EA022763B1 - Hydrocarbon gas processing - Google Patents
Hydrocarbon gas processing Download PDFInfo
- Publication number
- EA022763B1 EA022763B1 EA201270002A EA201270002A EA022763B1 EA 022763 B1 EA022763 B1 EA 022763B1 EA 201270002 A EA201270002 A EA 201270002A EA 201270002 A EA201270002 A EA 201270002A EA 022763 B1 EA022763 B1 EA 022763B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- stream
- condensate
- cooled
- specified
- section
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
- F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G5/00—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas
- C10G5/06—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas by cooling or compressing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
- F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
- F25J3/0238—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 2 carbon atoms or more
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
- F25J3/0242—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 3 carbon atoms or more
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/02—Processes or apparatus using separation by rectification in a single pressure main column system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/70—Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
- F25J2205/04—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum in the feed line, i.e. upstream of the fractionation step
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
- F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
- F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/12—External refrigeration with liquid vaporising loop
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/60—Closed external refrigeration cycle with single component refrigerant [SCR], e.g. C1-, C2- or C3-hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/40—Vertical layout or arrangement of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, condensers, heat exchangers etc.
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/42—Modularity, pre-fabrication of modules, assembling and erection, horizontal layout, i.e. plot plan, and vertical arrangement of parts of the cryogenic unit, e.g. of the cold box
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Данное изобретение относится к способу и устройству для сепарации газа, содержащего углеводороды. Согласно гл. 35 разд. 119 (е) закона США заявители претендуют на приоритет предварительной заявки США 61/186361, поданной 11 июня 2009. Заявители также претендуют на приоритет на частично продолжающуюся патентную заявку США 12/689616, поданную 19 января 2010, согласно гл. 35 разд. 120 закона США. Правопреемники δ.Μ.Ε. Ргобие18 ЬР и Θήΐοίί Еидшееге, Ыб являлись сторонами по договору о проведении исследований, который действовал до создания изобретения согласно данной заявке.This invention relates to a method and apparatus for separating a gas containing hydrocarbons. According to ch. 35 section 119 (e) of the US law applicants claim the priority of provisional application US 61/186361, filed on June 11, 2009. Applicants also claim priority to a partially continuing US patent application 12/689616, filed January 19, 2010, according to Sec. 35 section 120 US law. Successors δ.Μ.Ε. Prosperity 18 LR and Θήΐοίί Eidszhegeg, IB were parties to a research agreement that was valid until the invention was created in accordance with this application.
Такие углеводороды, как этилен, этан, пропилен, пропан, а также более тяжелые, могут извлекаться из различных газов, например из природного, нефтезаводского и синтезированного газа, полученного при переработке других углеводородных материалов, таких как уголь, сырая нефть, бензинолигроиновая фракция, горючие сланцы, нефтеносные пески и бурый уголь. Природный газ в основном состоит из метана и этана, т.е. молярный процент метана и этана в газе достигает 50%. Газ также содержит относительно малые количества более тяжелых углеводородов, таких как пропан, бутан, пентан и т.п., а также водород, азот, оксид углерода и другие газы.Hydrocarbons such as ethylene, ethane, propylene, propane, as well as heavier ones, can be extracted from various gases, for example, from natural, refinery and synthesized gas obtained by processing other hydrocarbon materials, such as coal, crude oil, gasoline-benzene fraction, combustible shale, oil sands and lignite. Natural gas consists mainly of methane and ethane, i.e. the molar percentage of methane and ethane in the gas reaches 50%. The gas also contains relatively small amounts of heavier hydrocarbons, such as propane, butane, pentane, and the like, as well as hydrogen, nitrogen, carbon monoxide, and other gases.
В настоящем изобретении в основном рассматривается способ извлечения этилена, этана, пропилена, пропана и более тяжелых углеводородов из таких газовых потоков. Газ, пригодный к переработке в соответствии с настоящим изобретением, имеет следующий типовой состав, выраженный в молярных процентах: 90,3% метана; 4,0% этана и других компонентов С2; 1,7% пропана и других компонентов С3; 0,3% изобутана; 0,5% стандартного бутана и 0,8% пентанов и более тяжелых углеводородов, баланс поддерживается за счет азота и двуокиси углерода. Также иногда отмечается присутствие серосодержащих газов.In the present invention, a method for extracting ethylene, ethane, propylene, propane and heavier hydrocarbons from such gas streams is mainly considered. The gas suitable for processing in accordance with the present invention has the following typical composition, expressed in molar percent: 90.3% methane; 4.0% ethane and other C 2 components; 1.7% propane and other C 3 components; 0.3% isobutane; 0.5% standard butane and 0.8% pentanes and heavier hydrocarbons, balance maintained by nitrogen and carbon dioxide. The presence of sulfur-containing gases is also sometimes noted.
Исторически сложившиеся циклические изменения цен как на природный газ, так и на его газоконденсатные (ЫСЬ) компоненты временами определяют снижение прироста этана, этилена, пропана, пропилена и более тяжелых компонентов в качестве жидких продуктов. В результате сформировалась потребность в технологических способах, которые могли бы обеспечить более эффективное извлечение данных продуктов из сырьевого газа, при этом эффективность извлечения должна сопровождаться снижением капиталовложений. К уже известным способам сепарации данных материалов относятся способы, в основе которых лежит охлаждение и сжижение газа, абсорбция масла и абсорбция охлажденного масла. Кроме того, популярность приобрели криогенные способы благодаря наличию экономичного оборудования, вырабатывающего электроэнергию путем направления газа в детандер и одновременно отводящего тепло от перерабатываемого газа. В зависимости от давления источника подачи газа, насыщенности газа (этаном, этиленом и более тяжелыми углеводородными составляющими), а также от нужного конечного продукта может применяться любой из этих способов или их сочетание.Historically established cyclical changes in prices for both natural gas and its gas condensate (LI) components at times determine a decrease in the growth of ethane, ethylene, propane, propylene, and heavier components as liquid products. As a result, a need has emerged for technological methods that could provide more efficient extraction of these products from the raw gas, while the extraction efficiency should be accompanied by a decrease in investment. The already known methods of separation of these materials include methods based on the cooling and liquefaction of gas, the absorption of oil and the absorption of cooled oil. In addition, cryogenic methods have gained popularity due to the availability of cost-effective equipment that generates electricity by directing gas into the expander and simultaneously removes heat from the process gas. Depending on the pressure of the gas supply source, the gas saturation (ethane, ethylene and heavier hydrocarbon components), as well as the desired final product, any of these methods or their combination can be used.
На сегодняшний день для обработки природного газоконденсата в основном предпочтение отдается способу криогенного расширения, так как он сочетает в себе максимальную простоту, легкость ввода в эксплуатацию, эксплуатационную гибкость, высокую эффективность, безопасность и высокую надежность. В патентах США 3292380; 4061481; 4140504; 4157904; 4171964; 4185978; 4251249; 4278457; 4519824; 4617039; 4687499; 4689063; 4690702; 4854955; 4869740; 4889545; 5275005; 5555748; 5566554; 5568737; 5771712; 5799507; 5881569; 5890378; 5983664; 6182469; 6578379; 6712880; 6915662; 7191617; 7219513; в заменяющем патенте США № 33408; а также в одновременно находящихся на рассмотрении заявках за номерами 11/430412; 11/839693; 11/971491 и 12/206230; приводится описание соответствующих способов (хотя в описании настоящего изобретения в некоторых случаях используются режимы переработки, отличные от тех, которые описаны в указанных патентах США).Today, for the processing of natural gas condensate, preference is mainly given to the method of cryogenic expansion, as it combines maximum simplicity, ease of commissioning, operational flexibility, high efficiency, safety and high reliability. U.S. Patents 3,293,280; 4061481; 4,140,504; 4157904; 4,171,964; 4185978; 4251249; 4278457; 4519824; 4617039; 4,687,499; 4689063; 4,690,702; 4,854,955; 4869740; 4889545; 5275005; 5555748; 5566554; 5568737; 5771712; 5,799,507; 5881569; 5890378; 5983664; 6182469; 6578379; 6,712,880; 6915662; 7191617; 7219513; in the replacement US patent No. 33408; as well as concurrently pending applications with numbers 11/430412; 11/839693; 11/971491 and 12/206230; A description is given of the corresponding methods (although in the description of the present invention, processing modes other than those described in the above US patents are used in some cases).
В типовом способе криогенного расширения подаваемый под давлением газ охлаждается путем теплообмена с другими технологическими потоками и/или с внешними источниками охлаждения, такими как система компрессионного охлаждения пропана. По мере охлаждения газа в одном или более сепараторов происходят конденсация и сбор конденсата, так как конденсат под высоким давлением содержит некоторое количество необходимых компонентов С2+. В зависимости от насыщенности газа и количества полученного конденсата конденсат под высоким давлением может быть подвергнут расширению при более низком давлении и разделению на фракции. Результатом испарения, которое происходит при расширении конденсата, является дальнейшее охлаждение рабочего потока. При определенных условиях может понадобиться предварительное охлаждение конденсата под высоким давлением перед его расширением с целью дальнейшего снижения температуры в результате расширения. Расширенный рабочий поток, состоящий из смеси конденсата и паров, разделяется на фракции в ректификационной колонне (деметанизаторе или деэтанизаторе). Внутри колонны охлаждаемый поток подвергается ректификации с целью сепарации остаточного метана, азота и других летучих газов в виде шлемовых паров, от нужных компонентов С2, компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, которые отводятся снизу колонны в виде жидкого кубового продукта; либо с целью сепарации остаточного метана, компонентов С2, азота и других летучих газов в виде шлемовых паров, от нужных компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, которые отводятся снизу колонны в виде жидкого кубового продукта.In a typical cryogenic expansion process, the pressurized gas is cooled by heat exchange with other process streams and / or with external sources of cooling, such as the propane compression cooling system. As the gas cools in one or more separators, condensation and condensate collection occur, as high-pressure condensate contains a certain amount of the necessary C 2 + components. Depending on the saturation of the gas and the amount of condensate obtained, condensate under high pressure may be subjected to expansion at lower pressure and separation into fractions. The result of evaporation, which occurs during condensate expansion, is to further cool the workflow. Under certain conditions, it may be necessary to pre-cool the condensate under high pressure before its expansion in order to further reduce the temperature as a result of expansion. The expanded work stream, consisting of a mixture of condensate and vapor, is divided into fractions in a distillation column (demethanizer or de-ethanizer). Inside the column, the cooled stream undergoes rectification in order to separate residual methane, nitrogen and other volatile gases in the form of helmet vapors, from the required C 2 components, C 3 components and heavier hydrocarbon components, which are discharged from the bottom of the column as a liquid bottom product; or for the purpose of separating residual methane, C 2 components, nitrogen and other volatile gases in the form of helmet fumes, from the necessary C 3 components and heavier hydrocarbon components, which are discharged from the bottom of the column as a liquid bottom product.
При неполной конденсации сырьевого газа (обычно так и происходит) пары, остающиеся после не- 1 022763 полной конденсации, можно разделить на два потока. Одна часть паров направляется через детандер или расширительный клапан в емкость с более низким давлением, где в результате дальнейшего охлаждения рабочего потока происходит дополнительная конденсация жидкости. Давление после расширения фактически равно давлению, под которым работает ректификационная колонна. Паровая и жидкая фазы, полученные в результате расширения, подаются в колонну в качестве сырья.In the case of incomplete condensation of the feed gas (usually this happens), the vapors remaining after the non-full condensation can be divided into two streams. One part of the vapor is directed through the expander or expansion valve into a container with a lower pressure, where as a result of further cooling of the working stream, additional liquid condensation occurs. The pressure after expansion is actually equal to the pressure under which the distillation column operates. The vapor and liquid phases resulting from the expansion are fed to the column as feedstock.
Оставшиеся пары охлаждаются до полной конденсации путем теплообмена с другими технологическими потоками, например с верхним продуктом колонны холодной ректификации. Перед охлаждением данные пары могут быть смешаны с частью конденсата под высоким давлением или со всем его объемом. Полученный охлажденный поток затем расширяется в соответствующем устройстве, например в расширительном клапане, рабочего давления деметанизатора. В способе расширения часть конденсата испаряется, в результате чего основной рабочий поток охлаждается. Дросселированный испарением поток затем подается в верхнюю часть деметанизатора. Обычно парообразная составляющая дросселированного испарением потока и шлемовые пары из деметанизатора смешиваются в верхней сепараторной секции ректификационной колонны и образуют остаточный синтетический метановый газ. Как вариант, возможна подача охлажденного расширенного рабочего потока в сепаратор для его разделения на парообразный и жидкий потоки. Парообразный поток смешивается со шлемовыми парами колонны, а конденсат подается в верхнюю часть колонны в качестве жидкого сырья.The remaining vapors are cooled to complete condensation by heat exchange with other process streams, for example, with the top product of the cold distillation column. Before cooling, these vapors can be mixed with part of the condensate under high pressure or with its entire volume. The resulting cooled stream is then expanded in a suitable device, for example in an expansion valve, of the working pressure of the demethanizer. In the expansion process, some of the condensate evaporates, causing the main workflow to cool. The vaporized flow is then fed to the top of the demethanizer. Usually, the vaporous component of the stream throttled by evaporation and the helmet vapors from the demethanizer are mixed in the upper separator section of the distillation column and form residual synthetic methane gas. Alternatively, it is possible to supply the cooled expanded working stream to a separator for its separation into vapor and liquid streams. The vaporous stream is mixed with the helmet vapors of the column, and the condensate is fed into the upper part of the column as a liquid raw material.
В идеальных условиях, при таком способе сепарации остаточный газ, покидающий установку, будет содержать практически весь метан, который был в сырьевом газе, при этом более тяжелые углеводороды и кубовая фракция отгонки, покидающие деметанизатор, не будут содержать метана или более летучих компонентов. На практике, однако, идеальные условия создать не удается, так как обычный деметанизатор в основном работает в качестве отпарной колонны. Метановый продукт, полученный согласно способу, следовательно, обычно состоит из паров верхней зоны ректификации колонны, а также паров, не прошедших ректификации. Возникают значительные потери компонентов С2, С3 и С4+, так как жидкое сырье, которое подается в верхнюю часть колонны, содержит достаточное количество указанных и более тяжелых углеводородных компонентов, в результате чего количество компонентов С2, компонентов С3, компонентов С4 и более тяжелых углеводородных компонентов практически равно их количеству в паре, который выделяется в верхней зоне ректификации деметанизатора. Потери данных необходимых компонентов можно значительно сократить, если пары, поднимающиеся из зоны ректификации, входили бы в контакт с достаточным количеством конденсата (из потока флегмы), способного поглощать компоненты С2, С3, С4 и более тяжелые углеводородные компоненты из пара.Under ideal conditions, with this separation method, the residual gas leaving the plant will contain almost all of the methane that was in the feed gas, while the heavier hydrocarbons and the bottom fraction of the distillation leaving the demethanizer will not contain methane or more volatile components. In practice, however, ideal conditions cannot be created, since the conventional demethanizer mainly works as a stripping column. The methane product obtained according to the method, therefore, usually consists of vapors of the upper zone of the distillation column, as well as vapors that have not undergone rectification. There are significant losses of components C 2 , C 3 and C 4 +, since the liquid raw material that is fed into the upper part of the column contains a sufficient amount of these and heavier hydrocarbon components, resulting in a number of components C 2 , components C 3 , components C 4 and heavier hydrocarbon components are almost equal to their number in the pair, which is released in the upper zone of the demethanizer rectification. Data loss of the necessary components can be significantly reduced if the vapors rising from the rectification zone come in contact with a sufficient amount of condensate (from the reflux stream) capable of absorbing the C 2 , C 3 , C 4 components and heavier hydrocarbon components from the steam.
В последние годы предпочтительными являются способы сепарации углеводородов, где для дополнительной ректификации паров в установке предусмотрена верхняя секция абсорбции. Источником возвратного потока для верхней ректификационной секции обычно служит рециклированный поток остаточного газа, подаваемый под давлением. Рециклированный поток остаточного газа обычно охлаждается до значительной конденсации за счет теплообмена с другими технологическими потоками, например холодным головным погоном ректификационной колонны. Полученный охлажденный поток затем расширяется в соответствующем устройстве, например в расширительном клапане, до рабочего давления деметанизатора. В способе расширения часть конденсата обычно испаряется, в результате чего основной рабочий поток охлаждается. Дросселированный испарением поток затем подается в верхнюю часть деметанизатора. Обычно парообразная составляющая дросселированного испарением потока и шлемовые пары из деметанизатора смешиваются в верхней сепараторной секции ректификационной колонны и образуют остаточный метановый газ. Как вариант, возможна подача охлажденного расширенного рабочего потока в сепаратор, где он разделяется на потоки пара и конденсата, после чего пар смешивается с головным погоном колонны, а конденсат подается в ее верхнюю часть в качестве сырья. Типовые схемы такого способа описываются в патентах США за номерами 4889545; 5568737; 5881569, а также в одновременно находящихся на рассмотрении заявках за номерами 11/430412 и 11/971491; а также в докладе Моури, Е. Росс Эффективное извлечение жидкостей из природного газа с применением абсорбера высокого давления, который был представлен на 81-й ежегодной конференции Ассоциации переработчиков газа в Далласе, Техас, 11-13 марта 2002 г.In recent years, preferred are methods for the separation of hydrocarbons, where an additional absorption section is provided for additional vapor rectification in the installation. The source of the return stream for the upper distillation section is usually the recycled stream of residual gas supplied under pressure. Recycled residual gas stream is usually cooled to significant condensation due to heat exchange with other process streams, such as a cold head distillation column. The resulting cooled stream is then expanded in a suitable device, for example in an expansion valve, to the operating pressure of the demethanizer. In the expansion process, part of the condensate is usually evaporated, with the result that the main workflow is cooled. The vaporized flow is then fed to the top of the demethanizer. Usually, the vapor component of the stream throttled by evaporation and the helmet pairs from the demethanizer are mixed in the upper separator section of the distillation column and form residual methane gas. Alternatively, it is possible to supply the cooled expanded working stream to the separator, where it is divided into steam and condensate streams, after which the steam is mixed with the head stream of the column, and condensate is fed to its upper part as a raw material. Typical schemes of this method are described in US patents numbered 4889545; 5568737; 5881569, as well as in concurrently pending applications with the numbers 11/430412 and 11/971491; as well as in the report of Mowri, E. Ross. Efficient extraction of liquids from natural gas using a high-pressure absorber, which was presented at the 81st annual conference of the Association of Gas Processors in Dallas, Texas, March 11-13, 2002
В настоящем изобретении применяются новейшие средства реализации различных этапов вышеописанного способа, что позволяет повысить общую эффективность и снизить количество необходимых единиц оборудования. Это достигается путем объединения в одной установке нескольких единиц оборудования, которые ранее были самостоятельными, при этом сокращается площадь, необходимая для размещения технологической установки, а также снижаются капитальные затраты. Неожиданно для себя заявители выявили, что более компактная схема также способствует значительному снижению потребляемой мощности, необходимой для достижения заданного уровня переработки, что в целом повышает технологическую эффективность и снижает стоимость эксплуатации установки. Кроме того, более компактная компоновочная схема позволяет исключить значительную часть трубопроводов, с помощью которых соединялись отдельные единицы оборудования в установках традиционной конструкции, что еще более снижает капитальные затраты и позволяет убрать из конструкции соответствующие фланцевые соединения для подключения трубопроводов. Так как на фланцевых трубных соединениях потенциальноThe present invention uses the latest means of implementing the various steps of the above method, which allows to increase the overall efficiency and reduce the number of necessary equipment. This is achieved by combining in a single installation several pieces of equipment that were previously independent, while reducing the area required for the installation of the technological installation, as well as reduced capital costs. Unexpectedly, the applicants found that a more compact scheme also contributes to a significant reduction in power consumption required to achieve a given level of processing, which generally improves process efficiency and reduces the cost of operating the installation. In addition, a more compact layout allows us to exclude a significant part of the pipelines, with the help of which individual units of equipment were connected in installations of traditional design, which further reduces capital costs and allows removing the corresponding flange connections for connecting pipelines from the structure. Since the flange pipe connections potentially
- 2 022763 возможна утечка углеводородов (которые представляют собой летучие органические соединения (УОС), участвующие в формировании газов, вызывающих парниковый эффект, а также создающие предпосылки для образования дыр в озоновом слое), отказ от данных фланцев в конструкции снижает возможность выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.- 2 022763 possible leakage of hydrocarbons (which are volatile organic compounds (VOS) involved in the formation of gases that cause the greenhouse effect, as well as creating prerequisites for the formation of holes in the ozone layer), the failure of these flanges in the design reduces the possibility of emissions of pollutants in the atmosphere.
В соответствии с настоящим изобретением было установлено, что возможно достижение уровня выделения С2 более 95%. Аналогично, в тех случаях, где выделение компонентов С2 нежелательно, возможно выделение компонентов С3 на уровне, превышающем 95%. Кроме того, настоящее изобретение позволяет обеспечить 100% сепарацию метана (или компонентов С2) и компонентов, более легких, чем компоненты С2 (или компоненты С3), а также более тяжелых компонентов, при более низкой энергоемкости по сравнению с известным уровнем техники, при этом уровень выделения остается неизменным. Настоящее изобретение (несмотря на то что оно реализуется при более низких давлениях и более высоких температурах) особенно эффективно при переработке сырьевых газов в диапазоне давлений от 400 до 1500 фунт/кв. дюйм абс. (2,758-10,342 кПа(а)) или выше, при режимах, где температура верхнего продукта колонны выделения газоконденсата находится в пределах -50°Р (-46°С) или ниже.In accordance with the present invention, it was found that it is possible to achieve a level of excretion of C 2 more than 95%. Similarly, in those cases where the selection of the C 2 components is undesirable, the selection of the C 3 components is possible at a level exceeding 95%. In addition, the present invention allows for 100% separation of methane (or C 2 components) and components lighter than C2 components (or C3 components), as well as heavier components, at a lower energy intensity compared with the prior art, with This selection level remains unchanged. The present invention (although it is implemented at lower pressures and higher temperatures) is especially effective when processing raw gases in the pressure range from 400 to 1500 psig. inch abs. (2,758-10,342 kPa (a)) or higher, under conditions where the temperature of the top product of the condensate separation column is in the range of -50 ° P (-46 ° C) or lower.
Для облегчения понимания сути настоящего изобретения в описании приводятся следующие чертежи и примеры.To facilitate understanding of the essence of the present invention, the following drawings and examples are provided in the description.
Фиг. 1 - блок-схема установки переработки природного газа, выполненной в соответствии с известным уровнем техники, по патенту США № 5568737;FIG. 1 is a block diagram of a natural gas processing facility configured in accordance with the prior art, according to US Pat. No. 5,568,737;
Фиг. 2 - блок-схема установки переработки природного газа, выполненной в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 2 is a block diagram of a natural gas processing facility constructed in accordance with the present invention;
Фиг. 3-9 - блок-схемы, иллюстрирующие альтернативные способы применения настоящего изобретения для обработки потока природного газа.FIG. 3-9 are flowcharts illustrating alternative uses of the present invention for treating a natural gas stream.
В последующем описании вышеуказанных чертежах приводятся таблицы с итоговыми данными о расходе газа, рассчитанном для типовых режимов переработки. В таблицах, приведенных в данном документе, значение расхода газа (моль в час) округлено до ближайшего целого числа для удобства восприятия. Значения общего расхода, приведенные в таблицах, учитывают все неуглеводородные компоненты, а следовательно, больше значений суммы расхода углеводородных компонентов. Указанные в таблицах значения температуры являются приблизительными, округленными до градуса. Следует также отметить, что расчеты технологических схем с целью сравнения эффективности отображенных на чертежах техспособов, основаны на предположении, что между окружающей средой и способом отсутствует утечка тепла (в обоих направлениях). Качество изолирующих материалов, представленных на рынке, позволяет считать такое предположение обоснованным, при том что специалисты с соответствующим уровнем технической подготовки обычно используют его в своих расчетах.In the following description of the above drawings, tables are presented with summary data on gas consumption calculated for typical processing conditions. In the tables in this document, the gas flow rate (mol per hour) is rounded to the nearest whole number for ease of reading. The total flow rates shown in the tables take into account all non-hydrocarbon components and, therefore, are larger than the sum of the hydrocarbon components. The temperatures shown in the tables are approximate, rounded to degrees. It should also be noted that the calculations of technological schemes in order to compare the effectiveness of the technical methods displayed on the drawings are based on the assumption that there is no heat leakage between the environment and the method (in both directions). The quality of insulating materials on the market makes it possible to consider such an assumption justified, despite the fact that specialists with an appropriate level of technical training usually use it in their calculations.
Для удобства восприятия технологические параметры указаны как в традиционных британских единицах измерения, так и в единицах измерения Международной системы единиц (СИ). Молярный расход газа, указанный в таблицах, может выражаться либо как фунт-моль в час, либо как килограмм-моль в час. Потребляемая энергия, выраженная в лошадиных силах (л.с.) и/или в тысячах британских тепловых единиц в час (МБТЕ/ч), соответствует указанному молярному расходу, выраженному в фунт-молях в час. Потребляемая энергия, выраженная в киловаттах (кВт), соответствует указанному молярному потоку, выраженному в килограмм-молях в час.For convenience of perception, technological parameters are indicated both in traditional British units of measurement and in units of measurement of the International System of Units (SI). The molar gas flow rate indicated in the tables can be expressed either as pound-mole per hour or kilogram-mole per hour. The energy consumed, expressed in horsepower (hp) and / or in thousands of British thermal units per hour (MBTE / h), corresponds to the specified molar flow, expressed in pound moles per hour. The energy consumed, expressed in kilowatts (kW), corresponds to the indicated molar flux, expressed in kilogram-moles per hour.
Описание известного уровня техникиDescription of the prior art
На фиг. 1 представлена блок-схема технологического способа, где показана конструкция перерабатывающего устройства, предназначенного для выделения компонентов С2+ из природного газа, реализованная на базе известных технических решений, в соответствии с патентом США № 5568737. По данной схеме моделирования способа входящий газ поступает в устройство при температуре 110°Р (43°С) и давлении 915 фунт/кв. дюйм абс. (6,307 кПа(а)) в виде потока 31. Если входящий газ содержит сернистые соединения в концентрации, нарушающей требования к составу рабочего потока, они удаляются из входящего газа с помощью соответствующей установки предварительной обработки (на схеме не показана). Кроме того, сырьевой поток обычно подвергается дегидрации с целью предотвращения образования гидрата (льда) на режимах криогенной обработки. В этих целях обычно применяется твердый адсорбент.FIG. 1 shows a flowchart of a process method, which shows the design of a processing device designed to separate C 2 + components from natural gas, implemented on the basis of known technical solutions, in accordance with US Pat. No. 5,568,737. According to this method modeling scheme, the incoming gas enters at a temperature of 110 ° P (43 ° C) and a pressure of 915 psi. inch abs. (6.307 kPa (a)) as stream 31. If the incoming gas contains sulfur compounds in a concentration that violates the requirements for the composition of the working stream, they are removed from the incoming gas using an appropriate pretreatment unit (not shown). In addition, the feed stream is usually dehydrated to prevent the formation of hydrate (ice) during cryogenic treatment. For these purposes, a solid adsorbent is usually used.
Сырьевой поток 31 разделяется на два потока 32 и 33. Поток 32 охлаждается до температуры -26°Р (-32°С) в теплообменнике 10 за счет теплового обмена с холодным потоком отгонного пара 41а; поток 33 охлаждается до температуры -32°Р (-35°С) в теплообменнике 11 за счет теплового обмена с жидким конденсатом ребойлера деметанизатора, имеющим температуру 41°Р (5°С) (поток 43) и с побочным жидким конденсатом ребойлера, имеющим температуру -49°Р (-45°С) (поток 42). Потоки 32а и 33а рекомбинируются и образуют поток 31а, который поступает в сепаратор 12 при температуре -28°Р (-33°С) и давлении 893 фунт/кв. дюйм абс. (6155 кПа(а)), где пар (поток 34) отделяется от жидкого конденсата (поток 35).The feed stream 31 is divided into two streams 32 and 33. The stream 32 is cooled to a temperature of -26 ° P (-32 ° C) in the heat exchanger 10 due to heat exchange with the cold stream of distant vapor 41a; the stream 33 is cooled to a temperature of -32 ° P (-35 ° C) in the heat exchanger 11 due to thermal exchange with the liquid reboiler condensate of the demethanizer having a temperature of 41 ° P (5 ° C) (stream 43) and with the secondary liquid reboiler condensate having temperature -49 ° Р (-45 ° С) (stream 42). Flows 32a and 33a recombine and form flow 31a, which enters separator 12 at -28 ° P (-33 ° C) and pressure of 893 psi. inch abs. (6155 kPa (a)), where steam (stream 34) is separated from liquid condensate (stream 35).
Пар (поток 34) из сепаратора 12 разделяется на два потока - поток 36 и 39. Поток 36, содержащий около 27% общего объема паров, смешивается с концентратом в сепараторе (поток 35), а полученный поток 38 пропускается через теплообменник 13, где отбор тепла производится за счет взаимодействия с потоком холодного отгонного пара 41, где происходит охлаждение рабочего потока до полной его кон- 3 022763 денсации. Полученный конденсированный поток 38а при температуре -139°Р (-95°С) затем подвергается быстрому испарению через расширительный клапан 14 до рабочего давления (приблизительно 396 фунт/кв. дюйм абс. (2,730 кПа(а))) ректификационной колонны 18. В способе расширения часть потока испаряется, в результате чего основной рабочий поток охлаждается. В технологическом способе, который проиллюстрирован на фиг. 1, расширенный поток 38Ь после расширительного клапана 14 достигает температуры -140°Р (-95°С) и подается в ректификационную колонну 18 в первой средней точке питания колонны.Steam (stream 34) from separator 12 is divided into two streams - stream 36 and 39. Stream 36, containing about 27% of the total vapor volume, is mixed with the concentrate in the separator (stream 35), and the resulting stream 38 is passed through a heat exchanger 13, where the selection heat is produced due to the interaction with the flow of cold distant vapor 41, where the working flow is cooled to its complete confinement. The resulting condensed stream 38a at -139 ° P (-95 ° C) is then subjected to rapid evaporation through expansion valve 14 to the working pressure (approximately 396 psi abs. (2.730 kPa (a))) of the distillation column 18. In In the expansion process, part of the flow evaporates, causing the main workflow to cool. In the process method, which is illustrated in FIG. 1, the expanded stream 38b after the expansion valve 14 reaches a temperature of -140 ° P (-95 ° C) and is fed to the distillation column 18 at the first middle feed point of the column.
Оставшиеся 73% объема пара из сепаратора 12 (поток 39) подаются в рабочий детандер 15, где энергия этой части сырья, находящейся под высоким давлением, превращается в механическую. В детандере 15 пар подвергается изоэнтропическому расширению до рабочего давления колонны, при этом расширенный поток 39а охлаждается до температуры приблизительно -95°Р (-71°С). Типовые детандеры, представленные на рынке, позволяют выделить порядка 80-85% технологического сырья, теоретически доступного при идеальном изоэнтропическом расширении. Выделенная энергия часто применяется для приведения в движение центробежного компрессора (такого как элемент 16), который, к примеру, может применяться для повторного сжатия нагретого остаточного газа (поток 41Ь). Частично конденсированный расширенный поток 39а затем в качестве сырья подается в ректификационную колонну 18 во второй средней ее точке.The remaining 73% of the volume of steam from the separator 12 (stream 39) is fed to the working expander 15, where the energy of this part of the raw material under high pressure is converted into mechanical. In the expander 15, the steam undergoes isentropic expansion to the operating pressure of the column, while the expanded stream 39a is cooled to a temperature of approximately -95 ° P (-71 ° C). Typical expanders presented on the market, allow to allocate about 80-85% of technological raw materials, theoretically available with perfect isentropic expansion. The released energy is often used to drive a centrifugal compressor (such as element 16), which, for example, can be used to recompress a heated residual gas (stream 41b). The partially condensed expanded stream 39a is then fed as feed to the distillation column 18 at its second midpoint.
Повторно сжатый и охлажденный поток отгонного пара 41е разделяется на два потока. Одна часть, поток 46, представляет собой летучий остаточный газ. Вторая часть, рециркулированный поток 45, подается в теплообменник 10, где она охлаждается до температуры -26°Р (-32°С) за счет отбора тепла холодным потоком отгонного пара 41а. Охлажденный рециркулированный поток 45а затем подается в теплообменник 13, где он охлаждается до температуры -139°Р (-95°С) и практически полностью конденсируется за счет отбора тепла холодным потоком отгонного пара 41. Конденсированный поток 45Ь затем расширяется с помощью соответственного устройства, например расширительного клапана 22, его давление снижается до рабочего давления деметанизатора, в результате чего основной рабочий поток охлаждается до -147°Р (-99°С). Расширенный поток 45с затем подается в верхнюю часть ректификационной колонны 18 в качестве сырья. Парообразная часть потока 45с (если таковая присутствует) смешивается с парами, поднимающимися из верхней части ректификационной зоны колонны, и образует поток отгонного пара 41, который выводится из верхней зоны колонны.The recompressed and cooled stream of distant steam 41e is divided into two streams. One part, stream 46, is a volatile residual gas. The second part, the recycled stream 45, is fed to the heat exchanger 10, where it is cooled to a temperature of -26 ° P (-32 ° C) due to heat extraction by the cold stream of the distant vapor 41a. The cooled recycled stream 45a is then fed to the heat exchanger 13, where it is cooled to -139 ° P (-95 ° C) and almost completely condenses due to heat recovery by the cold stream of distant vapor 41. The condensed stream 45b is then expanded using a suitable device, for example the expansion valve 22, its pressure is reduced to the working pressure of the demethanizer, with the result that the main working flow is cooled to -147 ° P (-99 ° C). The expanded stream 45c is then fed to the upper part of the distillation column 18 as raw material. The vaporous portion of stream 45c (if present) is mixed with vapors rising from the upper part of the distillation zone of the column and forms a stream of stripping steam 41, which is discharged from the upper zone of the column.
Деметанизатор в колонне 18 представляет собой обычную ректификационную колонну, в которой установлено несколько лотков с интервалами между ними, одной или более насадок, либо комбинация лотков и насадок. Как часто бывает в случае с устройствами переработки природного газа, ректификационная колонная может состоять из двух секций. Верхняя секция 18а представляет собой сепаратор, где подаваемое сверху сырье, содержащее пар, разделяется соответственно на пар и жидкую составляющую, и где пар, поступающий из кубовой секции ректификации или деметанизации 18Ь, смешивается с паром, отделенным от подаваемого сверху сырья, в результате чего образуется холодный шлемовый пар деметанизатора (поток 41), который отводится из верха колонны при температуре -144°Р (-98°С). Кубовая секция, секция деметанизации 18Ь содержит лотки и/или насадки и обеспечивает необходимый контакт между конденсатом, стекающим вниз, и парами, поднимающимися вверх. В секции деметанизации 18Ь также установлены ребойлеры (такие как ребойлер и боковой ребойлер, описанные ранее), где производится нагрев и испарение конденсата, стекающего в кубовую часть колонны, чтобы образовывать отбензиненный пар, поднимающийся вверх колонны для отгонки жидкого продукта, потока 44, метана и более легких компонентов.The demethanizer in column 18 is a conventional distillation column in which several trays are installed with intervals between them, one or more nozzles, or a combination of trays and nozzles. As is often the case with natural gas processing devices, a distillation column can consist of two sections. The upper section 18a is a separator, where the feed supplied from the top, containing steam, is divided into steam and liquid, respectively, and where the steam coming from the bottom section of the rectification or demethanization 18b is mixed with the steam separated from the feed from the top of the raw material, resulting in cold helmet steam of demethanizer (stream 41), which is discharged from the top of the column at a temperature of -144 ° P (-98 ° C). The bottom section, the demethanization section 18b, contains trays and / or nozzles and provides the necessary contact between the condensate flowing downwards and the vapors rising upwards. In the demethanization section 18b, reboilers (such as the reboiler and side reboiler, described earlier) are also installed, where the condensate flowing into the bottom of the column is heated and evaporated to form stripped steam that rises up the column to distill off the liquid product, stream 44, methane and lighter components.
Поток жидкого продукта 44 покидает кубовую часть колонны при температуре 64°Р (18°С) на основе типовых требований к соотношению метана и этана, равному 0,010:1, исходя из массы кубового продукта. Поток шлемового пара 41 из деметанизатора движется навстречу поступающему сырьевому газу и рециркулированному потоку в теплообменнике 13, где он нагревается до -40°Р (-40°С) (поток 41а), а также в теплообменнике 10, где он нагревается до 104°Р (40°С) (поток 41Ь). Затем поток отгонного пара подвергается вторичному сжатию в два этапа. Первый этап - это компрессор 16, который приводится в движение детандером 15. Второй этап - это компрессор 20, который приводится в движение от дополнительного источника энергии; здесь остаточный газ (поток 41ά) сжимается до давления в трубопроводе сбыта. После охлаждения до 110°Р (43°С) в выпускном охладителе 2, поток 41е разделяется на остаточный газ (поток 46) и рециркулированный поток 45, как описано ранее. Поток остаточного газа 46 поступает в трубопровод сбыта под давлением 915 фунт/кв. дюйм абс. (6307 кПа(а)), которое является достаточным для соответствия требованиям по давлению в трубопроводе (обычно это входное давление).The liquid product flow 44 leaves the bottom of the column at 64 ° P (18 ° C) based on typical requirements for a methane: ethane ratio of 0.010: 1, based on the weight of the bottom product. The flow of helmet steam 41 from the demethanizer moves towards the incoming feed gas and recirculated flow in the heat exchanger 13, where it is heated to -40 ° P (-40 ° C) (stream 41a), and also in the heat exchanger 10, where it is heated to 104 ° P (40 ° C) (stream 41b). Then the stream of distant vapor is subjected to secondary compression in two stages. The first stage is the compressor 16, which is driven by the expander 15. The second stage is the compressor 20, which is driven by an additional energy source; here the residual gas (stream 41ά) is compressed to pressure in the distribution pipeline. After cooling to 110 ° P (43 ° C) in exhaust cooler 2, stream 41e is divided into residual gas (stream 46) and recycled stream 45, as previously described. The residual gas flow 46 enters the pipeline under pressure of 915 psi. inch abs. (6307 kPa (a)), which is sufficient to meet the requirements for pressure in the pipeline (usually the input pressure).
Краткие данные по расходу и энергопотреблению для техспособа, показанного на фиг. 1, приводятся в следующей табл. I.Summary data on consumption and power consumption for the method shown in FIG. 1 are given in the following table. I.
- 4 022763- 4 022763
Этан 94,99%Ethane 94.99%
Пропан 99,99%Propane 99.99%
Бутаны+ 100,00%Bhutan + 100.00%
МощностьPower
Сжатие остаточного газа 6,149 л.с. [10,109 кВт!Compression of residual gas 6.149 hp [10,109 kW!
*на основе неокругленных значений расхода* based on non-rounded flow rates
Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention
На фиг. 2 приводится блок-схема техспособа в соответствии с настоящим изобретением. Состав и характеристики сырьевого газа, принятые во внимание в способе, изображенном на фиг. 2, аналогичны таким же показателям, как и на фиг. 1. Соответственно способ, изображенный на фиг. 2, можно сравнить со способом на фиг. 1 с целью наглядной демонстрации преимуществ настоящего изобретения.FIG. 2 is a block diagram of a process in accordance with the present invention. The composition and characteristics of the feed gas taken into account in the method shown in FIG. 2 are similar to those of FIG. 1. Accordingly, the method shown in FIG. 2 can be compared with the method of FIG. 1 in order to demonstrate the advantages of the present invention.
При моделировании способа по схеме, показанной на фиг. 2, входящий газ поступает в установку в виде потока 31, который делится первым устройством разделения еще на два потока: поток 32 и поток 33. Первый поток, поток 32, поступает в теплообменное устройство в верхней части охладительной секции сырья 118а, которая расположена внутри перерабатывающей установки 118. В качестве теплообменного устройства может применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паянный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники.When simulating the method according to the scheme shown in FIG. 2, the incoming gas enters the installation in the form of a stream 31, which is divided by the first separation device into two more streams: stream 32 and stream 33. The first stream, stream 32, enters the heat exchange device in the upper part of the cooling section of the raw material 118a, which is located inside the processing 118. A heat exchanger made of finned tubes, a plate heat exchanger, a brazed aluminum heat exchanger or a different type of heat exchanging device, including multi-pass and / or multi-function, can be used as a heat exchanger. ionalnye heat exchangers.
Теплообменное устройство предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком 32, протекающем по одному ходу теплообменника, и потоком отгонного пара, поднимающимся из секции сепаратора 118Ь, расположенной внутри перерабатывающей установки 118, который нагревается в теплообменнике кубовой части секции охлаждения сырья 118а. Поток 32 охлаждается, при этом продолжается нагрев потока отгонного пара, и поток 32а покидает теплообменное устройство, имея температуру -25°Р (-32°С).The heat exchange device is designed to provide heat exchange between the flow 32 flowing through one heat exchanger and the flow of distant steam rising from the section of the separator 118b located inside the processing unit 118, which is heated in the heat exchanger of the bottom section of the raw material cooling section 118a. Stream 32 is cooled, while heating of the distant vapor flow continues, and stream 32a leaves the heat exchange device, having a temperature of -25 ° P (-32 ° C).
Вторая часть потока, поток 33, поступает в устройство тепломассообмена в секции деметанизации 118е, которая находится внутри перерабатывающей установки 118. В качестве устройства тепломассообмена может применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паяный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Устройство тепломассообмена предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком 33, протекающим по одному ходу устройства тепломассообмена, и потоком отгонного конденсата, направленного вниз из секции адсорбции 1186, которая находится внутри перерабатывающей установки 118; таким образом, поток 33 охлаждается, нагревая поток отгонного конденсата, на выходе с устройства тепломассообмена температура охлажденного потока 33а составляет -47°Р (-44°С). По мере нагрева потока отгонного конденсата часть его испаряется и образует отбензиненные пары, которые поднимаются вверх, пока оставшийся жидкий конденсат продолжает стекать вниз через устройство тепломассообмена. Устройство тепломассообмена обеспечивает непрерывный контакт отбензиненных паров с потоком отгонного конденсата, тем самым поддерживая массообмен между парообразной и жидкой фазами и освобождая поток жидкого продукта 44 от метана и более легких компонентов.The second part of the stream, stream 33, enters the heat and mass transfer device in the demethanization section 118e, which is located inside the processing unit 118. A heat exchanger made of finned tubes, a plate heat exchanger, a brazed aluminum heat exchanger or a heat exchanger of a different type, including multiport, can be used as the heat and mass transfer device. and / or multifunctional heat exchangers. The heat and mass transfer device is designed to provide heat exchange between the stream 33 flowing in one run of the heat and mass transfer device and the flow of distant condensate downward from the adsorption section 1186, which is located inside the processing unit 118; Thus, the stream 33 is cooled by heating the stream of distant condensate. At the outlet from the heat and mass transfer device, the temperature of the cooled stream 33a is -47 ° P (-44 ° C). As the flow of the distant condensate is heated, part of it evaporates and forms stripped vapors, which rise up while the remaining liquid condensate continues to flow down through the heat and mass transfer device. The device of heat and mass transfer provides continuous contact of stripped vapors with a stream of distant condensate, thereby maintaining the mass exchange between the vapor and liquid phases and freeing the flow of liquid product 44 from methane and lighter components.
Потоки 32а и 33а смешиваются в смесительном устройстве и образуют поток 31а, который поступает в секцию сепарации 118Г, находящуюся внутри перерабатывающей установки 118, при температуре -32°Р (-36°С) и давлении 900 фунт/кв. дюйм абс. (6203 кПа(а)), где пар (поток 34) отделяется от жидкого конденсата (поток 35). Секция сепарации 118Г отделена от секции деметанизации 118е внутренней перегородкой или другими средствами, с тем чтобы обеспечить возможность работы двух этих секций внутри перерабатывающей установки 118 при разных давлениях.The streams 32a and 33a are mixed in a mixing device and form a stream 31a, which enters the 118G separation section inside the processing unit 118, at a temperature of -32 ° P (-36 ° C) and a pressure of 900 psi. inch abs. (6203 kPa (a)), where the steam (stream 34) is separated from the liquid condensate (stream 35). The separation section 118G is separated from the demethanization section 118e by an internal partition or other means so as to enable these two sections to operate inside the processing installation 118 at different pressures.
Пар (поток 34) из секции сепарации 118Г разделяется вторым устройством разделения на два пото- 5 022763 ка: поток 36 и поток 39. Поток 36, содержащий около 27% пара от общего его объема, смешивается в дополнительном смесительном устройстве с отделенным в сепараторе конденсатом (поток 35 через поток 37), и полученный поток 38 направляется в теплообменное устройство, расположенное в кубовой части секции охлаждения сырья 118а внутри перерабатывающей установки 118. В качестве теплообменного устройства может также применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паяный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Теплообменное устройство предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком 38, протекающим через один ход теплообменного устройства, и потоком отгонного пара, поднимающимся из секции сепарации 118Ь, так что поток 38 охлаждается до полной конденсации, при этом нагревая поток отгонного пара.Steam (stream 34) from separation section 118G is divided by the second separation device into two streams: stream 36 and stream 39. Stream 36, containing about 27% of steam from its total volume, is mixed in an additional mixing device with condensate separated in the separator (stream 35 through stream 37), and the resulting stream 38 is sent to a heat exchange device located in the bottom part of the raw material cooling section 118a inside the processing unit 118. A heat exchanger made of finned tubes can also be used as a heat exchange device, a plate heat exchanger, a brazed aluminum heat exchanger or a different type of heat exchangers, including multi-pass and / or multi-functional heat exchangers. The heat exchange device is designed to provide heat exchange between the stream 38 flowing through one stroke of the heat exchanging device and the stream of stripping steam rising from the separation section 118B, so that the stream 38 is cooled to full condensation while heating the stream of stripping steam.
Полученный конденсированный поток 38а при температуре -138°Р (-95°С) затем подвергается быстрому испарению через расширительный клапан 14 до рабочего давления (приблизительно 400 фунт/кв. дюйм (2,758 кПа(а))) ректификационной секции 118с (устройства абсорбции) и секции абсорбции 1186 (еще одно устройство абсорбции), расположенной внутри перерабатывающей установки 118. В способе расширения часть потока может испаряться, в результате чего основной рабочий поток охлаждается. В технологическом способе, который проиллюстрирован на фиг. 2, расширенный поток 38Ь после расширительного клапана 14 достигает температуры -139°Р (-95°С) и подается в перерабатывающую установку 118 между секцией ректификации 118с и секцией абсорбции 1186. Конденсат в потоке 38Ь смешивается с конденсатом, поступающим из секции ректификации 118с, и весь конденсат направляется в секцию абсорбции 1186, при этом пар смешивается с парами, поступающими из секции абсорбции 1186, а полученный парообразный поток направляется в секцию ректификации 118с.The resulting condensed stream 38a at -138 ° P (-95 ° C) is then subjected to rapid evaporation through expansion valve 14 to an operating pressure (approximately 400 psi (2.758 kPa (a))) of the rectification section 118c (absorption unit) and an absorption section 1186 (another absorption device) located inside the processing installation 118. In the expansion process, part of the flow may evaporate, with the result that the main work flow is cooled. In the process method, which is illustrated in FIG. 2, the expanded stream 38b after the expansion valve 14 reaches a temperature of -139 ° P (-95 ° C) and is fed to the processing unit 118 between the rectification section 118c and the absorption section 1186. The condensate in the stream 38b is mixed with the condensate coming from the rectification section 118c, and all of the condensate is sent to absorption section 1186, the steam is mixed with the vapor coming from the absorption section 1186, and the resulting vaporous stream is sent to the rectification section 118c.
Оставшиеся 73% объема пара из секции сепарации 118Т (поток 39) подаются в рабочий детандер 15, где энергия этой части сырья, находящейся под высоким давлением, превращается в механическую. В детандере 15 пар подвергается изоэнтропическому расширению до рабочего давления секции абсорбции 1186, при этом расширенный поток 39а охлаждается до температуры приблизительно -99°Р (-73°С). Частично конденсированный расширенный поток 39а затем в качестве сырья подается в кубовую часть секции абсорбции 1186 внутри перерабатывающей установки 118.The remaining 73% of the volume of steam from the 118T section of separation (stream 39) is fed to the working expander 15, where the energy of this part of the raw material under high pressure is converted into mechanical. In the expander 15, the steam undergoes isentropic expansion to the operating pressure of the absorption section 1186, while the expanded stream 39a is cooled to a temperature of approximately -99 ° P (-73 ° C). The partially condensed expanded stream 39a is then fed as feed to the bottom part of the absorption section 1186 within the processing unit 118.
Повторно сжатый и охлажденный поток отгонного пара 41с разделяется третьим устройством разделения на два потока. Одна часть, поток 46, представляет собой летучий остаточный газ. Вторая часть, рециркулированный поток 45, поступает в теплообменное устройство в охладительной секции сырья 118а, которая расположена внутри перерабатывающей установки 118. В качестве теплообменного устройства может также применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паяный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Теплообменное устройство предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком 45, протекающим через один ход теплообменного устройства, и потоком отгонного пара, поднимающимся из секции сепарации 118Ь, так что поток 45 охлаждается до полной конденсации, при этом нагревая поток отгонного пара.The recompressed and cooled stream of distant steam 41c is divided by the third separation device into two streams. One part, stream 46, is a volatile residual gas. The second part, the recycled stream 45, enters the heat exchange device in the cooling section of the raw material 118a, which is located inside the processing unit 118. A heat exchanger made of finned tubes, a plate heat exchanger, a brazed aluminum heat exchanger or another type of heat exchanger can also be used, including including multiport and / or multifunctional heat exchangers. The heat exchange device is designed to provide heat exchange between flow 45 flowing through one stroke of the heat exchanging device and the flow of distant steam rising from the separation section 118b, so that flow 45 is cooled to complete condensation, while heating the flow of distant steam.
Конденсированный рециркулированный поток 45а покидает теплообменник в секции охлаждения сырья 118а, имея температуру -138°Р (-95°С) и подвергается быстрому испарению через расширительный клапан 22 до рабочего давления ректификационной секции 118с, расположенной внутри перерабатывающей установки 118. В способе расширения часть потока испаряется, в результате чего основной рабочий поток охлаждается. В технологическом способе, который проиллюстрирован на фиг. 2, расширенный поток 45Ь после расширительного клапана 22 достигает температуры -146°Р (-99°С) и подается в секцию сепарации 118Ь внутри перерабатывающей установки 118. Отделенный здесь жидкий конденсат направляется в ректификационную секцию 118с, а оставшиеся пары смешиваются с парами, поднимающимися от ректификационной секции 118с, и образуют поток отгонного пара, который нагревается в секции охлаждения 118а.The condensed recycled stream 45a leaves the heat exchanger in the cooling section of the raw material 118a, having a temperature of -138 ° P (-95 ° C) and undergoes rapid evaporation through the expansion valve 22 to the working pressure of the rectification section 118c located inside the processing unit 118. In the expansion process, part of the stream evaporates, causing the main workflow to cool. In the process method, which is illustrated in FIG. 2, the expanded stream 45b after the expansion valve 22 reaches a temperature of -146 ° P (-99 ° C) and is fed to the separation section 118b inside the processing unit 118. The liquid condensate separated here is sent to the distillation section 118c, and the remaining vapors are mixed with the steam rising from distillation section 118c, and form a stream of distant vapor, which is heated in the cooling section 118a.
В ректификационной секции 118с и в секции абсорбции 1186 установлены абсорбирующие устройства, которые состоят из нескольких лотков с зазорами между ними, одной или нескольких насадок, либо комбинации лотков и насадок. Лотки и/или насадки в ректификационной секции 118с и в секции абсорбции 1186 обеспечивает необходимый контакт между парами, поднимающимися вверх, и холодным конденсатом, стекающим вниз. Жидкая составляющая расширенного потока 39а смешивается с жидким конденсатом, стекающим вниз из секции абсорбции 1186, и смешанный конденсат поступает в устройство сбора жидкости, размещенное в перерабатывающей установке для обеспечения продолжения стекания жидкости в секцию деметанизации 118е. Отбензиненные пары, поднимающиеся из секции деметанизации 118е, смешиваются с парами от расширенного потока 39а и далее поднимаются в секцию абсорбции 1186, где они контактируют с холодным конденсатом, стекающим вниз, для конденсации и абсорбции основного объема компонентов С2, компонентов С3, и более тяжелых компонентов, содержащихся в этих парах. Пары, поднимающиеся из секции абсорбции 1186, смешиваются с парами от расширенного потока 38Ь и далее поднимаются в ректификационную секцию 118с, где они контактируют с холодной частью расширенного потока 45Ь, стекающей вниз, для конденсации и абсорбции основного объема компонентов С2, С3 и более тяжелых компонентов, содержащихся в этих парах. Жидкая составляющая расширен- 6 022763 ного потока 38Ь смешивается с жидким конденсатом, стекающим вниз из ректификационной секции 118с, и смешанный конденсат продолжает стекать в секцию абсорбции 118й.Absorbing devices are installed in the rectification section 118c and in the absorption section 1186, which consist of several trays with gaps between them, one or several nozzles, or a combination of trays and nozzles. The trays and / or nozzles in rectification section 118c and in absorption section 1186 provide the necessary contact between the vapor rising and the cold condensate flowing down. The liquid component of the expanded stream 39a is mixed with the liquid condensate flowing down from the absorption section 1186, and the mixed condensate enters the liquid collecting device placed in the processing unit to ensure that the fluid continues to flow into the demethanization section 118e. The stripped vapors rising from the demethanization section 118e mix with the vapors from the expanded stream 39a and then rise to the absorption section 1186, where they come in contact with the cold condensate flowing down to condense and absorb the main volume of the C 2 components, the C 3 components, and more heavy components contained in these pairs. The vapors rising from the absorption section 1186 mix with the vapors from the expanded stream 38b and then rise to the rectification section 118c, where they come into contact with the cold part of the expanded stream 45b down to condense and absorb the main volume of the C 2 , C 3 and more components heavy components contained in these pairs. The liquid component of the expanded stream 38B is mixed with the liquid condensate flowing down from the rectification section 118c, and the mixed condensate continues to flow into the 118y absorption section.
Отгонный конденсат, стекающий вниз из устройства тепломассообмена в секции деметанизации 118е внутри перерабатывающей установки 118, освобождается от метана и более легких компонентов. Полученный жидкий продукт (поток 44) удаляется из кубовой части секции деметанизации 118е и покидает перерабатывающее устройство 118 при температуре 65°Р (18°С). Поток отгонного пара, поднимающийся из секции сепарации 118Ь, поступает в паросборное устройство, размещенное в перерабатывающей установке, и затем подогревается в секции охлаждения сырья 118а, при этом обеспечивая охлаждение потоков 32, 38 и 45, как описано ранее, а полученный поток остаточного газа 41 покидает перерабатывающее устройство 118 при температуре 105°Р (40°С). Затем поток отгонного пара подвергается повторному сжатию в два этапа: в компрессоре 16, который приводится в действие детандером 15, и в компрессоре 20, который приводится в действие дополнительным источником энергии. После того как поток 41Ь охладится до 110°Р (43°С) в выпускном охладителе 21 и образуется поток 41с, рециркулированный поток 45 отводится из устройства, как описано ранее, образуя поток остаточного газа 46, который затем поступает в трубопровод сбыта под давлением 915 фунт/кв. дюйм абс. (6307 кПа(а)).The distant condensate flowing down from the heat and mass transfer device in the demethanization section 118e inside the processing installation 118 is freed from methane and lighter components. The resulting liquid product (stream 44) is removed from the bottom part of the demethanization section 118e and leaves the processing device 118 at a temperature of 65 ° P (18 ° C). The distant steam flow, rising from the separation section 118b, enters the steam collection unit located in the processing plant, and is then heated in the cooling section of the raw material 118a, while providing cooling streams 32, 38 and 45, as described earlier, and the resulting residual gas flow 41 leaves processing device 118 at a temperature of 105 ° P (40 ° C). Then, the flow of the distant vapor undergoes repeated compression in two stages: in the compressor 16, which is driven by the expander 15, and in the compressor 20, which is driven by an additional source of energy. After the stream 41B is cooled to 110 ° P (43 ° C) in the outlet cooler 21 and a stream 41c is formed, the recycled stream 45 is withdrawn from the device as previously described, forming a stream of residual gas 46, which then enters the sales pipeline under pressure 915 psi inch abs. (6307 kPa (a)).
Краткие данные по расходу и энергопотреблению для техспособа, показанного на фиг. 2, приводятся в следующей табл. II.Summary data on consumption and power consumption for the method shown in FIG. 2 are given in the following table. Ii.
Таблица II (фиг. 2). Данные по расходу - фунт-моль/ч (кг-моль/ч)Table II (Fig. 2). Flow data - lb-mol / h (kg-mol / h)
Выделенные компоненты*Dedicated components *
Этан 95,03%Ethane 95.03%
Пропан 99,99%Propane 99.99%
Бутаны+ 100,00%Bhutan + 100.00%
МощностьPower
Сжатие остаточного газа 5,787 л.с. [9,514 кВт] *на основе неокругленных значений расходаCompression of residual gas 5,787 hp [9.514 kW] * based on non-rounded flow rates
Сравнение табл. I и II показывает, что настоящее изобретение позволяет обеспечить практически такой же уровень извлечения продукта, что и известные технические решения. Однако дальнейшее сравнение показателей в табл. I и II показывает, что тот же объем готового продукта был получен при гораздо меньших энергозатратах, чем в установке, собранной с применением известных технических решений. Что касается эффективности извлечения продукта (которая определяется количеством этана, извлеченного на единицу мощности), настоящее изобретение более чем на 6% экономичнее способа с применением известных технических решений, показанного на фиг. 1.Comparison table. I and II show that the present invention allows to provide almost the same level of product extraction as the known technical solutions. However, further comparison of the indicators in the table. I and II shows that the same volume of the finished product was obtained at much lower energy consumption than in the installation, assembled using known technical solutions. Regarding the efficiency of product recovery (which is determined by the amount of ethane extracted per unit of power), the present invention is more than 6% more economical than the method using the known technical solutions shown in FIG. one.
Повышение эффективности извлечения продукта, обеспечиваемое настоящим изобретением по сравнению со способом на базе известных технических решений (фиг. 1), в основном связано с двумя факторами. Во-первых, компактная компоновка теплообменных устройств в секции охлаждения сырья 118а и устройств тепломассообмена в секции деметанизации 118е перерабатывающей установки 118 исключает перепад давления, происходящий вследствие наличия соединительных трубопроводов в обычной перерабатывающей установке. Как результат, в установке, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, та часть сырьевого газа, которая поступает в детандер 15, находится под более высоким давлением, чем газ в установке, собранной с применением уже известных технических решений; это позволяет детандеру 15 в схеме настоящего изобретения производить такое же количество энергии при более высоком выходном давлении, сколько производит детандер 15 в схеме с применением уже известных технических решений, но при более низком выходном давлении. А следовательно, ректификационная секция 118с и секция абсорбции 118й в перерабатывающей установке 118 настоящего изобретения может работать под более высоким давлением, чем ректификационная колонна 18 в схеме с применением уже известных технических решений, при этом уровень извлечения продукта остается одинаковым. Результатом повышения рабочего давления и снижения перепада давления благодаря упразднению соединительных трубопроводов становится то, что отгонный пар поступает в компрессор 20 под значительно болееImproving the efficiency of extraction of the product provided by the present invention compared with the method based on the known technical solutions (Fig. 1), mainly due to two factors. First, the compact layout of heat exchangers in the cooling section of the raw material 118a and heat and mass transfer devices in the demethanization section 118e of the processing installation 118 eliminates the pressure drop that occurs due to the presence of connecting piping in a conventional processing installation. As a result, in the installation made in accordance with the present invention, that part of the raw gas that enters the expander 15 is under a higher pressure than the gas in the installation collected using already known technical solutions; this allows the expander 15 in the scheme of the present invention to produce the same amount of energy at a higher output pressure, how much the expander 15 produces in the scheme using already known technical solutions, but with a lower output pressure. Consequently, the rectification section 118c and the absorption section 118y in the processing unit 118 of the present invention can operate under a higher pressure than the distillation column 18 in the scheme using already known technical solutions, while the level of product recovery remains the same. The result of increasing the working pressure and reducing the pressure drop due to the elimination of the connecting pipelines is that the distant steam enters the compressor 20 under much more
- 7 022763 высоким давлением, снижая таким образом количество энергии, необходимой для доведения давления остаточного газа до уровня давления в трубопроводе.- 7 022763 high pressure, thus reducing the amount of energy needed to bring the residual gas pressure to the pressure level in the pipeline.
Во-вторых, применение устройства тепломассообмена в секции деметанизации 118е для одновременного нагрева отгонного конденсата, покидающего секцию абсорбции 1186, при этом полученный пар имеет возможность контактировать с конденсатом и освобождать из него летучие компоненты, что более эффективно по сравнению с применением обычной ректификационной колонны с внешними ребойлерами. Летучие компоненты освобождаются из жидкого конденсата постоянно, тем самым их концентрация в отбензиненных парах снижается гораздо быстрее, что повышает эффективность отгонки легких фракций для настоящего изобретения.Secondly, the use of a heat and mass transfer device in the demethanization section 118e for simultaneous heating of the distant condensate leaving the absorption section 1186, while the steam obtained is able to contact with the condensate and release volatile components from it, which is more effective compared to using an ordinary distillation column with external reboilers. Volatile components are continuously released from the liquid condensate, thus their concentration in the stripped vapors decreases much faster, which increases the efficiency of distillation of light fractions for the present invention.
Помимо повышения эффективности переработки настоящее изобретение по сравнению с установками текущего уровня техники имеет еще два преимущества. Во-первых, компактная конструкция перерабатывающей установки 118 настоящего изобретения заменяет пять отдельных единиц оборудования, применяющихся в традиционной схеме (теплообменники 10, 11 и 13; сепаратор 12; ректификационная колонна 18 на фиг. 1), одной единицей (перерабатывающей установкой 118 на фиг. 2). При этом уменьшается площадь, необходимая для размещения установки, а также упраздняются соединительные трубопроводы, что ведет к снижению капитальных затрат на перерабатывающую установку, построенную по схеме настоящего изобретения, по сравнению с установкой, построенной с применением уже известных технических решений. Во-вторых, исключение из конструкции соединительных трубопроводов означает, что перерабатывающая установка, построенная по схеме настоящего изобретения, имеет гораздо меньше фланцевых соединений по сравнению с установкой, построенной с применением уже известных технических решений, что снижает количество потенциальных мест появления течей в такой установке. Углеводороды представляют собой летучие органические соединения (УОС), некоторые из которых классифицируются как газы, вызывающие парниковый эффект, а некоторые могут создавать предпосылки для образования дыр в озоновом слое; это означает, что настоящее изобретение снижает возможность выбросов, загрязняющих атмосферу.In addition to increasing the efficiency of processing, the present invention has two advantages over the current state of the art. First, the compact design of the processing plant 118 of the present invention replaces five separate pieces of equipment used in the conventional circuit (heat exchangers 10, 11 and 13; separator 12; distillation column 18 in FIG. 1) with one unit (processing plant 118 in FIG. 2). This reduces the area required for placement of the installation, as well as the connecting pipelines are eliminated, which leads to a decrease in capital costs for the processing plant, built according to the scheme of the present invention, compared to the installation, built using the already known technical solutions. Secondly, the exclusion from the design of connecting pipelines means that the processing plant, built according to the scheme of the present invention, has much less flange connections compared to the plant, built using already known technical solutions, which reduces the number of potential leaks in such a plant. Hydrocarbons are volatile organic compounds (VOS), some of which are classified as greenhouse gases, and some may create prerequisites for the formation of holes in the ozone layer; this means that the present invention reduces the possibility of emissions that pollute the atmosphere.
Другие варианты воплощенияOther embodiments
В некоторых случаях может возникнуть необходимость подачи потока жидкого конденсата 35 непосредственно в кубовую часть секции абсорбции 1186 через поток 40, как показано на фиг. 2, 4, 6 и 8. В этом случае применяется соответствующее расширительное устройство (например, расширительный клапан 17), где конденсат расширяется до рабочего давления секции абсорбции 1186, а полученный расширенный поток конденсата 40а в качестве сырья подается в кубовую часть секции абсорбции 1186 (как показано пунктирными линиями). В некоторых случаях может возникнуть необходимость смешать часть потока конденсата 35 (поток 37) с паром в потоке 36 (фиг. 2 и 6) либо с охлажденным вторым потоком 33а (фиг. 4 и 8) для образования объединенного потока 38 и направления оставшейся части потока конденсата 35 в кубовую часть секции абсорбции 1186 в потоках 40/40а. В некоторых случаях может возникнуть необходимость смешать расширенный конденсатный поток 40а с расширенным потоком 39а (фиг. 2 и 6) или с расширенным потоком 34а (фиг. 4 и 8), после чего подать объединенный поток в кубовую часть секции абсорбции 1186 в качестве сырья.In some cases, it may be necessary to feed a stream of liquid condensate 35 directly to the bottom part of the absorption section 1186 through stream 40, as shown in FIG. 2, 4, 6 and 8. In this case, an appropriate expansion device is used (for example, expansion valve 17), where the condensate expands to the operating pressure of the absorption section 1186, and the resulting expanded condensate stream 40a is fed as a raw material to the bottom part of the absorption section 1186 ( as shown by dashed lines). In some cases, it may be necessary to mix part of the condensate stream 35 (stream 37) with steam in stream 36 (Fig. 2 and 6) or with the cooled second stream 33a (Fig. 4 and 8) to form a combined stream 38 and direct the rest of the stream condensate 35 to the bottom part of the absorption section 1186 in streams 40 / 40a. In some cases, it may be necessary to mix the expanded condensate stream 40a with the expanded stream 39a (Fig. 2 and 6) or the expanded stream 34a (Fig. 4 and 8), then feed the combined stream to the bottom part of the absorption section 1186 as a raw material.
Если остаточный газ обогащен, то количество конденсата, отделенного в поток 35, может оказаться достаточным для того, чтобы разместить дополнительную зону массообмена в секции деметанизации 118е, между расширенным потоком 39а и расширенным конденсатным потоком 40а, как показано на фиг. 3 и 7, либо между расширенным потоком 34а и расширенным конденсатным потоком 40а, как показано на фиг. 5 и 9. В этом случае устройства тепломассообмена в секции деметанизации 118е можно установить в верхней и кубовой частях, так чтобы расширенный конденсатный поток 40а можно было подавать между ними. Пунктирные линии показывают, что в некоторых случаях может возникнуть необходимость смешать часть конденсатного потока 35 (поток 37) с паром в потоке 36 (фиг. 3 и 7), либо со второй охлажденной частью потока 33а (фиг. 5 и 9), чтобы образовать объединенный поток 38, в то время как оставшаяся часть конденсатного потока 35 (поток 40) расширяется до более низкого давления и подается между верхней и кубовой частями устройства тепломассообмена в секции деметанизации 118е в качестве потока 40а.If the residual gas is enriched, the amount of condensate separated into stream 35 may be sufficient to accommodate the additional mass transfer zone in the demethanization section 118e between the expanded stream 39a and the expanded condensate stream 40a, as shown in FIG. 3 and 7, or between the expanded stream 34a and the expanded condensate stream 40a, as shown in FIG. 5 and 9. In this case, the heat and mass transfer devices in the demethanization section 118e can be installed in the top and bottom parts, so that the expanded condensate stream 40a can be supplied between them. The dashed lines show that in some cases it may be necessary to mix part of the condensate stream 35 (stream 37) with steam in stream 36 (Fig. 3 and 7), or with the second cooled part of stream 33a (Fig. 5 and 9) to form the combined stream 38, while the remainder of the condensate stream 35 (stream 40) expands to a lower pressure and is supplied between the top and bottom parts of the heat and mass transfer device in the de-methanization section 118e as stream 40a.
В некоторых случаях может возникнуть необходимость не смешивать охлажденные первую и вторую части (потоки 32а и 33а), как показано на фиг. 4, 5, 8 и 9. В этом случае охлажденная первая часть 32а направляется в секцию сепарации 118Г в перерабатывающей установке 118 (фиг. 4 и 5), либо в сепаратор 12 (фиг. 8 и 9), где пар (поток 34) отделяется от жидкого конденсата (поток 35). Поток пара 34 поступает в детандер 15, где подвергается изоэнтропическому расширению до рабочего давления секции абсорбции 1186, после чего расширенный поток 34а в качестве сырья подается в кубовую часть секции абсорбции 1186, расположенной внутри перерабатывающей установки 118. Охлажденная вторая часть потока 33а смешивается с отделенным в сепараторе конденсатом (поток 35 через поток 37), и объединенный поток 38 направляется в устройство теплообмена в кубовой части секции охлаждения сырья 118а в перерабатывающей установке 118, где охлаждается до полной конденсации. Конденсированный поток 38а затем подвергается быстрому испарению через расширительный клапан 14 до рабочего давления ректификационной секции 118с и секции абсорбции 1186, после чего расширенный поток 38Ь подается вIn some cases, it may be necessary not to mix the cooled first and second parts (streams 32a and 33a), as shown in FIG. 4, 5, 8 and 9. In this case, the cooled first part 32a is sent to the separation section 118G in the processing installation 118 (Fig. 4 and 5), or to the separator 12 (Fig. 8 and 9), where steam (stream 34) separated from liquid condensate (stream 35). The steam flow 34 enters the expander 15, where it undergoes isentropic expansion to the working pressure of the absorption section 1186, after which the expanded flow 34a is fed as raw material to the bottom part of the absorption section 1186 located inside the processing unit 118. The cooled second part of the flow 33a is mixed with the separated the condensate separator (stream 35 through stream 37), and the combined stream 38 is sent to the heat exchange device in the bottom part of the raw material cooling section 118a in the processing unit 118, where it is cooled to full oh condensation. The condensed stream 38a is then subjected to rapid evaporation through the expansion valve 14 to the operating pressure of the distillation section 118c and the absorption section 1186, after which the expanded stream 38b is fed to
- 8 022763 перерабатывающую установку 118 в зону между ректификационной секцией 118с и секцией абсорбции 1186. В некоторых случаях может возникнуть необходимость смешать только часть (поток 37) конденсатного потока 35 с охлажденной второй частью - потоком 33а, а оставшуюся часть (поток 40) подать в кубовую часть секции абсорбции 1186 через расширительный клапан 17. В другом случае может возникнуть необходимость направить весь поток конденсата 35 в кубовую часть секции абсорбции 1186 через расширительный клапан 17.- 8 022763 processing unit 118 to the zone between the distillation section 118c and the absorption section 1186. In some cases, it may be necessary to mix only part (stream 37) of the condensate stream 35 with the cooled second part — stream 33a, and the rest (stream 40) the bottom part of the absorption section 1186 through the expansion valve 17. In another case, it may be necessary to direct the entire flow of condensate 35 to the bottom part of the absorption section 1186 through the expansion valve 17.
В некоторых случаях может понадобиться применение внешней емкости для сепарации охлажденного сырьевого потока 31а или охлажденной первой части - потока 32а, вместо того, чтобы включать сепараторную секцию 118Г в перерабатывающую установку 118. Как показано на фиг. 6, 7, 14 и 15, сепаратор 12 может применяться для разделения охлажденного сырьевого потока 31а на поток пара 34 и поток конденсата 35. Также, как показано на фиг. 8, 9, 16 и 17, сепаратор 12 может применяться для разделения охлажденной части потока 32а на поток пара 34 и поток конденсата 35.In some cases, it may be necessary to use an external tank for separating the cooled raw material stream 31a or the cooled first part - stream 32a, instead of including the separator section 118G in the processing unit 118. As shown in FIG. 6, 7, 14, and 15, the separator 12 can be used to separate the cooled feed stream 31a into a stream of steam 34 and a stream of condensate 35. Also, as shown in FIG. 8, 9, 16 and 17, the separator 12 can be used to separate the cooled portion of the stream 32a into a stream of steam 34 and a stream of condensate 35.
В зависимости от количества тяжелых углеводородов в сырьевом газе и от давления его подачи охлажденный сырьевой поток 31а, поступающий в секцию сепарации 118Г, как показано на фиг. 2 и 3, или в сепаратор 12, как показано на фиг. 6 и 7 (или охлажденная первая часть потока 32а, поступающая в секцию сепарации 118Г, как показано на фиг. 4 и 5, или в сепаратор 12, как показано на фиг. 8 и 9), может не содержать жидкой составляющей (так как давление превышает точку начала конденсации или криконденбару). В таких случаях в потоках 35 и 37 конденсат отсутствует (как показано пунктирными линиями), так что только пар из секции сепарации 118Г в потоке 36 (фиг. 2 и 3), пар от сепаратора 12 в потоке 36 (фиг. 6), либо охлажденная вторая часть потока 33а (фиг. 4, 5, 8 и 9) вливаются в поток 38; данный поток превращается в расширенный конденсированный поток 38Ь, поступающий в перерабатывающую установку 118, в зону между ректификационной секцией 118с и секцией абсорбции 1186. В данном случае секция сепарации 118Г в перерабатывающей установке 118 (фиг. 2-5) или сепаратор 12 (фиг. 6-9) может не понадобиться.Depending on the amount of heavy hydrocarbons in the feed gas and on the pressure of its supply, the cooled feed stream 31a entering the separation section 118G, as shown in FIG. 2 and 3, or to a separator 12, as shown in FIG. 6 and 7 (or the cooled first part of the stream 32a entering the separation section 118G, as shown in Fig. 4 and 5, or into the separator 12, as shown in Fig. 8 and 9) may not contain a liquid component (since the pressure exceeds the point of onset of condensation or cricondenbara). In such cases, there is no condensate in streams 35 and 37 (as shown by dashed lines), so that only steam from separation section 118G in stream 36 (Fig. 2 and 3), steam from separator 12 in stream 36 (Fig. 6), or the cooled second portion of stream 33a (FIGS. 4, 5, 8, and 9) flow into stream 38; This stream is transformed into an expanded condensed stream 38b entering the processing unit 118, into the zone between the distillation section 118c and the absorption section 1186. In this case, the separation section 118G in the processing unit 118 (Fig. 2-5) or separator 12 (Fig. 6 -9) may not be needed.
Характеристики сырьевого газа, габариты установки, имеющееся оборудование или другие факторы могут указывать на то, что не требуется устанавливать детандер 15, либо его требуется заменить на другое расширительное устройство (например, расширительный клапан). И хотя на схеме отображены конкретные расширительные устройства для каждого потока, при необходимости вместо них можно использовать другие устройства. Например, режим обработки требует расширения полностью конденсированной части сырьевого потока (поток 38а) или полностью конденсированного рециркулированного потока (поток 45а).The characteristics of the raw gas, the dimensions of the installation, the existing equipment or other factors may indicate that the expander 15 is not required to be installed, or it must be replaced with another expansion device (for example, an expansion valve). Although the diagram shows specific expansion devices for each stream, if necessary, other devices can be used instead. For example, the processing mode requires the expansion of the fully condensed portion of the feed stream (stream 38a) or the fully condensed recycled stream (stream 45a).
В соответствии с настоящим изобретением возможно применение внешней охладительной установки для дополнительного охлаждения входящего газа, поступающего в потоках отгонного пара и конденсата, в особенности если используется обогащенный входящий газ. В таких случаях устройство тепломассообмена можно включить в секцию сепарации 118Г (либо установить паросборное устройство для сбора газа, если охлажденный сырьевой поток 31а или охлажденная первая часть потока 32а не содержат жидкой составляющей), как показано пунктирными линиями на фиг. 2-5; либо же устройство тепломассообмена можно включить в сепаратор 12, как показано пунктирными линиями на фиг. 6-9. В качестве устройства тепломассообмена может применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паяный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Теплообменное устройство предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком холодильного агента (например, пропаном), протекающим по одному ходу устройства тепломассообмена, и парообразной частью потока 31а (фиг. 2, 3, 6 и 7) или потока 32а (фиг. 4, 5, 8 и 9), которые движутся по направлению вверх, при этом холодильный агент охлаждает пар и способствует образованию дополнительного конденсата, который стекает вниз и объединяется с конденсатом, удаленным из потока 35. Как вариант, возможно применение обычных охладителей газа для понижения температуры потока 32а, потока 33а и/или потока 31а с помощью холодильного агента, до того как поток 31а поступит в секцию сепарации 118Г (фиг. 2 и 3) или в сепаратор 12 (фиг. 6 и 7); либо поток 32а поступит в секцию сепарации 118Г (фиг. 4 и 5) или в сепаратор 12 (фиг. 8 и 9).In accordance with the present invention, it is possible to use an external cooling unit for additional cooling of the incoming gas entering the streams of distant steam and condensate, especially if an enriched incoming gas is used. In such cases, the heat and mass transfer device can be included in the 118G separation section (or install a steam collector for gas collection if the cooled feed stream 31a or the cooled first part of stream 32a does not contain a liquid component), as shown by dotted lines in FIG. 2-5; Alternatively, the heat and mass transfer device can be incorporated into the separator 12, as shown by the dotted lines in FIG. 6-9. A heat exchanger made of finned tubes, a plate heat exchanger, a brazed aluminum heat exchanger or a different type of heat exchanging device, including multi-way and / or multi-functional heat exchangers, can be used as a device for heat and mass transfer. The heat exchange device is designed to provide heat exchange between the flow of refrigerant (for example, propane) flowing through one heat-exchanger device and the vaporous part of the stream 31a (Fig. 2, 3, 6 and 7) or the stream 32a (Fig. 4, 5, 8 and 9), which move in the upward direction, while the refrigerant cools the steam and promotes the formation of additional condensate, which flows down and combines with the condensate removed from the stream 35. Alternatively, it is possible to use conventional gas coolers to lower those the temperature of stream 32a, stream 33a and / or stream 31a with the aid of a refrigerant before stream 31a enters section 118G of separation (Fig. 2 and 3) or into separator 12 (Fig. 6 and 7); either the stream 32a enters the separation section 118G (Fig. 4 and 5) or into the separator 12 (Fig. 8 and 9).
В зависимости от температуры и степени обогащения сырьевого газа, а также от количества компонентов С2, которое нужно извлечь из потока жидкого продукта 44, обогрева только за счет потока 33 может оказаться недостаточно для того, чтобы конденсат, покидающий секцию деметанизации 118е, соответствовал требованиям к характеристикам продукта. В этом случае, в устройство тепломассообмена в секции деметанизации 118е могут быть установлены дополнительные средства обогрева с помощью теплоносителя, как показано пунктирными линиями на фиг. 2-9. Как вариант, возможна установка еще одного устройства тепломассообмена в кубовой части секции деметанизации 118е для обеспечения дополнительного нагрева; либо поток 33 может нагреваться с помощью теплоносителя перед тем, как он поступит в устройство тепломассообмена, установленное в секции деметанизации 118е.Depending on the temperature and the degree of enrichment of the raw gas, as well as on the amount of C 2 components that need to be removed from the liquid product stream 44, heating only due to stream 33 may not be enough for the condensate leaving the demethanization section 118e to meet product characteristics. In this case, additional means of heating with heat carrier can be installed in the heat and mass transfer device in the demethanization section 118e, as shown by dotted lines in FIG. 2-9. Alternatively, it is possible to install another heat and mass transfer device in the bottom part of the demethanization section 118e to provide additional heating; Either the stream 33 can be heated with the help of a heat transfer medium before it enters the heat and mass transfer device installed in the demethanization section 118e.
В зависимости от типа теплопередающих устройств, выбранных в качестве теплообменников для верхней и кубовой частей секции охлаждения сырья 118а, возможно объединить данные теплообменные устройства в один многоходовой и/или многофункциональный теплообменник. В этом случае многохо- 9 022763 довое и/или многофункциональное теплообменное устройство должно иметь соответствующие средства распределения, разделения и сбора потока 32, потока 38, потока 45, а также потока отгонного пара с целью нагрева или охлаждения до нужного уровня.Depending on the type of heat transfer devices selected as heat exchangers for the upper and bottom parts of the raw material cooling section 118a, it is possible to combine these heat exchangers into one multi-pass and / or multi-functional heat exchanger. In this case, the multiple and / or multifunctional heat exchanging device must have appropriate means for distributing, separating and collecting the stream 32, the stream 38, the stream 45, and also the stream of stripping steam for heating or cooling to the desired level.
В некоторых случаях может потребоваться установка дополнительного устройства массообмена в верхней части секции деметанизации 118е. В этом случае устройство массообмена можно разместить ниже точки подачи расширенного потока 39а (фиг. 2, 3, 6 и 7) или расширенного потока 34а (фиг. 4, 5, 8 и 9) в кубовую часть секции абсорбции 1186 и выше точки выхода охлажденной второй части потока 33а из устройства тепломассообмена в секции деметанизации 118е.In some cases, it may be necessary to install an additional mass transfer device in the upper part of the demethanization section 118e. In this case, the mass transfer device can be placed below the feed point of the expanded stream 39a (Fig. 2, 3, 6 and 7) or the expanded stream 34a (Fig. 4, 5, 8 and 9) in the bottom part of the absorption section 1186 and above the cooled exit point the second part of the stream 33a from the heat and mass transfer device in the demethanization section 118e.
Менее предпочтительной для вариантов воплощения настоящего изобретения, показанных на фиг. 2, 3, 6 и 7, является установка сепаратора для охлажденной первой части потока 31а, сепаратора для охлажденной второй части потока 32а; при этом потоки пара, отделенные в сепараторах, смешиваются, образуя поток пара 34, а потоки конденсата смешиваются и образуют конденсатный поток 35. Еще одним менее предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения является охлаждение потока 37 в отдельном теплообменном устройстве, расположенном в секции охлаждения сырья 118а (вместо того, чтобы смешивать поток 37 с потоком 36 или потоком 33а для образования объединенного потока 38); при этом расширение охлажденного потока производится в отдельном расширительном устройстве, а расширенный поток подается в промежуточную зону секции абсорбции 1186.Less preferred for the embodiments of the present invention shown in FIG. 2, 3, 6 and 7, is the installation of a separator for the cooled first part of the stream 31a, a separator for the cooled second part of the stream 32a; however, the steam streams separated in the separators mix to form a steam stream 34, and the condensate streams mix and form a condensate stream 35. Another less preferred embodiment of the present invention is to cool the stream 37 in a separate heat exchanger located in the cooling section of the feed 118a ( instead of mixing stream 37 with stream 36 or stream 33a to form a combined stream 38); however, the expansion of the cooled stream is performed in a separate expansion device, and the expanded stream is fed into the intermediate zone of the absorption section 1186.
Требуется отметить, что относительное количество сырья в каждом отводе разделенного парообразного сырья зависит от нескольких факторов, в том числе от давления и состава сырьевого газа, количества тепла, которое можно выделить из сырья, а также от доступного количества мощности. Увеличение подачи сырья в зону выше секции абсорбции 1186 может привести к увеличению степени извлечения продукта при снижении мощности, получаемой в детандере, что, в свою очередь, ведет к увеличению мощности, необходимой для повторного сжатия продукта. Увеличение подачи сырья в зону ниже секции абсорбции 1186 снижает уровень потребляемой мощности, но при этом также может упасть уровень извлечения продукта.It should be noted that the relative amount of raw materials in each outlet of the separated vaporous raw materials depends on several factors, including the pressure and composition of the raw gas, the amount of heat that can be extracted from the raw material, as well as the available amount of power. An increase in the feed to the zone above the absorption section 1186 may lead to an increase in the degree of product extraction while reducing the power obtained in the expander, which, in turn, leads to an increase in the power required to recompress the product. Increasing the feed to the zone below the absorption section 1186 reduces the level of power consumed, but it can also lower the level of product recovery.
Настоящее изобретение обеспечивает повышенную степень извлечения компонентов С2, С3 и более тяжелых углеводородов, либо компонентов С3 и более тяжелых углеводородов на количество потребляемых вспомогательных сред, необходимых для функционирования техспособа. Экономия потребляемых вспомогательных сред, необходимых для функционирования техспособа, может проявляться в виде уменьшения потребляемой мощности для сжатия или повторного сжатия; уменьшения мощности, необходимой для внешней охлаждающей установки; уменьшения энергии, необходимой для дополнительного нагрева; либо в виде их сочетания.The present invention provides an increased degree of extraction of components of C 2 , C 3 and heavier hydrocarbons, or components of C 3 and heavier hydrocarbons for the amount of auxiliary media consumed necessary for the operation of the method. Saving consumable auxiliary media necessary for the operation of the method can manifest itself in the form of reduced power consumption for compression or recompression; reducing the power required for an external cooling installation; reduce the energy required for additional heating; or in the form of their combination.
Здесь приводится описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения; специалисты с соответствующим уровнем технической подготовки могут найти другие варианты или внести изменения в описанные здесь (например, адаптировать изобретение для работы в других режимах с применением другого типа сырья или с изменением других требований), не отклоняясь от сути настоящего изобретения, определенной в следующей его формуле.Here is a description of preferred embodiments of the invention; Specialists with an appropriate level of technical training may find other options or make changes to those described here (for example, to adapt the invention to work in other modes using a different type of raw material or changing other requirements), without deviating from the essence of the present invention, defined in the following formula .
Claims (25)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US18636109P | 2009-06-11 | 2009-06-11 | |
US12/689,616 US9021831B2 (en) | 2009-02-17 | 2010-01-19 | Hydrocarbon gas processing |
PCT/US2010/026185 WO2010144163A1 (en) | 2009-06-11 | 2010-03-04 | Hydrocarbon gas processing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201270002A1 EA201270002A1 (en) | 2012-07-30 |
EA022763B1 true EA022763B1 (en) | 2016-02-29 |
Family
ID=43309149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201270002A EA022763B1 (en) | 2009-06-11 | 2010-03-04 | Hydrocarbon gas processing |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2440311A1 (en) |
JP (1) | JP5552159B2 (en) |
KR (1) | KR101643796B1 (en) |
CN (1) | CN102596361B (en) |
AU (1) | AU2010259236B2 (en) |
CA (1) | CA2763698C (en) |
CO (1) | CO6480938A2 (en) |
EA (1) | EA022763B1 (en) |
MX (1) | MX2011013079A (en) |
MY (1) | MY162763A (en) |
PE (1) | PE20121168A1 (en) |
TN (1) | TN2011000624A1 (en) |
WO (1) | WO2010144163A1 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BRPI1105771A2 (en) * | 2010-03-31 | 2016-05-03 | Orlloff Engineers Ltd | hydrocarbon gas processing. |
CN104069717A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | 张家港市苏承环保设备有限公司 | Solvent separating and processing device |
US9637428B2 (en) * | 2013-09-11 | 2017-05-02 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
MY179078A (en) * | 2013-09-11 | 2020-10-27 | Ortloff Engineers Ltd | Hydrocarbon gas processing |
CN104792116B (en) * | 2014-11-25 | 2017-08-08 | 中国寰球工程公司 | A kind of natural gas reclaims the system and technique of ethane and ethane above lighter hydrocarbons |
US11543180B2 (en) * | 2017-06-01 | 2023-01-03 | Uop Llc | Hydrocarbon gas processing |
US11428465B2 (en) * | 2017-06-01 | 2022-08-30 | Uop Llc | Hydrocarbon gas processing |
CN108507277A (en) * | 2018-04-28 | 2018-09-07 | 中国石油工程建设有限公司 | A kind of the cold comprehensive utilization device and method of natural gas ethane recovery |
US10982898B2 (en) | 2018-05-11 | 2021-04-20 | Air Products And Chemicals, Inc. | Modularized LNG separation device and flash gas heat exchanger |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5568737A (en) * | 1994-11-10 | 1996-10-29 | Elcor Corporation | Hydrocarbon gas processing |
US20080190136A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon Gas Processing |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS546500B1 (en) * | 1976-02-15 | 1979-03-29 | ||
UA76750C2 (en) * | 2001-06-08 | 2006-09-15 | Елккорп | Method for liquefying natural gas (versions) |
US6742358B2 (en) * | 2001-06-08 | 2004-06-01 | Elkcorp | Natural gas liquefaction |
US7484385B2 (en) * | 2003-01-16 | 2009-02-03 | Lummus Technology Inc. | Multiple reflux stream hydrocarbon recovery process |
CA2515999C (en) * | 2003-02-25 | 2012-12-18 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
CN100473927C (en) * | 2004-04-26 | 2009-04-01 | 奥特洛夫工程有限公司 | Natural gas liquefaction method and device |
-
2010
- 2010-03-04 MY MYPI2011005728A patent/MY162763A/en unknown
- 2010-03-04 MX MX2011013079A patent/MX2011013079A/en unknown
- 2010-03-04 JP JP2012514952A patent/JP5552159B2/en active Active
- 2010-03-04 KR KR1020127000507A patent/KR101643796B1/en active IP Right Grant
- 2010-03-04 PE PE2011002068A patent/PE20121168A1/en not_active Application Discontinuation
- 2010-03-04 CN CN201080025494.9A patent/CN102596361B/en active Active
- 2010-03-04 WO PCT/US2010/026185 patent/WO2010144163A1/en active Application Filing
- 2010-03-04 EA EA201270002A patent/EA022763B1/en not_active IP Right Cessation
- 2010-03-04 EP EP10786518A patent/EP2440311A1/en not_active Withdrawn
- 2010-03-04 CA CA2763698A patent/CA2763698C/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-03-04 AU AU2010259236A patent/AU2010259236B2/en not_active Ceased
-
2011
- 2011-12-05 TN TNP2011000624A patent/TN2011000624A1/en unknown
- 2011-12-22 CO CO11177228A patent/CO6480938A2/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5568737A (en) * | 1994-11-10 | 1996-10-29 | Elcor Corporation | Hydrocarbon gas processing |
US20080190136A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon Gas Processing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MY162763A (en) | 2017-07-14 |
WO2010144163A1 (en) | 2010-12-16 |
KR20120026607A (en) | 2012-03-19 |
MX2011013079A (en) | 2012-02-01 |
AU2010259236A8 (en) | 2012-09-06 |
AU2010259236B2 (en) | 2015-11-05 |
WO2010144163A8 (en) | 2012-04-19 |
KR101643796B1 (en) | 2016-07-29 |
EA201270002A1 (en) | 2012-07-30 |
JP5552159B2 (en) | 2014-07-16 |
AU2010259236A2 (en) | 2012-06-07 |
PE20121168A1 (en) | 2012-08-30 |
CN102596361A (en) | 2012-07-18 |
EP2440311A1 (en) | 2012-04-18 |
CO6480938A2 (en) | 2012-07-16 |
TN2011000624A1 (en) | 2013-05-24 |
CA2763698A1 (en) | 2010-12-16 |
CN102596361B (en) | 2015-06-03 |
CA2763698C (en) | 2016-08-16 |
JP2012529620A (en) | 2012-11-22 |
AU2010259236A1 (en) | 2012-02-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101619563B1 (en) | Hydrocarbon gas processing | |
KR101660082B1 (en) | Hydrocarbon gas processing | |
EA022763B1 (en) | Hydrocarbon gas processing | |
KR20120069729A (en) | Hydrocarbon gas processing | |
EA022661B1 (en) | Hydrocarbon gas processing | |
RU2688533C1 (en) | Ltdr plant for integrated gas preparation and production of lng and its operation method | |
JP5836359B2 (en) | Hydrocarbon gas treatment | |
EA024494B1 (en) | Process for separation of a gas stream | |
EA023957B1 (en) | Hydrocarbon gas processing | |
JP5552160B2 (en) | Hydrocarbon gas treatment | |
KR101758394B1 (en) | Hydrocarbon gas processing | |
KR101676069B1 (en) | Hydrocarbon gas processing | |
EA027815B1 (en) | Hydrocarbon gas processing | |
EA023977B1 (en) | Hydrocarbon gas processing | |
JP5870085B2 (en) | Hydrocarbon gas treatment | |
KR20130018218A (en) | Hydrocarbon gas processing | |
KR20120139655A (en) | Hydrocarbon gas processing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY 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): KZ TM RU |