EA010564B1 - Process of low-temperature separation of gas components (embodiments) - Google Patents

Process of low-temperature separation of gas components (embodiments) Download PDF

Info

Publication number
EA010564B1
EA010564B1 EA200700625A EA200700625A EA010564B1 EA 010564 B1 EA010564 B1 EA 010564B1 EA 200700625 A EA200700625 A EA 200700625A EA 200700625 A EA200700625 A EA 200700625A EA 010564 B1 EA010564 B1 EA 010564B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
mixture
gas
expansion
distillation column
phase
Prior art date
Application number
EA200700625A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200700625A1 (en
Inventor
Вадим Иванович Алферов
Лев Аркадьевич БАГИРОВ
Владимир Исаакович ФЕЙГИН
Салават Зайнетдинович ИМАЕВ
Леонард Макарович ДМИТРИЕВ
Original Assignee
Трансланг Текнолоджиз Лтд.
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 Трансланг Текнолоджиз Лтд. filed Critical Трансланг Текнолоджиз Лтд.
Publication of EA200700625A1 publication Critical patent/EA200700625A1/en
Publication of EA010564B1 publication Critical patent/EA010564B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0033Other features
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0033Other features
    • B01D5/0045Vacuum condensation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00Distillation of hydrocarbon oils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • F25J3/0204Processes 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
    • F25J3/0209Natural gas or substitute natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • F25J3/0228Processes 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
    • F25J3/0233Processes 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • F25J3/0228Processes 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
    • F25J3/0238Processes 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/02Processes or apparatus using separation by rectification in a single pressure main column system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/70Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/76Refluxing the column with condensed overhead gas being cycled in a quasi-closed loop refrigeration cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F25J2205/04Processes 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/10Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using combined expansion and separation, e.g. in a vortex tube, "Ranque tube" or a "cyclonic fluid separator", i.e. combination of an isentropic nozzle and a cyclonic separator; Centrifugal separation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/04Mixing or blending of fluids with the feed stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/08Cold compressor, i.e. suction of the gas at cryogenic temperature and generally without afterstage-cooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/60Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being hydrocarbons or a mixture of hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/60Expansion by ejector or injector, e.g. "Gasstrahlpumpe", "venturi mixing", "jet pumps"
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00Refrigeration techniques used
    • F25J2270/02Internal refrigeration with liquid vaporising loop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00Refrigeration techniques used
    • F25J2270/04Internal refrigeration with work-producing gas expansion loop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00Refrigeration techniques used
    • F25J2270/88Quasi-closed internal refrigeration or heat pump cycle, if not otherwise provided
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method of and apparatus for natural gas processing, namely, the process of low-temperature separation of gas components (LTS).

Description

Область техникиTechnical field

Предлагаемое изобретение относится к технике сепарации газа, а именно к системам и способам низкотемпературной сепарации газа.The present invention relates to a technique for gas separation, namely, to systems and methods for low-temperature gas separation.

Уровень техникиThe level of technology

Существующие способы низкотемпературного отделения целевых компонентов из газовой смеси основаны на охлаждении газовой смеси, конденсации целевых компонентов с последующим разделением конденсата, содержащего целевые компоненты, и газовой смеси. При этом охлаждение газовой смеси обычно осуществляют либо путем совершения механической работы при расширении газа в соплах или детандерах, либо с применением охлаждающих устройств.Existing methods for low-temperature separation of the target components from the gas mixture are based on cooling the gas mixture, condensing the target components, followed by separation of the condensate containing the target components, and the gas mixture. While cooling the gas mixture is usually carried out either by performing mechanical work with the expansion of the gas in the nozzles or expanders, or with the use of cooling devices.

Типичные процессы низкотемпературного отделения целевых компонентов от газовой смеси описаны, например, в патентных документах и8 6182468 В1 и ВИ 2047061 С1. Способ согласно И8 6182468 В1 основан на охлаждении газовой смеси с ее дросселированием в клапане Джоуля-Томсона, тогда как согласно КП 2047061 С1 используется турбина турбодетандера.Typical processes of low-temperature separation of the target components from the gas mixture are described, for example, in patent documents I8 6182468 В1 and ВИ 2047061 С1. The method according to I8 6182468 B1 is based on cooling the gas mixture with its throttling in the Joule-Thomson valve, whereas according to KP 2047061 C1 a turbine of the expander is used.

Способ, описанный в И8 6182468 В1, включает охлаждение смеси, расширение смеси без совершения механической работы, частичную конденсацию смеси при ее расширении, разделение смеси или ее части в ректификационной колонне с получением продуктов в жидкой и газовой фазах. В данном случае охлаждение смеси проводится при помощи рекуперативных теплообменников и холодильного агрегата, а расширение смеси осуществляется посредством дросселирования смеси в клапане Джоуля-Томсона.The method described in I8 6182468 B1 includes cooling the mixture, expanding the mixture without performing mechanical work, partially condensing the mixture as it expands, separating the mixture or its part in a distillation column to produce products in the liquid and gas phases. In this case, the mixture is cooled by means of recuperative heat exchangers and a refrigeration unit, and the mixture is expanded by throttling the mixture in the Joule-Thomson valve.

Способ, описанный в КП 2047061 С1, включает охлаждение смеси и ее сепарацию на паровую и жидкую фазы, расширение одной части паровой фазы без совершения механической работы, а другой - с совершением механической работы, разделение расширенной смеси в ректификационной колонне с получением газового и жидкого продуктов.The method described in KP 2047061 C1 includes cooling the mixture and separating it into vapor and liquid phases, expanding one part of the vapor phase without performing mechanical work, and the other with performing mechanical work, separating the expanded mixture in a distillation column to produce gas and liquid products .

Существенными недостатками описанных способов низкотемпературной сепарации газов являются значительные потери давления смеси в процессе низкотемпературной сепарации и повышенные затраты энергии.Significant disadvantages of the described methods of low-temperature separation of gases are significant loss of pressure of the mixture in the process of low-temperature separation and increased energy costs.

Сущность изобретенияSummary of Invention

В соответствии с одним из аспектов варианта осуществления изобретения предусматривается охлаждение смеси, расширение смеси без совершения механической работы, частичная конденсация смеси при ее расширении и разделение смеси или ее части в ректификационной колонне с получением продуктов в жидкой и газовой фазах. Процесс расширения смеси проводят, пропуская смесь через сопловой канал, причем в сопловом канале и/или на входе в сопловой канал поток смеси закручивают, на выходе из соплового канала или его части поток смеси разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых обогащен компонентами тяжелее метана, а другой обеднен этими компонентами, обогащенный поток частично или полностью направляют в ректификационную колонну, а газофазные продукты, полученные в ректификационной колонне, частично или полностью направляют в смесь до ее расширения.In accordance with one aspect of an embodiment of the invention, the mixture is cooled, the mixture is expanded without performing mechanical work, partial condensation of the mixture during its expansion and separation of the mixture or its part in a distillation column to produce products in the liquid and gas phases. The process of expansion of the mixture is carried out by passing the mixture through the nozzle channel, and in the nozzle channel and / or at the entrance to the nozzle channel the flow of the mixture is twisted, at the exit of the nozzle channel or its part the flow of the mixture is divided into at least two streams, one of which is enriched the heavier is methane, and the other is depleted of these components, the enriched stream is partially or completely sent to the distillation column, and the gas-phase products obtained in the distillation column are partially or completely sent to the mixture before its expansion .

В соответствии с одним из аспектов варианта осуществления изобретения предлагается способ низкотемпературной сепарации газовой смеси, пригодный для сепарации смеси углеводородных газов, включающий охлаждение газовой смеси; конденсацию газовой смеси для получения потока жидкости и газа/пара; ректификацию по меньшей мере части потока жидкости с получением соответствующих газофазных продуктов; перенос тепловой энергии по меньшей мере к одному из потоков первой группы, включающей поток жидкости, поток газа/пара и поток газофазных продуктов по меньшей мере от одного другого потока второй группы, включающей газовую смесь, поток жидкости, поток газа/пара и поток газофазных продуктов, или по меньшей мере от одного из потоков первой группы по меньшей мере к одному другому потоку второй группы для повторного использования энергии.In accordance with one aspect of an embodiment of the invention, there is provided a method for low-temperature separation of a gas mixture suitable for separating a mixture of hydrocarbon gases, comprising cooling the gas mixture; condensing the gas mixture to produce a stream of liquid and gas / vapor; rectification of at least a portion of the liquid stream to obtain corresponding gas-phase products; transfer of thermal energy to at least one of the streams of the first group, including the liquid stream, the gas / vapor stream and the gas-phase products stream from at least one other stream of the second group, including the gas mixture, the liquid stream, gas / vapor stream and the gas-phase products stream , or at least one of the streams of the first group to at least one other stream of the second group for energy reuse.

В некоторых вариантах способ включает также расширение и закручивание по меньшей мере части газофазных продуктов.In some embodiments, the method also includes expanding and twisting at least a portion of the gas-phase products.

В некоторых более специфичных вариантах охлаждение газовой смеси включает по меньшей мере частичное смешивание газовой смеси по меньшей мере с частью по меньшей мере одного из следующих потоков: потока жидкости, потока газа/пара, потока газофазных продуктов, другого потока, первого и второго потоков.In some more specific embodiments, cooling the gas mixture includes at least partially mixing the gas mixture with at least a portion of at least one of the following streams: a liquid stream, a gas / vapor stream, a gas-phase product stream, another stream, the first and second streams.

В некоторых более специфичных вариантах охлаждение газовой смеси включает по меньшей мере частичный перенос тепла от газовой смеси по меньшей мере к части по меньшей мере одного из следующих потоков: потока жидкости, потока газа/пара, потока газофазных продуктов, другого потока, первого и второго потоков.In some more specific embodiments, cooling the gas mixture includes at least partial transfer of heat from the gas mixture to at least part of at least one of the following streams: liquid stream, gas / vapor stream, gas-phase product stream, another stream, first and second streams .

В некоторых более специфичных вариантах способ включает также сжатие по меньшей мере части газофазных продуктов.In some more specific embodiments, the method also includes compressing at least a portion of the gas-phase products.

В некоторых более специфичных вариантах способ включает также охлаждение по меньшей мере части потока газа/пара.In some more specific embodiments, the method also includes cooling at least a portion of the gas / vapor stream.

В некоторых более специфичных вариантах способ включает также сжатие по меньшей мере частиIn some more specific embodiments, the method also includes compressing at least a portion of

- 1 010564 первого потока.- 1 010564 of the first thread.

В некоторых более специфичных вариантах способ включает также сжатие по меньшей мере части второго потока.In some more specific embodiments, the method also includes compressing at least a portion of the second stream.

В некоторых более специфичных вариантах способ включает также охлаждение по меньшей мере части первого потока.In some more specific embodiments, the method also includes cooling at least a portion of the first stream.

В некоторых более специфичных вариантах способ включает также охлаждение по меньшей мере части второго потока.In some more specific embodiments, the method also includes cooling at least a portion of the second stream.

В некоторых более специфичных вариантах перенос тепловой энергии включает смешение по меньшей мере части по меньшей мере двух потоков, между которыми происходит перенос тепла.In some more specific embodiments, the transfer of thermal energy includes mixing at least part of at least two streams between which heat transfer occurs.

В некоторых более специфичных вариантах перенос тепловой энергии включает обмен тепловой энергией между двумя потоками без смешивания данных потоков.In some more specific embodiments, the transfer of thermal energy involves the exchange of thermal energy between two streams without mixing these streams.

В некоторых более специфичных вариантах способ дополнительно включает пропускание по меньшей мере части потока газа/пара через турбину.In some more specific embodiments, the method further comprises passing at least a portion of the gas / vapor stream through the turbine.

В некоторых более специфичных вариантах способ дополнительно включает пропускание по меньшей мере части второго потока через турбину.In some more specific embodiments, the method further comprises passing at least a portion of the second stream through the turbine.

В некоторых более специфичных вариантах способ дополнительно включает конденсацию по меньшей мере части газофазных продуктов.In some more specific embodiments, the method further comprises condensing at least a portion of the gas-phase products.

В некоторых более специфичных вариантах способ дополнительно включает конденсацию по меньшей мере части потока жидкости.In some more specific embodiments, the method further comprises condensing at least a portion of the liquid stream.

В некоторых более специфичных вариантах способ дополнительно включает конденсацию по меньшей мере части потока газа/пара.In some more specific embodiments, the method further comprises condensing at least a portion of the gas / vapor stream.

В некоторых более специфичных вариантах способ дополнительно включает расширение и закручивание по меньшей мере части газофазных продуктов.In some more specific embodiments, the method further includes expanding and twisting at least a portion of the gas-phase products.

В соответствии с одним из аспектов варианта изобретения предлагается система для низкотемпературной сепарации газовой смеси, применимая для сепарации компонентов смеси углеводородных газов. Данная система содержит следующие устройства:In accordance with one aspect of an embodiment of the invention, there is provided a system for low-temperature separation of a gas mixture applicable to the separation of components of a mixture of hydrocarbon gases. This system contains the following devices:

первый сепаратор газ-жидкость для разделения исходной газовой смеси на поток жидкости и поток газа/пара;a first gas-liquid separator for separating the source gas mixture into a liquid stream and a gas / vapor stream;

первое устройство для расширения смеси, обеспечивающее получение первого и второго потоков, связанное с первым сепаратором газ-жидкость для получения потока газа/пара и содержащее средство закрутки для закрутки потока газа/пара и для отделения, тем самым, тяжелых компонентов потока газа/пара от его легких компонентов, причем тяжелые компоненты преимущественно образуют первый поток, а более легкие компоненты преимущественно образуют второй поток;the first device for expanding the mixture, providing the first and second streams associated with the first gas-liquid separator to obtain a gas / vapor stream and containing spin means for spinning the gas / vapor stream and for separating, therefore, the heavy components of the gas / vapor stream from its lighter components, with the heavy components predominantly forming the first stream, and the lighter components preferentially forming the second stream;

ректификационную колонну для получения, по меньшей мере, газофазных продуктов, связанную с первым сепаратором газ-жидкость для приема потока жидкости, и по меньшей мере один теплообменник для переноса тепловой энергии по меньшей мере к одному из потоков первой группы, включающей поток жидкости, поток газа/пара и поток газофазных продуктов по меньшей мере от одного другого потока второй группы, включающей газовую смесь, поток жидкости, поток газа/пара и поток газофазных продуктов, или по меньшей мере от одного из потоков первой группы по меньшей мере к одному другому потоку второй группы для повторного использования энергии внутри системы.a distillation column for obtaining at least gas-phase products, associated with a first gas-liquid separator for receiving a liquid stream, and at least one heat exchanger for transferring thermal energy to at least one of the first group streams including a liquid stream, a gas stream / vapor and gas-phase product stream from at least one other stream of the second group, including the gas mixture, liquid stream, gas / vapor stream and gas-phase product stream, or at least one of the first group streams Lower to one other flow of the second group for reuse of energy within the system.

В некоторых вариантах первое устройство для расширения смеси связано с ректификационной колонной для подачи в нее по меньшей мере части первого потока.In some embodiments, the first device for expanding the mixture is associated with a distillation column for supplying at least a portion of the first stream thereto.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит первый смеситель для смешения исходной газовой смеси с возвращаемым потоком, содержащим по меньшей мере часть по меньшей мере одного из следующих потоков: потока жидкости, потока газа/пара, потока газофазных продуктов, другого потока, первого и второго потоков.In some more specific embodiments, the system further comprises a first mixer for mixing the source gas mixture with the return stream containing at least part of at least one of the following streams: liquid stream, gas / vapor stream, gas-phase product stream, another stream, first and second flows.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит первый компрессор для сжатия по меньшей мере части газофазных продуктов.In some more specific embodiments, the system further comprises a first compressor for compressing at least a portion of the gas-phase products.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит первый компрессор для сжатия по меньшей мере части потока газа/пара.In some more specific embodiments, the system further comprises a first compressor for compressing at least a portion of the gas / vapor stream.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит первый компрессор для сжатия по меньшей мере части первого потока.In some more specific embodiments, the system further comprises a first compressor for compressing at least a portion of the first stream.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит первый компрессор для сжатия по меньшей мере части второго потока.In some more specific embodiments, the system further comprises a first compressor for compressing at least a portion of the second stream.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит первый холодильный агрегат для охлаждения по меньшей мере части первого потока.In some more specific embodiments, the system further comprises a first refrigeration unit for cooling at least a portion of the first stream.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит первый холодильный агрегат для охлаждения по меньшей мере части второго потока.In some more specific embodiments, the system further comprises a first refrigeration unit for cooling at least a portion of the second stream.

В некоторых более специфичных вариантах перенос тепловой энергии включает смешение по меньшей мере части по меньшей мере двух потоков, между которыми происходит перенос тепла.In some more specific embodiments, the transfer of thermal energy includes mixing at least part of at least two streams between which heat transfer occurs.

В некоторых более специфичных вариантах перенос тепловой энергии включает обмен тепловой энергией между двумя потоками без смешивания данных потоков.In some more specific embodiments, the transfer of thermal energy involves the exchange of thermal energy between two streams without mixing these streams.

- 2 010564- 2 010564

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит турбину для расширения по меньшей мере части потока газа/пара, связанную с первым сепаратором газ-жидкость для получения от него по меньшей мере части потока газа/пара.In some more specific embodiments, the system further comprises a turbine for expanding at least a portion of the gas / vapor stream associated with the first gas-liquid separator to obtain at least a portion of the gas / vapor stream from it.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит турбину, которая установлена с возможностью приема по меньшей мере части второго потока и через которую проходит по меньшей мере часть второго потока.In some more specific embodiments, the system further comprises a turbine, which is installed with the possibility of receiving at least part of the second stream and through which at least part of the second stream passes.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит по меньшей мере еще один сепаратор газ-жидкость для отделения внутри системы, по меньшей мере, потока жидкости или потока газа/пара.In some more specific embodiments, the system further comprises at least another gas-liquid separator for separating at least a liquid stream or a gas / vapor stream inside the system.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит по меньшей мере еще один конденсатор для дальнейшей конденсации по меньшей мере части потока жидкости.In some more specific embodiments, the system further comprises at least one more condenser to further condense at least a portion of the fluid flow.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит по меньшей мере еще один конденсатор для конденсации по меньшей мере части потока газа/пара.In some more specific embodiments, the system further comprises at least one other condenser for condensing at least a portion of the gas / vapor stream.

В некоторых более специфичных вариантах система дополнительно содержит еще одно устройство для расширения и закрутки по меньшей мере части газофазных продуктов.In some more specific embodiments, the system further comprises another device for expanding and twisting at least part of the gas-phase products.

При этом варианты способа по изобретению рекомендуются к использованию когда обогащенный поток направляют частично или полностью в ректификационную колонну, а газофазные продукты, выходящие из ректификационной колонны, смешивают частично или полностью с обедненным потоком; обогащенный поток направляют частично или полностью в смесь до ее расширения, а газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, смешивают частично или полностью с обедненным потоком или обогащенный поток и газофазные продукты, выходящие из ректификационной колонны, направляют частично или полностью в смесь до ее расширения.In this case, variants of the method according to the invention are recommended for use when the enriched stream is sent partially or completely into a distillation column, and gas-phase products leaving the distillation column are mixed partially or completely with a lean stream; the enriched stream is sent partially or completely into the mixture before its expansion, and gas-phase products coming from the distillation column are mixed partially or completely with the lean stream or the enriched stream and gas-phase products leaving the distillation column are sent partially or fully into the mixture before its expansion.

Другие аспекты и признаки настоящего изобретения станут ясны специалистам в данной области при рассмотрении нижеследующего описания конкретных вариантов изобретения.Other aspects and features of the present invention will become apparent to those skilled in the art upon consideration of the following description of specific embodiments of the invention.

Краткий перечень чертежейShort list of drawings

Для облегчения понимания настоящего изобретения и для того чтобы более четко показать, как оно может быть реализовано, далее будут приведены ссылки на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют в качестве примера различные аспекты вариантов настоящего изобретения. На чертежах:To facilitate an understanding of the present invention and in order to more clearly show how it can be implemented, the following will refer to the accompanying drawings, which illustrate various aspects of embodiments of the present invention as an example. In the drawings:

фиг. 1 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с первым вариантом изобретения;FIG. 1 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a first embodiment of the invention;

фиг. 2 - схематичное изображение аппарата для низкотемпературной сепарации газов, показанного на фиг. 1;FIG. 2 is a schematic depiction of the apparatus for low-temperature separation of gases shown in FIG. one;

фиг. 3 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии со вторым вариантом изобретения;FIG. 3 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a second embodiment of the invention;

фиг. 4 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с третьим вариантом изобретения;FIG. 4 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a third embodiment of the invention;

фиг. 5 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с четвертым вариантом изобретения;FIG. 5 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a fourth embodiment of the invention;

фиг. 6 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с пятым вариантом изобретения;FIG. 6 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a fifth embodiment of the invention;

фиг. 7 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с шестым вариантом изобретения;FIG. 7 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a sixth embodiment of the invention;

фиг. 8 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с седьмым вариантом изобретения;FIG. 8 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a seventh embodiment of the invention;

фиг. 9 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с восьмым вариантом изобретения;FIG. 9 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with an eighth embodiment of the invention;

фиг. 10 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с девятым вариантом изобретения;FIG. 10 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a ninth embodiment of the invention;

фиг. 11 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с десятым вариантом изобретения;FIG. 11 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a tenth embodiment of the invention;

фиг. 12 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с одиннадцатым вариантом изобретения;FIG. 12 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with an eleventh embodiment of the invention;

фиг. 13 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с двенадцатым вариантом изобретения;FIG. 13 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a twelfth embodiment of the invention;

фиг. 14 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с тринадцатым вариантом изобретения;FIG. 14 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a thirteenth embodiment of the invention;

фиг. 15 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с четырнадцатым вариантом изобретения;FIG. 15 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a fourteenth embodiment of the invention;

фиг. 16 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с пятнадцатым вариантом изобретения;FIG. 16 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a fifteenth embodiment of the invention;

фиг. 17 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с шестнадцатым вариантом изобретения;FIG. 17 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a sixteenth embodiment of the invention;

- 3 010564 фиг. 18 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с семнадцатым вариантом изобретения;- 3 010564 FIG. 18 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a seventeenth embodiment of the invention;

фиг. 19 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с восемнадцатым вариантом изобретения;FIG. 19 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with an eighteenth embodiment of the invention;

фиг. 20 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с девятнадцатым вариантом изобретения;FIG. 20 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a nineteenth embodiment of the invention;

фиг. 21 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с двадцатым вариантом изобретения;FIG. 21 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a twentieth embodiment of the invention;

фиг. 22 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с двадцать первым вариантом изобретения;FIG. 22 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with the twenty-first embodiment of the invention;

фиг. 23 - схематичное изображение системы для низкотемпературной сепарации газовой смеси в соответствии с двадцать вторым вариантом изобретения.FIG. 23 is a schematic depiction of a system for low-temperature separation of a gas mixture in accordance with a twenty-second embodiment of the invention.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Некоторые из вариантов изобретения позволяют уменьшить затраты энергии в установках низкотемпературной сепарации (НТС). Данная задача согласно некоторым вариантам изобретения, включая первый вариант предлагаемого способа, может быть решена за счет того, что согласно данному способу, включающему, как и известный процесс НТС для смеси углеводородных газов, охлаждение смеси, расширение смеси или ее части без совершения механической работы, частичную конденсацию смеси при ее расширении, разделение смеси или ее части в ректификационной колонне с получением продуктов в жидкой и газовой фазах, процесс расширения смеси проводят, пропуская смесь через сопловой канал, причем в сопловом канале и/или на входе в сопловой канал поток смеси закручивают, на выходе из соплового канала или его части поток смеси разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых обогащен компонентами тяжелее метана, а другой обеднен этими компонентами, обогащенный поток частично или полностью направляют в ректификационную колонну, а газофазные продукты, полученные в ректификационной колонне, частично или полностью направляют в смесь до ее расширения.Some of the variants of the invention allow to reduce energy costs in low-temperature separation plants (STC). This task according to some variants of the invention, including the first version of the proposed method, can be solved due to the fact that according to this method, which includes, like the well-known STC process for a mixture of hydrocarbon gases, cooling the mixture, expanding the mixture or its part without performing mechanical work, partial condensation of the mixture during its expansion, separation of the mixture or its part in a distillation column to obtain products in the liquid and gas phases, the process of expansion of the mixture is carried out by passing the mixture through the nozzle to The mixture flow is twisted in the nozzle channel and / or at the inlet to the nozzle channel; the enriched stream is partially or completely sent to the distillation column, and gas-phase products obtained in the distillation column are partially or completely sent to the mixture before its expansion.

На фиг. 1 представлено схематичное изображение системы 200 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (которая далее для краткости будет именоваться системой 200) в соответствии с первым вариантом изобретения. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 200 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 200. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.FIG. 1 is a schematic depiction of a system 200 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 200 for brevity) in accordance with the first embodiment of the invention. Specialists in the relevant field will understand that system 200 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the operation of system 200. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Система 200 содержит последовательно соединенные первый смеситель 30, первый теплообменник 32, первый холодильный агрегат 34 и сепаратор 36 газ-жидкость. В некоторых вариантах в качестве холодильного агрегата может быть использован теплообменник. У первого смесителя 30 имеются первый и второй входы 30а, 30Ь соответственно. Первый вход 30а является входом не только для первого смесителя, но и входом в систему 200 в целом. Второй вход 30Ь служит входом для возвращаемого потока, назначение которого более подробно будет описано далее. Сепаратор 36 газ-жидкость имеет первый и второй выходы 36а, 36Ь соответственно. Первый выход 36а является выходом для газа/пара, а второй выход 36Ь является выходом для жидкости (или для смешанной фазы). В некоторых вариантах сепаратор 36 газ-жидкость представляет собой конденсатор.The system 200 comprises a series-connected first mixer 30, a first heat exchanger 32, a first refrigeration unit 34 and a gas-liquid separator 36. In some embodiments, a heat exchanger may be used as a refrigeration unit. The first mixer 30 has first and second inputs 30a, 30b, respectively. The first input 30a is the input not only for the first mixer, but also the input to the system 200 as a whole. The second input 30b serves as an input for the return stream, the purpose of which will be described in more detail below. The gas-liquid separator 36 has the first and second outputs 36a, 36b, respectively. The first outlet 36a is the gas / vapor outlet, and the second outlet 36b is the outlet for the liquid (or for the mixed phase). In some embodiments, the gas-liquid separator 36 is a condenser.

Система содержит также устройство 40 для расширения смеси и ректификационную колонну 38. Устройство 40 для расширения смеси подсоединено для приема потока газа/пара к первому выходу 36а сепаратора 36 газ-жидкость, тогда как второй выход 36Ь сепаратора 36 газ-жидкость связан с ректификационной колонной 38 для подачи в нее потока жидкости (или смешанной фазы).The system also contains a device 40 for expanding the mixture and a distillation column 38. The device 40 for expanding the mixture is connected to receive a gas / vapor flow to the first outlet 36a of the gas-liquid separator 36, while the second outlet 36B of the gas-liquid separator 36 is connected to the distillation column 38 to feed a stream of liquid (or mixed phase) into it.

Устройство 40 для расширения смеси имеет первый и второй выходы 40а и 40Ь соответственно. Первый выход 40а подсоединен к ректификационной колонне для подачи в нее первого потока, преимущественно содержащего более тяжелые компоненты. Второй выход 40Ь связан по линии возврата со входом первого теплообменника 32 для обеспечения охлаждения газовой смеси, поступающей в первый смеситель 30.The device 40 for expanding the mixture has the first and second outputs 40a and 40b, respectively. The first outlet 40a is connected to a distillation column for feeding a first stream into it, preferably containing heavier components. The second outlet 40b is connected along the return line to the inlet of the first heat exchanger 32 in order to cool the gas mixture entering the first mixer 30.

Ректификационная колонна 38 имеет первый и второй выходы 38а и 38Ь соответственно. Первый выход 38а по линии возврата связан со вторым входом 30Ь первого смесителя 30. Система 200 содержит также компрессор 42 и второй холодильный агрегат 44, включенный по последовательной схеме между первым выходом 38а ректификационной колонны и вторым входом 30Ь смесителя 30.Distillation column 38 has the first and second outputs 38a and 38b, respectively. The first outlet 38a through the return line is connected to the second inlet 30b of the first mixer 30. The system 200 also includes a compressor 42 and a second refrigeration unit 44 connected in series between the first outlet 38a of the distillation column and the second inlet 30b of the mixer 30.

Перед тем как описать работу системы 200, будет более подробно, со ссылкой на фиг. 2, описано устройство 40 для расширения смеси. Устройство 40 для расширения смеси имеет трубчатый корпус с входным и выходным концами, обозначенными, как А и В соответственно. Устройство 40 для расширения смеси содержит далее устройство 41 для закрутки потока, расположенное вблизи входного конца устройства 40, и сужающийся-расширяющийся сопловой канал 43, расположенный за устройством 41 для закрутки потока. В некоторых вариантах устройство 41 для закрутки потока может содержать по меньшей мере одну лопасть. Сужающийся-расширяющийся сопловой канал 43, расширяясь, переходит в коническую секцию 45, завершающуюся выходным концом В. На выходном конце В, внутри коническойBefore describing the operation of the system 200, it will be described in more detail with reference to FIG. 2, an apparatus 40 for expanding the mixture is described. The device 40 for expanding the mixture has a tubular body with inlet and outlet ends, designated as A and B, respectively. The device 40 for expanding the mixture further comprises a device 41 for swirling the flow, located near the input end of the device 40, and a converging-expanding nozzle channel 43, located behind the device 41 for spinning the flow. In some embodiments, the device 41 for spin flow may contain at least one blade. The tapering-expanding nozzle channel 43, expanding, passes into a conical section 45, which ends with an output end B. At the output end B, inside the conical

- 4 010564 секции 45, расположен делитель 47, способствующий разделению выходных потоков, направляемых к первому и второму выходам 40а, 40Ь соответственно.- 4 010564 section 45, located divider 47, which promotes the separation of output streams directed to the first and second outputs 40a, 40b, respectively.

Устройство 40 для расширения смеси может быть выполнено с установкой устройства 41 для закрутки потока как на входе в сопловой канал, как показано на фиг. 2 (т.е. так, как это предложено в патентных публикациях ЕР 1301588, И8 6372019), так и внутри соплового канала (т.е. так, как это предложено в патентных публикациях ЕР 0496128, \УО 99/01794).The device 40 for expanding the mixture can be performed with the installation of the device 41 for swirling the flow as at the entrance to the nozzle channel, as shown in FIG. 2 (i.e., as proposed in patent publications EP 1301588, I8 6372019), as well as inside the nozzle channel (i.e., as proposed in patent publications EP 0496128, UO 99/01794).

Система 200, показанная на фиг. 1 и 2, работает следующим образом. Поступающий поток 201 смеси, соответствующей природному газу или иной газовой смеси, входит в систему 200 через смеситель 30, где он смешивается с потоком, возвращаемым от ректификационной колонны 38 и содержащим сжатые и охлажденные газофазные продукты. Комбинация поступающего природного газа и возвращаемых продуктов дополнительно охлаждается в первом теплообменнике 32. В соответствии с общей особенностью изобретения первый теплообменник 32 облегчает рекуперацию тепловой энергии, что в данном варианте соответствует повторному использованию энергии, служащей для охлаждения различных потоков внутри системы. Более конкретно, первый теплообменник 32 охлаждает поступающую газовую смесь в виде природного газа путем переноса тепла от смеси в виде природного газа к потоку, возвращаемому от второго выхода 40Ь устройства 40 для расширения смеси, в результате чего происходит охлаждение смеси в виде природного газа.The system 200 shown in FIG. 1 and 2, works as follows. The incoming stream 201 of a mixture corresponding to natural gas or another gas mixture enters the system 200 through the mixer 30, where it is mixed with the stream returned from the distillation column 38 and containing compressed and cooled gas-phase products. The combination of incoming natural gas and recovered products is further cooled in the first heat exchanger 32. In accordance with the general feature of the invention, the first heat exchanger 32 facilitates the recovery of thermal energy, which in this embodiment corresponds to the reuse of energy used to cool various streams within the system. More specifically, the first heat exchanger 32 cools the incoming gas mixture in the form of natural gas by transferring heat from the mixture in the form of natural gas to the flow returned from the second outlet 40b of the device 40 to expand the mixture, resulting in cooling of the mixture in the form of natural gas.

Смесь в виде природного газа перед подачей ее в сепаратор 36 газ-жидкость дополнительно охлаждают в первом холодильном агрегате 34. Внутри сепаратора 36 газ-жидкость смесь в виде природного газа разделяется на поток газа/пара и на поток, содержащий жидкую (или смешанную) фазу. Поток газа/пара поступает из сепаратора 36 газ-жидкость через его первый выход 36а непосредственно в устройство 40 для расширения смеси. Поток жидкости поступает из сепаратора 36 газ-жидкость через его второй выход 36Ь непосредственно в ректификационную колонну 38.The mixture in the form of natural gas before supplying it to the gas-liquid separator 36 is further cooled in the first refrigeration unit 34. Inside the gas-liquid separator 36, the mixture in the form of natural gas is divided into a gas / vapor stream and into a stream containing a liquid (or mixed) phase . The gas / vapor stream flows from the gas-liquid separator 36 through its first outlet 36a directly to the device 40 for expanding the mixture. The liquid flow enters from the gas-liquid separator 36 through its second outlet 36b directly into the distillation column 38.

На первом выходе 38а ректификационной колонны получают газофазные продукты, а на ее втором выходе 38Ь - жидкие продукты. Газофазные продукты сжимают в компрессоре 42 и охлаждают во втором холодильном агрегате 44 перед тем, как произвести их смешение с упомянутой поступающей (исходной) смесью 201.At the first outlet 38a of the distillation column, gas-phase products are obtained, and at its second outlet 38b liquid products are obtained. Gas-phase products are compressed in compressor 42 and cooled in a second refrigeration unit 44 before mixing them with said incoming (initial) mixture 201.

Как это показано на фиг. 2, внутри устройства 40 для расширения смеси входящий поток газа/пара разделяют на первый и второй потоки. Смесь на основе природного газа входит в устройство 40 для расширения смеси, закручивается с помощью устройства 41 для закрутки потока и расширяется, проходя через сужающийся-расширяющийся сопловой канал 43. В процессе расширения потока смеси более тяжелые компоненты смеси движутся от центральной оси, в то время как более легкие компоненты остаются вблизи центральной оси. Именно поэтому поток газовой смеси разделяется по меньшей мере на первый и второй потоки таким образом, что первый поток содержит в основном более тяжелые компоненты, а второй поток содержит в основном более легкие компоненты. Первый поток выходит из устройства 40 для расширения смеси через его первый выход 40а. Второй поток выходит из устройства 40 для расширения смеси через его второй выход 40Ь.As shown in FIG. 2, inside the device 40 for expanding the mixture, the incoming gas / vapor stream is divided into first and second streams. The mixture based on natural gas enters the device 40 to expand the mixture, is twisted using the device 41 to spin the flow and expands, passing through the tapering-expanding nozzle channel 43. In the process of expanding the flow of the mixture, the heavier components of the mixture move from the central axis, while as lighter components remain near the central axis. That is why the flow of the gas mixture is divided at least into the first and second streams in such a way that the first stream contains mostly heavier components, and the second stream contains mostly lighter components. The first stream exits the device 40 to expand the mixture through its first outlet 40a. The second stream exits the device 40 to expand the mixture through its second outlet 40b.

Более конкретно, в некоторых из вариантов системы температура потока газа/пара во время процесса расширения понижается в достаточной степени для того, чтобы вызвать частичную конденсацию смеси, т. е. образование конденсата. Капли конденсата в поле центробежных сил движутся к стенкам устройства 40 для расширения смеси, формируя возле стенок двухфазный поток. Когда газовая смесь представляет собой природный газ, первый поток содержит компоненты тяжелее метана, тогда как второй поток имеет значительно более высокое содержание метана.More specifically, in some of the system variants, the gas / vapor flow temperature during the expansion process is sufficiently lowered to cause a partial condensation of the mixture, i.e. the formation of condensate. Drops of condensate in the field of centrifugal forces move to the walls of the device 40 to expand the mixture, forming a two-phase flow near the walls. When the gas mixture is natural gas, the first stream contains components heavier than methane, while the second stream has a significantly higher methane content.

Так как в процессе расширения при закрутке смеси в устройстве 40 для расширения смеси статическое давление смеси оказывается ниже давления на выходах из устройства 40 для расширения смеси, разделение смеси внутри соплового канала происходит при более низких температурах, чем температура смеси при ее прохождении через указанные выходы. При этом в некоторых вариантах за счет возвращения газофазного продукта из ректификационной колонны 38 в поступающую смесь 201 до ее обработки обеспечивается более глубокое разделение смеси.Since in the expansion process, when the mixture is spun in the device 40 for expanding the mixture, the static pressure of the mixture is lower than the pressure at the outlets from the device 40 for expanding the mixture, separation of the mixture inside the nozzle channel occurs at lower temperatures than the temperature of the mixture as it passes through the specified outlets. However, in some embodiments, by returning the gas-phase product from the distillation column 38 to the incoming mixture 201 before it is processed, a deeper separation of the mixture is provided.

После разделения потоков в устройстве 40 для расширения смеси по меньшей мере один из них можно сжимать, пропуская поток через диффузор. На фиг. 2 представлен пример, когда в устройстве для расширения смеси на выходе из соплового канала поток смеси разделяют на два потока, причем каждый из потоков затем сжимается в диффузоре. Это позволяет уменьшить потери давления на устройстве 40 для расширения смеси.After separation of the flows in the device 40 to expand the mixture, at least one of them can be compressed by passing the flow through the diffuser. FIG. 2 shows an example when in the device for expanding the mixture at the outlet of the nozzle channel the flow of the mixture is divided into two streams, each of which is then compressed in a diffuser. This allows you to reduce the pressure loss on the device 40 to expand the mixture.

До расширения смесь или ее часть можно смешивать в эжекторе с газофазными продуктами, поступающими из ректификационной колонны. Пример такой реализации иллюстрируется на фиг. 1, на которой эжектор используется в качестве смесителя 30.Before expansion, the mixture or its part can be mixed in the ejector with gas-phase products coming from the distillation column. An example of such an implementation is illustrated in FIG. 1, in which an ejector is used as a mixer 30.

В следующем варианте предлагаемого способа низкотемпературной сепарации смеси углеводородных газов, включающем охлаждение смеси; расширение смеси или ее части без совершения механической работы; частичную конденсацию смеси при ее расширении; разделение смеси или ее части в ректификационной колонне с получением продуктов в жидкой и газовой фазах, процесс расширения смеси проводят, в соответствии с изобретением, пропуская смесь через сопловой канал. При этом в сопловомIn the next version of the proposed method of low-temperature separation of a mixture of hydrocarbon gases, including cooling the mixture; expansion of the mixture or its parts without performing mechanical work; partial condensation of the mixture during its expansion; separation of the mixture or its part in the distillation column to obtain products in the liquid and gas phases, the process of expansion of the mixture is carried out, in accordance with the invention, passing the mixture through the nozzle channel. At the same time in the nozzle

- 5 010564 канале и/или на входе в сопловой канал поток смеси закручивают, на выходе из соплового канала или его части поток смеси разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых обогащен компонентами тяжелее метана, а другой обеднен этими компонентами. Обогащенный поток частично или полностью направляют в ректификационную колонну, а газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, частично или полностью смешивают с обедненным потоком.- 5 010564 channel and / or at the entrance to the nozzle channel the flow of the mixture is twisted, at the exit of the nozzle channel or its part the flow of the mixture is divided into at least two streams, one of which is enriched in components heavier than methane and the other is depleted in these components. The enriched stream is partially or fully sent to the distillation column, and gas-phase products coming from the distillation column are partially or completely mixed with the lean stream.

На фиг. 3 дано схематичное изображение системы 300 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 300) в соответствии со вторым вариантом изобретения. Система 300, представленная на фиг. 3, схожа с системой 200, проиллюстрированной на фиг. 1, так что элементы, общие для обеих систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 3 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 300 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратнопрограммных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 300. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.FIG. 3, a schematic representation of a system 300 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 300 for brevity) is given in accordance with a second embodiment of the invention. The system 300 shown in FIG. 3 is similar to the system 200 illustrated in FIG. 1, so that elements common to both systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 3 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1, for brevity will be omitted. Those skilled in the art will recognize that system 300 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software used to make the system 300 work. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects. this option.

Различия между системами 200 и 300 состоят в следующем. Система 300 не содержит первый смеситель 30, первый холодильный агрегат 34, второй холодильный агрегат 44 и первый компрессор 42, но содержит второй смеситель 48 и первый (дроссельный) клапан 50. Первый дроссельный клапан подключен между вторым выходом 36Ь сепаратора 36 газ-жидкость и ректификационной колонной 38. Второй смеситель 48 имеет первый и второй выходы, которые выполнены с возможностью принимать и смешивать потоки газа/пара, поступающие из устройства 40 для расширения смеси и ректификационной колонны 38. У второго смесителя имеется также выход, с которого газовая смесь может поступать к первому теплообменнику 32.The differences between systems 200 and 300 are as follows. The system 300 does not contain the first mixer 30, the first refrigeration unit 34, the second refrigeration unit 44 and the first compressor 42, but contains the second mixer 48 and the first (throttle) valve 50. The first throttle valve is connected between the second outlet 36b of the gas-liquid separator 36 and distillation column 38. The second mixer 48 has first and second outlets, which are designed to accept and mix gas / vapor streams coming from the device 40 for expanding the mixture and the distillation column 38. The second mixer also has an outlet d, from which the gas mixture can flow to the first heat exchanger 32.

При работе системы исходную смесь 301 охлаждают в первом теплообменнике 32 перед подачей ее прямо в сепаратор 36. Поток жидкости из сепаратора 36 направляют через дроссельный клапан 50 в ректификационную колонну 38. Газофазные продукты из ректификационной колонны смешивают во втором смесителе 48 со вторым потоком (содержащим в основном более легкие компоненты сепарации) от устройства 40 для расширения смеси с получением смешанного потока для линии возврата. Данный поток затем проходит через первый теплообменник 32, в котором тепло переносится от исходной смеси 301 к потоку, поступающему по линии возврата, в результате чего происходит охлаждение исходной смеси без добавления энергии в систему 300.When the system is running, the initial mixture 301 is cooled in the first heat exchanger 32 before being fed directly to the separator 36. Liquid flow from the separator 36 is directed through the throttle valve 50 to the distillation column 38. The gas-phase products from the distillation column are mixed in the second mixer 48 with the second stream (containing mainly lighter separation components) from the mixture expansion device 40 to obtain a mixed flow for the return line. This stream then passes through the first heat exchanger 32, in which heat is transferred from the initial mixture 301 to the stream entering the return line, resulting in cooling of the initial mixture without adding energy to the system 300.

Данный способ позволяет уменьшить требуемые перепады давления в установках для низкотемпературной сепарации.This method allows to reduce the required pressure drops in installations for low-temperature separation.

В другом варианте предлагаемого способа низкотемпературной сепарации смеси углеводородных газов, включающем охлаждение смеси; расширение смеси или ее части без совершения механической работы; частичную конденсацию смеси при ее расширении; разделение смеси или ее части в ректификационной колонне с получением продуктов в жидкой и газовой фазах, в соответствии с изобретением процесс расширения смеси проводят, пропуская смесь через сопловой канал, причем в сопловом канале и/или на входе в сопловой канал поток смеси закручивают, на выходе из соплового канала или его части поток смеси разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых обогащен компонентами тяжелее метана, а другой обеднен этими компонентами. Обогащенный поток частично или полностью направляют в смесь до ее расширения, а газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, частично или полностью смешивают с обедненным потоком.In another embodiment of the proposed method of low-temperature separation of a mixture of hydrocarbon gases, including cooling the mixture; expansion of the mixture or its parts without performing mechanical work; partial condensation of the mixture during its expansion; the separation of the mixture or its part in the distillation column to obtain products in the liquid and gas phases, in accordance with the invention, the expansion of the mixture is carried out by passing the mixture through the nozzle channel, and in the nozzle channel and / or at the entrance to the nozzle channel the flow of the mixture is twisted, at the exit From the nozzle channel or its part, the mixture flow is divided into at least two streams, one of which is enriched in components heavier than methane, and the other is depleted in these components. The enriched stream is partially or completely sent to the mixture before its expansion, and the gas-phase products coming from the distillation column are partially or completely mixed with the depleted stream.

На фиг. 4 дано схематичное изображение системы 400 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 400) в соответствии с третьим вариантом изобретения. Система 400, представленная на фиг. 4, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 4 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 400 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 400. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.FIG. 4 shows a schematic depiction of a system 400 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 400 for brevity) in accordance with a third embodiment of the invention. The system 400 shown in FIG. 4 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 4 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3 will be omitted for brevity. Specialists in the relevant field will understand that system 400 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the operation of the system 400. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, представленный на фиг. 4, обладает следующими особенностями. Система 400 содержит первый смеситель 30, аналогичный показанному на фиг. 1. Система 400 содержит также второй холодильный агрегат 44 и первый компрессор 42. Однако первый компрессор 42 и второй холодильный агрегат 44 включены между первым теплообменником 32 и вторым входом 30Ь (связанным с линией возврата) первого смесителя 30. При этом первый выход 40а устройства 40 для расширения смеси соединен с первым теплообменником 32, а не с ректификационной колонной 38, как это показано на фиг. 1.The variant shown in FIG. 4, has the following features. The system 400 comprises a first mixer 30, similar to that shown in FIG. 1. System 400 also includes a second refrigeration unit 44 and a first compressor 42. However, the first compressor 42 and the second refrigeration unit 44 are connected between the first heat exchanger 32 and the second inlet 30b (connected to the return line) of the first mixer 30. The first outlet 40a of the device 40 to expand the mixture, it is connected to the first heat exchanger 32, and not to the distillation column 38, as shown in FIG. one.

При работе системы исходную смесь 401 смешивают в первом смесителе 30 с первым потоком (т.е. с потоком, содержащим в основном более тяжелые компоненты смеси, сепарированной в устройстве 40 для расширения смеси). Таким образом, первый поток от первого выхода 40а устройства 40 для расшиDuring operation of the system, the initial mixture 401 is mixed in the first mixer 30 with the first stream (i.e. with a stream containing mostly heavier components of the mixture separated in the device 40 for expanding the mixture). Thus, the first stream from the first output 40a of the device 40 to expand

- 6 010564 рения смеси смешивается с исходной смесью 401. Смесь, выходящую из первого смесителя 30, пропускают затем через первый теплообменник 32, чтобы дополнительно отрегулировать температуру поступающей в него газовой смеси. Первый теплообменник 32 выполнен с возможностью подачи в него, в качестве потока для регулирования температуры, потока с первого выхода устройства 40 для расширения смеси. Благодаря использованию линии возврата снова обеспечивается сохранение энергии в системе, за счет чего может быть повышена ее эффективность.- 6 010564 rhenium mixture is mixed with the original mixture 401. The mixture leaving the first mixer 30 is then passed through the first heat exchanger 32, to further adjust the temperature of the gas mixture flowing into it. The first heat exchanger 32 is configured to supply, as a stream for temperature control, the flow from the first outlet of the device 40 to expand the mixture. Thanks to the use of the return line, energy is again saved in the system, due to which its efficiency can be increased.

В некоторых вариантах газофазные продукты, истекающие из ректификационной колонны 38, смешивают со вторым потоком, поступающим со второго выхода 40Ь устройства 40 для расширения смеси, во втором смесителе 48, причем результирующая смесь не может быть выпущена из системы 400.In some embodiments, the gas-phase products flowing out from the distillation column 38 are mixed with the second stream coming from the second outlet 40B of the device 40 for expanding the mixture in the second mixer 48, and the resulting mixture cannot be released from the system 400.

В одном из вариантов способа низкотемпературной сепарации смеси углеводородных газов, включающем охлаждение смеси; расширение смеси или ее части без совершения механической работы; частичную конденсацию смеси при ее расширении; разделение смеси или ее части в ректификационной колонне с получением продуктов в жидкой и газовой фазах, согласно изобретению процесс расширения смеси проводят, пропуская смесь через сопловой канал, причем в сопловом канале и/или на входе в сопловой канал поток смеси закручивают, на выходе из соплового канала или его части поток смеси разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых обогащен компонентами тяжелее метана, а другой - обеднен этими компонентами, обогащенный поток и газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, частично или полностью направляют в смесь до ее расширения.In one embodiment of the method of low-temperature separation of a mixture of hydrocarbon gases, including cooling the mixture; expansion of the mixture or its parts without performing mechanical work; partial condensation of the mixture during its expansion; The separation of the mixture or its part in the distillation column to obtain products in the liquid and gas phases, according to the invention, the process of expansion of the mixture is carried out by passing the mixture through the nozzle channel, and the mixture flow is twisted in the nozzle channel and at the exit of the nozzle channel channel or part of it, the mixture stream is divided into at least two streams, one of which is enriched in components heavier than methane, and the other is depleted in these components, the enriched stream and gas-phase products coming from distillation column, partially or completely directed to the mixture before its expansion.

На фиг. 5 дано схематичное изображение системы 500 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 500) в соответствии с четвертым вариантом изобретения. Система 500, представленная на фиг. 5, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3, 4, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 5 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3, 4, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 500 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 500. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.FIG. 5 shows a schematic depiction of a system 500 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 500 for brevity) in accordance with a fourth embodiment of the invention. The system 500 shown in FIG. 5 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3, 4, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 5 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3, 4, for brevity will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 500 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the operation of the system 500. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, представленный на фиг. 5, обладает следующими особенностями. Система 500 содержит второй теплообменник 52. Второй смеситель 48 и второй теплообменник 52 включены между первым выходом 36а сепаратора 36 газ-жидкость и входом устройства 40 для расширения смеси. Второй теплообменник 52 выполнен также с возможностью принимать первый поток с первого выхода 40а устройства 40 для расширения смеси до того, как этот первый поток поступит к первому теплообменнику 32, как это было описано со ссылкой на фиг. 4.The variant shown in FIG. 5, has the following features. The system 500 comprises a second heat exchanger 52. The second mixer 48 and the second heat exchanger 52 are connected between the first outlet 36a of the gas-liquid separator 36 and the inlet of the device 40 for expanding the mixture. The second heat exchanger 52 is also configured to receive the first stream from the first outlet 40a of the device 40 for expanding the mixture before this first stream goes to the first heat exchanger 32, as described with reference to FIG. four.

При работе системы поток пара от сепаратора 36 смешивают с потоком газа/пара, поступающего с выхода ректификационной колонны 38, во втором смесителе 48. Поток, поступающий из второго смесителя 48, перед пропусканием через устройство 40 для расширения смеси охлаждают во втором теплообменнике 52. Первый поток (с первого выхода 40а устройства 40 для расширения смеси) сначала пропускают через второй теплообменник 52 (для того чтобы охладить поток с выхода второго смесителя 48), а затем - через первый теплообменник 32 (для того чтобы охладить поток с выхода первого смесителя 30). После этого тот же первый поток сжимают в первом компрессоре 42, а затем охлаждают во втором холодильном агрегате 44 перед тем, как произвести его смешение с исходной газовой смесью 501. Второй поток (со второго выхода 40Ь устройства 40 для расширения смеси) может быть подан непосредственно на выход системы 500. Благодаря использованию линии возврата снова обеспечивается сохранение энергии в системе, за счет чего может быть повышена ее эффективность.When the system is operating, the steam flow from the separator 36 is mixed with the gas / vapor stream coming from the outlet of the distillation column 38 in the second mixer 48. The stream coming from the second mixer 48 is cooled in the second heat exchanger 52 before passing through the device 40 to expand the mixture. the stream (from the first outlet 40a of the device 40 for expanding the mixture) is first passed through the second heat exchanger 52 (in order to cool the stream from the outlet of the second mixer 48), and then through the first heat exchanger 32 (in order to cool the stream from the exit the first mixer 30). After that, the same first stream is compressed in the first compressor 42, and then cooled in the second refrigeration unit 44 before mixing it with the original gas mixture 501. The second stream (from the second outlet 40b of the mixture expansion unit 40) can be served directly to the output of the system 500. Through the use of the return line, energy is again saved in the system, due to which its efficiency can be improved.

Некоторые варианты системы 500 облегчают глубокую очистку второго выходного потока от устройства 40 для расширения смеси (т. е. потока, содержащего в основном более легкие компоненты газовой смеси). Более конкретно, применительно к обработке природного газа благодаря смешению первого потока с исходной смесью 501 второй поток может быть существенно обеднен в отношении паровых компонентов тяжелее метана.Some embodiments of system 500 facilitate deep cleaning of the second exit stream from device 40 to expand the mixture (i.e., a stream containing mostly lighter components of the gas mixture). More specifically, in relation to the processing of natural gas by mixing the first stream with the initial mixture 501, the second stream can be significantly depleted in terms of vapor components heavier than methane.

До процесса расширения и/или после него из смеси или ее части можно отсепарировать жидкую фазу, которую пропускают через дроссельный клапан, а полученные продукты направляют в ректификационную колонну. На фиг. 6 в качестве примера дано схематичное изображение системы 600 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 600) в соответствии с пятым вариантом изобретения. Система 600, представленная на фиг. 6, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-5, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 6 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-5, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 600 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 600. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.Before the expansion process and / or after it, the liquid phase can be separated from the mixture or its part, which is passed through the throttle valve, and the resulting products are sent to a distillation column. FIG. 6, as an example, is given a schematic depiction of a system 600 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 600 for brevity) in accordance with a fifth embodiment of the invention. The system 600 shown in FIG. 6 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-5, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 6 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-5, for brevity will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 600 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the operation of system 600. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

- 7 010564- 7 010564

Вариант, представленный на фиг. 6, обладает следующими особенностями. Система 600 содержит второй сепаратор 60 газ-жидкость, у которого имеются первый и второй выходы 60а и 60Ь соответственно, связанные со вторым смесителем 48 и с ректификационной колонной 38. Система 600 содержит также второй (дроссельный) клапан 66, включенный между вторым выходом 60Ь и входом ректификационной колонны 38. Первый выход 40а устройства 40 для расширения смеси выполнен с возможностью подачи первого потока от устройства 40 для расширения смеси ко второму сепаратору 60 газ-жидкость.The variant shown in FIG. 6, has the following features. The system 600 comprises a second gas-liquid separator 60, which has first and second outlets 60a and 60b, respectively, associated with a second mixer 48 and with a distillation column 38. System 600 also contains a second (throttle) valve 66 connected between the second outlet 60b and the entrance of the distillation column 38. The first output 40a of the device 40 for expanding the mixture is made with the possibility of feeding the first stream from the device 40 for expanding the mixture to the second separator 60 gas-liquid.

При работе системы, поскольку в ней имеются два сепаратора 36, 60 газ-жидкость, сепарация жидкости проводится дважды: до и после расширения различных форм смеси в устройстве 40 для расширения смеси. Более конкретно, первый поток от устройства 40 для расширения смеси подают во второй сепаратор 60 газ-жидкость, который формирует второй поток паровой фазы и второй поток жидкости. Второй поток жидкости проходит через второй дроссельный клапан 66 и поступает в ректификационную колонну 38. Второй поток паровой фазы смешивают со вторым потоком из устройства 40 для расширения смеси во втором смесителе 48. Смесь, полученную во втором смесителе 48, пропускают через первый теплообменник 32, как это было описано раньше.During the operation of the system, since it has two gas-liquid separators 36, 60, the liquid is separated twice: before and after the expansion of various forms of the mixture in the device 40 to expand the mixture. More specifically, the first stream from the mixture expansion device 40 is fed to the second gas-liquid separator 60, which forms the second vapor phase stream and the second liquid stream. The second liquid stream passes through the second throttle valve 66 and enters the distillation column 38. The second vapor phase stream is mixed with the second stream from the device 40 to expand the mixture in the second mixer 48. The mixture obtained in the second mixer 48 is passed through the first heat exchanger 32, as it has been described before.

Во всех описанных вариантах способа поступающий из ректификационной колонны газофазный продукт можно дополнительно охладить. На фиг. 7 в качестве примера дано схематичное изображение системы 700 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 700) в соответствии с шестым вариантом изобретения. Система 700, представленная на фиг. 7, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-6, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 7 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-6, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 700 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 700. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In all the described embodiments of the method, the gas-phase product coming from the distillation column can be further cooled. FIG. 7, as an example, is given a schematic depiction of a system 700 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 700 for brevity) in accordance with the sixth embodiment of the invention. System 700 shown in FIG. 7 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-6, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 7 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-6 for brevity will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 700 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the operation of the system 700. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 700, обладает следующими особенностями. Второй теплообменник 52 включен между первым дроссельным клапаном 50 и входом ректификационной колонны 38. Второй холодильный агрегат 44 включен между ректификационной колонной 38 и вторым теплообменником 52. Более конкретно, второй холодильный агрегат 44 установлен с возможностью приема и охлаждения газофазных продуктов, поступающих с первого выхода 38а ректификационной колонны 38. Второй теплообменник 52 связан также с первым смесителем 30 для того, чтобы подавать охлажденные газофазные продукты от ректификационной колонны 38 в качестве возвращаемого входного потока к первому смесителю 30.Option corresponding to the system 700, has the following features. The second heat exchanger 52 is connected between the first choke valve 50 and the inlet of the distillation column 38. The second refrigeration unit 44 is connected between the distillation column 38 and the second heat exchanger 52. More specifically, the second refrigeration unit 44 is installed with the possibility of receiving and cooling gas-phase products from the first output 38a distillation column 38. The second heat exchanger 52 is also connected to the first mixer 30 in order to supply cooled gas-phase products from the distillation column 38 as a return by thallium input to first mixer 30.

При работе системы исходную смесь 701 смешивают с газофазными продуктами, поступающими из ректификационной колонны 38, как это показано на фиг. 1. Однако сначала, до смешения с исходной смесью, газофазные продукты охлаждают посредством второго холодильного агрегата 44 и второго теплообменника 52. При этом второй теплообменник 52 нагревает второй поток от сепаратора 36 газжидкость до его подачи в ректификационную колонну 38. Такое выполнение способствует более рациональному распределению потоков массы и энтальпии в процессе низкотемпературной сепарации.During operation of the system, the initial mixture 701 is mixed with gas-phase products coming from the distillation column 38, as shown in FIG. 1. However, first, before mixing with the initial mixture, the gas-phase products are cooled by the second refrigeration unit 44 and the second heat exchanger 52. At the same time, the second heat exchanger 52 heats the second stream from the separator 36 gas-liquid before it is fed to the distillation column 38. This implementation contributes to a more rational distribution mass flow and enthalpy in the process of low-temperature separation.

В некоторых вариантах способа по меньшей мере часть газофазного продукта, поступающего из ректификационной колонны, направляют в смесь до ее расширения вместе с частью продуктов, полученных при пропускании отсепарированной из смеси жидкости через дроссельный клапан. На фиг. 8 в качестве примера дано схематичное изображение системы 800 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 800) в соответствии с седьмым вариантом изобретения. Система 800, представленная на фиг. 8, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-7, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 8 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-7, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 800 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 800. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In some embodiments of the method, at least part of the gas-phase product coming from the distillation column is sent to the mixture prior to its expansion together with part of the products obtained by passing the liquid separated from the mixture through the throttle valve. FIG. 8, as an example, is given a schematic depiction of a system 800 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 800 for short) in accordance with a seventh embodiment of the invention. System 800, shown in FIG. 8 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-7, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 8 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-7, for brevity, will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 800 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the operation of the system 800. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 800, обладает следующими особенностями. Сепарирование жидкости из смеси производится дважды до расширения в устройстве 40 для расширения смеси. С этой целью второй сепаратор 60 газ-жидкость включен таким образом, чтобы принимать комбинацию потока жидкости (или двухфазного потока) от первого сепаратора 36 газ-жидкость и газофазных продуктов из ректификационной колонны 38. При этом газофазные продукты из ректификационной колонны 38 сначала пропускают через второй теплообменник 52, который получает также жидкую фазу (или двухфазный поток) с выхода второго сепаратора 60. Благодаря этому возможна передача тепловой энергии между двумя названными потоками с соответствующими охлаждением одного потока и нагревом другого для того, чтобы повторно использовать энергию внутри системы 800.Option corresponding to the system 800, has the following features. The separation of the liquid from the mixture is performed twice before expansion in the device 40 to expand the mixture. To this end, the second gas-liquid separator 60 is turned on so as to receive a combination of a liquid flow (or a two-phase flow) from the first gas-liquid separator 36 and gas-phase products from the rectification column 38. At the same time, the gas-phase products from the rectification column 38 are first passed through the second heat exchanger 52, which also receives the liquid phase (or two-phase flow) from the output of the second separator 60. This makes it possible to transfer thermal energy between the two named flows with appropriate cooling from one flow and heating of another in order to reuse the energy within the system 800.

Исходную смесь 801 перед подачей в первый сепаратор 36 газ-жидкость охлаждают в первом тепThe original mixture 801 before serving in the first separator 36 gas-liquid is cooled in the first heat

- 8 010564 лообменнике 32 и дополнительно охлаждают в первом холодильном агрегате 34. Поток жидкости из сепаратора 36 газ-жидкость пропускают через дроссельный клапан 50 и смешивают перед подачей во второй сепаратор 60 газ-жидкость с газофазными продуктами, поступающими из ректификационной колонны 38. Второй сепаратор 60 газ-жидкость формирует второй поток жидкости, который пропускают через второй теплообменник 52, в результате чего происходит охлаждение газофазных продуктов и нагрев второго потока жидкости. После прохождения через второй теплообменник 52 второй поток жидкости поступает в ректификационную колонну 38. В системе предусмотрено также объединение потоков газа/пара от первого и второго сепараторов 36, 60 во втором смесителе 48 до того, как они будут поданы в устройство 40 для расширения смеси, внутри которого в отношении смеси имеет место процесс, описанный выше со ссылками на фиг. 1 и 2 и приводящий к образованию первого и второго потоков. Применительно к обработке природного газа данный способ позволяет достичь более глубокой очистки газового потока за счет удаления более значительной доли компонентов тяжелее метана.- 8 010564 of the exchanger 32 and is additionally cooled in the first refrigerating unit 34. The liquid-gas flow from the separator 36 is passed through the throttle valve 50 and mixed with the gas-phase products coming from the distillation column 38 before being fed to the second separator 60. 60 gas-liquid forms a second fluid flow, which is passed through the second heat exchanger 52, as a result of which the gas-phase products are cooled and the second fluid flow is heated. After passing through the second heat exchanger 52, the second liquid stream enters the distillation column 38. The system also provides for combining the gas / vapor flows from the first and second separators 36, 60 in the second mixer 48 before they are fed into the device 40 to expand the mixture, within which, with respect to the mixture, the process described above with reference to FIG. 1 and 2 and leading to the formation of the first and second streams. With regard to the processing of natural gas, this method allows to achieve a deeper cleaning of the gas stream by removing a larger proportion of the components heavier than methane.

В некоторых вариантах часть отсепарированной из смеси жидкости пропускают через дроссельный клапан, а полученные продукты используют для дополнительного охлаждения смеси, прокачивая их через нагреваемые каналы теплообменника, в котором охлаждают смесь. Далее эти продукты направляют в смесь до ее расширения. На фиг. 9 в качестве примера дано схематичное изображение системы 900 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 900) в соответствии с восьмым вариантом изобретения. Система 900, представленная на фиг. 9, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-8, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 9 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-8, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 900 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 900. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In some embodiments, part of the liquid separated from the mixture is passed through a throttle valve, and the resulting products are used to further cool the mixture, pumping them through the heated channels of the heat exchanger, in which the mixture is cooled. Further, these products are sent to the mixture before its expansion. FIG. 9, by way of example, is given a schematic depiction of a system 900 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 900 for brevity) in accordance with an eighth embodiment of the invention. System 900, shown in FIG. 9 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-8, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 9 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-8, for brevity, will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 900 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the operation of system 900. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 900, обладает следующими особенностями. Первый холодильный агрегат 34 установлен перед первым теплообменником 32. Третий теплообменник 62 включен по последовательной схеме между первым теплообменником 32 и первым сепаратором 36 газ-жидкость. Третий теплообменник 62 выполнен также с возможностью получения части жидкого (или двухфазного) потока от первого сепаратора 36 газ-жидкость. В связи с этим между вторым выходом 36Ь первого сепаратора и третьим теплообменником 62 включен второй дроссельный клапан 66 для того, чтобы предотвратить реверсирование потока и поддерживать напорное давление через третий теплообменник 62. Кроме того, как и в системе 500, представленной на фиг. 5, газофазные продукты с выхода ректификационной колонны 38 объединяют перед расширением в смесителе 48 с потоком газа/пара от первого сепаратора 36 газ-жидкость. С этой целью аналогично тому, как это показано на фиг. 8, второй теплообменник 52 включен между первым выходом 38а ректификационной колонны 38 и вторым смесителем 48. Второй теплообменник 52 также получает часть потока жидкости от первого сепаратора 36 газ-жидкость, причем между ними включен первый дроссельный клапан 50.Option corresponding to the system 900, has the following features. The first refrigeration unit 34 is installed in front of the first heat exchanger 32. The third heat exchanger 62 is connected in series between the first heat exchanger 32 and the first gas-liquid separator 36. The third heat exchanger 62 is also configured to receive a portion of the liquid (or two-phase) flow from the first gas-liquid separator 36. Therefore, a second throttle valve 66 is turned on between the second outlet 36b of the first separator and the third heat exchanger 62 in order to prevent flow reversal and to maintain the pressure pressure through the third heat exchanger 62. In addition, as in the system 500 shown in FIG. 5, the gas-phase products from the outlet of the distillation column 38 are combined with the gas / vapor stream from the first gas-liquid separator 36 before expansion in the mixer 48. For this purpose, in the same way as shown in FIG. 8, the second heat exchanger 52 is connected between the first outlet 38a of the distillation column 38 and the second mixer 48. The second heat exchanger 52 also receives a portion of the fluid flow from the first gas-liquid separator 36, with the first throttle valve 50 included between them.

При работе системы часть потока жидкости от первого сепаратора 36 газ-жидкость используют для охлаждения исходной смеси 901. Исходную смесь 901 охлаждают также в первом холодильном агрегате 34, а затем смешивают с частью потока жидкости от первого сепаратора 36 газ-жидкость, как это будет более подробно описано далее. Результирующую смесь дополнительно охлаждают в первом теплообменнике 32 и в третьем теплообменнике 62 перед тем, как подать ее в первый сепаратор 36 газ-жидкость. Как должно быть понятно из предыдущего описания, первый сепаратор 36 газ-жидкость формирует поток газа/пара и поток жидкости (двухфазный поток). Поток газа/пара смешивают во втором смесителе 48 с газофазными продуктами из ректификационной колонны 38, а результирующую смесь газа/пара расширяют и разделяют на первый и второй потоки, как это было описано выше со ссылками на фиг. 1 и 2. Первый поток подают в ректификационную колонну 38, а второй поток возвращают в первый теплообменник 32. Как и в ранее описанных системах, теплообменники способствуют повторному использованию энергии внутри системы 900, повышая тем самым ее эффективность.When the system is operating, a portion of the fluid flow from the first gas-liquid separator 36 is used to cool the initial mixture 901. The initial mixture 901 is also cooled in the first refrigeration unit 34, and then mixed with a portion of the liquid stream from the first gas-liquid separator 36, as it will be described in detail below. The resultant mixture is further cooled in the first heat exchanger 32 and in the third heat exchanger 62 before feeding it to the first gas-liquid separator 36. As should be clear from the previous description, the first gas-liquid separator 36 forms a gas / vapor flow and a liquid flow (two-phase flow). The gas / vapor stream is mixed in a second mixer 48 with gas phase products from distillation column 38, and the resulting gas / vapor mixture is expanded and divided into first and second streams, as described above with reference to FIG. 1 and 2. The first stream is fed to the distillation column 38, and the second stream is returned to the first heat exchanger 32. As in the previously described systems, the heat exchangers promote energy reuse within the system 900, thereby increasing its efficiency.

В некоторых вариантах до или после расширения смеси может быть использован турбодетандер. На фиг. 10 в качестве примера дано схематичное изображение системы 1000 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 1000) в соответствии с девятым вариантом изобретения. Система 1000, представленная на фиг. 10, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-9, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 10 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-9, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 1000 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 1000. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In some embodiments, a turboexpander may be used before or after expansion of the mixture. FIG. 10, as an example, is given a schematic depiction of a system 1000 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 1000 for short) in accordance with a ninth embodiment of the invention. The system 1000 shown in FIG. 10 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-9, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 10 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-9, for brevity will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 1000 also contains the appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the functioning of the system 1000. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 1000, обладает следующими особенностями. Система 1000 соThe variant corresponding to the system 1000 has the following features. System 1000 with

- 9 010564 держит турбину 70, установленную между вторым выходом 40Ь устройства 40 для расширения смеси и первым теплообменником 32. Система 1000 содержит также второй компрессор 64, включенный по последовательной схеме между первым компрессором 42 и вторым входом 30Ь первого смесителя 30.- 9 010564 holds a turbine 70 installed between the second output 40b of the device 40 for expanding the mixture and the first heat exchanger 32. The system 1000 also contains a second compressor 64 connected in series between the first compressor 42 and the second input 30b of the first mixer 30.

При работе системы второй поток, поступающий из второго выхода 40Ь устройства 40 для расширения смеси, пропускают через турбину 70, а затем через первый теплообменник 32. В некоторых вариантах турбина или аналогичное устройство типа турбодетандера для расширения смеси может быть использовано для обеспечения ее дополнительного расширения либо до того, либо после того, как смесь пройдет через устройство 40 для расширения смеси. Кроме того, исходную смесь 1001 смешивают с возвращаемым потоком газа/пара, который включает части потока жидкости от второго сепаратора 60 газжидкость. После этого результирующую смесь охлаждают в первом теплообменнике 32 до ее поступления в первый сепаратор 36 газ-жидкость.When the system is operating, the second stream coming from the second outlet 40B of the device 40 to expand the mixture is passed through the turbine 70 and then through the first heat exchanger 32. In some embodiments, a turbine or similar device such as a turboexpander to expand the mixture can be used to provide additional expansion before or after the mixture passes through the device 40 to expand the mixture. In addition, the original mixture 1001 is mixed with a return gas / vapor stream, which includes portions of the liquid stream from the second separator 60 gas fluid. After that, the resulting mixture is cooled in the first heat exchanger 32 until it enters the first gas-liquid separator 36.

Поток жидкости от первого сепаратора 36 газ-жидкость разделяют на первую и вторую части. Первую часть пропускают через дроссельный клапан 50 и подают в ректификационную колонну 38. Вторую часть первого потока жидкости перед тем, как смешать ее с потоком газа/пара от второго сепаратора 60 газ-жидкость, пропускают через второй дроссельный клапан 66. В отличие от этого поток газа/пара от первого сепаратора 36 газ-жидкость пропускают через второй теплообменник 52, где он охлаждается перед тем, как поступить во второй смеситель 48. Второй смеситель принимает также газофазные продукты от ректификационной колонны 38. Выход второго смесителя, как это было описано раньше, связан с устройством 40 для расширения смеси. Первый поток, поступающий из устройства 40 для расширения смеси, направляют во второй сепаратор 60 газ-жидкость. Второй сепаратор формирует также поток жидкости, который поступает непосредственно в ректификационную колонну 38.The fluid flow from the first separator 36 gas-liquid is divided into first and second parts. The first part is passed through the throttle valve 50 and fed to the distillation column 38. The second part of the first liquid flow before mixing it with the gas / vapor flow from the second gas-liquid separator 60, is passed through the second throttle valve 66. In contrast, the flow gas / vapor from the first separator 36 gas-liquid is passed through the second heat exchanger 52, where it is cooled before entering the second mixer 48. The second mixer also receives gas-phase products from the distillation column 38. The output of the second mixer , as described earlier, is associated with the device 40 to expand the mixture. The first stream coming from the device 40 to expand the mixture, is sent to the second separator 60 gas-liquid. The second separator also forms a stream of liquid, which flows directly into the distillation column 38.

Описанное расположение турбины 70 относительно второго потока от устройства 40 для расширения смеси благоприятно для увеличения ресурса лопаток турбины (не изображены), так как в потоке, обтекающем лопатки, количество конденсата (капель) будет уменьшено, что приведет к уменьшению их износа.The arrangement of the turbine 70 relative to the second stream from the device 40 for expanding the mixture is favorable for increasing the resource of turbine blades (not shown), since the amount of condensate (droplets) in the stream flowing over the blades will be reduced, which will reduce their wear.

В некоторых вариантах при недостаточном давлении в смеси, чтобы обеспечить эффективную работу турбодетандера, может быть применен компрессор для дополнительного сжатия смеси. На фиг. 11 в качестве примера дано схематичное изображение системы 1100 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 1100) в соответствии с десятым вариантом изобретения. Система 1100, представленная на фиг. 11, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-10, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 11 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-10, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 1100 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 1100. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In some embodiments, with insufficient pressure in the mixture, in order to ensure the efficient operation of the turboexpander, a compressor may be used to further compress the mixture. FIG. 11, by way of example, is given a schematic depiction of a system 1100 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 1100 for brevity) in accordance with the tenth embodiment of the invention. System 1100 shown in FIG. 11 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-10, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 11 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-10, for brevity will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 1100 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the functioning of the system 1100. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 1100, обладает следующими особенностями. Первый вход 30а первого смесителя 30 снова служит и в качестве входа в систему 1100 в целом, и в качестве входа в первый смеситель 30. Первый компрессор 42 включен по последовательной схеме между первым смесителем 30 и первым холодильным агрегатом 34, который, в свою очередь, подключен по последовательной схеме к первому теплообменнику 32. Первый и второй выходы первого теплообменника 32 связаны с первым сепаратором 36 газ-жидкость и со вторым компрессором 64 соответственно. Второй выход 36Ь первого сепаратора газ-жидкость связан с включенными параллельно первым и вторым дроссельными клапанами 50 и 66 соответственно, которые, в свою очередь, связаны соответственно с ректификационной колонной 38 и со вторым теплообменником 52. Таким образом, поток жидкости (двухфазный поток) от первого сепаратора газ-жидкость разделяют между вторым теплообменником 52 и ректификационной колонной. Второй теплообменник 52 включен с возможностью получения также потока газа/пара от первого сепаратора газ-жидкость до того, как поток газа/пара поступит в устройство 40 для расширения смеси.The variant corresponding to the system 1100 has the following features. The first input 30a of the first mixer 30 again serves as the input to the system 1100 as a whole, and as the entrance to the first mixer 30. The first compressor 42 is connected in a sequential manner between the first mixer 30 and the first refrigeration unit 34, which, in turn, connected in series to the first heat exchanger 32. The first and second outputs of the first heat exchanger 32 are connected to the first gas-liquid separator 36 and the second compressor 64, respectively. The second outlet 36b of the first gas-liquid separator is connected to the first and second throttle valves 50 and 66, connected in parallel, which, in turn, are connected respectively to the distillation column 38 and to the second heat exchanger 52. Thus, the liquid flow (two-phase flow) from the first gas-liquid separator is divided between the second heat exchanger 52 and the distillation column. The second heat exchanger 52 is enabled to also receive a gas / vapor stream from the first gas-liquid separator before the gas / vapor stream enters the device 40 to expand the mixture.

Система 1100 особенно полезна, когда в процессе ее работы исходная смесь 1101 поступает при относительно низком дифференциальном давлении. Более конкретно, исходную смесь 1101 смешивают со вторым потоком, выделенным в устройстве 40 для расширения смеси. Результирующую объединенную смесь затем сжимают в первом компрессоре 42 перед тем, как охладить ее в первом холодильном агрегате 34 и в первом теплообменнике 32.System 1100 is particularly useful when, during its operation, the initial mixture 1101 is fed at a relatively low differential pressure. More specifically, the original mixture 1101 is mixed with the second stream, selected in the device 40 to expand the mixture. The resulting combined mixture is then compressed in the first compressor 42 before cooling it in the first refrigeration unit 34 and in the first heat exchanger 32.

Поток жидкости от первого сепаратора 36 газ-жидкость разделяют на первую часть, которую пропускают через первый дроссельный клапан 50 и подают в ректификационную колонну 38, и на вторую часть, которую пропускают через второй дроссельный клапан 66 и подают во второй теплообменник 52. После прохождения через второй теплообменник 52 вторая часть поступает во второй смеситель 48, где она смешивается с газофазными продуктами из ректификационной колонны 38. Объединенный поток возвращают к первому смесителю 30 для смешения с исходной смесью 1101, как это было описано выше. Поток газа/пара от первого сепаратора 36 подают в устройство 40 для расширения смеси, в котором имеThe fluid flow from the first separator 36 gas-liquid is divided into the first part, which is passed through the first throttle valve 50 and fed into the distillation column 38, and the second part, which is passed through the second throttle valve 66 and fed to the second heat exchanger 52. After passing through the second heat exchanger 52 the second part enters the second mixer 48 where it is mixed with gas-phase products from the distillation column 38. The combined stream is returned to the first mixer 30 for mixing with the original mixture 1101, as it is ylo described above. The gas / vapor stream from the first separator 36 is fed to the device 40 to expand the mixture, in which

- 10 010564 ет место процесс, описанный выше со ссылками на фиг. 1 и 2.- 10 010564 place the process described above with reference to FIG. 1 and 2.

В другом, весьма специфичном варианте после смешения исходной смеси с возвращенными в исходную смесь продуктами смесь дополнительно сжимают в компрессоре. На фиг. 12 в качестве примера дано схематичное изображение системы 1200 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 1200) в соответствии с одиннадцатым вариантом изобретения. Система 1200, представленная на фиг. 12, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-11, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 12 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-11, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 1200 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 1200. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In another, very specific variant, after mixing the initial mixture with the products returned to the initial mixture, the mixture is additionally compressed in the compressor. FIG. 12, by way of example, a schematic representation of a system 1200 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 1200 for brevity) in accordance with the eleventh embodiment of the invention. System 1200, shown in FIG. 12 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-11, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 12 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-11, for brevity will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 1200 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the functioning of the system 1200. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 1200, обладает следующими особенностями. Поток газа/пара на выходе первого сепаратора 36 газ-жидкость разделяют на два потока. Первый поток подают в устройство 40 для расширения смеси. Второй поток подают в турбину 70, которая установлена параллельно устройству 40 для расширения смеси. Первый выход 40а устройства 40 для расширения смеси и выход турбины 70 связаны с входами второго смесителя 48, который, в свою очередь, подсоединен к ректификационной колонне 38. Второй выход 40Ь устройства 40 для расширения смеси и первый выход 38а ректификационной колонны 38 связаны с входами третьего смесителя 68, который, в свою очередь, связан с последовательно включенными вторым теплообменником 52 и вторым компрессором 64. Система 1200 применима в ситуациях, в которых желательно обеспечить повышенное давление в системе для увеличения эффективности сепарации смеси.Option corresponding to the system 1200, has the following features. The gas / vapor stream at the outlet of the first gas-liquid separator 36 is divided into two streams. The first stream is fed to the device 40 to expand the mixture. The second stream is fed to the turbine 70, which is installed parallel to the device 40 to expand the mixture. The first outlet 40a of the device 40 for expanding the mixture and the outlet of the turbine 70 are connected to the inputs of the second mixer 48, which, in turn, is connected to the distillation column 38. The second output 40b of the device 40 to expand the mixture and the first output 38a of the distillation column 38 are connected to the inputs of the third the mixer 68, which, in turn, is connected with the series-connected second heat exchanger 52 and the second compressor 64. The system 1200 is applicable in situations in which it is desirable to provide increased pressure in the system to increase the efficiency and separation of the mixture.

При работе системы после смешения исходной смеси 1201 с частью потока жидкости от первого сепаратора 36 газ-жидкость результирующую смесь сжимают в компрессоре 42 и охлаждают в первом холодильном агрегате 34 и в первом теплообменнике 32. Другую часть потока жидкости от первого сепаратора 36 газ-жидкость пропускают через дроссельный клапан 50 и подают в ректификационную колонну 38. Поток газа/пара от первого сепаратора 36 газ-жидкость также разделяют на две части. Первую часть направляют в турбину 70, а вторую - в устройство 40 для расширения смеси. Первый поток из устройства 40 для расширения смеси и поток с выхода турбины 70 смешивают и подают в ректификационную колонну 38. Второй поток смешивают с газофазными продуктами, поступающими из ректификационной колонны 38, и перед их выпуском из системы пропускают через второй теплообменник 52 и компрессор 64.When the system is running, after mixing the initial mixture 1201 with a part of the fluid flow from the first gas-liquid separator 36, the resulting mixture is compressed in the compressor 42 and cooled in the first refrigeration unit 34 and in the first heat exchanger 32. The other part of the liquid-flow from the first gas-liquid separator 36 is passed through the throttle valve 50 and fed into the distillation column 38. The gas / vapor flow from the first separator 36 gas-liquid is also divided into two parts. The first part is sent to the turbine 70, and the second to the device 40 to expand the mixture. The first stream from the device 40 to expand the mixture and the stream from the outlet of the turbine 70 is mixed and fed into the distillation column 38. The second stream is mixed with gas-phase products coming from the distillation column 38, and before their release from the system passes through the second heat exchanger 52 and the compressor 64.

В одном, весьма специфичном варианте газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, охлаждают, расширяют и выделяют обогащенную компонентами тяжелее метана часть продуктов, которую частично или полностью направляют в ректификационную колонну. На фиг. 13 в качестве примера дано схематичное изображение системы 1300 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 1300) в соответствии с двенадцатым вариантом изобретения. Система 1300, представленная на фиг. 13, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-12, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 13 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-12, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 1300 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 1300. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In one very specific variant, gas-phase products coming from the distillation column cool, expand and separate the part of the products enriched with components heavier than methane, which are partially or completely sent to the distillation column. FIG. 13, by way of example, is given a schematic depiction of a system 1300 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 1300 for brevity) in accordance with a twelfth embodiment of the invention. System 1300 shown in FIG. 13 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-12, so that the elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 13 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-12, will be omitted for brevity. Specialists in the relevant field will understand that system 1300 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools used to ensure the operation of the system 1300. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 1300, обладает следующими особенностями. Система 1300 содержит второе устройство 80 для расширения смеси, аналогичное по конструкции и функции устройству 40 для расширения смеси, описанному ранее со ссылкой на фиг. 2. Подобно первому устройству 40 для расширения смеси устройство 80 для расширения смеси имеет первый и второй выходы 80а, 80Ь соответственно. Первый выход 80а предназначен для подачи первого потока, содержащего более тяжелые компоненты, во второй сепаратор 60 газ-жидкость, тогда как второй выход 80Ь служит для объединения второго потока, содержащего более легкие компоненты, с потоком газа/пара от второго сепаратора 60 газ-жидкость. Система 1300 содержит также насос 72 и третий дроссельный клапан 74, включенный по последовательной схеме между потоком жидкости (или двухфазным потоком) от второго сепаратора 60 газ-жидкость (т.е. между его вторым выходом 60Ь) и третьим теплообменником 62, который, в свою очередь, связан с ректификационной колонной 38. Газофазные продукты из ректификационной колонны 38 также пропускают через третий теплообменник 62.The option corresponding to the 1300 system has the following features. The system 1300 comprises a second device 80 for expanding the mixture, similar in construction and function to the device 40 for expanding the mixture described earlier with reference to FIG. 2. Similar to the first device 40 for expanding the mixture, the device 80 for expanding the mixture has first and second outputs 80a, 80b, respectively. The first outlet 80a is intended to supply the first stream containing the heavier components to the second gas-liquid separator 60, while the second outlet 80B serves to combine the second stream containing the lighter components with the gas / vapor stream from the second gas-liquid separator 60 . System 1300 also includes a pump 72 and a third butterfly valve 74, connected in a sequential pattern between the fluid flow (or two-phase flow) from the second gas-liquid separator 60 (i.e., between its second output 60b) and the third heat exchanger 62, which, in turn associated with a distillation column 38. Gas-phase products from the distillation column 38 is also passed through the third heat exchanger 62.

При работе системы газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны 38, охлаждают, расширяют (во втором устройстве 80 для расширения смеси) и разделяют, причем результирующий второй поток от второго устройства 80 для расширения смеси направляют частично или полностью обратно в ректификационную колонну 38.When the system is operating, the gas-phase products coming from the distillation column 38 are cooled, expanded (in the second device 80 for expanding the mixture) and separated, the resulting second stream from the second device 80 for expanding the mixture being sent partially or completely back to the distillation column 38.

- 11 010564- 11 010564

В некоторых вариантах газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, дополнительно сжимают в компрессоре. На фиг. 14 в качестве примера дано схематичное изображение системы 1400 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 1400) в соответствии с тринадцатым вариантом изобретения. Система 1400, представленная на фиг. 14, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-13, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 14 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-13, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 1400 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 1400. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In some embodiments, the gas-phase products from the rectification column are further compressed in the compressor. FIG. 14, as an example, is given a schematic depiction of a system 1400 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 1400 for brevity) in accordance with a thirteenth embodiment of the invention. System 1400 shown in FIG. 14 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-13, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 14 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-13, for brevity will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 1400 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the functioning of the system 1400. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 1400, обладает следующими особенностями. В системе 1400 имеется петля охлаждения и сжатия, предусмотренная между первым выходом 38а ректификационной колонны 38 и входом второго сепаратора 60 газ-жидкость и содержащая включенные последовательно третий теплообменник 76, второй компрессор 64 и второй холодильный агрегат 44. При этом выход второго холодильного агрегата включен в линию возврата, проходящую через третий теплообменник 76. Первый выход 60а (соответствующий выходу для потока газа/пара) второго сепаратора 60 газ-жидкость связан со вторым устройством 80 для расширения смеси. Первый выход 80а данного устройства 80 (соответствующий более тяжелым компонентам, выделенным в результате процесса расширения и разделения) связан с ректификационной колонной 38, а поток с его второго выхода 80Ь объединяют с потоком со второго выхода 40Ь устройства 40 для расширения смеси.The option corresponding to the 1400 system has the following features. System 1400 has a cooling and compression loop provided between the first outlet 38a of the distillation column 38 and the inlet of the second gas-liquid separator 60 and containing a third heat exchanger 76 connected in series, a second compressor 64 and the second refrigeration unit 44. The output of the second refrigeration unit is included in a return line passing through the third heat exchanger 76. The first outlet 60a (corresponding to the outlet for the gas / vapor flow) of the second gas-liquid separator 60 is connected to the second device 80 for expanding the mixture. The first outlet 80a of this device 80 (corresponding to the heavier components separated as a result of the expansion and separation process) is connected to the distillation column 38, and the stream from its second outlet 80b is combined with the stream from the second outlet 40b of the device 40 to expand the mixture.

При работе системы газофазные продукты из ректификационной колонны 38 охлаждают и сжимают в указанной цепи охлаждения и сжатия. Более конкретно, газофазные продукты из ректификационной колонны 38 перед их подачей во второй сепаратор 60 газ-жидкость охлаждают в теплообменнике 76, сжимают в компрессоре 64, охлаждают в холодильном агрегате 44, а затем дополнительно охлаждают в третьем теплообменнике 62. Поток жидкости из второго сепаратора 60 газ-жидкость перед подачей в ректификационную колонну 38 также пропускают через третий теплообменник 62. Работа остальной части системы 1400 аналогична работе системы 1300, представленной на фиг. 13.When the system is operating, the gas-phase products from the rectification column 38 are cooled and compressed in the indicated cooling and compression circuit. More specifically, gas-phase products from distillation column 38 before being fed to the second gas-liquid separator 60 are cooled in a heat exchanger 76, compressed in a compressor 64, cooled in a refrigeration unit 44, and then further cooled in a third heat exchanger 62. Liquid from the second separator 60 gas-liquid before being fed into the distillation column 38 is also passed through the third heat exchanger 62. The work of the rest of the system 1400 is similar to the work of the system 1300 shown in FIG. 13.

В другом весьма специфичном варианте газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, расширяют с получением продукта, обогащенного компонентами тяжелее метана. Данный продукт частично или полностью направляют в ректификационную колонну или возвращают в поток газофазных продуктов до его расширения. На фиг. 15 в качестве примера дано схематичное изображение системы 1500 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 1500) в соответствии с четырнадцатым вариантом изобретения. Система 1500, представленная на фиг. 15, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-14, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 15 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-14, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 1500 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 1500. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In another very specific embodiment, the gas-phase products from the distillation column are expanded to produce a product enriched in components heavier than methane. This product is partially or fully sent to the distillation column or returned to the gas-phase product stream before its expansion. FIG. 15, by way of example, is given a schematic depiction of a system 1500 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 1500 for short) in accordance with a fourteenth embodiment of the invention. System 1500, shown in FIG. 15 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-14, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 15 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-14, for brevity, will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 1500 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the operation of the system 1500. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 1500, обладает следующими особенностями. Первый выход 38а ректификационной колонны 38 связан в системе 1500 с входом второго устройства 80 для расширения смеси через второй холодильный агрегат 44. Первый выход 80а данного устройства 80 связан со вторым сепаратором 60 газ-жидкость. При этом подобно тому, как это было показано на фиг. 14, поток жидкости (двухфазный поток) с выхода данного сепаратора 60 подают в ректификационную колонну 38.Option corresponding to the system 1500, has the following features. The first outlet 38a of the distillation column 38 is connected in the system 1500 to the entrance of the second device 80 for expanding the mixture through the second refrigeration unit 44. The first outlet 80a of this device 80 is connected to the second gas-liquid separator 60. In this case, just as it was shown in FIG. 14, the flow of liquid (two-phase flow) from the outlet of this separator 60 is fed to the distillation column 38.

При работе системы газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны 38, расширяют во втором устройстве 80 для расширения смеси, чтобы сепарировать тяжелые и легкие компоненты, как это было описано выше со ссылкой на фиг. 2. Первый поток (содержащий более тяжелые компоненты) с первого выхода 80а второго устройства 80 для расширения смеси пропускают через второй сепаратор 60 газ-жидкость. Выходной поток жидкости (двухфазный поток) закачивают в ректификационную колонну 38 посредством насоса 72 и третьего дроссельного клапана 74. Поток, поступающий со второго выхода 80Ь устройства 80 для расширения смеси, объединяют с потоками газа/пара, поступающими от второго сепаратора 60 и со второго выхода 40Ь устройства 40 для расширения смеси. Результирующую смесь возвращают в первый теплообменник 32 для охлаждения исходной смеси 1501. Исходную смесь 1501, смешанную с возвращенным потоком (как это было описано выше), перед подачей в первый сепаратор 36 газ-жидкость также подвергают сжатию. Остальные операции аналогичны операциям, выполняемым в ранее описанных системах.When the system is operating, the gas-phase products coming from the distillation column 38 are expanded in the second device 80 to expand the mixture in order to separate the heavy and light components, as described above with reference to FIG. 2. The first stream (containing the heavier components) from the first outlet 80a of the second device 80 for expanding the mixture is passed through the second gas-liquid separator 60. The output fluid flow (two-phase flow) is pumped into the distillation column 38 through the pump 72 and the third throttle valve 74. The stream coming from the second outlet 80b of the device 80 for expanding the mixture is combined with the gas / vapor flows coming from the second separator 60 and from the second outlet 40b device 40 to expand the mixture. The resulting mixture is returned to the first heat exchanger 32 for cooling the original mixture 1501. The initial mixture 1501, mixed with the return flow (as described above), is also compressed before being fed into the first separator 36 gas-liquid. The remaining operations are similar to those performed in the previously described systems.

В других вариантах обогащенный поток, полученный после расширения газофазного продукта, поступающего из ректификационной колонны, направляют в исходную смесь до ее расширения. НаIn other embodiments, the enriched stream obtained after expansion of the gas-phase product coming from the distillation column is sent to the initial mixture prior to its expansion. On

- 12 010564 фиг. 16 в качестве примера дано схематичное изображение системы 1600 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 1600) в соответствии с пятнадцатым вариантом изобретения. Система 1600, представленная на фиг. 16, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-15, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 16 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-15, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 1600 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 1600. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.- 12 010564 FIG. 16, by way of example, is given a schematic depiction of a system 1600 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 1600 for brevity) in accordance with the fifteenth embodiment of the invention. The system 1600 shown in FIG. 16 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-15, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 16 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-15, for brevity, will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 1600 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the operation of the system 1600. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 1600, обладает следующими особенностями. В отличие от системы 1500 система 1600 содержит только первый сепаратор 36 газ-жидкость. Третий теплообменник 62 включен по последовательной схеме между первым выходом 38а ректификационной колонны 38 и входом второго устройства 80 для расширения смеси. Поток с первого выхода 80а данного устройства 80 возвращают через третий дроссельный клапан 74, третий теплообменник 62 и второй теплообменник 52, который связан линией возврата с первым смесителем 30.Option corresponding to the system 1600, has the following features. Unlike system 1500, system 1600 contains only the first gas-liquid separator 36. The third heat exchanger 62 is connected in series between the first outlet 38a of the distillation column 38 and the inlet of the second device 80 for expanding the mixture. The flow from the first outlet 80a of this device 80 is returned via the third throttle valve 74, the third heat exchanger 62 and the second heat exchanger 52, which is connected by a return line to the first mixer 30.

При работе первый поток, сформированный во втором устройстве 80 для расширения смеси, перед тем, как объединить его с исходной смесью 1601, пропускают через третий и второй теплообменники 62, 52 соответственно. Выходной поток жидкости (двухфазный поток) из первого сепаратора 36 газжидкость также объединяют с первым потоком, сформированным во втором устройстве 80 для расширения смеси, перед подачей этого потока во второй теплообменник 52. Второй дроссельный клапан 66 уменьшает давление в выходном потоке жидкости, поступающем в первый сепаратор 36 газ-жидкость. Остальные элементы функционируют так, как это было описано со ссылкой на фиг. 15.In operation, the first stream formed in the second device 80 to expand the mixture, before combining it with the original mixture 1601, is passed through the third and second heat exchangers 62, 52, respectively. The output fluid flow (two-phase flow) from the first separator 36 gas is also combined with the first flow formed in the second device 80 to expand the mixture, before supplying this flow to the second heat exchanger 52. The second throttle valve 66 reduces the pressure in the output fluid flow to the first gas-liquid separator 36. The remaining elements function as described with reference to FIG. 15.

В некоторых вариантах до расширения или после расширения смесь или ее часть пропускают через турбину турбодетандера. На фиг. 17 в качестве примера дано схематичное изображение системы 1700 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 1700) в соответствии с шестнадцатым вариантом изобретения. Система 1700, представленная на фиг. 17, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-16, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 17 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-16, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 1700 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 1700. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In some embodiments, before expansion or after expansion, the mixture or part thereof is passed through a turbine expander turbine. FIG. 17, by way of example, is given a schematic depiction of a system 1700 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 1700 for brevity) in accordance with the sixteenth embodiment of the invention. The system 1700 shown in FIG. 17 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-16, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 17 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-16, for brevity, will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 1700 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the functioning of the system 1700. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 1700, обладает следующими особенностями. Система 1700 содержит четыре сепаратора газ-жидкость, т.е. первый и второй сепараторы 36, 60 соответственно и дополнительно третий и четвертый сепараторы 82, 84 газ-жидкость соответственно. Первый и второй сепараторы 36, 60 газ-жидкость соединены таким образом, что выходной поток газа/пара первого сепаратора 36 газ-жидкость подается во второй сепаратор 60 газ-жидкость. Как показано на фиг. 17, между данными сепараторами включены турбина 70 и второй смеситель 48. Потоки жидкости с выходов первого и второго сепараторов 36, 60 газ-жидкость объединяют и подают в третий сепаратор 82. Выходной поток жидкости из третьего сепаратора 82 подают в четвертый сепаратор 84 через второй теплообменник 52. Выходной поток жидкости из четвертого сепаратора 84 подают в ректификационную колонну 38, а его выходной поток газа/пара подают через второй смеситель 48 во второй сепаратор 60 газ-жидкость. Выходной поток газа/пара из второго сепаратора 60 газ-жидкость подают в устройство 40 для расширения смеси. Компрессорная ступень турбодетандера, служащего для расширения смеси, может быть использована в качестве компрессора 42. Такая схема позволяет улучшить энергопотребление в процессе низкотемпературной сепарации.The variant corresponding to the system 1700 has the following features. System 1700 contains four gas-liquid separators, i.e. the first and second separators 36, 60, respectively, and additionally the third and fourth separators 82, 84 gas-liquid, respectively. The first and second gas-liquid separators 36, 60 are connected in such a way that the gas / vapor output stream of the first gas-liquid separator 36 is fed to the second gas-liquid separator 60. As shown in FIG. 17, a turbine 70 and a second mixer 48 are turned on between these separators. Liquid flows from the outlets of the first and second separators 36, 60 are gas-liquid combined and fed to the third separator 82. The output liquid stream from the third separator 82 is fed to the fourth separator 84 through the second heat exchanger 52. The liquid effluent from the fourth separator 84 is fed to the distillation column 38, and its gas / vapor effluent is fed through the second mixer 48 to the second gas-liquid separator 60. The gas / vapor output stream from the second gas-liquid separator 60 is fed to the device 40 to expand the mixture. The compressor stage of the turbo-expander, which serves to expand the mixture, can be used as a compressor 42. This scheme allows to improve the energy consumption in the process of low-temperature separation.

При работе системы исходную смесь 1701 последовательно охлаждают в первом и втором теплообменниках 32, 52 перед подачей ее в первый сепаратор 36 газ-жидкость. Потоки жидкости из первого и второго сепараторов 36, 60 газ-жидкость объединяют и направляют в третий сепаратор 82 газ-жидкость вместе с первым потоком, формируемым устройством 40 для расширения смеси. Третий сепаратор 82 газ-жидкость формирует поток жидкости, который используют в качестве хладагента во втором теплообменнике 52 перед тем, как подать его для дальнейшей обработки в четвертый сепаратор 84 газжидкость. Поток жидкости, формируемый четвертым сепаратором 84 газ-жидкость, подают затем в ректификационную колонну 38. Потоки газа/пара из третьего и четвертого сепараторов 82, 84 газ-жидкость объединяют и возвращают во второй сепаратор 60 газ-жидкость вместе с потоком газа/пара из первого сепаратора 36 газ-жидкость.During operation of the system, the initial mixture 1701 is sequentially cooled in the first and second heat exchangers 32, 52 before feeding it to the first gas-liquid separator 36. Liquid streams from the first and second gas-liquid separators 36, 60 are combined and sent to the third gas-liquid separator 82 together with the first stream formed by the device 40 for expanding the mixture. The third gas-liquid separator 82 forms a liquid stream, which is used as a refrigerant in the second heat exchanger 52 before it is supplied for further processing to the fourth gas-liquid separator 84. The liquid stream formed by the fourth gas-liquid separator 84 is then fed to the distillation column 38. Gas / vapor streams from the third and fourth gas-liquid separators 82, 84 are combined and returned to the second gas-liquid separator 60 together with the gas / vapor stream the first separator 36 gas-liquid.

В другом варианте из смеси сепарируют жидкую фазу, часть которой пропускают через дроссельный клапан, а полученные продукты используют для охлаждения смеси и направляют в смесь до ее расширения. На фиг. 18 в качестве примера дано схематичное изображение системы 1800 для низкотемпеIn another embodiment, a liquid phase is separated from the mixture, a part of which is passed through a throttle valve, and the resulting products are used to cool the mixture and sent to the mixture before its expansion. FIG. 18 As an example, a schematic representation of the system 1800 for a low tempo is given

- 13 010564 ратурной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 1800) в соответствии с семнадцатым вариантом изобретения. Система 1800, представленная на фиг. 18, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-17, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 18 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-17, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 1800 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 1800. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.- 13 010564 country separation of the gas mixture (hereinafter referred to as the 1800 system for short) in accordance with the seventeenth embodiment of the invention. System 1800, shown in FIG. 18 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-17, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 18 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-17, for brevity, will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that the system 1800 also contains the appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the functioning of the system 1800. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 1800, обладает следующими особенностями. Выходной поток жидкости с выхода 36Ь первого сепаратора 36 газ-жидкость подают в ректификационную колонну 38 и в третий теплообменник 62. Третий теплообменник 62 включен по последовательной схеме между первым теплообменником 32 и первым сепаратором 36 газ-жидкость. При этом третий теплообменник 62 возвращает поток жидкости с выхода 36Ь к первому смесителю 30 через первый компрессор 42 и второй холодильный агрегат 44.The variant corresponding to the system 1800 has the following features. The liquid output from the output 36b of the first gas-liquid separator 36 is fed to the distillation column 38 and to the third heat exchanger 62. The third heat exchanger 62 is connected in a sequential scheme between the first heat exchanger 32 and the first gas-liquid separator 36. In this case, the third heat exchanger 62 returns the fluid flow from the outlet 36b to the first mixer 30 through the first compressor 42 and the second refrigeration unit 44.

При работе поток жидкости из первого сепаратора 36 газ-жидкость используют, как это показано на фиг. 18, для охлаждения исходной смеси 1801. Исходную смесь 1801 сначала охлаждают, пропуская через первый холодильный агрегат 34, а затем смешивают с частью потока жидкости от первого сепаратора 36 газ-жидкость. Эту часть потока жидкости, однако, сначала используют в качестве хладагента в третьем теплообменнике 62, а затем сжимают и охлаждают перед добавлением к исходной смеси 1801. Остальные части системы работают так, как это было описано выше со ссылкой на фиг. 3.In operation, the fluid flow from the first gas-liquid separator 36 is used, as shown in FIG. 18, to cool the initial mixture 1801. The initial mixture 1801 is first cooled, passing through the first refrigeration unit 34, and then mixed with a portion of the liquid stream from the first gas-liquid separator 36. This part of the fluid flow, however, is first used as a refrigerant in the third heat exchanger 62, and then compressed and cooled before being added to the original mixture 1801. The remaining parts of the system work as described above with reference to FIG. 3

В соответствии с другими вариантами до расширения смесь разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых прокачивают через турбину турбодетандера и направляют в ректификационную колонну, а другой расширяют, прокачивая завихренный поток смеси через сопловой канал. На выходе из соплового канала или его части поток смеси разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых обогащен компонентами тяжелее метана, а другой - обеднен этими компонентами; обогащенный поток далее направляют в ректификационную колонну. На фиг. 19 в качестве примера дано схематичное изображение системы 1900 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 1900) в соответствии с восемнадцатым вариантом изобретения. Система 1900, представленная на фиг. 19, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-18, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 19 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-18, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 1900 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратнопрограммных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 1900. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In accordance with other options, the mixture is divided into at least two streams prior to expansion, one of which is pumped through a turbine expander turbine and sent to a distillation column, and the other is expanded by pumping a vortex mixture flow through a nozzle channel. At the exit of the nozzle channel or its part, the mixture stream is divided into at least two streams, one of which is enriched in components heavier than methane, and the other is depleted in these components; enriched stream is then sent to the distillation column. FIG. 19, by way of example, is given a schematic depiction of a system 1900 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 1900 for brevity) in accordance with an eighteenth embodiment of the invention. The system 1900 shown in FIG. 19 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-18, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 19 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-18, for brevity will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 1900 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the functioning of the 1900 system. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects. this option.

Вариант, соответствующий системе 1900, обладает следующими особенностями. Поток газа/пара из первого сепаратора 36 газ-жидкость разделяют на два потока. Первый поток подают в устройство 40 для расширения смеси. Второй поток подают в турбину 70, которая установлена параллельно устройству 40 для расширения смеси. Первый выход 40а устройства 40 для расширения смеси и выход турбины 70 связаны с ректификационной колонной 38. Второй выход 40Ь устройства 40 для расширения смеси и первый выход 38а ректификационной колонны смешивают во втором смесителе 48, который подключен по последовательной схеме к первому теплообменнику 32. Система 1900 применима в ситуациях, когда желательно обеспечить повышенное давление внутри системы для того, чтобы повысить эффективность сепарации смеси.The variant corresponding to the 1900 system has the following features. The gas / vapor stream from the first gas-liquid separator 36 is divided into two streams. The first stream is fed to the device 40 to expand the mixture. The second stream is fed to the turbine 70, which is installed parallel to the device 40 to expand the mixture. The first outlet 40a of the device 40 for expanding the mixture and the outlet of the turbine 70 are connected with a distillation column 38. The second outlet 40b of the device 40 for expanding the mixture and the first outlet 38a of the distillation column are mixed in a second mixer 48 which is connected in series to the first heat exchanger 32. System 1900 applicable in situations where it is desirable to provide increased pressure inside the system in order to increase the efficiency of separation of the mixture.

При работе исходную смесь 1901 охлаждают в первом теплообменнике 32 и сепарируют в первом сепараторе 36 газ-жидкость. Поток жидкости из сепаратора 36 проходит через клапан 50 в ректификационную колонну 38. Поток газа/пара, формируемый первым сепаратором 36 газ-жидкость, перед расширением разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых прокачивают для его расширения через турбину 70 турбодетандера и направляют в ректификационную колонну 38. Второй поток смешивают с газофазными продуктами из ректификационной колонны 38, а результирующую смесь пропускают через первый теплообменник 32 и выводят из системы после сжатия в первом компрессоре 42. Данный способ применим для более глубокой очистки смеси и для удаления из нее, по существу, всех более тяжелых компонентов.In operation, the initial mixture 1901 is cooled in the first heat exchanger 32 and separated in the first gas-liquid separator 36. The fluid flow from separator 36 passes through valve 50 to the distillation column 38. The gas / vapor flow generated by the first gas-liquid separator 36 is divided into at least two streams before expansion, one of which is pumped to expand it through the turbine 70 of the turbine expander and sent to distillation column 38. The second stream is mixed with gas-phase products from distillation column 38, and the resulting mixture is passed through the first heat exchanger 32 and removed from the system after compression in the first compressor 42. This method it is applicable for deeper cleaning of a mixture and for removal from it, in essence, of all heavier components.

Соответственно, в некоторых вариантах обогащенный при расширении поток и часть смеси, прошедшую через турбину турбодетандера, смешивают в эжекторе. На фиг. 20 в качестве примера дано схематичное изображение системы 2000 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 2000) в соответствии с девятнадцатым вариантом изобретения. Система 2000, представленная на фиг. 20, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-19, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 20 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-19, для краткости будут опущены.Accordingly, in some embodiments, the stream enriched during expansion and part of the mixture passing through the turbine of the turbine expander are mixed in an ejector. FIG. 20, as an example, is given a schematic depiction of a system 2000 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 2000 for short) in accordance with a nineteenth embodiment of the invention. The system 2000 shown in FIG. 20 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-19, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 20 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-19, for brevity will be omitted.

- 14 010564- 14 010564

Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 2000 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 2000. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.Specialists in the relevant field will understand that System 2000 also contains the appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the functioning of the System 2000. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 2000, обладает следующими особенностями. Система 2000 почти идентична системе 1900, за исключением того, что в нее не включен компрессор 42. При работе система 2000, как и система 1900, способна обеспечить улучшенную эффективность турбины 70 турбодетандера для расширения смеси, обеспечивая тем самым более глубокое охлаждение газа в турбине 70 и позволяя достичь большей степени сжатия.The variant corresponding to system 2000 has the following features. System 2000 is almost identical to system 1900, except that compressor 42 is not included. When operating, system 2000, like system 1900, is capable of providing improved efficiency of a turbine 70 of a turbo-expander to expand the mixture, thereby providing a deeper cooling of gas in turbine 70 and allowing you to achieve a greater degree of compression.

В другом варианте поток смеси до расширения разделяют по меньшей мере на три потока, один из которых пропускают через клапан с управляемым расходом и либо направляют в ректификационную колонну, либо смешивают с газофазным продуктом, поступающим из ректификационной колонны. На фиг. 21 в качестве примера дано схематичное изображение системы 2100 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 2100) в соответствии с двадцатым вариантом изобретения. Система 2100, представленная на фиг. 21, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-20, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 21 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-20, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 2100 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 2100. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In another embodiment, the mixture flow before expansion is divided into at least three streams, one of which is passed through a valve with a controlled flow rate and is either sent to a distillation column or mixed with a gas-phase product coming from the distillation column. FIG. 21, as an example, is given a schematic depiction of a system 2100 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as system 2100 for brevity) in accordance with the twentieth embodiment of the invention. The system 2100 shown in FIG. 21 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-20, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 21 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-20, for brevity, will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 2100 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the functioning of the system 2100. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 2100, обладает следующими особенностями. Поток, поступающий из первого выхода 36а первого сепаратора 36 газ-жидкость, разделяют между турбиной 70, устройством 40 для расширения смеси и третьим смесителем 68. Третий смеситель 68 получает также первый поток из устройства 40 для расширения смеси и газофазные продукты из ректификационной колонны 38.The option corresponding to the 2100 system has the following features. The stream coming from the first exit 36a of the first gas-liquid separator 36 is divided between the turbine 70, the device 40 for expanding the mixture and the third mixer 68. The third mixer 68 also receives the first stream from the device 40 for expanding the mixture and the gas-phase products from the distillation column 38.

При работе системы поток газа/пара, формируемый первым сепаратором 36, разделяют на три части, которые пропускают через турбину 70, устройство 40 для расширения смеси и третий смеситель 68. Остальные компоненты системы функционируют так, как это было описано выше со ссылками на фиг. 19 и 20. Такой способ позволяет стабилизировать расход через турбину 70 детандера при изменении параметров исходной смеси 2101, например ее расхода.When the system is operating, the gas / vapor flow formed by the first separator 36 is divided into three parts, which are passed through the turbine 70, the device 40 to expand the mixture and the third mixer 68. The remaining components of the system function as described above with reference to FIG. 19 and 20. This method allows to stabilize the flow rate through the turbine 70 of the expander when the parameters of the initial mixture 2101, for example, its flow, are changed.

В соответствии с другими вариантами способа из смеси сепарируют жидкую фазу, часть которой пропускают через дроссельный клапан, а часть полученных продуктов используют для охлаждения смеси и направляют в смесь до ее расширения. На фиг. 22 в качестве примера дано схематичное изображение системы 2200 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 2200) в соответствии с двадцать первым вариантом изобретения. Система 2200, представленная на фиг. 22, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-21, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотрении фиг. 22 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-21, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 2200 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 2200. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.In accordance with other variants of the method, the liquid phase is separated from the mixture, a part of which is passed through a throttle valve, and part of the products obtained is used to cool the mixture and sent to the mixture before its expansion. FIG. 22, by way of example, a schematic representation of a system 2200 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as 2200 for brevity) in accordance with the twenty-first embodiment of the invention. System 2200, shown in FIG. 22 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-21, so that elements common to all systems have the same numerical designation. Moreover, when considering FIG. 22 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-21, for brevity, will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that system 2200 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the functioning of the system 2200. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 2200, обладает следующими особенностями. Второй выход 36Ь (т.е. выход для жидкой фазы) первого сепаратора 36 газ-жидкость и первый выход 40а устройства 40 для расширения смеси связаны со вторым смесителем 48, выход которого, в свою очередь, связан с первым теплообменником 32.The variant corresponding to the system 2200 has the following features. The second outlet 36b (i.e. the outlet for the liquid phase) of the first gas-liquid separator 36 and the first outlet 40a of the device 40 for expanding the mixture are connected to the second mixer 48, the output of which, in turn, is connected to the first heat exchanger 32.

При работе системы результирующую смесь жидкой фазы из первого сепаратора 36 газ-жидкость и первого потока из устройства 40 для расширения смеси используют для охлаждения исходной смеси 2201 в первом теплообменнике 32. Кроме того, эту смесь добавляют к исходной смеси 2201 в первом смесителе 30. Такой способ может быть эффективным в случаях, когда газофазные продукты на выходе из ректификационной колонны содержат относительно легкие компоненты исходной смеси 2201. Например, при обработке природного газа газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны 38, могут иметь очень малые содержания компонентов тяжелее метана.When the system is operating, the resulting mixture of the liquid phase from the first gas-liquid separator 36 and the first stream from the device 40 to expand the mixture is used to cool the initial mixture 2201 in the first heat exchanger 32. In addition, this mixture is added to the initial mixture 2201 in the first mixer 30. Such The method can be effective in cases when gas-phase products leaving the distillation column contain relatively light components of the initial mixture 2201. For example, when processing natural gas, gas-phase products coming from rectifier Discount column 38 may have a very small content of components heavier than methane.

Еще в одном варианте из смеси сепарируют жидкую фазу, которую пропускают через дроссельный клапан, и полученные продукты используют для охлаждения смеси. На фиг. 23 в качестве примера дано схематичное изображение системы 2300 для низкотемпературной сепарации газовой смеси (далее именуемой для краткости системой 2300) в соответствии с двадцать вторым вариантом изобретения. Система 2300, представленная на фиг. 23, схожа с системами, проиллюстрированными на фиг. 1 и 3-22, так что элементы, общие для всех систем, имеют одинаковые цифровые обозначения. При этом при рассмотреIn another embodiment, the mixture is separated from the mixture the liquid phase, which is passed through the throttle valve, and the resulting products are used to cool the mixture. FIG. 23, by way of example, a schematic representation of a system 2300 for low-temperature separation of a gas mixture (hereinafter referred to as a system 2300 for brevity) in accordance with the twenty-second embodiment of the invention. The system 2300 shown in FIG. 23 is similar to the systems illustrated in FIG. 1 and 3-22, so that elements common to all systems have the same numerical designation. In this case, when considering

- 15 010564 нии фиг. 23 части описания, аналогичные частям описания фиг. 1 и 3-22, для краткости будут опущены. Специалистам в соответствующей области будет понятно, что система 2300 содержит также соответствующую комбинацию взаимосвязанных структурных элементов, механических систем, аппаратных, аппаратно-программных и программных средств, которые использованы для обеспечения функционирования системы 2300. Однако на чертеже приведены только те элементы, которые необходимы для описания различных аспектов данного варианта.- 15 010564 nii FIG. 23 parts of the description, similar to parts of the description of FIG. 1 and 3-22, for brevity, will be omitted. Specialists in the relevant field will understand that the system 2300 also contains an appropriate combination of interrelated structural elements, mechanical systems, hardware, hardware and software, and software tools that are used to ensure the functioning of the system 2300. However, the drawing shows only those elements that are necessary to describe various aspects of this option.

Вариант, соответствующий системе 2300, обладает следующими особенностями. Часть потока, поступающего из второго выхода 36Ь первого сепаратора 36 газ-жидкость, и поток, поступающий из первого выхода 40а устройства 40 для расширения смеси, объединяют и пропускают через второй и третий теплообменники 52 и 62. Первый выход 38а ректификационной колонны 38 и соответствующий выход третьего теплообменника 62 соединены и подключены к первому компрессору 42. Первый компрессор 42 включен последовательно с вторым холодильным агрегатом 44, подключенным к первому смесителю 30, в который поступает также исходная смесь 2301.The option corresponding to the 2300 system has the following features. A portion of the stream coming from the second outlet 36b of the first gas-liquid separator 36, and the stream coming from the first outlet 40a of the device 40 for expanding the mixture, are combined and passed through the second and third heat exchangers 52 and 62. The first outlet 38a of the distillation column 38 and the corresponding outlet the third heat exchanger 62 is connected and connected to the first compressor 42. The first compressor 42 is connected in series with the second refrigeration unit 44 connected to the first mixer 30, into which the initial mixture 2301 also flows.

При работе часть потока жидкости из первого сепаратора 36 газ-жидкость объединяют с первым потоком, формируемым устройством 40 для расширения смеси. Результирующую смесь используют для охлаждения потока газа/пара от первого сепаратора 36 газ-жидкость во втором теплообменнике 52 и исходной смеси 2301 в третьем теплообменнике 62 перед тем, как объединить с исходной смесью 2301 в смесителе 30. Система 2300 применима для обработки газовых смесей, когда концентрация целевых компонентов в исходной смеси незначительна.In operation, a portion of the liquid stream from the first gas-liquid separator 36 is combined with the first stream formed by the device 40 for expanding the mixture. The resulting mixture is used to cool the gas / vapor stream from the first gas-liquid separator 36 in the second heat exchanger 52 and the original mixture 2301 in the third heat exchanger 62 before combining with the initial mixture 2301 in mixer 30. The system 2300 is applicable for treating gas mixtures when the concentration of the target components in the initial mixture is negligible.

Вышеприведенное описание лишь иллюстрирует практические приложения принципов изобретения. С учетом представленных данных возможны многочисленные модификации и варианты настоящего изобретения. В связи с этим должно быть понятно, что, не выходя за пределы объема прилагаемой формулы изобретения, можно реализовать изобретение и иначе, чем согласно вышеописанным вариантам.The above description only illustrates the practical applications of the principles of the invention. Considering the data presented, numerous modifications and variations of the present invention are possible. In this regard, it should be clear that, without going beyond the scope of the attached claims, it is possible to implement the invention differently than according to the above options.

Claims (64)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ низкотемпературной сепарации смеси углеводородных газов, включающий охлаждение смеси; расширение смеси или ее части без совершения механической работы; частичную конденсацию смеси при ее расширении; разделение смеси или ее части в ректификационной колонне с получением продуктов в жидкой и газовой фазе, отличающийся тем, что процесс расширения смеси проводят, пропуская смесь через сопловой канал, причем в сопловом канале и/или на входе в сопловой канал поток смеси закручивают, на выходе из соплового канала или его части поток смеси разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых обогащен компонентами тяжелее метана, а другой обеднен этими компонентами, обогащенный поток частично или полностью направляют в ректификационную колонну, а газофазные продукты, полученные в ректификационной колонне, частично или полностью направляют в смесь до ее расширения.1. The method of low-temperature separation of a mixture of hydrocarbon gases, comprising cooling the mixture; expansion of the mixture or its part without mechanical work; partial condensation of the mixture during its expansion; separation of the mixture or its part in a distillation column to obtain products in the liquid and gas phase, characterized in that the process of expansion of the mixture is carried out by passing the mixture through the nozzle channel, and in the nozzle channel and / or at the entrance to the nozzle channel the mixture flow is twisted at the outlet from the nozzle channel or a part thereof, the mixture stream is divided into at least two streams, one of which is enriched in components heavier than methane, and the other is depleted in these components, the enriched stream is partially or completely directed to distillation vessel onnu, and gas-phase products, obtained in the distillation column, partially or completely directed to the mixture before its expansion. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после разделения потоков по меньшей мере один из них сжимают, пропуская поток через диффузор.2. The method according to claim 1, characterized in that after separation of the streams, at least one of them is compressed, passing the stream through a diffuser. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что до расширения смесь или ее часть смешивают в эжекторе с газофазными продуктами, поступающими из ректификационной колонны.3. The method according to claim 1, characterized in that before expansion, the mixture or part thereof is mixed in an ejector with gas-phase products coming from a distillation column. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что до расширения и/или после него из смеси или ее части сепарируют жидкую фазу, последнюю пропускают через дроссельный клапан, а продукты, полученные после клапана, частично или полностью направляют в ректификационную колонну.4. The method according to claim 1, characterized in that prior to expansion and / or after it, the liquid phase is separated from the mixture or its part, the latter is passed through a throttle valve, and the products obtained after the valve are partially or completely sent to the distillation column. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, дополнительно охлаждают.5. The method according to claim 1, characterized in that the gas-phase products coming from the distillation column are further cooled. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что по меньшей мере часть газофазных продуктов, поступающих из ректификационной колонны, направляют в смесь до ее расширения вместе с частью продуктов, полученных после дроссельного клапана.6. The method according to claim 4, characterized in that at least part of the gas-phase products coming from the distillation column are sent to the mixture until it expands along with part of the products obtained after the butterfly valve. 7. Способ по п.4, отличающийся тем, что по меньшей мере часть отсепарированной из смеси жидкой фазы используют для дополнительного охлаждения смеси или ее части и направляют в смесь до ее расширения.7. The method according to claim 4, characterized in that at least a portion of the liquid phase separated from the mixture is used to further cool the mixture or part thereof and is sent to the mixture until it expands. 8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что до расширения или после расширения смесь или ее часть пропускают через турбину турбодетандера.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that before expansion or after expansion, the mixture or part of it is passed through a turbine of an expander. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что до расширения смесь дополнительно сжимают в компрессоре.9. The method according to claim 8, characterized in that prior to expansion the mixture is further compressed in a compressor. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что после смешения с продуктами, направляемыми в исходную смесь до ее расширения, полученную смесь дополнительно сжимают в компрессоре.10. The method according to claim 1, characterized in that after mixing with the products sent to the initial mixture until it expands, the resulting mixture is additionally compressed in a compressor. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, охлаждают, расширяют и выделяют обогащенную компонентами тяжелее метана часть продуктов, которую частично или полностью направляют в ректификационную колонну.11. The method according to claim 10, characterized in that the gas-phase products from the distillation column are cooled, expanded, and a portion of the products enriched with components heavier than methane is recovered, which are partially or completely sent to the distillation column. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, перед охлаждением дополнительно сжимают в компрессоре.12. The method according to claim 11, characterized in that the gas-phase products coming from the distillation column, before cooling, are additionally compressed in a compressor. - 16 010564- 16 010564 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, расширяют с получением продукта, обогащенного компонентами тяжелее метана, последний частично или полностью направляют в ректификационную колонну или возвращают в поток газофазных продуктов до его расширения.13. The method according to p. 12, characterized in that the gas-phase products coming from the distillation column are expanded to obtain a product enriched with components heavier than methane, the latter is partially or completely sent to the distillation column or returned to the gas-phase product stream before expansion. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что обогащенную компонентами тяжелее метана часть продуктов, полученных после расширения газофазного продукта, возвращают в исходную смесь до ее расширения.14. The method according to item 13, wherein the part of the products obtained after expansion of the gas-phase product, enriched in components heavier than methane, is returned to the initial mixture before expansion. 15. Способ по п.5, отличающийся тем, что до расширения или после расширения смесь или ее часть пропускают через турбину турбодетандера.15. The method according to claim 5, characterized in that prior to expansion or after expansion, the mixture or part thereof is passed through a turbine expander turbine. 16. Способ низкотемпературной сепарации смеси углеводородных газов, включающий охлаждение смеси; расширение смеси или ее части без совершения механической работы; частичную конденсацию смеси при ее расширении; разделение смеси или ее части в ректификационной колонне с получением продуктов в жидкой и газовой фазе, отличающийся тем, что процесс расширения смеси проводят, пропуская смесь через сопловой канал, причем в сопловом канале и/или на входе в сопловой канал поток смеси закручивают, на выходе из соплового канала или его части поток смеси разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых обогащен компонентами тяжелее метана, а другой обеднен этими компонентами, обогащенный поток частично или полностью направляют в ректификационную колонну, а газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, частично или полностью смешивают с обедненным потоком.16. A method of low-temperature separation of a mixture of hydrocarbon gases, comprising cooling the mixture; expansion of the mixture or its part without mechanical work; partial condensation of the mixture during its expansion; separation of the mixture or its part in a distillation column to obtain products in the liquid and gas phase, characterized in that the process of expansion of the mixture is carried out by passing the mixture through the nozzle channel, and in the nozzle channel and / or at the entrance to the nozzle channel the mixture flow is twisted at the outlet from the nozzle channel or a part thereof, the mixture stream is divided into at least two streams, one of which is enriched in components heavier than methane, and the other is depleted in these components, the enriched stream is partially or completely directed to distillation vessel onnu, and gas-phase products, coming from the rectifying tower, is partially or completely mixed with the depleted flow. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что после разделения потоков по меньшей мере один из них сжимают, пропуская поток через диффузор.17. The method according to clause 16, characterized in that after separation of the streams at least one of them is compressed, passing the stream through the diffuser. 18. Способ по п.16, отличающийся тем, что до и/или после расширения из смеси или ее части сепарируют жидкую фазу, последнюю пропускают через дроссельный клапан, а продукты, полученные после клапана, частично или полностью направляют в ректификационную колонну.18. The method according to p. 16, characterized in that before and / or after expansion from the mixture or part thereof, the liquid phase is separated, the latter is passed through a throttle valve, and the products obtained after the valve are partially or completely sent to the distillation column. 19. Способ по п.16, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, дополнительно охлаждают.19. The method according to clause 16, wherein the gas-phase products coming from the distillation column, further cooled. 20. Способ по п.18, отличающийся тем, что по меньшей мере часть газофазных продуктов, поступающих из ректификационной колонны, направляют в смесь до ее расширения вместе с частью продуктов, полученных после дроссельного клапана.20. The method according to p. 18, characterized in that at least part of the gas-phase products coming from the distillation column are sent to the mixture until it expands along with part of the products obtained after the butterfly valve. 21. Способ по п.18, отличающийся тем, что по меньшей мере часть отсепарированной из смеси жидкой фазы используют для дополнительного охлаждения смеси или ее части и направляют в смесь до ее расширения.21. The method according to p. 18, characterized in that at least a portion of the liquid phase separated from the mixture is used for additional cooling of the mixture or part thereof and sent to the mixture until it expands. 22. Способ по п.16, отличающийся тем, что в процессе расширения или после него из смеси сепарируют жидкую фазу, последнюю пропускают через дроссельный клапан, часть продуктов, полученных после дроссельного клапана, используют для охлаждения смеси или ее части и направляют в смесь до ее расширения.22. The method according to clause 16, wherein the liquid phase is separated from the mixture during the expansion process or after it, the latter is passed through a throttle valve, part of the products obtained after the throttle valve are used to cool the mixture or its part and sent to its expansion. 23. Способ по п.16, отличающийся тем, что поток смеси разделяют по меньшей мере на две части, одну из которых прокачивают через турбину детандера и направляют в ректификационную колонну, а другую расширяют в завихренном потоке, прокачиваемом через сопловой канал, с получением части потока, обогащенной компонентами тяжелее метана, обогащенный поток направляют в ректификационную колонну.23. The method according to clause 16, wherein the mixture stream is divided into at least two parts, one of which is pumped through the expander turbine and sent to a distillation column, and the other is expanded in a swirl flow pumped through the nozzle channel, to obtain part the stream enriched with components heavier than methane; the enriched stream is sent to a distillation column. 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что обогащенный поток, полученный в процессе расширения, и поток, прошедший турбину турбодетандера, смешивают в эжекторе.24. The method according to item 23, wherein the enriched stream obtained in the expansion process, and the stream passing through the turbine of the expander, are mixed in an ejector. 25. Способ по п.23, отличающийся тем, что поток смеси разделяют по меньшей мере на три потока, один из которых направляют через клапан с управляемым расходом в ректификационную колонну или смешивают с продуктами, поступающими из ректификационной колонны в газовой фазе.25. The method according to item 23, wherein the mixture stream is divided into at least three streams, one of which is directed through a valve with controlled flow into the distillation column or mixed with products coming from the distillation column in the gas phase. 26. Способ по п.16 или 22, отличающийся тем, что до расширения или после расширения смесь или ее часть пропускают через турбину турбодетандера.26. The method according to clause 16 or 22, characterized in that prior to expansion or after expansion, the mixture or part thereof is passed through a turbine expander turbine. 27. Способ по п.26, отличающийся тем, что до расширения смесь дополнительно сжимают в компрессоре.27. The method according to p. 26, characterized in that before expansion, the mixture is additionally compressed in a compressor. 28. Способ по любому из пп.16, 22, 24, 25, отличающийся тем, что после смешения с продуктами, направляемыми в исходную смесь до ее расширения, полученную смесь дополнительно сжимают в компрессоре.28. The method according to any one of paragraphs.16, 22, 24, 25, characterized in that after mixing with products sent to the original mixture until it expands, the resulting mixture is additionally compressed in a compressor. 29. Способ по п.28, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, охлаждают, расширяют и выделяют обогащенную компонентами тяжелее метана часть продуктов, которую частично или полностью направляют в ректификационную колонну.29. The method according to p. 28, characterized in that the gas-phase products coming from the distillation column, cool, expand and emit a portion of the products enriched in components heavier than methane, which are partially or completely sent to the distillation column. 30. Способ по п.29, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, перед охлаждением дополнительно сжимают в компрессоре.30. The method according to clause 29, wherein the gas-phase products coming from the distillation column, before cooling, are additionally compressed in a compressor. 31. Способ по п.30, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, расширяют с получением продукта, обогащенного компонентами тяжелее метана, последний частично или полностью направляют в ректификационную колонну или возвращают в поток газофазных продуктов до его расширения.31. The method according to p. 30, characterized in that the gas-phase products coming from the distillation column, expand to obtain a product enriched with components heavier than methane, the latter is partially or completely sent to the distillation column or returned to the flow of gas-phase products before expansion. - 17 010564- 17 010564 32. Способ по п.31, отличающийся тем, что обогащенную компонентами тяжелее метана часть продуктов, полученных после расширения газофазного продукта, возвращают в исходную смесь до ее расширения.32. The method according to p. 31, characterized in that the part of the products obtained after expansion of the gas-phase product enriched in components heavier than methane is returned to the initial mixture until it expands. 33. Способ по п.19, отличающийся тем, что до расширения или после расширения смесь или ее часть пропускают через турбину турбодетандера.33. The method according to claim 19, characterized in that prior to expansion or after expansion, the mixture or part thereof is passed through a turbine of an expander. 34. Способ низкотемпературной сепарации смеси углеводородных газов, включающий охлаждение смеси; расширение смеси или ее части без совершения механической работы; частичную конденсацию смеси при ее расширении; разделение смеси или ее части в ректификационной колонне с получением продуктов в жидкой и газовой фазе, отличающийся тем, что процесс расширения смеси проводят, пропуская смесь через сопловой канал, причем в сопловом канале и/или на входе в сопловой канал поток смеси закручивают, на выходе из соплового канала или его части поток смеси разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых обогащен компонентами тяжелее метана, а другой обеднен этими компонентами, обогащенный поток частично или полностью направляют в смесь до ее расширения, а газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, частично или полностью смешивают с обедненным потоком.34. The method of low-temperature separation of a mixture of hydrocarbon gases, comprising cooling the mixture; expansion of the mixture or its part without mechanical work; partial condensation of the mixture during its expansion; separation of the mixture or its part in a distillation column to obtain products in the liquid and gas phase, characterized in that the process of expansion of the mixture is carried out by passing the mixture through the nozzle channel, and in the nozzle channel and / or at the entrance to the nozzle channel the mixture flow is twisted at the outlet from the nozzle channel or part thereof, the mixture stream is divided into at least two streams, one of which is enriched in components heavier than methane, and the other is depleted in these components, the enriched stream is partially or completely directed into the mixture until it is expanded I, and the gas-phase products, coming from the rectifying tower, is partially or completely mixed with the depleted flow. 35. Способ по п.34, отличающийся тем, что после разделения потоков по меньшей мере один из них сжимают, пропуская поток через диффузор.35. The method according to clause 34, wherein after separation of the streams, at least one of them is compressed, passing the stream through the diffuser. 36. Способ по п.34, отличающийся тем, что до расширения или после него из смеси или ее части сепарируют жидкую фазу, последнюю пропускают через дроссельный клапан, а продукты, полученные после клапана, частично или полностью направляют в ректификационную колонну.36. The method according to clause 34, wherein the liquid phase is separated from the mixture or its part prior to expansion or after it, the latter is passed through a throttle valve, and the products obtained after the valve are partially or completely sent to the distillation column. 37. Способ по п.34, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, дополнительно охлаждают.37. The method according to clause 34, wherein the gas-phase products coming from the distillation column, further cooled. 38. Способ по п.36, отличающийся тем, что по меньшей мере часть газофазных продуктов, поступающих из ректификационной колонны, направляют в смесь до ее расширения вместе с частью продуктов, полученных после дроссельного клапана.38. The method according to clause 36, wherein at least a portion of the gas-phase products coming from the distillation column are sent to the mixture until it expands along with part of the products obtained after the butterfly valve. 39. Способ по п.36, отличающийся тем, что по меньшей мере часть отсепарированной из смеси жидкой фазы используют для дополнительного охлаждения смеси или ее части и направляют в смесь до ее расширения.39. The method according to clause 36, wherein at least a portion of the liquid phase separated from the mixture is used to further cool the mixture or part thereof and sent to the mixture until it expands. 40. Способ по п.34, отличающийся тем, что в процессе охлаждения или после него из смеси сепарируют жидкую фазу, последнюю пропускают через дроссельный клапан, часть продуктов, полученных после дроссельного клапана, используют для охлаждения смеси и направляют в смесь до ее расширения.40. The method according to clause 34, wherein the liquid phase is separated from the mixture during cooling or after it, the latter is passed through a throttle valve, part of the products obtained after the throttle valve are used to cool the mixture and sent to the mixture until it expands. 41. Способ по п.34 или 40, отличающийся тем, что до расширения или после расширения смесь или ее часть пропускают через турбину турбодетандера.41. The method according to clause 34 or 40, characterized in that before expansion or after expansion of the mixture or part of it is passed through a turbine of an expander. 42. Способ по п.41, отличающийся тем, что до расширения смесь дополнительно сжимают в компрессоре.42. The method according to paragraph 41, wherein the mixture is further compressed in the compressor prior to expansion. 43. Способ по любому из пп.34, 40, отличающийся тем, что после смешения с продуктами, направляемыми в исходную смесь до ее расширения, полученную смесь дополнительно сжимают в компрессоре.43. The method according to any one of paragraphs 34, 40, characterized in that after mixing with the products sent to the original mixture until it expands, the resulting mixture is additionally compressed in a compressor. 44. Способ по п.43, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, охлаждают, расширяют и выделяют обогащенную компонентами тяжелее метана часть продуктов, которую частично или полностью направляют в ректификационную колонну.44. The method according to item 43, wherein the gas-phase products coming from the distillation column, cool, expand and separate the part of the products enriched with components heavier than methane, which is partially or completely sent to the distillation column. 45. Способ по п.43, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, перед охлаждением дополнительно сжимают в компрессоре.45. The method according to item 43, wherein the gas-phase products coming from the distillation column, before cooling, are additionally compressed in a compressor. 46. Способ по п.45, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, расширяют с получением продукта, обогащенного компонентами тяжелее метана, последний частично или полностью направляют в ректификационную колонну или возвращают в поток газофазных продуктов до его расширения.46. The method according to item 45, wherein the gas-phase products coming from the distillation column, expand to obtain a product enriched with components heavier than methane, the latter is partially or fully sent to the distillation column or returned to the flow of gas-phase products before expansion. 47. Способ по п.46, отличающийся тем, что обогащенную компонентами тяжелее метана часть продуктов, полученных после расширения газофазного продукта, возвращают в исходную смесь до ее расширения.47. The method according to item 46, wherein the part of the products obtained after expansion of the gas-phase product enriched in components heavier than methane is returned to the initial mixture before expansion. 48. Способ по п.37, отличающийся тем, что до расширения или после расширения смесь или ее часть пропускают через турбину турбодетандера.48. The method according to clause 37, wherein the mixture or part of it is passed through the turbine of the expander before expansion or after expansion. 49. Способ низкотемпературной сепарации смеси углеводородных газов, включающий охлаждение смеси; расширение смеси или ее части без совершения механической работы; частичную конденсацию смеси при ее расширении; разделение смеси или ее части в ректификационной колонне с получением продуктов в жидкой и газовой фазе, отличающийся тем, что процесс расширения смеси проводят, пропуская смесь через сопловой канал, причем в сопловом канале и/или на входе в сопловой канал поток смеси закручивают, на выходе из соплового канала или его части поток смеси разделяют по меньшей мере на два потока, один из которых обогащен компонентами тяжелее метана, а другой обеднен этими компонентами, обогащенный поток и газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, частично или полностью направляют в смесь до ее расширения.49. The method of low-temperature separation of a mixture of hydrocarbon gases, comprising cooling the mixture; expansion of the mixture or its part without mechanical work; partial condensation of the mixture during its expansion; separation of the mixture or its part in a distillation column to obtain products in the liquid and gas phase, characterized in that the process of expansion of the mixture is carried out by passing the mixture through the nozzle channel, and in the nozzle channel and / or at the entrance to the nozzle channel the mixture flow is twisted at the outlet from the nozzle channel or a part thereof, the mixture stream is divided into at least two streams, one of which is enriched in components heavier than methane, and the other is depleted in these components, the enriched stream and gas-phase products coming from distillation to the olonns are partially or completely directed into the mixture until it expands. 50. Способ по п.49, отличающийся тем, что после разделения потоков по меньшей мере один из них 50. The method according to 49, characterized in that after separation of the streams at least one of them - 18 010564 сжимают, пропуская поток через диффузор.- 18 010564 compress, passing the stream through the diffuser. 51. Способ по п.49, отличающийся тем, что до расширения смесь или ее часть смешивают в эжекторе с газофазными продуктами, поступающими из ректификационной колонны.51. The method according to 49, characterized in that before expansion, the mixture or part thereof is mixed in an ejector with gas-phase products coming from a distillation column. 52. Способ по п.49, отличающийся тем, что до расширения и/или после него из смеси или ее части сепарируют жидкую фазу, последнюю пропускают через дроссельный клапан, а продукты, полученные после клапана, частично или полностью направляют в ректификационную колонну.52. The method according to 49, characterized in that prior to expansion and / or after the liquid phase is separated from the mixture or its part, the latter is passed through the throttle valve, and the products obtained after the valve are partially or completely sent to the distillation column. 53. Способ по п.49, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, дополнительно охлаждают.53. The method according to 49, characterized in that the gas-phase products from the distillation column are further cooled. 54. Способ по п.49, отличающийся тем, что по меньшей мере часть газофазных продуктов, поступающих из ректификационной колонны, направляют в смесь до ее дросселирования вместе с частью продуктов, полученных после дроссельного клапана.54. The method according to 49, characterized in that at least a portion of the gas-phase products coming from the distillation column are sent to the mixture before throttling along with part of the products obtained after the throttle valve. 55. Способ по п.52, отличающийся тем, что по меньшей мере часть отсепарированной из смеси жидкой фазы используют для дополнительного охлаждения смеси или ее части и направляют в смесь до ее расширения.55. The method according to paragraph 52, wherein at least a portion of the liquid phase separated from the mixture is used to further cool the mixture or part thereof and is sent to the mixture until it expands. 56. Способ по п.49, отличающийся тем, что до расширения или после расширения из смеси сепарируют жидкую фазу, последнюю пропускают через дроссельный клапан, продукты, полученные после дроссельного клапана, используют для охлаждения смеси или ее части.56. The method according to 49, characterized in that prior to expansion or after expansion from the mixture, the liquid phase is separated, the latter is passed through the throttle valve, the products obtained after the throttle valve are used to cool the mixture or part thereof. 57. Способ по п.49 или 56, отличающийся тем, что до расширения или после расширения смесь или ее часть пропускают через турбину турбодетандера.57. The method according to § 49 or 56, characterized in that before expansion or after expansion, the mixture or part of it is passed through a turbine of an expander. 58. Способ по п.56, отличающийся тем, что до расширения смесь дополнительно сжимают в компрессоре.58. The method according to p, characterized in that before expansion, the mixture is additionally compressed in a compressor. 59. Способ по любому из пп.49, 56, отличающийся тем, что после смешения с продуктами, направляемыми в исходную смесь до ее расширения, полученную смесь дополнительно сжимают в компрессоре.59. The method according to any one of paragraphs 49, 56, characterized in that after mixing with the products sent to the original mixture until it expands, the resulting mixture is additionally compressed in a compressor. 60. Способ по п.59, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, охлаждают, расширяют и выделяют обогащенную компонентами тяжелее метана часть продуктов, которую частично или полностью направляют в ректификационную колонну.60. The method according to p. 59, characterized in that the gas-phase products coming from the distillation column, cool, expand and separate the part of the products enriched with components heavier than methane, which is partially or completely sent to the distillation column. 61. Способ по п.60, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, перед охлаждением дополнительно сжимают в компрессоре.61. The method according to p. 60, characterized in that the gas-phase products coming from the distillation column, before cooling, are additionally compressed in a compressor. 62. Способ по п.61, отличающийся тем, что газофазные продукты, поступающие из ректификационной колонны, расширяют с получением продукта, обогащенного компонентами тяжелее метана, последний частично или полностью направляют в ректификационную колонну или возвращают в поток газофазных продуктов до его расширения.62. The method according to p. 61, characterized in that the gas-phase products coming from the distillation column, expand to obtain a product enriched with components heavier than methane, the latter is partially or fully sent to the distillation column or returned to the flow of gas-phase products before expansion. 63. Способ по п.62, отличающийся тем, что обогащенную компонентами тяжелее метана часть продуктов, полученных после расширения газофазного продукта, возвращают в исходную смесь до ее расширения.63. The method according to claim 62, characterized in that a portion of the products obtained after expansion of the gas-phase product enriched in components heavier than methane is returned to the initial mixture before expansion. 64. Способ по п.53, отличающийся тем, что до расширения или после расширения смесь или ее часть пропускают через турбину турбодетандера.64. The method according to item 53, wherein before expansion or after expansion, the mixture or part of it is passed through a turbine of an expander.
EA200700625A 2004-09-24 2005-09-23 Process of low-temperature separation of gas components (embodiments) EA010564B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004128348/06A RU2272973C1 (en) 2004-09-24 2004-09-24 Method of low-temperature gas separation
PCT/CA2005/001437 WO2006032139A1 (en) 2004-09-24 2005-09-23 Systems and methods for low-temperature gas separation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200700625A1 EA200700625A1 (en) 2007-10-26
EA010564B1 true EA010564B1 (en) 2008-10-30

Family

ID=36089810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200700625A EA010564B1 (en) 2004-09-24 2005-09-23 Process of low-temperature separation of gas components (embodiments)

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20070227186A1 (en)
CN (1) CN101069055B (en)
AU (1) AU2005287826B2 (en)
BR (1) BRPI0516049B1 (en)
CA (1) CA2520800C (en)
EA (1) EA010564B1 (en)
GB (1) GB2432413B (en)
MX (1) MX2007003514A (en)
NO (1) NO20071943L (en)
RU (1) RU2272973C1 (en)
UA (1) UA86266C2 (en)
WO (1) WO2006032139A1 (en)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2007009901A (en) * 2005-02-24 2008-03-13 Twister Bv Method and system for cooling a natural gas stream and separating the cooled stream into various fractions.
TW200912228A (en) * 2007-06-27 2009-03-16 Twister Bv Method and system for removing H2S from a natural gas stream
RU2348871C1 (en) * 2007-08-22 2009-03-10 Вадим Иванович Алферов Plant for gas liquation and separation
EP2153879B1 (en) * 2008-08-05 2013-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Gas separation by means of multi-stage condensation
WO2010040735A2 (en) * 2008-10-08 2010-04-15 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Methods of treating a hydrocarbon stream and apparatus therefor
FR2940413B1 (en) * 2008-12-19 2013-01-11 Air Liquide METHOD OF CAPTURING CO2 BY CRYO-CONDENSATION
RU2509272C2 (en) 2009-02-05 2014-03-10 Твистер Б. В. Multi-stage cyclone separator for fluid medium
AU2013204700B2 (en) * 2009-02-05 2015-07-09 Twister B.V. Multistage cyclonic fluid separator
NL2002691C2 (en) * 2009-03-31 2010-10-04 Romico Hold A V V Method for separating a medium mixture into fractions.
AU2010273123A1 (en) * 2009-07-13 2011-01-20 James Maddocks Process for removing condensable components from a fluid
EA021771B1 (en) * 2010-03-02 2015-08-31 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Process for producing a contaminant-depleted hydrocarbon gas stream
JP5211115B2 (en) * 2010-06-28 2013-06-12 三菱重工業株式会社 Drain device for gas engine charge air cooler
CN103201013B (en) * 2010-09-03 2017-02-22 缠绕机公司 Refining system and method for refining a feed gas stream
CN102277215B (en) * 2011-07-13 2013-11-20 上海国际化建工程咨询公司 Method and device for producing liquefied natural gas (LNG) from coke oven gases through cryogenic distillation
DE102011084733A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-18 Victoria Capital Investments Group LTD. Method and device for dewatering a CO 2 -containing gas
US20130239608A1 (en) * 2011-11-22 2013-09-19 General Electric Company System and method for separating components in a gas stream
US9612050B2 (en) * 2012-01-12 2017-04-04 9052151 Canada Corporation Simplified LNG process
RU2514859C2 (en) * 2012-02-10 2014-05-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Аэрогаз" Method of gas mix separation
US20130283852A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 General Electric Company Method and systems for co2 separation
CA2790182C (en) * 2012-09-17 2014-04-29 Gas Liquids Engineering Ltd. Process for optimizing removal of condensable components from a fluid
US20140075985A1 (en) 2012-09-17 2014-03-20 N. Wayne Mckay Process for optimizing removal of condensable components from a fluid
RU2576738C9 (en) 2014-11-14 2016-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЭНГО Инжиниринг" Method of natural gas processing and device to this end
CN105674686B (en) * 2016-01-15 2018-09-14 成都赛普瑞兴科技有限公司 A kind of liquefied method and device of swell refrigeration high methane gas
US20180187972A1 (en) * 2017-01-05 2018-07-05 Larry Baxter Device for Separating Solid Carbon Dioxide from a Suspension
US11414966B2 (en) * 2020-03-30 2022-08-16 Moneyhun Equipment Sales & Service Co., Inc. Gas-lift treatment system
CN111693559B (en) * 2020-06-22 2022-04-01 中国核动力研究设计院 Vapor droplet mass flow separation measuring device and method for gas-phase mixture
RU2761489C1 (en) * 2020-10-29 2021-12-08 Публичное акционерное общество "Газпром" Method for low-temperature treatment of natural gas and unit for implementation thereof
CN112229098B (en) * 2020-11-18 2024-04-26 珠海格力电器股份有限公司 Heat pump system, control method and control device thereof, refrigeration equipment and storage medium
CN113623622A (en) * 2021-07-26 2021-11-09 西安交通大学 Water heater or steam generator using compressed air as energy source
WO2023027927A1 (en) * 2021-08-23 2023-03-02 Lam Research Corporation Compact gas separator devices co-located on substrate processing systems

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4008059A (en) * 1975-05-06 1977-02-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Centrifugal separator
US4854955A (en) * 1988-05-17 1989-08-08 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US4985058A (en) * 1988-06-02 1991-01-15 Cyclofil (Proprietary) Limited Vortex tube separating device
WO1999001194A1 (en) * 1997-07-02 1999-01-14 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Removing a gaseous component from a fluid
US5881569A (en) * 1997-05-07 1999-03-16 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US6182468B1 (en) * 1999-02-19 2001-02-06 Ultimate Process Technology Thermodynamic separation of heavier components from natural gas
US6372019B1 (en) * 1998-10-16 2002-04-16 Translang Technologies, Ltd. Method of and apparatus for the separation of components of gas mixtures and liquefaction of a gas

Family Cites Families (91)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4040806A (en) * 1972-01-19 1977-08-09 Kennedy Kenneth B Process for purifying hydrocarbon gas streams
US4171964A (en) * 1976-06-21 1979-10-23 The Ortloff Corporation Hydrocarbon gas processing
US4140504A (en) * 1976-08-09 1979-02-20 The Ortloff Corporation Hydrocarbon gas processing
US4157904A (en) * 1976-08-09 1979-06-12 The Ortloff Corporation Hydrocarbon gas processing
US4070172A (en) * 1976-11-29 1978-01-24 Phillips Petroleum Company Pressure responsive fractionation control
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
US4331461A (en) * 1978-03-10 1982-05-25 Phillips Petroleum Company Cryogenic separation of lean and rich gas streams
US4164451A (en) * 1978-06-05 1979-08-14 Phillips Petroleum Company Pressure responsive fractionation control
US4164452A (en) * 1978-06-05 1979-08-14 Phillips Petroleum Company Pressure responsive fractionation control
US4203742A (en) * 1978-10-31 1980-05-20 Stone & Webster Engineering Corporation Process for the recovery of ethane and heavier hydrocarbon components from methane-rich gases
DE2849344C2 (en) * 1978-11-14 1987-01-29 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Process for separating a C↓2↓↓+↓ hydrocarbon fraction from natural gas
US4459459A (en) * 1981-04-01 1984-07-10 Airco, Inc. Power supply for electric arc welding
IT1137281B (en) * 1981-07-07 1986-09-03 Snam Progetti METHOD FOR THE RECOVERY OF CONDENSATES FROM NATURAL GAS
US4410342A (en) * 1982-05-24 1983-10-18 United States Riley Corporation Method and apparatus for separating a liquid product from a hydrocarbon-containing gas
US4453958A (en) * 1982-11-24 1984-06-12 Gulsby Engineering, Inc. Greater design capacity-hydrocarbon gas separation process
CA1235650A (en) * 1983-09-13 1988-04-26 Paul Kumman Parallel stream heat exchange for separation of ethane and higher hydrocarbons from a natural or refinery gas
US4507133A (en) * 1983-09-29 1985-03-26 Exxon Production Research Co. Process for LPG recovery
US4548629A (en) * 1983-10-11 1985-10-22 Exxon Production Research Co. Process for the liquefaction of natural gas
US4519824A (en) * 1983-11-07 1985-05-28 The Randall Corporation Hydrocarbon gas separation
GB8411686D0 (en) * 1984-05-08 1984-06-13 Stothers W R Recovery of ethane and natural gas liquids
US4698080A (en) * 1984-06-15 1987-10-06 Phillips Petroleum Company Feed control for cryogenic gas plant
US4563201A (en) * 1984-07-16 1986-01-07 Mobil Oil Corporation Method and apparatus for the production of liquid gas products
FR2571129B1 (en) * 1984-09-28 1988-01-29 Technip Cie PROCESS AND PLANT FOR CRYOGENIC FRACTIONATION OF GASEOUS LOADS
US4619679A (en) * 1984-10-29 1986-10-28 Phillips Petroleum Company Gas processing
US4617039A (en) * 1984-11-19 1986-10-14 Pro-Quip Corporation Separating hydrocarbon gases
DE3445994A1 (en) * 1984-12-17 1986-06-19 Linde Ag METHOD FOR OBTAINING C (DOWN ARROW) 2 (DOWN ARROW) (DOWN ARROW) + (DOWN ARROW) - OR FROM C (DOWN ARROW) 3 (DOWN ARROW) (DOWN ARROW) + (DOWN ARROW) CARBON
DE3445961A1 (en) * 1984-12-17 1986-06-26 Linde Ag, 6200 Wiesbaden METHOD FOR SEPARATING C (DOWN ARROW) 3 (DOWN ARROW) (DOWN ARROW) + (DOWN ARROW) HYDROCARBONS FROM A GAS FLOW
FR2578637B1 (en) * 1985-03-05 1987-06-26 Technip Cie PROCESS FOR FRACTIONATION OF GASEOUS LOADS AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT THIS PROCESS
DE3510097A1 (en) * 1985-03-20 1986-09-25 Linde Ag, 6200 Wiesbaden METHOD FOR SEPARATING CO (DOWN ARROW) 2 (DOWN ARROW) FROM A GAS MIXTURE
US4596588A (en) * 1985-04-12 1986-06-24 Gulsby Engineering Inc. Selected methods of reflux-hydrocarbon gas separation process
DE3531307A1 (en) * 1985-09-02 1987-03-05 Linde Ag METHOD FOR SEPARATING C (ARROW DOWN) 2 (ARROW DOWN) (ARROW DOWN) + (ARROW DOWN) HYDROCARBONS FROM NATURAL GAS
GB8531686D0 (en) * 1985-12-23 1986-02-05 Boc Group Plc Separation of gaseous mixtures
US4901533A (en) * 1986-03-21 1990-02-20 Linde Aktiengesellschaft Process and apparatus for the liquefaction of a natural gas stream utilizing a single mixed refrigerant
US4687499A (en) * 1986-04-01 1987-08-18 Mcdermott International Inc. Process for separating hydrocarbon gas constituents
US4698081A (en) * 1986-04-01 1987-10-06 Mcdermott International, Inc. Process for separating hydrocarbon gas constituents utilizing a fractionator
US4714487A (en) * 1986-05-23 1987-12-22 Air Products And Chemicals, Inc. Process for recovery and purification of C3 -C4+ hydrocarbons using segregated phase separation and dephlegmation
US4710214A (en) * 1986-12-19 1987-12-01 The M. W. Kellogg Company Process for separation of hydrocarbon gases
DE3802553C2 (en) * 1988-01-28 1996-06-20 Linde Ag Process for the separation of hydrocarbons
US4805413A (en) * 1988-03-10 1989-02-21 Kerr-Mcgee Corporation Process for cryogenically separating natural gas streams
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
US4921514A (en) * 1989-05-15 1990-05-01 Air Products And Chemicals, Inc. Mixed refrigerant/expander process for the recovery of C3+ hydrocarbons
US4987744A (en) * 1990-01-26 1991-01-29 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Cryogenic distillation with unbalanced heat pump
US5246575A (en) * 1990-05-11 1993-09-21 Mobil Oil Corporation Material extraction nozzle coupled with distillation tower and vapors separator
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
US5555748A (en) * 1995-06-07 1996-09-17 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
RU2144556C1 (en) * 1995-06-07 2000-01-20 Элкор Корпорейшн Method of gas flow separation and device for its embodiment
US5799507A (en) * 1996-10-25 1998-09-01 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US5960643A (en) * 1996-12-31 1999-10-05 Exxon Chemical Patents Inc. Production of ethylene using high temperature demethanization
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
DZ2533A1 (en) * 1997-06-20 2003-03-08 Exxon Production Research Co Advanced component refrigeration process for liquefying natural gas.
US5953936A (en) * 1997-10-28 1999-09-21 Air Products And Chemicals, Inc. Distillation process to separate mixtures containing three or more components
US5953935A (en) * 1997-11-04 1999-09-21 Mcdermott Engineers & Constructors (Canada) Ltd. Ethane recovery process
US5992175A (en) * 1997-12-08 1999-11-30 Ipsi Llc Enhanced NGL recovery processes
WO1999031447A2 (en) * 1997-12-16 1999-06-24 Lockheed Martin Idaho Technologies Company Apparatus and process for the refrigeration, liquefaction and separation of gases with varying levels of purity
FR2772896B1 (en) * 1997-12-22 2000-01-28 Inst Francais Du Petrole METHOD FOR THE LIQUEFACTION OF A GAS, PARTICULARLY A NATURAL GAS OR AIR COMPRISING A MEDIUM PRESSURE PURGE AND ITS APPLICATION
US6237365B1 (en) * 1998-01-20 2001-05-29 Transcanada Energy Ltd. Apparatus for and method of separating a hydrocarbon gas into two fractions and a method of retrofitting an existing cryogenic apparatus
FR2775275B1 (en) * 1998-02-20 2000-05-19 Air Liquide PROCESS AND PLANT FOR THE COMBINED PRODUCTION OF A MIXTURE OF AMMONIA SYNTHESIS AND CARBON MONOXIDE
US6032483A (en) * 1998-04-07 2000-03-07 American Air Liquide Inc. System and method for delivery of a vapor phase product to a point of use
US6122931A (en) * 1998-04-07 2000-09-26 American Air Liquide Inc. System and method for delivery of a vapor phase product to a point of use
US5970742A (en) * 1998-04-08 1999-10-26 Air Products And Chemicals, Inc. Distillation schemes for multicomponent separations
US6106674A (en) * 1998-05-26 2000-08-22 Air Products And Chemicals, Inc. Operable and efficient distillation schemes for multicomponent separations
US6182469B1 (en) * 1998-12-01 2001-02-06 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US6116050A (en) * 1998-12-04 2000-09-12 Ipsi Llc Propane recovery methods
TW446800B (en) * 1998-12-18 2001-07-21 Exxon Production Research Co Process for unloading pressurized liquefied natural gas from containers
GC0000091A (en) * 1998-12-31 2004-06-30 Shell Int Research Method for removing condensables from a natural gas stream.
US6524368B2 (en) * 1998-12-31 2003-02-25 Shell Oil Company Supersonic separator apparatus and method
US6205813B1 (en) * 1999-07-01 2001-03-27 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing fuel and high purity methane
JP2001048587A (en) * 1999-08-17 2001-02-20 Central Glass Co Ltd Glass with functional film and its production
US6244070B1 (en) * 1999-12-03 2001-06-12 Ipsi, L.L.C. Lean reflux process for high recovery of ethane and heavier components
GB0000327D0 (en) * 2000-01-07 2000-03-01 Costain Oil Gas & Process Limi Hydrocarbon separation process and apparatus
US6453698B2 (en) * 2000-04-13 2002-09-24 Ipsi Llc Flexible reflux process for high NGL recovery
US6276168B1 (en) * 2000-05-08 2001-08-21 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of nitrogen trifluoride by continuous cryogenic distillation
US6401486B1 (en) * 2000-05-18 2002-06-11 Rong-Jwyn Lee Enhanced NGL recovery utilizing refrigeration and reflux from LNG plants
US6266976B1 (en) * 2000-06-26 2001-07-31 Air Products And Chemicals, Inc. Cryogenic H2 and carbon monoxide production with an impure carbon monoxide expander
FR2817766B1 (en) * 2000-12-13 2003-08-15 Technip Cie PROCESS AND PLANT FOR SEPARATING A GAS MIXTURE CONTAINING METHANE BY DISTILLATION, AND GASES OBTAINED BY THIS SEPARATION
US6526777B1 (en) * 2001-04-20 2003-03-04 Elcor Corporation LNG production in cryogenic natural gas processing plants
US6581409B2 (en) * 2001-05-04 2003-06-24 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Apparatus for the liquefaction of natural gas and methods related to same
FR2826969B1 (en) * 2001-07-04 2006-12-15 Technip Cie PROCESS FOR THE LIQUEFACTION AND DEAZOTATION OF NATURAL GAS, THE INSTALLATION FOR IMPLEMENTATION, AND GASES OBTAINED BY THIS SEPARATION
US6516631B1 (en) * 2001-08-10 2003-02-11 Mark A. Trebble Hydrocarbon gas processing
US6425266B1 (en) * 2001-09-24 2002-07-30 Air Products And Chemicals, Inc. Low temperature hydrocarbon gas separation process
US6743829B2 (en) * 2002-01-18 2004-06-01 Bp Corporation North America Inc. Integrated processing of natural gas into liquid products
US6564578B1 (en) * 2002-01-18 2003-05-20 Bp Corporation North America Inc. Self-refrigerated LNG process
US6915661B2 (en) * 2002-11-13 2005-07-12 L'air Liquide - Societe Anonyme A'directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes George Claude Integrated air separation process and apparatus
US6932858B2 (en) * 2003-08-27 2005-08-23 Gas Technology Institute Vortex tube system and method for processing natural gas

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4008059A (en) * 1975-05-06 1977-02-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Centrifugal separator
US4854955A (en) * 1988-05-17 1989-08-08 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US4985058A (en) * 1988-06-02 1991-01-15 Cyclofil (Proprietary) Limited Vortex tube separating device
US5881569A (en) * 1997-05-07 1999-03-16 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
WO1999001194A1 (en) * 1997-07-02 1999-01-14 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Removing a gaseous component from a fluid
US6372019B1 (en) * 1998-10-16 2002-04-16 Translang Technologies, Ltd. Method of and apparatus for the separation of components of gas mixtures and liquefaction of a gas
US6182468B1 (en) * 1999-02-19 2001-02-06 Ultimate Process Technology Thermodynamic separation of heavier components from natural gas

Also Published As

Publication number Publication date
NO20071943L (en) 2007-06-14
BRPI0516049B1 (en) 2018-11-27
UA86266C2 (en) 2009-04-10
MX2007003514A (en) 2007-08-06
CN101069055A (en) 2007-11-07
WO2006032139A1 (en) 2006-03-30
EA200700625A1 (en) 2007-10-26
GB2432413B (en) 2008-04-16
AU2005287826A1 (en) 2006-03-30
CA2520800C (en) 2014-08-19
CN101069055B (en) 2010-06-23
GB2432413A (en) 2007-05-23
BRPI0516049A (en) 2008-08-19
GB0705692D0 (en) 2007-05-02
AU2005287826B2 (en) 2010-12-16
US20070227186A1 (en) 2007-10-04
RU2272973C1 (en) 2006-03-27
CA2520800A1 (en) 2006-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA010564B1 (en) Process of low-temperature separation of gas components (embodiments)
CN100587363C (en) Method and system for cooling natural gas stream and separating the cooled stream into various fractions
KR102312640B1 (en) Mixed refrigerant system and method
US6105391A (en) Process for liquefying a gas, notably a natural gas or air, comprising a medium pressure drain and application
AU2006215629B2 (en) Plant and method for liquefying natural gas
CN100588702C (en) The method and apparatus of the cut of Sweet natural gas of production liquefiable simultaneously and natural gas liquids
CN100547326C (en) Refined natural gas, rich C 3+The production method of hydrocarbon-fraction and rich ethane a fluid stream and equipment
EA004469B1 (en) Method and installation for separating a gas mixture and gases obtained by said installation
RU2620601C2 (en) Method of obtaining natural gas processed, fraction enriched by c3+ - hydrocarbons, and, optionally, flow enlarged by ethan, and also, installation appropriate for this method
JP2008523186A (en) Method and apparatus for producing a liquefied natural gas stream
EA020215B1 (en) Method for producing liquid and gaseous nitrogen streams, a helium-rich gaseous stream, and a denitrogened hydrocarbon stream, and associated plant
CN101782308A (en) Heat exchange system for cryogenic separation device for coal gasification device feed gas methane
RU70461U1 (en) INSTALLATION OF PREPARATION OF OIL GAS FOR TRANSPORT
AU2023237164A1 (en) Liquefaction system
RU93513U1 (en) INSTALLATION OF LOW-TEMPERATURE SEPARATION OF GAS OR GAS-LIQUID MIXTURES (OPTIONS)
RU2204759C1 (en) Method of utilization of potential energy of gas at reducing at gas distributing stations and device for realization of this method
RU2761489C1 (en) Method for low-temperature treatment of natural gas and unit for implementation thereof
JPH07504026A (en) process of extracting steam from a gas stream
EA025118B1 (en) Flareless condensate stabilization in combination with gas conditioning
RU142462U1 (en) APPARATUS FOR PREPARATION OF ASSOCIATED OIL GAS
RU2003128516A (en) METHOD FOR LIQUIDING NATURAL GAS IN A THROTTLE CYCLE

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Registration of a licence in a contracting state
PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ

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

Designated state(s): RU