DE60220824T2 - Konfiguration und Verfahren zur verbesserten NGL-Gewinnung - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Rückgewinnung von Erdgasnebenprodukten (NGL, Natural Gas Liquids) aus Zufuhrgasen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Rückgewinnung von NGL aus verschiedenen Zufuhrgasen ist ökonomisch immer attraktiver geworden, und es gibt zahlreiche aus dem Stand der Technik bekannte Prozesskonfigurationen und Verfahren, um die Rückgewinnung von NGL von einem Zufuhrgas zu erhöhen. Typische Beispiele schliessen kryogene Expansionskonfigurationen und -verfahren ein, wie beschrieben in U.S. Pat. Nummern 4,157,904 von Campbell et al., 4,251,249 von Gulsby, 4,617,039 von Buck, 4,690,702 von Paradowski et al., 5,275,005 von Campbell et al., 5,799,507 von Wilkinson et al., und 5,890,378 von Rambo et al., und US-A-5 555748 , welche als der nächstliegende Stand der Technik erachtet werden kann, und welche eine Anlage offenbart, umfassend zwei gekoppelte Trenneinrichtungen und einen Demethaniser.
  • Trotzdem dass all diese Verfahren eine relativ hohe NGL Rückgewinnung aufweisen, bleiben immer noch verschiedene Schwierigkeiten bestehen. Unter anderem benötigen NGL Rückgewinnungsverfahren, welche kryogene Expansion anwenden, typischerweise die Verwendung eines Turboexpanders, um die Kühlung des Zufuhrgases für hohe Propan und Ethan Rückgewinnung zu ermöglichen. Zudem sind viele bekannte NGL Rückgewinnungsverfahren darauf ausgelegt, eine spezifische Gaszusammensetzung mit spezifischen Eingangsbedingungen zu verarbeiten. Dies hat zur Folge, dass, wenn die Zusammensetzung des Zufuhrgases sich ändert, sich die NGL Rückgewinnung reduziert und mögliche Produkterträge verloren sein. Um eine hohe NGL Rückgewinnung aufrecht zu erhalten wird oft eine teure Umgestaltung der Anlage der bestehenden Einheit erforderlich. Zusätzlich sind die Dehydratisierungskosten in solchen Anordnungen relativ hoch, weil das gesamte Zufuhrgas getrocknet werden muss (z.B. durch die Verwendung von molekularen Sieben), um das Ausfrieren von Wasser in dem kryogenen Abschnitt zu verhindern.
  • Daher wurden verschiedene Optimierungen entwickelt. Zum Beispiel beschreiben Campbell et al. im U.S. Pat. Nr. 6,182,469 , dass getrocknetes Zufuhrgas in einem Wärmetauscher gekühlt wird, unter Verwendung von kaltem Restgas und Seitenwiederaufheizvorrichtungen, wie dargestellt in Figur des Standes der Technik 1. Die kondensierten Flüssigkeiten werden dann in einem Separator getrennt und dem Demethaniser zugeführt. Alternativ kann, wie in U.S. Pat. Nr. 5,953,935 durch Sorensen beschrieben, ein Absorber einem Demethaniser vorgeschaltet werden, wie dies in 2 des Standes der Technik dargestellt ist. In solchen Konfigurationen werden die Flüssigkeiten von dem Zufuhrseparator- und den Absorberböden dem Demethaniser zugeführt. Um die NGL Rückgewinnung zu verbessern wird das Absorberkopfprodukt gekühlt und zurückgespeist durch Abkühlung mit dem Demethaniser Kopfdampf.
  • In weiteren noch bekannten Konfigurationen, wie beschrieben in U.S. Pat. Nr. 6,244,070 von Lee et al. und U.S. Pat. Nr. 5,890,377 von Foglietta, sind die Aufgaben der Wiederaufheizvorrichtung in der Zufuhrkühlung integriert, und in diesen Konfigurationen werden Flüssigkeiten von den Zwischenseparatoren zu verschiedenen Positionen in den nachgeschalteten Demethaniser zur Rückgewinnung von NGL zugeführt. Diese Verfahren umfassen zudem verschiedene Mittel zur Bereitstellung der Kühlung für die NGL Verfahren.
  • Beispielhafte Konfigurationen gemäss Elliott und Foglietta, sind in den 3 und 4 des Standes der Technik dargestellt.
  • Solche optimierte Konfigurationen erhöhen die NGL Rückgewinnung typischerweise zumindest ansatzweise. Dennoch bleiben signifikante Verfahrenseinschränkungen bestehen. Weil die beim zwischengeschalteten Kühlungsverarbeitungsschritt abgetrennten Flüssigkeiten dem Demethaniser zugeführt werden ist es am bedeutungsvollsten, dass solche Konfigurationen üblicherweise in einem relativ spezifischen und engen Bereich der Zufuhrgaszusammensetzungen am effizientesten arbeiten. Folglich, wenn die Gaszusammensetzung variiert, insbesondere wenn das Zufuhrgas mehr C5(+) Komponenten enthält, wird die NGL Rückgewinnung signifikant reduziert sein und der Energieverbrauch wird erhöht sein (typischerweise infolge der zusätzlichen C5(+) Komponente, welche die Arbeitstemperatur der NGL Rückgewinnungseinheit erhöht und dadurch in einem weniger effizienten Betrieb des Turboexpanders und des Demethanisers resultiert).
  • Obwohl verschiedene Konfigurationen und Verfahren zur Rückgewinnung von NGL aus einem Zufuhrgas bekannt sind, weisen deshalb alle oder fast alle einen oder mehrere Nachteile auf. Deshalb besteht immer noch in Bedarf Verfahren und Konfigurationen zur verbesserten NGL Rückgewinnung bereitzustellen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch eine Anlage umfassend die Merkmale von Anspruch 1.
  • Speziell bevorzugte Konfigurationen umfassen zudem einen Gastrockner, der vom Zufuhrseparator ein Gas erhält und trocknet, und dadurch das zumindest teilweise dehydriertes Gas erzeugt, und wobei das zumindest teilweise dehydrierte Gas durch mindestens einen von einem ersten Wärmetauscher und einem zweiten Wärmetauscher weiter gekühlt wird (wobei das Kühlen im ersten Wärmetauscher durch einen Wiederaufheizkreislauf von einem Demethaniser bereitgestellt wird und wobei das Kühlen im zweiten Wärmetauscher durch ein Kopfprodukt des Demethanisers bereitgestellt wird). Zudem ist es vorgesehen, dass ein anderer Teil des C5(+) abgereicherten Gases durch einen dritten Wärmetauscher gekühlt werden kann (wobei das Kühlen in dem dritten Wärmetauscher durch ein Kopfprodukt des Demethanisers bereitgestellt wird) um als eine Rückspeisung für den Demethaniser zu dienen.
  • Der rückgespeiste Stripper umfasst einen Dehydrationsabschnitt (am Bevorzugtesten einen Triethylen-Glykol (TEG) Dehydrationsabschnitt, umfassend eine Dampf-TEG Kontaktvorrichtung). Bezüglich des Zufuhrseparators wird vorgesehen, dass der Zufuhrseparator ein Zufuhrgas erhält, welches auf eine Temperatur über dem Gashydratationspunkt gekühlt ist, und dass der Zufuhrseparator zudem mindestens einen Anteil Wasser, das im Zufuhrgas enthalten ist, vom Zufuhrgas trennt. In besonders bevorzugten Konfigurationen wird das Zufuhrgas Ethan, Propan, und schwerere Komponenten enthalten, wobei die Rückgewinnung von Ethan und Propan vom Zufuhrgas zumindest 87% beziehungsweise 97% beträgt.
  • Die genannten Anlagen enthalten einen Demethaniser, welcher ein C5(+) abgereicherten Gas (z.B. bereitgestellt durch einen Zwischenseparator) erhält, wobei ein erster Teil des C5(+) abgereicherten Gases in einem Turboexpander expandiert wird und wobei ein zweiter Teil des C5(+) abgereicherten Gases gekühlt wird und als eine Demethaniserrückspeisung verwendet wird. In derartigen Konfigurationen wird es erwogen, dass ein Zufuhrseparator ein Zufuhrgas in einen C5(+) abgereicherten Gasanteil und einen Flüssigkeitsanteil trennt, wobei der C5(+) abgereicherte Gasanteil gekühlt und in dem Zwischenseparator getrennt wird, und derart das C5(+) abgereicherte Gas produziert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die 1 aus dem Stand der Technik zeigt einen schematischen Bauplan einer bekannten Konfiguration zur NGL Rückgewinnung, in welcher getrocknetes Zufuhrgas in einem Wärmetauscher gekühlt wird, unter Verwendung von kaltem Restgas und Seitenwiederaufheizvorrichtungen.
  • Die 2 aus dem Stand der Technik zeigt einen schematischen Bauplan einer weiteren bekannten Konfiguration zur NGL Rückgewinnung, in welcher ein Absorber einem Demethaniser nachgeschaltet angeordnet ist.
  • Die 3 aus dem Stand der Technik zeigt einen schematischen Bauplan einer weiteren bekannten Konfiguration zur NGL Rückgewinnung, in welcher eine Wiederaufheizvorrichtung und ein Zufuhrgaskompression in die Zufuhrkühlung integriert sind.
  • Die 4 aus dem Stand der Technik zeigt einen schematischen Bauplan einer weiteren bekannten Konfiguration zur NGL Rückgewinnung in welcher eine Wiederaufheizvorrichtung und eine komprimierte Restgasrückführung in die Zufuhrkühlung integriert sind.
  • 5 zeigt einen schematischen Bauplan einer beispielhaften Konfiguration zur NGL Rückgewinnung entsprechend dem erfindungsgemässen Gegenstand.
  • 6 zeigt eine Tabelle mit berechneten Zusammensetzungen von Gasströmen in einer beispielhaften NGL Rückgewinnungsanlage entsprechend dem erfindungsgemässen Gegenstand.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Der Erfinder hat herausgefunden, dass eine effiziente NGL Rückgewinnung in einer Anlage erreicht werden kann, welche eine grosse Vielfalt von Zufuhrgaszusammensetzungen verarbeitet, und dass genannte Konfigurationen besonders effizient sind (z.B. relativ hohe Rückgewinnung bei tiefem Energieverbrauch) wenn das Zufuhrgas relativ reich an C2 und C3(+) Komponenten ist. Ausserdem werden besonders genannte Konfigurationen die Dehydrierungsenergie signifikant reduzieren und werden weiter die Verarbeitung von schweren Komponenten im Zufuhrgas im kalten Abschnitt der Anlage eliminieren.
  • Eine besonders bevorzugte Konfiguration ist in 5 dargestellt, in welcher nasses Zufuhrgas 1, welches eine typische, wie in der Tabelle gemäss 6 gezeigte Zusammensetzung hat, durch den Zufuhrgaskühler 100 bei hohem Druck (z.B. etwa 5515 kPa (800 psig) bis etwas 9652 kPa (1400 psig)) durch ein Kühlmittel 2 bis gerade über dem Hydratformierungspunkt (typischerweise etwa 12.77°C (55°F) bis etwa 18.33°C (65°F)) gekühlt wird. Ein nachgeschalteter Zufuhrseparator 101 (vorzugsweise ein Dreiphasenseparator) entfernt Wasser 4 aus dem gekühlten Zufuhrgas 3, wodurch die Grösse und der Energieverbrauch der nachgeschalteten Dehydrierungseinheit und Tieftemperaturapparatur reduziert wird. Der Zufuhrseparator 101 teilt zudem das gekühlte Zufuhrgas 3 in einen Flüssiganteil 6 und einen Dampfanteil 5. Der Flüssiganteil 6 wird im Tauscher 102 zum Strom 7 vorgeheizt, und wird über das JT Ventil 103 bezüglich Druck entspannt, und dem rückgespeisten Stripper 104 zugeführt. Das Stripperbodenprodukt 10 umfasst das NGL Produkt enthaltend im wesentlichen C5(+) Komponenten, welches zum Vorheizen der Zufuhrflüssigkeit 6 im Austauscher 102 verwendet wird.
  • Bezüglich der Konfiguration des rückgespeisten Strippers sollte erwähnt sein, dass der Stripper ein integriertes Gefäss ist, mit einem unteren Stripperabschnitt, einen mittleren Abschnitt mit einem Dehydrationsabschnitt, und einem oberen Absorptionsabschnitt. Der mittlere Abschnitt umfasst Dehydrationseinsätze, unter Verwendung eines geeigneten Trocknungsmediums (z.B. Triethylen-Glykol (TEG) zum erzeugen eines getrockneten Gases (z.B. etwa –40°C (–40°F) Wassertaupunkt). Das Trocknen unter Verwendung eines Dehydrationsabschnittes ist besonders vorteilhaft, weil die Flüssigkeit vom Zufuhrseparator 101 üblicherweise mit Wasser gesättigt ist und im unteren Abschnitt möglicherweise gefrieren könnte, wenn es nicht entfernt wird. Der obere Absorptionsabschnitt wird typischerweise bei etwa –20,55 °C (–5°F) bis –37.22°C (–35°F) betrieben und ist mit einer C5(+) reichen kühlen Flüssigkeit 20 vom Zwischenseparator 109 rückgespeist.
  • Der Rückspeisestrom 20, welcher eine kühlere Flüssigkeit ist, wird im oberen Abschnitt des rückgespeisten Strippers kondensieren und die meisten der C3(+) Komponenten des getrockneten Dampfes von der mittleren Sektion absorbieren. Die C3(+) angereicherten Flüssigkeiten werden im oberen Abschnitt in einem Rauchabzugseinsatz gesammelt und dem unteren Strippingabschnitt zugeführt, unter Umgehung des TEG-Abschnittes. Der Strom ist in 5 als Strom 38 gezeigt.
  • Der Betriebsdruck des dargestellten Strippers ist typischerweise in Bereich von etwa 2068 kPa (300 psig) bis 3102 kPa (450 psig), und die vorgesehen Betriebstemperatur wird typischerweise im oberen Abschnitt im Bereich von etwa –15°C (5°F) bis –37,22°C(-35°F) und im unteren Abschnitt im Bereich von 121.11°C (250°F) bis 176,66°C (350°F) sein. Das Stripperkopfgas 9 ist hauptsächlich ein Restgas mit einem Methangehalt von etwa 50 bis 70 mol%. Der Kühlungsgehalt der Kopfgases 9 kann genutzt werden zum Kühlen des Zuführdampfs 16 im Restgaswärmetauscher 108.
  • Der Dampfstrom 5 vom Zufuhrseparator 101 wird in einer Trocknereinheit 106 getrocknet (vorzugsweise unter Verwendung von Molekularsieben) um den Strom 15 zu erzeugen, welcher seinerseits in zwei Ströme 16 und 17 geteilt wird. Der Strom 16 wird in einem Restgaswärmetauscher (108) mit dem Demethanizerkopfstrom 28 gekühlt, und der Stripperkopfdampf 9 auf etwa –23,33°C (–10°F) bis 12,22°C (10°F). Der Strom 17 wird, in einem Wiedererwärmerwärmetauscher 107 mit einem Demethaniser Seitenabnahmestrom 34 und 35, auf etwa –23,33°C (10°F) bis 12,22 °C (10°F) gekühlt. Die derart getrockneten und gekühlten Dampfanteile werden danach in einen Zwischenseparator 109 geleitet (typischerweise eine Expandersaugtrommel).
  • Eine C5(+) angereicherte Flüssigkeit 20 wird im Zwischenseparator 109 vom getrockneten und gekühlten Dampfanteil 18 und 19 getrennt, über das JT Ventil 117 bezüglich Druck entspannt, und als kühle Rückspeisung dem Kopf des rückgespeisten Strippers 104 zugeführt. Es sollte besonders beachtet werden, dass in bisher bekannten Verfahren die Flüssigkeiten der Zwischenseparatoren ausnahmslos einer nachgelagerten Kolonne wie eines Demethaniser zugeführt sind. Im Gegensatz dazu werden bei den vorliegenden Anordnungen die Zwischen separatorflüssigkeiten an eine nachgelagerte Kolonne, den rückgespeisten Stripper, zugeführt, was insbesondere wertvoll ist, wenn eine hohe NGL-Wiedergewinnung gewünscht ist. Die C5(+) angereicherte Flüssigkeit 20 vom Zwischenseparator ist am besten geeignet zur Verwendung zum Wiedergewinnen der C5(+) Komponenten von der Zufuhrseparatorflüssigkeit 6, um eine sehr mageres Stripperkopfgas 9 zu erzeugen, das bezüglich C3(+) Komponenten abgereichert ist.
  • Ein C5(+) abgereicherter Dampf 21 wird im Zwischenseparator 109 von den getrockneten und gekühlten Dampfströmen 18 und 19 getrennt. Der Strom 21 wird in zwei Teile, den Strom 22 und den Strom 23 getrennt. Der Strom 23, welcher etwa 40 bis 60% vom Strom 21 beträgt, wird im Turboexpander 110 zum Strom 24 entspannt, bevor dieser in den Demethaniser 112 eintritt, wogegen der Strom 22 durch den Rückstromwärmetauscher 111 (unter Verwendung des Demethaniserüberkopfdampfes 26 als das Kühlmittel) weiter gekühlt wird zum Strom 25, und im JT-Ventil 118 entspannt wird, um einen Demethaniserrückflussstrom 40 zu erzeugen. Der Kühlmittelinhalt des Demethaniserkopfstroms vom Rückflusstauscher 111 kann weiter verwendet werden in einem zweiten Wärmetauscher (z.B. ein Restgaswärmetauscher 108, der dem Zwischenseparator 109 nachgeordnet ist), wogegen das Demethanisersumpfprodukt 27 das gewünschte NGL-Produkt enthält (welches bezüglich Druck über das JT-Ventil zum Strom 13 entspannt werden kann, bevor dieses mit dem Strippersumpfprodukt 10 vereint wird, um den NGL Produktstrom 14 zu bilden).
  • Der erwärmte Restgasdampf 28 vom Austauscher 108 wird vereint mit dem Stripperkopfdampfstrom 29, um den Strom 30 auszubilden, und wird zu dem durch den Turboexpander 110 angetrieben Kompressor geleitet, der das Gas zum Strom 31 komprimiert. Der Strom 31 wird durch den Restgaskompressor 114 werter verdichtet zum Strom 32, welcher weiter durch einen Luftkühler 115 gekühlt wird, bevor dieser als Strom 33 zur Verkaufsgaspipline abgegeben wird.
  • Der hierin verwendete Ausdruck „C5(+) angereicherte" Flüssigkeit, Dampf, oder weitere Fraktion bedeutet, dass die Flüssigkeit, der Dampf oder die weitere Fraktion einen höheren molaren Anteil an C5, C5-Isoformen, und/oder schwerere Komponenten aufweist, als die Flüssigkeit, der Dampf, oder weitere Fraktion von welchen die C5(+) angereicherte Flüssigkeit, Dampf oder weitere Fraktion abgeleitet ist. Ähnlich bedeutet der hierin verwendete Ausdruck „C5(+) abgereicherte" Flüssigkeit, Dampf, oder weitere Fraktion bedeutet, dass die Flüssigkeit, der Dampf oder die weitere Fraktion einen tieferen molaren Anteil an C5, C5-Isoformen, und/oder schwerere Komponenten aufweist, als die Flüssigkeit, der Dampf, oder die weitere Fraktion von welcher die C5(+) abgereicherte Flüssigkeit, Dampf oder weitere Fraktion abgeleitet ist.
  • Bezüglich des Zufuhrgases wird generell in Betracht gezogen, dass geeignete Zufuhrgase Ethan, Propan und viele weitere Gase umfassend Kohlendioxid umfassen. Daher sollte verstanden werden, dass die Beschaffenheit des Zufuhrgases beträchtlich variieren kann, und dass alle Zufuhrgase in der Anlage als für Zufuhrgas geeignet erachtet werden, so lange als diese C2 und C3-Anteile umfassen, noch typischer C1-C5-Anteile, und am typischsten C1-C6(+) Anteile. Daher umfassen besonders bevorzugte Zufuhrgase natürliches Gas, Raffineriegas und synthetische Gasströme, welche von anderen Kohlenhydrat-Materialien wie Kohle, Rohöl, Naphtha, Ölschiefe, Teersand und Braunkohle. Geeignete Gase können auch relativ geringere Anteile an schwereren Kohlewasserstoffen wie Propan, Butan, Pentan oder ähnliche enthalte, wie auch Wasserstoff, Stickstoff, Kohlendioxyd und andere Gase.
  • Es sollte erkannt werden, dass die Kühlung des Zufuhrgases abhängig von der jeweiligen Quelle und Art des Zufuhrgases stark unterschiedlich sein kann. Wie auch immer, es wird grundsätzlich bevorzugt, dass das Zufuhrgas auf eine Temperatur gekühlt wird, welche über dem Hydratisierungpunkt des Zufuhrgases liegt (typischerweise etwa –15°C (5°F) oder noch typischer etwa –12°C (10°F). Dies bedeutet, dass wenn das Zufuhrgas Erdgas ist, die beispielhafte Temperatur für gekühltes Zufuhrgas im Bereich von etwa 12,77°C (55°F) und etwa 18,33°C (65°F) liegt. Ähnlich gilt, dass der Druck, abhängig vom entsprechenden Zufuhrgas, wesentlich unterschiedlich sein kann. Wie auch immer, ist wird generell bevorzugt, dass das Zufuhrgas einen Druck zwischen etwa 5515 kPa (800 psig) und etwa 9652 kPa (1400 psig) aufweist, und noch typischer zwischen etwa 6894 kPa (1000 psig) und etwa 9652 kPa (1400 psig).
  • Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl geeigneter Zufuhrseparatoren bekannt, und es allgemein zu erwähnen, dass alle derartigen Zufuhrseparatoren geeignet sind. Allerdings beinhalten besonders bevorzugte Zufuhrseparatoren Dreiphasenseparatoren in welchen Wassern von der kohlewasserstoffhaltigen Flüssigkeit – und Dampfphasen getrennt werden kann. Es ist weiter zu erwähnen, dass der Demethaniser, der Wärmetauscher, der Trockner, der Restgaskompressor, und der Turbokompressor, welche in den vorliegenden Anordnungen verwendet werden, konventionelle Vorrichtungen sind, welche dem Fachmann gut bekannt sind. Der Zwischenseparator ist am Bevorzugtesten ein Expansionssaugtrommel. Allerdings können alternative Zwischenseparatoren alle Separatoren beinhalten, die kondensierte C5(+) angereicherte Flüssigkeiten von C5(+) abgereicherten Dämpfen trennen.
  • Nebst anderen Vorteilen der offenbarten Anordnungen sollte besonderes erkannt werden, dass der Zwischenseparator eine C5(+) angereicherte Flüssigkeit erzeugt, und einen C5(+) abgereicherten Dampf von einem vorhergehend getrockneten Dampfteil eines Zufuhrgases. Deshalb können derart erzeugte C5(+) angereicherte Flüssigkeiten vorteilhafterweise als ein Rückfluss für einen Stripper verwendet werden, der als ein Demethaniser betrieben wird, um die NGL-Rückgewinnung signifikant zu verbessern. Weil der Dampfanteil, der in den Turboexpander geleitet ist, ein C5(+) abgereicherter Dampf ist, gilt zudem, dass die Betrieb des Turboexpanders und der nach geschaltete Demethaniser im Wesentlichen unabhängig von Veränderungen in der Zusammensetzung des Zufuhrgases sind.
  • Weiter sollte erkannt werden, dass durch die Verwendung eines Zufuhrkühlers und eines Zufuhrseparators, und durch weiteres Kühlen der Dämpfe vom Zufuhrkühler durch Trennen der gekühlten Dämpfe im Zwischenseparator (um eine C5(+) angereicherte Flüssigkeit und einen C5(+) abgereicherten Dampf zu erzeugen) die meisten, wenn nicht alle der schwereren Komponenten vom Zufuhrgas entfernt werden. Daraus folgt, dass die Zusammensetzung der Substanz, die durch den kalten Abschnitt fliesst, wesentlich stabilisiert ist, weil die Verarbeitung der schweren Anteile des Zufuhrgases im kühlen Abschnitt der NGL-Anlage eliminiert werden kann. Deshalb werden die Wärmeabgaben, der Turboexpander und der Demethaniser an den effizientesten Punkten betrieben, unabhängig von Änderungen in der Zusammensetzung des Zufuhrgases. Deshalb erlauben die offenbarten Anordnungen und Verfahren ein einfaches und flexibles Verarbeiten von unterschiedlichen Zufuhrgasdurchflussmengen und Gaszusammensetzungen, wodurch die Komplexität des Betriebs eines Turboexpanders unter veränderlichen Gaszusammensetzungen in konventionellen Anordnungen reduziert wird. Aus einer anderen Perspektive gesehen halten die erfindungsgemässen Verfahren durch das Entfernten von schweren Komponenten aus dem Zufuhrgas konstante Betriebsbedingungen für die NGL-Rückgewinnungsanlage aufrecht. Auf Grund von vorhergehend durchgeführten Berechungen (die Daten sind nicht gezeigt) werden die erfindungsgemässen Vorrichtungen zumindest 80%, und noch typischer 87% Ethanrückgewinnung erzielen, und zumindest 95%, und noch typischer 97% Propanrückgewinnung (siehe 6).
  • Weiter wird der Energieverbrauch für die Zufuhrgastrocknung signifikant gesenkt und ein wesentlicher Anteil (typischerweise zwischen etwa 60% und etwa 95%, noch typischer zwischen etwa 75% und etwa 90%) des Wassergehaltes des Zufuhrgases im Zufuhrseparator entfernt.
  • Daher offenbaren die Erfinder eine Anlage umfassend (1) einen Zufuhrkühler der ein Zufuhrgas umfassend Wasser und C5(+)-Komponenten kühlt, und einen Zufuhrseparator der zumindest Teile des Wassers und der C5(+)-Komponenten aus dem gekühlten Zufuhrgas entfernt, (2) einen Zwischenseparator der Fluid leitend mit dem Zufuhrseparator verbunden ist und ein zumindest teilweise dehydriertes Gas in ein C5(+) abgereichertes Gas und eine C5(+) Flüssigkeit trennt, (3) einen Turboexpander, welcher zumindest einen Teil des C5(+) abgereicherten Gases erhält, und (4) einen rückgespeisten Stripper (mit Absorptions-, Dehydrations- und Stripping-Abschnitten, die in einer einzigen Kolonne integriert sind), der als Rückspeisung eine C5(+)-Flüssigkeit vom Zufuhrseparator erhält und weiter eine C3(+)-Flüssigkeit vom Zwischenseparator erhält. In besonders bevorzugten Ausführungsformen erhält trocknet und Gastrockner ein Gas vom Zufuhrseparator, wobei das zumindest teilweise dehydrierte Gas erzeugt wird, wobei das zumindest teilweise dehydrierte Gas weiter gekühlt wird durch zumindest einen erste und/oder einen zweiten Wärmetauscher, wobei das Kühlen im ersten Wärmetauscher durch einen Wiedererhitzungskreislauf des Demethanisers bereitgestellt ist, und wobei das Kühlen im zweiten Wärmetauscher durch ein Kopfprodukt des Demethanisers bereitgestellt wird. Ein weiterer Teil des Teils des C5(+) abgereicherten Gases kann durch einen dritten Wärmetauscher gekühlt werden, wobei die Kühlung im dritten Wärmetauscher durch as Kopfprodukt des Demethanisers zur Verfügung gestellt wird, und wobei der gekühlte andere Teil des Teils des C5(+) abgereicherten Gases als Rückspeisung für den Demethaniser verwendet wird.
  • Die Anlage umfasst einen Demethaniser der ein C5(+) abgereicherte Gas erhält, wobei ein erster Teil des C5(+) abgereicherten Gases in einem Turboexpander entspannt wird, und wobei ein zweiter Teil des C5(+) abgereicherten Gases durch einen Zwischenseparator zur Verfügung gestellt wird, gekühlt wird, und als eine Demethaniser Rückspeisung verwendet wird, wobei ein Zufuhrseparator ein Zufuhrgas in einen C5(+) abgereicherten Gasteil und Flüssigkeitsteil trennt, und wobei der C5(+) abgereicherte Gasteil gekühlt wird und im Zwischenseparator getrennt wird, sodass ein C5(+) abgereichertes Gas erzeugt wird.
  • In derartigen Anordnungen wird es grundsätzlich bevorzugt, dass der Gastrockner (am Bevorzugtesten unter Verwendung von Molekularsieben) den C5(+) abgereicherten Gasteil vor dem Kühlen trocknet, und dass der C5(+) abgereicherte Gasteil durch zumindest einen ersten Wärmetauscher und/oder einen zweiten Wärmetauscher gekühlt wird, wobei das Kühlen im ersten Wärmetauscher durch einen Wiedererhitzungskreislauf des Demethanisers bereitgestellt ist, und wobei das Kühlen im zweiten Wärmetauscher durch ein Kopfprodukt des Demethanisers bereitgestellt ist. Die Kühlung des zweiten Teils des C5(+) abgereicherten Gases kann durch einen dritten Wärmetauscher erfolgen, wobei die Kühlung im dritten Wärmetauscher durch as Kopfprodukt des Demethanisers zur Verfügung gestellt wird.
  • Die Anlage umfasst einen rückgespeisten Stripper der eine wassergesättigte C5(+) Flüssigkeiten erhält, und umfasst weiter eine unteren Absorptionsabschnitt, einen in der Mitte des Turmes angeordneten Dehydrationsabschnitt und einen unteren Strippingabschnitt, wobei der Stripper las ein Demethaniser betrieben wird, und wobei der Stripper eine Rückspeisung von einem Zwischenseparator erhält, der ein C5(+) abgereichertes Gas für einen Demethaniser zur Verfügung stellt. In derartigen Anordnungen ist es bevorzugt, dass der Zwischenseparator ein zumindest teilweise dehydriertes Gas erhält, das in einem Zufuhrgasseparator von einem Zufuhrgas getrennt wurde, und wobei der Zufuhrgasseparator zudem eine wassergesättigte C5(+)-Flüssigkeit erzeugt.

Claims (9)

  1. Anlage umfassend: einen Zufuhrkühler (2) zum Kühlen eines Zufuhrgases (1) umfassend Wasser und C5(+)-Komponenten, und einen Zufuhrseparator (101) der zumindest Teile des Wassers und der C5(+)-Komponenten aus dem gekühlten Zufuhrgas (3) entfernt; einen Zwischenseparator (109) der Fluid leitend mit dem Zufuhrseparator (101) verbunden ist und ausgestaltet ist um nach dem Kühlen einen Dampfanteil (5) des gekühlten Zufuhrgases (3), welches vom Zufuhrseparator (101) erhalten wurde, in ein zumindest teilweises dehydriertes Gas in ein C5(+) abgereichtes Gas und eine C3(+)-Flüssigkeit zu trennen; einen Turboexpander (110), welcher zumindest einen Teil des C5(+) abgereicherten Gases erhält; einen Demethaniser (112) der Fluid leitend mit dem Turboexpander (110) verbunden ist, um expandiertes, C5(+) abgereichertes Gas vom Turboexpander (110) zu erhalten; und einen rückgespeisten Stripper (104) umfassend einen Absorptionsabschnitt; einen Dehydrationsabschnitt, und einen Strippingabschnitt, wobei der Stripper (104) als eine Rückspeisung eine C5(+)-Flüssigkeit vom Zufuhrseparator (101) erhält und weiter eine C3(+)-Flüssigkeit vom Zwischenseparator (109) erhält.
  2. Anlage nach Anspruch 1 weiter umfassend einen Gastrockner (106), der ein Gas vom Zufuhrseparator erhält und trocknet, und dabei das zumindest teilweise dehydrierte Gas erzeugt.
  3. Anlage nach Anspruch 2, wobei das zumindest teilweise dehydrierte Gas weiter gekühlt ist durch zumindest einen ersten Wärmetauscher (107) und/oder einen zweiten Wärmetauscher (108), wobei das Kühlen im ersten Wärmetauscher durch einen Wiedererhitzungskreislauf des Demethanisers bereitgestellt ist, und wobei das Kühlen im zweiten Wärmetauscher durch ein Kopfprodukt des Demethanisers und ein Kopfproduktgas des Strippers bereitgestellt ist.
  4. Anlagen nach Anspruch 2, wobei ein weiter Teil des Teils des C5(+) abgereicherten Gases durch einen dritten Wärmetauscher (111) gekühlt ist, wobei die Kühlung im dritten Wärmetauscher durch das Kopfprodukt des Demethanisers zur Verfügung gestellt wird, und wobei der gekühlte andere Teil des Teils des C5(+) abgereicherte Gases als Rückspeisung für den Demethaniser verwendet wird.
  5. Anlage nach Anspruch 1, wobei der Zufuhrseparator (101) ein Dreiphasenseparator ist.
  6. Anlage nach Anspruch 1, wobei der Dehydrationsabschnitt einen Triethylen-Glykol (TEG) Dehydrationsabschnitt umfasst, umfassend eine Dampf-TEG Kontaktvorrichtung.
  7. Anlage nach Anspruch 1, wobei der Zufuhrkühler das Zufuhrgas auf eine Temperatur oberhalb eines Verflüssigungspunktes kühlt.
  8. Anlage nach Anspruch 7, wobei das Zufuhrgas Erdgas ist.
  9. Anlage nach Anspruch 7, wobei das Zufuhrgas Äthan, Propan und schwerere Komponenten umfasst, und wobei die Rückgewinnung des Äthans und Propans aus dem Erdgas zumindest 87% beziehungsweise 97% beträgt.
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