionation Column) como uma coluna média de alimentação enquanto o vapor do separador de alimentação é ainda refrigerado por meio de troca de calor, expansão ou outros meios e, em seguida, entra uma coluna de fracionamento de extremidades de luz (LEFC/ Light Ends Fractionation Column) como uma alimentação. A corrente suspensa da LEFC é usada para gerar refluxo por condensação parcial dos vapores suspensos da HEFC através de meios de troca de calor apropriados. Em um sistema típico a coluna HEFC irá operar a uma pressão inferior ou substancialmente igual àquela do separador de alimentação HEFC (possivelmente permitindo uma peque- na queda de pressão enquanto o líquido condensado parcialmente passa do separador para a HEFC) e o vapor superior da HEFC deixa em uma temperatura na ordem de 17,7 °C a -112,2 °C (0° a -170° F). A troca de calor desses vapores superiores em contraste com os vapores residuais da LEFC fornece condensado parcial que é usado como um refluxo da LEFC.
[0003] A pré-refrigeração do gás antes dele ser expandido a pres são da LEFC irá geralmente resultar em formação de uma alta pressão condensada. Para evitar danos ao expansor, a alta pressão condensada, se formada, é normalmente separada, expandida separadamenteatravés de uma válvula Joule-Thomson e usada como mais alimentação para a parte média da coluna HEFC. A refrigeração em tal processoé às vezes gerada inteiramente por trabalho de expansão dos vapores remanescentes depois da condensação parcial do gás de alta pressão para a pressão de operação da coluna. Outros processos podem incluir refrigeração externa do gás de alta pressão para fornecer alguma refrigeração necessária.
[0004] Quando o gás natural é processado, a alimentação é tipi camentedisponível na linha de pressão, de 136 Mpa a 6,894 Mpa (600 a1000 psia). Em tal caso, é comum a expansão a uma pressão na ordem de 1,034 Mpa a 2,068 Mpa (150 a 300 psia). Em um processo alternativo, instalações podem ser projetadas para extrair etano ou eti- leno ou propano ou propileno de gases de refinaria. Gases de refinaria normalmente estão disponíveis a pressão de 1,034 Mpa a 1,723 Mpa (150 psia a 250 psia). Neste caso, na conveniência do projetista do processo, a LEFC pode ser projetada para operar em uma pressão abaixo da pressão do gás de refinaria que está disponível, isto é, talvez 0,344 Mpa a 0,689 Mpa (50 a 100 psia), de modo que o trabalho de expansão pode ser usado para fornecer refrigeração para o pro-cesso. Isto irá resultar em temperaturas LEFC mais baixas e irá au- mentar o potencial de vazamento de calor e outros problemas de engenharia associados com temperaturas criogênicas. Neste caso também é possível comprimir o gás de refinaria a uma pressão maior, de modo que, posteriormente, possa ser expandido em uma máquina de trabalho de expansão para fornecer refrigeração para o processo geral.
[0005] Um plano de fluxo típico de um processo para separação de C3 e hidrocarbonetos mais pesados de uma corrente de gás está ilustrado em Patente U.S. No. 4.251.249 para Jerry G. Gulsby.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0006] Em uma modalidade da invenção, é descrito um processo para separação de um gás hidrocarboneto contendo pelo menos metano, etano e componentes C3 dentro de uma fração contendo uma parte predominante de etano e componentes mais leves, e uma fração contendo uma parte predominante de C3 e componentes mais pesados ou uma parte predominante de metano e componentes mais leves e uma fração contendo uma parte predominante de C2, e componentes mais pesados, em cujo processo (a) o gás de alimentação é tratado em uma ou mais trocas de calor, e etapas de expansão para fornecer pelo menos um gás hi- drocarboneto condensado parcialmente, fornecendo deste modo pelo menos um primeiro vapor residual e pelo menos um líquido contendo C2 ou C3 cujo líquido contém também hidrocarbonetos mais leves; e (b) pelo menos uma parte dos líquidos contendo C2 ou C3 é direcionada para dentro de uma coluna de destilação em que o dito líquido é separado para um segundo resíduo contendo hidrocarbone- tos mais leves e um produto contendo C2 ou C3; compreendendo: (1) refrigeração do dito segundo resíduo e condensá-lo par-cialmente; (2) contatar intimamente pelo menos parte de um dos ditos primeiros vapores residuais com pelo menos parte da porção de líquido do segundo resíduo parcialmente condensado em pelo menos uma etapa de contato e, posteriormente, a separação dos vapores e líquidos a partir da dita fase de contato; (3) fornecer os líquidos deste modo recuperados, para a coluna de destilação como um líquido de alimentação ao mesmo; e (4) direcionar os vapores deste modo recuperados para a relação de troca de calor com o dito segundo resíduo da coluna de destilação, para deste modo fornecer a refrigeração da etapa (1), e depois disso descarregar os ditos gases residuais; o melhoramento compreendendo ainda: (5) recuperar uma corrente de gás reciclada de um compressor expansor ou compressor de gás residual; (6) refrigerar e condensar parcialmente a corrente de reciclagem em uma ou mais das ditas trocas de calor; (7) expansão da corrente de reciclagem deste modo ainda condensando uma porção e refrigeração de corrente de reciclagem; (8) alimentação da corrente de reciclagem expandida a um subarrefecedor, pelo qual a corrente de reciclagem expandida troca calor no subarrefecedor com gases do topo da coluna de fracionamento de extremidades pesadas de modo a fornecer temperaturas mais frias para os vapores da coluna de fracionamento de extremidades pesadas.
[0007] A etapa de contato (2) é realizada em um separa- dor/absorvedor de alimentação que inclui meio de fracionamento por contato de contracorrente de vapor/líquido e (i) em que o dito segundo resíduo condensado parcialmente é introduzido no dito separador/absorvedor acima ou em um ponto intermediário no dito meio de fracionamento, pelo qual a porção de líquido deste passa para baixo através do dito meio de fracionamento; e (ii) em que a dita porção condensada parcialmente do pri-meiroresíduo é introduzida no dito separador/expansor acima ou em um ponto intermediário no dito meio de fracionamento, pelo qual a porção líquida deste passa para baixo através do dito meio de fracionamento; e em que a dita porção do líquido contendo C2 ou C3 refrigerado do separador é introduzida no dito separador/absorvedor acima ou em um ponto intermediário do dito meio de fracionamento, pelo qual a porção líquida deste passa para baixo através do dito meio de fracionamento; e (iii) dito pelo menos parte de um dos ditos primeiros vapores residuais ser fornecida para o dito separador/absorvedor abaixo do dito meio de fracionamento, pelo qual o primeiro vapor residual cresce através do meio de fracionamento em contato de contracorrente com a porção líquida do segundo resíduo condensado parcialmente.
[0008] O meio de fracionamento no dito separador/absorvedor for nece o equivalente de pelo menos uma etapa de destilação teórica organizador para contatar pelo menos parte de um dos primeiros vapores residuais com a porção líquida do segundo resíduo condensado parcialmente.
[0009] O meio de fracionamento no dito separador/absorvedor for nece o equivalente de pelo menos uma etapa de destilação teórica organizado para contatar pelo menos parte de um dos primeiros vapores residuais com a porção líquida do segundo resíduo condensado parcialmente.
[00010] A corrente de gás de reciclagem recuperada pode ainda passar através do refrigerador de descarga de expansor-compressor ou outro refrigerador de descarga comprimido antes de ser parcialmente condensado em um ou mais trocadores de calor. Um ou mais dos trocadores de calor no qual a corrente de reciclagem é parcialmente condensada pode ter outro líquido e fluxo de gás presente nele que pode ainda ser usado, além dos gases do topo da coluna de fraci-onamento de extremidades leves para parcialmente condensar a corrente de reciclagem. Por exemplo, o produto líquido da coluna de fracionamento de extremidades leves, o fluido refervedor, o fluido de aquecimento lateral e/ou as correntes de gás residual podem todos passar através de um ou mais trocadores de calor.
[00011] Um ou mais trocadores de calor podem ser reservatórios e tubo, trocadores de energia ou outro meio de troca de calor. A expansão da corrente de reciclagem pode ser através de uma válvula de controle de fluxo ou turbo expansor adicional.
[00012] A fria corrente de reciclagem expandida que é inserida ao subarrefecedor irá combinar com a corrente superior da coluna de fra-cionamento de extremidades leves resultando em uma corrente de refluxo refrigeradora que é inserida na coluna de fracionamento de extremidades leves, fornecendo deste modo um refluxo maior e ainda, uma recuperação maior da coluna de fracionamento de extremidades leves.
[00013] Além disso, está descrito um aparelho para separação de um gás de hidrocarboneto contendo pelo menos etano e componentes C3 em uma fração contendo uma porção predominante de etano e componentes mais leves e uma fração contendo uma porção predominante do C3 e componentes mais pesados em cujo aparelho (a) um ou mais meios de troca de calor ou mais meios de expansão são fornecidos que são cooperativamente conectados para fornecer pelo menos um gás hidrocarboneto condensado parcialmente, fornecendo deste modo pelo menos um primeiro vapor residual e pelo menos um líquido contendo C3 cujo líquido também contém hidro- carbonetos leves e (b) uma coluna de destilação conectada para receber pelo menos uma dos ditos líquidos contendo C3 que são adaptados para separar os líquidos contendo C3 em um segundo resíduo contendo hi- drocarbonetos mais leves e um produto contendo C3; o melhoramento compreendendo (1) meios de troca de calor conectados à dita coluna de destilação para receber o dito segundo resíduo e para condensá-lo parcialmente; (2) contatar e separar meios conectados para receber pelo menos parte de um dos primeiros vapores residuais e pelo menos parte da porção líquida do segundo resíduo parcialmente condensado e para misturar o dito vapor e líquido em pelo menos uma etapa de contato, o que significa incluir separação de meios para separar o vapor e líquido depois do contato na dita etapa; (3) ditos meios (2) sendo ainda conectados para fornecer os líquidos separados neste para a coluna de destilação como um líquido de alimentação ao mesmo, e (4) ditos meios (2) também sendo conectados para direcionar os vapores separados neste na relação de troca de calor com o dito segundo resíduo da coluna de destilação no dito meio de troca de calor (1); o melhoramento ainda compreendendo (5) meios de refrigeração de produto conectados à dita coluna de destilação para receber o dito segundo resíduo da dita coluna de destilação e inserir o dito segundo resíduo ao dito meio de trocador de calor.
[00014] Os meios de contato e de separação incluem meios de fracionamento para contato de vapor/líquido de contracorrente e em que ditos meios são conectados para receber a porção de um dos primeiros vapores residuais para serem tratados nele abaixo do dito meio de fracionamento e receber a porção dos ditos líquidos do segundo resíduo condensado parcialmente para ser tratados nele acima do dito meio de fracionamento sendo assim adaptado de modo que o primeiro vapor residual cresça através do mesmo em contato de contracorrente com o segundo resíduo condensado parcialmente.
[00015] O meio de fracionamento inclui meio de contato de va- por/líquido que são o equivalente de pelo menos uma etapa de destilação teórica.
[00016] Os meios de contato e de separação (2) compreendem meios para misturar pelo menos parte de um dos ditos primeiros vapores residuais com a porção líquida do segundo resíduo condensado parcialmente.
[00017] Os meios de contato e de separação (2) compreendem meios para misturar pelo menos parte de um dos ditos primeiros vapores residuais com ambas as porções líquida e de vapor de dito segundo resíduo condensado parcialmente.
[00018] Os meios de contato e de separação incluem meios de fracionamento para contato líquido e de vapor de contracorrente e em que o dito meio é conectado para receber a porção de um dos primeiros vapores residuais a serem tratados nele abaixo do dito meio de fracionamento e receber a porção do dito líquido do segundo resíduo condensado parcialmente, porção do primeiro resíduo condensado parcialmente e porção do líquido contendo C3 refrigerado do separador a ser tratado nele acima ou a um ponto intermediário no dito meio de fracionamento, sendo assim adaptado de modo que o primeiro vapor residual cresça através dele em contato de contracorrente com o se-gundo resíduo condensado parcialmente e porção do primeiro resíduo condensado parcialmente e sendo ainda adaptado de modo que a porção do líquido contendo C3 do separador seja refrigerada pelo líquido existente do meio de fracionamento.
[00019] O meio de fracionamento inclui meio de contato de va- por/líquido que são o equivalente de pelo menos uma etapa de destilação teórica.
[00020] Os meios de contato e de separação (2) compreendem meios para misturar pelo menos parte de um dos ditos primeiros vapores residuais com a porção líquida do segundo resíduo condensado parcialmente, porção líquida da porção condensada parcialmente do primeiro resíduo e porção do líquido contendo C3 refrigerado do separador.
[00021] Os meios de contato e separação (2) compreendem meios para misturar pelo menos um dos ditos primeiros vapores residuais com ambas as porções líquidas e de vapor do dito segundo resíduo condensado parcialmente, dita porção condensada parcialmente do primeiro resíduo e porção do líquido contendo C2 ou C3 refrigerado do separador.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[00022] A figura 1A é uma representação esquemática parcial de um processo de separação de hidrocarbonetos de acordo com a invenção que mostra metade do processo devido às restrições de escala.
[00023] A figura 1B é uma representação esquemática parcial da outra metade de um processo de separação de hidrocarbonetos de acordo com a invenção que mostra a outra metade do processo devido às restrições de escala.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[00024] A presente invenção fornece um processo melhorado para recuperar C2 ou C3 e componentes mais pesados dos gases hidrocar- bonetos-relacionados. No processo melhorado da presente invenção o vapor suspenso da coluna HEFC é parcialmente condensado e então pelo menos o líquido condensado é combinado com pelo menos o vapor dos gases de alimentação condensado parcialmente descritos acima na LEFC que, na presente invenção também atua como um absorver. A LEFC é projetada para proporcionar uma ou mais etapas. Tais etapas são normalmente pressupostas para fim de projeção para serem etapas de equilíbrio, mas na prática não é necessário ser desta forma. O vapor do separador/absorver de alimentação passa em relação à troca de calor para a suspensa da HEFC, fornecendo assim condensação parcial da corrente, e o líquido da LEFC é fornecido para a HEFC como um líquido de alimentação alto ou superior para a coluna.
[00025] Se a LEFC contém uma seção de absorção, tal como empacotamento, ou uma ou mais bandejas de fracionamento, essas etapas serão pressupostas para corresponder a um número adequado de etapas de separação teórica. Os cálculos mostraram benefícios com tão pouco quanto uma etapa teórica, e grandes benefícios como o número de etapas teóricos são aumentados. Acredita-se que esses benefícios podem ser realizados mesmo com o equivalente a uma etapa teórica fracionária. A HEFC superior parcialmente condensada é fornecida acima desta seção, e a porção líquida desta passa para baixoatravés da seção de absorção. A corrente de alimentação conden-sada parcialmente é normalmente fornecida abaixo da seção de absorção, de modo que a porção de vapor dela passe para cima através dela em contato de contracorrente com os líquidos da HEFC suspensa parcialmente condensada. O vapor crescente se une aos vapores os quais separam da HEFC suspensa parcialmente condensada acima da seção de absorção, para formar uma corrente de resíduo combinada.
[00026] Enquanto descrito acima em relação à referida modalidade, na qual vapores suspensos são condensados e usados para absorver valiosos etano, etileno, propano, propileno, etc., da saída de vapores do expansor, foi ressaltado que a presente invenção não é limitada a esta exata modalidade. Vantagens podem ser realizadas, por exemplo, ao tratar somente uma parte da saída de vapor do expansor nesta maneira, ou usar somente parte do condensado suspenso como um absorvente em casos onde outras considerações indicam que partes da saída do expansor ou condensado suspenso devem ignorar a LEFC. Foi também ressaltado que a LEFC pode ser construída tanto como um recipiente separado, ou como uma seção da coluna HEFC.
[00027] Na prática desta invenção, será necessária uma ligeira diferença de pressão entre a LEFC e a HEFC que deve ser levada em consideração. Se os vapores suspensos passam através do condensador e dentro do separador sem nenhum estímulo de pressão, a LEFC irá pressupor uma pressão de operação ligeiramente abaixo da pressão de operação da HEFC. Neste caso o líquido de alimentação retirado da LEFC pode ser bombeado para a sua posição de alimentação na HEFC. Uma alternativa é fornecer um ventilador impulsionador na linha de vapor para aumentar a pressão de operação no condensador suspenso e LEFC suficientemente de modo que o líquido de ali-mentação possa ser fornecido para a HEFC sem bombear. Ainda outra alternativa é montar a LEFC a uma elevação suficiente relativa à posição de alimentação do líquido retirado dali que o topo hidrostático do líquido irá ultrapassar a diferença de pressão.
[00028] Ainda outra alternativa, toda ou parte da HEFC suspensa condensada parcialmente e toda ou parte da alimentação condensada parcialmente pode ser combinada, tais como na linha de junção da saída do expansor para a LEFC, e se completamente misturados, os líquidos e vapores irão se misturar e separar de acordo com uma relativa volatilidade de vários componentes do total da corrente combinada. Nesta modalidade a mistura de vapor-líquido do condensador suspenso pode ser usada sem separação, ou o pó líquido do mesmo pode ser separado. Tal mistura é considerada para fins da invenção como uma etapa de contato.
[00029] Em ainda outra variação da referida, os vapores suspensos condensados separadamente podem ser separados, e toda ou a parte do líquido separado fornecida para a LEFC ou misturada com os vapores alimentados ao mesmo.
[00030] A presente invenção fornece recuperação melhorada de etano ou etileno, propano ou propileno por quantidade de entrada de energia necessária para operar o processo. Um melhoramento na operação de energia necessária para operar um processo de HEFC pode aparecer tanto na forma de necessidades de redução de energia para refrigeração externa, necessidades de redução de energia para compressão ou recompressão, ou ambas. Alternativamente, se desejado, o aumento da recuperação de C2 ou C3 pode ser obtido por uma entrada de energia fixa.
[00031] A figura 1A e figura 1B representam um esquema de um processo de separação de hidrocarboneto de acordo com a invenção. Um gás de rolamento hidrocarboneto, gás natural é alimentado através da linha 20 para uma troca de gás/gás morno 22-E3000 e então para um refrigerador 22-E3400. A refrigeração é fornecida através das linhas 52 e 53. O refrigerador tem uma linha 54 que irá retirar a refrigeração para recompressão e liquefação. A corrente de gás refrigerada é inserida através da linha 21 através de uma troca de gás/gás frio 223100 para um recipiente de separação frio 22-D1000.
[00032] A corrente de gás hidrocarboneto será separada em duas correntes com o vapor saindo através da linha 22 e a base através da linha 25 para a linha 16. As bases irão passar através da válvula na linha 26 para o controle de fluxo e irá reunir da linha 26 à linha 35 onde eles irão introduzir o subarrefecedor 22-E3200. Esses gases hidrocar- bonetos refrigerados deixam o subarrefecedor através da linha 36 e introduzem a coluna de fracionamento de extremidades leves 22- T2000. A corrente de gás hidrocarboneto que não é desviado irá continuaratravés da linha 37 para a coluna de fracionamento de extremidades leves 22-T2000 no topo da coluna.
[00033] O vapor do recipiente de separação frio 22-D1000 irá sair através da linha 22 e alcançar a junção da linha 24. A linha 24 irá também conter um recipiente de montagem PV que é usado para controlar o fluxo da corrente da linha 24. O restante do vapor do recipiente de separação frio flui através da linha 23 através de um expan- sor/compressor 22-X6000. Esta corrente de gás hidrocarboneto expendidaserá inserida através da linha 29 para dentro da coluna de fracionamento de extremidades leves 22-T2000.
[00034] O vapor da coluna de fracionamento de extremidades leves 22-T2000 irá sair através da linha 39 e passar através da linha 40 onde eles irão passar através da troca de gás/gás frio 22-E3100 e troca de gás/gás morno antes de passar através da linha 55 para um expan- sor/compressor 22-C6000 onde a corrente de gás comprimida irá entrar e o refrigerador de descarga do expansor/compressor 22-E4100 através da linha 59. A corrente de gás descarregada vai sair pela linha 58 e para venda ou processo adicional, conforme necessário.
[00035] A linha 56 contata a linha 55 e alguns dos gases hidrocar- bonetos serão expelidos antes de introduzir o expansor/compressor 22-C6000 e recuperados para uso como gás combustível. Uma válvula de montagem está presente na linha 56 para controlar a quantidade de material a ser usado como gás combustível.
[00036] As bases da coluna de fracionamento de extremidades leves 22-T2000 irão sair através da linha 31. Essas bases compreendem uma corrente líquida intermediária que necessita fracionamento adicional. A linha 31 está em comunicação fluida com uma bomba de transferência 22-P5000A/B que direciona a base da coluna de fracionamento de extremidades leves para a linha 33 e para dentro do topo da coluna de extremidades pesadas 22-T2100.
[00037] Uma corrente compreendendo um refrigerador, produto lí-quidointermediário é retirado da coluna de fracionamento de extremi- dades pesadas 22-T2100 através da linha 41 que é inserida para um aquecedor lateral 22-E3800 que irá aquecer a corrente e retorná-la através da linha 42 para um ponto mais baixo na coluna de fracionamento de extremidades pesadas que foi retirada. Outra corrente lateral é retirada da coluna de fracionamento de extremidades pesadas 22- T2100 através da linha 43 que é inserida para um refervedor da coluna de fracionamento de extremidades pesadas 22-E3700 que irá aquecer a lateral da corrente. Esta corrente é inserida para um refervedor de acabamento 22-E4000 onde será mais aquecido antes de ser retornado através da linha 44 para um ponto mais baixo na coluna de fracionamento de extremidades pesadas que for retirado. A linha 45 irá fornecer aquecimento de mídia (não mostrado) para o refervedor de acabamento 22-E4000 enquanto a linha 46 irá retornar o aquecimento de mídia do refervedor de acabamento.
[00038] Uma linha na base da coluna de fracionamento de extremidades pesadas irá remover alguns hidrocarbonetos, compreendendo principalmente C2s e menos hidrocarbonetos voláteis ou C3s e menos hidrocarbonetos voláteis e direcioná-los para uma válvula na linha 51. A linha 51 recebe bases da coluna de fracionamento de extremidades pesadas 22-T2100. A linha 47 alimenta as bases da coluna de fracionamento de extremidades pesadas e as alimenta para uma bomba de base da coluna de fracionamento de extremidades pesadas 22- P5100A/B que alimenta as bases através da linha 49 para a troca de produto 22-E3600 que alimenta as bases através da linha 50 para a bomba de produto 22-P5200A B. Esta bomba direciona as bases através da linha 51 onde elas podem ser diretamente inseridas para uma tubulação. Uma válvula na linha 49 irá permitir evitar a troca de produto 22-E3600 e desviar o fluxo de ar ou água de refrigeração de troca de calor quando a planta é operada no C3 e modo de recuperação mais pesado. Depois da refrigeração, essas bases podem ser inseri- das novamente na linha 49 para alimentação da troca de produto 22- E3600.
[00039] O vapor da coluna de fracionamento de extremidades pesadas 22-T2100 irá sair através da linha 34 e passar através de um subarrefecedor 22-E3200. A linha 38 sai do subarrefecedor 22-E3200 e conecta a válvula. O vapor da coluna de fracionamento de extremidades pesadas será inserido através da linha 30 para a coluna de fracionamento de extremidades leves 22-T2000 onde ela será ainda fracionada para reintroduzir a coluna de fracionamento de extremidades pesadas como uma corrente de refluxo.
[00040] Uma porção do gás residual comprimido da corrente 58 é reciclada através de todo o processo criogênico não somente para aumentar o etano e recuperações de componentes hidrocarbonetos mais pesados, mas também para reduzir a energia consumida de todo o sistema.
[00041] O processo melhorado utiliza a corrente de reciclagem 1 na qual a porção de gás residual é refrigerada e pode ser liquefeito parcialmente por meio de troca de calor, expandida reduzindo sua temperatura e então aumentando o refluxo na coluna de fracionamento de extremidades leves, 22-T2000. Esta corrente de reciclagem 1 é inserida para baixo do expansor-compressor, 22-X/C600 e refrigerador de descarga do expansor-compressor, 22-E4100 ou para baixo de um gás residual comprimido depois de refrigerado. A corrente de reciclagem 1 é refrigerada e condensada parcialmente na entrada da troca de energia de calor, 22-E3000 onde a corrente de reciclagem 1 pode ser de troca-cruzada com uma corrente de entrada 20, a corrente de produto líquido 49, o refervedor de corrente fluida 43, a corrente fluida de aquecimento lateral 41 e a corrente de gás residual 40 juntos. A corrente de reciclagem deixa o trocador de calor 22-E3000 através da linha 2 e é expandida através de uma válvula de controle de fluxo V2 onde uma adicional liquefação e refrigeração para a corrente de reciclagemirá ocorrer. Esta liquefação adicional e refrigeração da corrente de reciclagem passam através da válvula de controle de fluxo V2 e entra na linha 3 que é inserida no subarrefecedor 22-E3200. O subarre- fecedor 22-E3200 fornece refrigeração adicional ao misturar com o vapor da coluna de fracionamento de extremidades leves 22-T2000. Ao alcançar essas temperaturas frias, uma liquefação adicional ocorre assim fornecendo mais refluxo para a coluna de fracionamento de extremidades leves 22-T2000. O dito refluxo irá resultar em mais absorção de etano assim como aumentar o etano e recuperações de componentes mais pesados.
[00042] A corrente de reciclagem tem fornecido mais refrigeração para o subarrefecedor 22-E3200 e subsequentemente refluxo mais refrigerado para a coluna de fracionamento de extremidades leves 22- T2000 fluírem através do subarrefecedor 22-E3200 e introduzir a linha 4 onde irá fluir para a linha 40 onde será alimentado através do trocador de calor 22-E3000 onde será ainda mais aquecido e então alimentadoatravés da linha 55 para o expansor/compressor 22-C6000. A corrente comprimida será inserida através da linha 59 para o refrigerador de descarga do expansor/compressor 22-E4100 onde será recompensado e alimentado na linha 1 onde será reciclado finalmente para o subarrefecedor 22-E3200.
[00043] Enquanto esta invenção foi descrita em relação a modali-dadesespecíficas deste, é evidente que numerosas outras formas e modificações da invenção serão evidentes para os técnicos no assunto. As reivindicações anexas a esta invenção devem geralmente ser construídas para cobrir todas essas formas óbvias e modificações que estão dentro do verdadeiro espírito e escopo da invenção.

Claims (24)

1.Processo para separação de um gás hidrocarboneto contendo pelo menos etano e C3 e componentes mais pesados em uma fração contendo uma porção predominante do etano e componentes mais leves, e uma fração contendo uma porção predominante de C3 e componentes mais pesados, sendo que: (a) o gás de alimentação é tratado em um ou mais trocadores de calor, e etapas de expansão para fornecer, pelo menos, um gás hidrocarboneto condensado parcialmente, fornecendo deste modo pelo menos um primeiro vapor de resíduo e pelo menos um líquido contendo C2 ou C3 cujo líquido contém também hidrocarbonetos mais leves; e (b) pelo menos um dentre os líquidos contendo C2 ou C3 é direcionado em uma coluna de destilação em que o dito líquido é separado em um segundo resíduo contendo hidrocarbonetos mais leves e um produto contendo C2 ou C3 ; o referido processo sendo caracterizado pelo fato de que compreende: (1) refrigerar o dito segundo resíduo para condensá-lo par-cialmente; (2) contatar intimamente pelo menos parte de um dos ditos primeiros vapores de resíduo com pelo menos parte da porção do líquido do segundo resíduo condensado parcialmente em pelo menos uma etapa de contato e, posteriormente, separar os vapores e líquidos da dita etapa de contato; (3) fornecer os líquidos deste modo recuperados para a coluna de destilação como um líquido de alimentação para ela; e (4) direcionar os vapores deste modo recuperados em uma relação de troca de calor com o dito segundo resíduo da coluna de destilação, deste modo para fornecer a refrigeração da etapa (1), e, posteriormente, descarregar os ditos gases residuais; e pelo fato de que compreende ainda: (5) recuperar uma corrente de gás reciclado de um com- pressor-expansor ou compressor de gás residual; (6) refrigerar e condensar parcialmente a corrente de reciclagem em um ou mais dos ditos trocadores de calor; (7) expandir a corrente de reciclagem deste modo ainda condensando uma porção e refrigerando a corrente de reciclagem; (8) alimentar a corrente de reciclagem expandida em um subarrefecedor, pelo qual a corrente de reciclagem expandida sofre troca de calor no subarrefecedor com gases do topo de uma coluna de fracionamento de extremidades leves; deste modo fornecendo temperaturas mais frias para os vapores da coluna de fracionamento de extremidades pesadas.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de contato (2) é realizada em uma coluna de fracionamento de extremidade leve que inclui meio de fracionamento para contato de contracorrente de vapor/líquido e (i) sendo que o dito segundo resíduo condensado parcialmenteé introduzido na coluna de fracionamento de extremidades leves acima do dito meio de fracionamento, pelo qual a porção de líquido deste passa para baixo através do dito meio de fracionamento; e (ii) pelo menos a dita parte de um dos ditos primeiros vapores residuais é fornecida para a dita coluna de fracionamento de extremidades leves abaixo do meio de fracionamento, pelo qual o primeiro vapor residual cresce através do dito meio de fracionamento em contato de contracorrente com a porção de líquido do segundo resíduo condensado parcialmente.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o meio de fracionamento na dita coluna de fracio- namento de extremidades leves fornece o equivalente de, pelo menos, uma etapa de destilação teórica organizada para contatar, pelo menos, parte de um dos ditos primeiros vapores residuais com a porção de líquido do segundo resíduo condensado parcialmente.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte de um dos primeiros vapores residuais é misturada com a porção líquida do segundo resíduo condensado parcialmente.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte de um dos ditos primeiros vapores residuais é misturada com ambas a porção líquida e a porção de vapor do dito segundo resíduo condensado parcialmente.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as temperaturas mais frias realizadas pela corrente de refluxo fria melhoram o campo de etano e componentes mais pesados da coluna de fracionamento de extremidades leves.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita corrente de gás de reciclagem recuperada é ainda alimentada através de um refrigerador de descarga de expan- sor/compressor ou refrigerador de descarga de compressor de gás residual antes de ser condensada em um ou mais dos ditos trocadores de calor.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ou mais dos ditos trocadores de calor recebe gás adicional e fluxos líquidos para esfriar e condensar parcialmente a corrente de reciclagem.
9. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito gás adicional e fluxo de líquido são selecionados do grupo que consiste em entrada de corrente de gás, corrente de produto líquida, refervedor de corrente de fluido, corrente fluida de aquecimento lateral, corrente(s) refrigeradora(s) e corrente de gás residual.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ou mais dos ditos trocadores de calor é um trocador de energia, reservatório e tubo de troca de calor ou bobina enrolada de troca de calor.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita expansão é através de uma válvula de controle de fluxo ou turboexpansor.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita corrente de refluxo fria é da coluna de fracionamento de extremidades pesadas.
13. Processo para separar um gás hidrocarboneto contendo, pelo menos, metano e C2 e componentes mais pesados em uma fração contendo uma porção predominante do metano e componentes mais leves e uma fração contendo uma porção predominante do C2 e componentes mais pesados, sendo que: (1) o gás de alimentação é tratado em um ou mais trocadores de calor, e etapas de expansão para fornecer, pelo menos, um gás hidrocarboneto condensado parcialmente, fornecendo deste modo, pelo menos, um primeiro vapor residual e pelo menos um líquido contendo C2 cujo líquido contém também hidrocarbonetos mais leves; e (2) pelo menos um dentre os líquidos contendo C2 é direcionado para uma coluna de destilação em que o dito líquido é separado em um segundo resíduo contendo hidrocarbonetos mais leves e um produto contendo C2; o referido processo sendo caracterizado pelo fato de que compreende: (3) refrigerar o dito segundo resíduo para condensá-lo par-cialmente; (4) contatar intimamente pelo menos parte de um dos ditos primeiros vapores residuais com pelo menos parte da porção líquida do segundo resíduo condensado parcialmente em pelo menos uma etapa de contato e, posteriormente, separar os vapores e líquidos da dita etapa de contato; (5) fornecer líquidos deste modo recuperados para a coluna de destilação como um líquido de alimentação ao mesmo; e (6) direcionar os vapores deste modo recuperados em uma relação de troca de calor com o dito segundo resíduo da coluna de destilação, deste modo para fornecer a refrigeração da etapa (1), e depois disso descarregar tais gases residuais; e pelo fato de que compreende ainda: (7) recuperar uma corrente de gás de reciclagem de um ex- pansor-compressor ou compressor de gás residual; (8) refrigerar e condensar parcialmente a corrente de reciclagem em um ou mais dos ditos trocadores de calor; (9) expandir a corrente de reciclagem de modo ainda condensar uma porção e refrigerar a corrente de reciclagem; (10) alimentar a corrente de reciclagem expandida a um su- barrefecedor, pelo qual a corrente de reciclagem expandida sofre troca de calor no subarrefecedor com gases do topo da coluna de fracionamento de extremidades leves deste modo fornecendo temperaturas mais frias da coluna de fracionamento de extremidades pesadas.
14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de contato (2) é realizada em uma coluna de fracionamento de extremidades leves que inclui meio de fracionamento para contato de contracorrente de vapor/líquido; e (i) sendo que o dito segundo resíduo condensado parcialmenteé introduzido na dita coluna de fracionamento de extremidades leves acima do dito meio de fracionamento, pelo qual a porção líquida deste passa para baixo do dito meio de fracionamento; e (ii) pelo menos a dita parte de um dos primeiros vapores residuais é fornecida pela dita coluna de fracionamento de extremidades leves abaixo do dito meio de fracionamento, pelo qual o primeiro vapor residual cresce através do dito meio de fracionamento, em contato de contracorrente com a porção líquida do segundo resíduo condensado parcialmente.
15. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o meio de fracionamento na dita coluna de fracionamento de extremidades leves fornece o equivalente de pelo menos uma etapa de destilação teórica organizado para contatar pelo menos parte de um dos ditos vapores residuais com a porção líquida do segundo resíduo condensado parcialmente.
16. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte de um dos ditos primeiros vapores residuais é misturado com a porção líquida do segundo resíduo condensado parcialmente.
17. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte de um dos ditos vapores residuaisé misturada com ambas a porção líquida e a porção de vapor do dito segundo resíduo condensado parcialmente.
18. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as temperaturas mais frias realizadas pela corrente de refluxo fria melhoraram o campo de etano e componentes mais pesados da coluna de fracionamento de extremidades leves.
19. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a corrente de gás de reciclagem recuperada é ainda alimentada através de um refrigerador de descarga do expan- sor/compressor ou refrigerador de descarga do compressor de gás residual antes de ser condensada em um ou mais dos ditos trocadores de calor.
20. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que um ou mais dos ditos trocadores de calor recebemgás adicional e fluxo líquido para esfriar e condensar parcialmente a corrente de reciclagem.
21. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o dito gás adicional e o fluxo líquido são selecionados do grupo que consiste em entrada de corrente de gás, corrente de produto líquida, refervedor de corrente de fluido, corrente fluida de aquecimento lateral, corrente(s) refrigeradora(s) e corrente de gás residual.
22. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que um ou mais dos ditos trocadores de calor é um trocador de energia, reservatório e tubo de troca de calor ou bobina enrolada de troca de calor.
23. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o expansor é através de uma válvula de controle de fluxo ou turboexpansor.
24. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita corrente de refluxo fria é da coluna de fracionamento de extremidades pesadas.
BR112015028448-5A 2013-05-15 2014-03-05 processos para separação de gases hidrocarbonetos BR112015028448B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/894,692 2013-05-15
US13/894,692 US9581385B2 (en) 2013-05-15 2013-05-15 Methods for separating hydrocarbon gases
PCT/US2014/020651 WO2014186029A1 (en) 2013-05-15 2014-03-05 Methods for separating hydrocarbon gases

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112015028448A2 BR112015028448A2 (pt) 2017-07-25
BR112015028448B1 true BR112015028448B1 (pt) 2021-03-09

Family

ID=51894689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112015028448-5A BR112015028448B1 (pt) 2013-05-15 2014-03-05 processos para separação de gases hidrocarbonetos

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9581385B2 (pt)
EP (1) EP2997001A4 (pt)
CN (1) CN105492412B (pt)
AR (1) AR095966A1 (pt)
AU (1) AU2014265950B2 (pt)
BR (1) BR112015028448B1 (pt)
CA (1) CA2912171C (pt)
PE (1) PE20151929A1 (pt)
RU (1) RU2658010C2 (pt)
WO (1) WO2014186029A1 (pt)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3424582A1 (de) * 2017-07-06 2019-01-09 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und anlage zur trenntechnischen bearbeitung eines ausgangsgemischs
EP3784967A1 (en) * 2018-04-24 2021-03-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of cooling a natural gas feed stream and recovering a natural gas liquid stream from the natural gas feed stream
US11815308B2 (en) 2019-09-19 2023-11-14 ExxonMobil Technology and Engineering Company Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
WO2021055020A1 (en) * 2019-09-19 2021-03-25 Exxonmobil Upstream Research Company Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
GB2596297A (en) * 2020-06-22 2021-12-29 Equinor Us Operations Llc Hydrocarbon gas recovery methods

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3292380A (en) 1964-04-28 1966-12-20 Coastal States Gas Producing C Method and equipment for treating hydrocarbon gases for pressure reduction and condensate recovery
BE770177A (fr) * 1971-05-07 1971-12-01 Linde Ag Procede pour la separation d'azote a partir de gaz naturel
CA1021254A (en) 1974-10-22 1977-11-22 Ortloff Corporation (The) Natural gas processing
US4171964A (en) * 1976-06-21 1979-10-23 The Ortloff Corporation Hydrocarbon gas processing
US4157904A (en) 1976-08-09 1979-06-12 The Ortloff Corporation Hydrocarbon gas processing
US4140504A (en) 1976-08-09 1979-02-20 The Ortloff Corporation Hydrocarbon gas processing
US4251249A (en) 1977-01-19 1981-02-17 The Randall Corporation Low temperature process for separating propane and heavier hydrocarbons from a natural gas stream
US4185978A (en) 1977-03-01 1980-01-29 Standard Oil Company (Indiana) Method for cryogenic separation of carbon dioxide from hydrocarbons
US4278457A (en) 1977-07-14 1981-07-14 Ortloff Corporation Hydrocarbon gas processing
USRE33408E (en) 1983-09-29 1990-10-30 Exxon Production Research Company Process for LPG recovery
US4519824A (en) 1983-11-07 1985-05-28 The Randall Corporation Hydrocarbon gas separation
FR2571129B1 (fr) 1984-09-28 1988-01-29 Technip Cie Procede et installation de fractionnement cryogenique de charges gazeuses
US4617039A (en) 1984-11-19 1986-10-14 Pro-Quip Corporation Separating hydrocarbon gases
FR2578637B1 (fr) 1985-03-05 1987-06-26 Technip Cie Procede de fractionnement de charges gazeuses et installation pour l'execution de ce procede
US4687499A (en) 1986-04-01 1987-08-18 Mcdermott International Inc. Process for separating hydrocarbon gas constituents
SU1502554A1 (ru) * 1987-07-27 1989-08-23 Всесоюзный научно-исследовательский институт углеводородного сырья Способ разделени смесей легких предельных углеводородов
CA1307454C (en) * 1987-12-22 1992-09-15 Snc Partec Inc. Gas recovery process
US4854955A (en) 1988-05-17 1989-08-08 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US4869740A (en) 1988-05-17 1989-09-26 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US4889545A (en) 1988-11-21 1989-12-26 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US4895584A (en) 1989-01-12 1990-01-23 Pro-Quip Corporation Process for C2 recovery
US5275005A (en) 1992-12-01 1994-01-04 Elcor Corporation Gas processing
US5568737A (en) 1994-11-10 1996-10-29 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US5566554A (en) 1995-06-07 1996-10-22 Kti Fish, Inc. Hydrocarbon gas separation process
CA2223042C (en) 1995-06-07 2001-01-30 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US5555748A (en) 1995-06-07 1996-09-17 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US5799507A (en) 1996-10-25 1998-09-01 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US5983664A (en) 1997-04-09 1999-11-16 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US5890378A (en) 1997-04-21 1999-04-06 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US5881569A (en) 1997-05-07 1999-03-16 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US6182469B1 (en) 1998-12-01 2001-02-06 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US6311516B1 (en) 2000-01-27 2001-11-06 Ronald D. Key Process and apparatus for C3 recovery
US6278035B1 (en) 2000-03-17 2001-08-21 Ronald D. Key Process for C2 recovery
US20020166336A1 (en) * 2000-08-15 2002-11-14 Wilkinson John D. Hydrocarbon gas processing
WO2002029341A2 (en) 2000-10-02 2002-04-11 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
FR2817766B1 (fr) 2000-12-13 2003-08-15 Technip Cie Procede et installation de separation d'un melange gazeux contenant du methane par distillation,et gaz obtenus par cette separation
US6712880B2 (en) * 2001-03-01 2004-03-30 Abb Lummus Global, Inc. Cryogenic process utilizing high pressure absorber column
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
EP1695951B1 (en) * 2003-07-24 2014-08-27 Toyo Engineering Corporation Method and apparatus for separating hydrocarbon
US7219513B1 (en) 2004-11-01 2007-05-22 Hussein Mohamed Ismail Mostafa Ethane plus and HHH process for NGL recovery
CA2694149A1 (en) * 2007-08-14 2009-02-19 Fluor Technologies Corporation Configurations and methods for improved natural gas liquids recovery

Also Published As

Publication number Publication date
EP2997001A4 (en) 2017-04-19
US20140338396A1 (en) 2014-11-20
WO2014186029A1 (en) 2014-11-20
AU2014265950A1 (en) 2015-11-19
AU2014265950B2 (en) 2018-12-20
CA2912171A1 (en) 2014-11-20
CA2912171C (en) 2021-10-19
BR112015028448A2 (pt) 2017-07-25
CN105492412A (zh) 2016-04-13
RU2658010C2 (ru) 2018-06-19
PE20151929A1 (es) 2015-12-19
AR095966A1 (es) 2015-11-25
CN105492412B (zh) 2018-03-30
RU2015153401A (ru) 2017-06-22
EP2997001A1 (en) 2016-03-23
US9581385B2 (en) 2017-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107614994B (zh) 混合制冷剂液化系统和方法
US4617039A (en) Separating hydrocarbon gases
TWI541481B (zh) 烴氣處理方法及設備
JP5491301B2 (ja) 低還流で高収率の炭化水素回収方法
KR101619563B1 (ko) 탄화수소 가스 처리
CN207335282U (zh) 液化贫气去重质烃系统
JP2010195809A (ja) 高められた還流流を用いた炭化水素の回収法
BR112015028448B1 (pt) processos para separação de gases hidrocarbonetos
JPH0552875B2 (pt)
JP7369163B2 (ja) 液化システム
KR101714102B1 (ko) 탄화수소 가스 처리방법
JP5411496B2 (ja) 液化天然ガス流の希薄化方法及び装置
CA2887736C (en) Methods for separating hydrocarbon gases
CN103299145A (zh) 处理包括甲烷的烃流的方法及其设备
RU2699910C1 (ru) Установка деэтанизации магистрального газа с получением спг (варианты)
US20140202207A1 (en) Methods for separating hydrocarbon gases
EP3097069A1 (en) Methods for separating hydrocarbon gases
KR101676069B1 (ko) 탄화수소 가스 처리 방법
RU2162362C1 (ru) Способ переработки природного газа
BR112016008689B1 (pt) método para fracionar um fluxo de gás craqueado e usina de fracionamento para um primeiro fluxo de gás craqueado
TW202309456A (zh) 側抽回流重烴去除系統和方法
BRPI1106084B1 (pt) Processo e aparelho para a separação de um fluxo gasoso

Legal Events

Date Code Title Description
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 05/03/2014, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.