EA028888B1 - Способ разделения смеси газов - Google Patents

Способ разделения смеси газов Download PDF

Info

Publication number
EA028888B1
EA028888B1 EA201400841A EA201400841A EA028888B1 EA 028888 B1 EA028888 B1 EA 028888B1 EA 201400841 A EA201400841 A EA 201400841A EA 201400841 A EA201400841 A EA 201400841A EA 028888 B1 EA028888 B1 EA 028888B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
mixture
gas
stream
cooled
products
Prior art date
Application number
EA201400841A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201400841A1 (ru
Inventor
Салават Зайнетдинович Имаев
Леонард Макарович Дмитриев
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Аэрогаз"
Салават Зайнетдинович Имаев
Леонард Макарович Дмитриев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Аэрогаз", Салават Зайнетдинович Имаев, Леонард Макарович Дмитриев filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Аэрогаз"
Publication of EA201400841A1 publication Critical patent/EA201400841A1/ru
Publication of EA028888B1 publication Critical patent/EA028888B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/0605—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the feed stream
    • F25J3/061—Natural gas or substitute natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—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
    • 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
    • B01D53/002—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 by condensation
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/24—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
    • 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
    • F25J2200/74—Refluxing the column with at least a part of the partially condensed overhead gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/76—Refluxing the column with condensed overhead gas being cycled in a quasi-closed loop refrigeration cycle
    • 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
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/10—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using combined expansion and separation, e.g. in a vortex tube, "Ranque tube" or a "cyclonic fluid separator", i.e. combination of an isentropic nozzle and a cyclonic separator; Centrifugal separation
    • 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
    • F25J2210/04—Mixing or blending of fluids with 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
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/40—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval
    • 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
    • F25J2240/60—Expansion by ejector or injector, e.g. "Gasstrahlpumpe", "venturi mixing", "jet pumps"
    • 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
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass 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
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технике переработки попутного или природного газа, а именно к процессу низкотемпературной сепарации компонент газа. Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является увеличение степени очистки выходного газа. Указанный технический результат достигается тем, что в способе разделения смеси газов, включающем охлаждение смеси, расширение продуктов, получаемых из смеси, прокачивание по крайней мере части продуктов через ректификационную колонну, расширение смеси в закрученном потоке в сопле с разделением потока на поток, обогащенный компонентами тяжелее метана, и поток, обедненный этими компонентами, нагрев обедненного потока за счет охлаждения продуктов, получаемых из смеси, согласно изобретению нагретый газовый поток сжимают в компрессоре, охлаждают в аппарате воздушного охлаждения, часть полученного газового продукта используют в качестве выходного продукта, другую часть дополнительно охлаждают, расширяют, продукты расширения направляют в колонну и/или смешивают с газофазными продуктами, поступающими из колонны в сопло. Кроме того, обогащенный поток или его часть используют в качестве хладоагента для охлаждения смеси или продуктов, получаемых из смеси, сжимают, охлаждают с помощью аппарата воздушного охлаждения и направляют в смесь.

Description

Изобретение относится к технике переработки попутного или природного газа, а именно к процессу низкотемпературной сепарации компонент газа. Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является увеличение степени очистки выходного газа. Указанный технический результат достигается тем, что в способе разделения смеси газов, включающем охлаждение смеси, расширение продуктов, получаемых из смеси, прокачивание по крайней мере части продуктов через ректификационную колонну, расширение смеси в закрученном потоке в сопле с разделением потока на поток, обогащенный компонентами тяжелее метана, и поток, обедненный этими компонентами, нагрев обедненного потока за счет охлаждения продуктов, получаемых из смеси, согласно изобретению нагретый газовый поток сжимают в компрессоре, охлаждают в аппарате воздушного охлаждения, часть полученного газового продукта используют в качестве выходного продукта, другую часть дополнительно охлаждают, расширяют, продукты расширения направляют в колонну и/или смешивают с газофазными продуктами, поступающими из колонны в сопло. Кроме того, обогащенный поток или его часть используют в качестве хладоагента для охлаждения смеси или продуктов, получаемых из смеси, сжимают, охлаждают с помощью аппарата воздушного охлаждения и направляют в смесь.
028888
Область техники
Предлагаемое изобретение относится к технике переработки попутного или природного газа, а именно к процессу низкотемпературной сепарации компонент газа.
Предшествующий уровень техники
Известен способ разделения смеси газов, раскрытый в патенте ЕР 2326403, опубликованном 05.12.2012, включающий охлаждение смеси газов и расширение смеси во вращающемся потоке с разделением смеси на продукт, обогащенный целевыми компонентами, и продукт, обедненный этими компонентами, прокачку части продуктов, полученных из смеси газов, через колонну, включение обедненного продукта в состав выходного газа.
Однако такой способ не позволяет достичь высокой степени очистки от целевых компонент, т.к. температура точки росы обедненного потока остается достаточно высокой из-за того, что затруднительно получить низкие температуры в теплообменниках, расположенных перед входом в сопло, из-за конденсации компонент в теплообменниках.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ разделения по патенту КП 2272973, опубликованному 27.03.2006, включающий охлаждение смеси газов, расширение смеси в закрученном потоке в сопле с разделением смеси на продукт, обогащенный тяжелыми компонентами, и продукт, обедненный этими компонентами, направлении по крайней мере части обогащенного продукта в ректификационную колонну, направление по крайней мере части газофазных продуктов, полученных в ректификационной колонне, в смесь до ее расширения, нагрев обедненного продукта за счет охлаждения смеси газов.
Однако такой способ также не позволяет получать высокую степень очистки из-за невозможности получить низкие температуры в теплообменниках.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является увеличение степени очистки выходного газа.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе разделения смеси газов, включающем охлаждение смеси, расширение продуктов, получаемых из смеси, прокачивание по крайней мере части продуктов через ректификационную колонну, расширение смеси в закрученном потоке в сопле с разделением потока на поток, обогащенный компонентами тяжелее метана, и поток, обедненный этими компонентами, нагрев обедненного потока за счет охлаждения продуктов, получаемых из смеси, согласно изобретению нагретый газовый поток сжимают в компрессоре, охлаждают в аппарате воздушного охлаждения, часть полученного газового продукта используют в качестве выходного продукта, другую часть дополнительно охлаждают, расширяют, продукты расширения направляют в колонну и/или смешивают с газофазными продуктами, поступающими из колонны в сопло. Кроме того, обогащенный поток или его часть используют в качестве хладоагента для охлаждения смеси или продуктов, получаемых из смеси, сжимают, охлаждают с помощью аппарата воздушного охлаждения и направляют в смесь.
Указанный технический результат достигается также тем, что расширение дополнительно охлажденной части газа могут проводить в турбодетандере или в дроссельном клапане, и/или сопле; в обогащенный поток могут быть добавлены смесь и/или продукты, получаемые из смеси, имеющие температуру выше температуры точки росы обогащенного потока; а также дополнительно охлажденную часть газа могут использовать в эжекторе в качестве эжектирующего или эжектируемого газа при смешении с продуктами, получаемыми из смеси газов.
Краткое описание фигур чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 приведена общая схема установки разделения смеси газов,
на фиг. 2 - схема эжектора, в котором используют в качестве эжектирующего или эжектируемого газа при смешении с продуктами, полученными из смеси газов.
На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения:
1 - сырьевой газ или смесь газов;
2 - хладоагент;
3-18 - продукты, получаемые из смеси;
19-20 - теплообменники;
21-22 - сепараторы,
23 - сопловой сепаратор;
24 - ректификационная колонна;
25-26 - компрессоры;
27-28 - аппараты воздушного охлаждения;
29 - насос,
30-34 - клапаны,
35 - смеситель,
36 - эжектор.
- 1 028888
Осуществление изобретения
Смесь 1 подают в смеситель 35, в котором смешивают с газофазным продуктом 17, полученным в сепараторе 22. При этом газ 17 предварительно нагревают в теплообменнике 19, сжимают в компрессоре 25 и охлаждают в аппарате 27 воздушного охлаждения. Смесь 3 охлаждают в теплообменнике 19, полученную двухфазную смесь в сепараторе 21 разделяют на газовый 5 и жидкий 4 продукты, которые расширяют в клапанах 30,31 и направляют в колонну 24. Расширение газа 5 может быть проведено в турбине детандера или в сопле. Вместо многопоточного теплообменника 19 могут быть использованы несколько теплообменников.
Газофазный продукт 7 из колонны подают в сопловой сепаратор 23, в котором расширяют во вращающемся потоке в сопле и разделяют на обогащенный компонентами тяжелее метана поток 8 и поток 9, обедненный этими компонентами. Обогащенный поток 8 подают в сепаратор 22, в котором разделяют жидкий 14 и газофазный 17 продукты, жидкость 14 с помощью насоса 29 направляют в колонну 24. Обедненный поток 9 направляют в нагреваемые каналы рекуперативного теплообменника 20, и далее дополнительно нагревают в теплообменнике 19, сжимают в компрессоре 26, охлаждают в аппарате 28 воздушного охлаждения, часть полученного газа 10 используют в качестве выходного продукта 11. Другую часть 12 дополнительно охлаждают в теплообменнике 20, расширяют в клапане 34 и направляют в колонну 24.
Часть 6 жидкого продукта используют в качестве хладоносителя в теплообменнике 19. Другую часть 18 жидкого продукта также направляют в качестве хладоносителя в теплообменник 19 и используют в качестве выходного продукта.
При необходимости в теплообменнике 19 может быть использован дополнительный хладоагент 2.
Согласно п.2 формулы изобретения газофазный продукт 17 из сепаратора 22, являющийся частью обогащенного потока 16, используют в теплообменнике 19 для охлаждения смеси газов, сжимают компрессором 25, охлаждают в аппарате воздушного охлаждения 27, и направляют в смеситель 35.
Согласно п.3 формулы изобретения вместо дроссельного клапана 34 для расширения дополнительно охлажденной части газа может быть использован турбодетандер и/или сопло.
В случае использования сопла с получением в нем обедненного и обогащенного продуктов, эти продукты могут быть направлены в колонну на тарелки разных уровней, что будет способствовать более эффективной работе колонны.
Согласно п.4 формулы изобретения, в обогащенный поток 8 могут быть добавлена смесь и/иди продукты, полученные из смеси, имеющие температуру выше температуры точки росы обогащенного потока. Это позволит избежать появления твердой фазы (например сухого льда) в трубопроводах, а также в сепараторе 22.
Согласно п.5 формулы изобретения, дополнительно охлажденная часть газа после расширения направляют в эжектор 36 (фиг. 2), в котором используют в качестве эжектирующего или эжектируемого газа при смешении с продуктами 7, полученными из смеси газов, затем полученную смесь направляют в сопловой сепаратор 23.
Эжектор 36 может быть использован либо для снижения давления в ректификационной колонне, либо для снижения затрат энергии на сжатие.
Вместо смесителя 35 может быть также использован эжектор, для более рационального использования энергию при сжатии газов.
В таблице приводятся данные по расчету параметров потоков в установке, приведенной в качестве примера на фиг. 1.
В таблице приняты обозначения: № - номер потока, Т - температура потока, Р - давление потока, приводятся также значения мольной доли компонент в соответствующих строках.
Как следует из приведенного примера, такая установка может быть использована для удаления значительной доли углекислоты из смеси 1, в которой начальное содержание ее достигает ~70%.
Расчеты выполнены для случая, когда разделение потока 7 происходит после расширения потока в сопле соплового сепаратора до давления 1 МПа с последующим восстановлением давления в диффузоре до 2,5 МПа.
№ 1 3 7 9 И 15 16 18
Массовая доля газа 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,12 0,2 0,00
Температура С 30,00 27,54 -60,35 -50,88 30,00 -61,89 -64,32 5,00
Давление МРа 6,00 6,00 4,50 2,50 8,0 2,50 2,50 4,50
Расход к%/к 164139,47 181614,60 47164,07 28629,35 12628,61 70000,00 88534,72 141599,13
Мольный состав
СО2 0,698789 0,611298 0,135609 0,038539 0,038531 0,612829 0,549182 0,854932
СН4 0,199654 0,30102 0,850679 0,951227 0,951235 0,308918 0,387177 0,036058
С2Н6 0,029948 0,027288 0,010989 0,009477 0,009476 0,027095 0,02385 0,03448
СЗН8 0,029948 0,025493 0,002218 0,000724 0,000723 0,023974 0,019249 0,034534
1-С4Н10 0,009983 0,008391 0,000258 0,000026 0,000026 0,007364 0,005661 0,010792
П-С4Н10 0,009983 0,008369 0,000158 0,000007 0,000007 0,00707 0,005367 0,010397
1-С5Н12 0,009983 0,00835 0,000055 0,000001 0,000001 0,006208 0,004642 0,009153
П-С5Н12 0,009983 0,008346 0,000034 0 0 0,00587^ 0,004374 0,008661
С6+иН2О 0,001729 0,001445 0,000001 0 0 0,000672 0,000498 0,000992
- 2 028888

Claims (5)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ разделения смеси газов, включающий охлаждение указанной исходной смеси,
    разделение в сепараторе охлажденной смеси на газофазный продукт и жидкий продукт, прокачивание получаемых в сепараторе из смеси продуктов через ректификационную колонну, расширение по крайней мере части газофазного продукта из ректификационной колонны в закрученном потоке в сопле с разделением указанного потока на поток, обогащенный компонентами тяжелее метана, и поток, обедненный этими компонентами,
    нагрев полученного обедненного потока за счет охлаждения жидкого продукта, получаемого из исходной смеси,
    отличающийся тем, что нагретый обедненный поток сжимают в компрессоре, охлаждают в аппарате воздушного охлаждения, часть полученного сжатого охлажденного газа используют в качестве выходного продукта, другую часть дополнительно охлаждают, расширяют, продукты расширения направляют в колонну и/или смешивают с газофазными продуктами, поступающими из колонны в сопло.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обогащенный компонентами тяжелее метана поток или его часть используют в качестве хладоагента для охлаждения исходной смеси или продуктов, получаемых из смеси, сжимают, охлаждают с помощью аппарата воздушного охлаждения и направляют в смесь.
  3. 3. Способ по пп.1, 2, отличающийся тем, что указанное расширение дополнительно охлажденной части газа проводят в турбодетандере, или в дроссельном клапане, и/или сопле.
  4. 4. Способ по любому из пп.1, 2, 3, отличающийся тем, что в упомянутый обогащенный поток добавляют смесь и/или продукты, получаемые из смеси, имеющие температуру выше температуры точки росы обогащенного потока.
  5. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанную дополнительно охлажденную часть газа используют в эжекторе в качестве эжектирующего или эжектируемого газа при смешении с продуктами, получаемыми из исходной смеси газов.
EA201400841A 2012-02-10 2013-01-23 Способ разделения смеси газов EA028888B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104716/05A RU2514859C2 (ru) 2012-02-10 2012-02-10 Способ разделения смеси газов
PCT/RU2013/000049 WO2013119142A1 (ru) 2012-02-10 2013-01-23 Способ разделения смеси газов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201400841A1 EA201400841A1 (ru) 2014-11-28
EA028888B1 true EA028888B1 (ru) 2018-01-31

Family

ID=48947813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201400841A EA028888B1 (ru) 2012-02-10 2013-01-23 Способ разделения смеси газов

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20150007606A1 (ru)
EP (1) EP2813276B1 (ru)
BR (1) BR112014019820B1 (ru)
EA (1) EA028888B1 (ru)
HU (1) HUE035078T2 (ru)
MY (1) MY173602A (ru)
RS (1) RS56811B1 (ru)
RU (1) RU2514859C2 (ru)
WO (1) WO2013119142A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568215C1 (ru) 2014-10-10 2015-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЭНГО Инжиниринг" Способ разделения углеводородсодержащей газовой смеси
CN105091504B (zh) * 2015-09-11 2017-10-13 开封黄河空分集团有限公司 一种节能型冷水机组试车装置
CN105148678A (zh) * 2015-10-13 2015-12-16 中国石油化工股份有限公司 硫化氢泄漏自动捕消方法
RU2749628C1 (ru) * 2020-04-24 2021-06-16 Общество с ограниченной ответственностью "АЭРОГАЗ" (ООО "АЭРОГАЗ") Способ и установка выделения из природного газа целевых фракций

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020095062A1 (en) * 2000-12-13 2002-07-18 Technip-Coflexip Process and installation for separation of a gas mixture containing methane by distillation
US6560989B1 (en) * 2002-06-07 2003-05-13 Air Products And Chemicals, Inc. Separation of hydrogen-hydrocarbon gas mixtures using closed-loop gas expander refrigeration
RU2238489C1 (ru) * 2003-02-07 2004-10-20 ЗАО "Крионорд" Способ ожижения природного газа
RU2272972C2 (ru) * 2004-01-28 2006-03-27 Салават Зайнетдинович Имаев Способ низкотемпературного разделения попутных нефтяных газов (варианты)
RU2272973C1 (ru) * 2004-09-24 2006-03-27 Салават Зайнетдинович Имаев Способ низкотемпературной сепарации газа (варианты)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8915990B2 (en) * 2008-07-30 2014-12-23 Twister B.V. System and method for removing hydrogen sulfide from a natural gas stream
US20100287982A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 Ortloff Engineers, Ltd. Liquefied Natural Gas and Hydrocarbon Gas Processing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020095062A1 (en) * 2000-12-13 2002-07-18 Technip-Coflexip Process and installation for separation of a gas mixture containing methane by distillation
US6560989B1 (en) * 2002-06-07 2003-05-13 Air Products And Chemicals, Inc. Separation of hydrogen-hydrocarbon gas mixtures using closed-loop gas expander refrigeration
RU2238489C1 (ru) * 2003-02-07 2004-10-20 ЗАО "Крионорд" Способ ожижения природного газа
RU2272972C2 (ru) * 2004-01-28 2006-03-27 Салават Зайнетдинович Имаев Способ низкотемпературного разделения попутных нефтяных газов (варианты)
RU2272973C1 (ru) * 2004-09-24 2006-03-27 Салават Зайнетдинович Имаев Способ низкотемпературной сепарации газа (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014019820A2 (pt) 2017-07-04
RU2514859C2 (ru) 2014-05-10
RU2012104716A (ru) 2013-08-20
BR112014019820B1 (pt) 2020-11-24
EP2813276A4 (en) 2016-12-14
HUE035078T2 (en) 2018-05-02
EP2813276A1 (en) 2014-12-17
US20150007606A1 (en) 2015-01-08
RS56811B1 (sr) 2018-04-30
WO2013119142A1 (ru) 2013-08-15
EP2813276B1 (en) 2017-08-23
MY173602A (en) 2020-02-10
EA201400841A1 (ru) 2014-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6923629B2 (ja) 発電システム及び方法からの低圧液体二酸化炭素の生成
CN103582792B (zh) 用于天然气液化的方法
CN100588702C (zh) 同时生产可液化天然气和天然气液体的馏分的方法和装置
US7628035B2 (en) Method for processing a stream of LNG obtained by means of cooling using a first refrigeration cycle and associated installation
RU2014109013A (ru) Установка для сжижения природного газа с этилен-независимой системой извлечения тяжелых фракций
RU2017103309A (ru) Способ и устройство для низкотемпературного разделения воздуха с переменным потреблением энергии
US20170363351A1 (en) Method and apparatus for separating a feed gas containing at least 20 mol % of co2 and at least 20 mol % of methane, by partial condensation and/or by distillation
RU2011140704A (ru) Разделение диоксида углерода и водорода
US20110226009A1 (en) Process for producing liquid and gaseous nitrogen streams, a gaseous stream which is rich in helium and a denitrided stream of hydrocarbons and associated installation
RU2009106092A (ru) Способ для сжижения потока углеводородов и устройство для его осуществления
RU2014141580A (ru) Способ и устройство для отделения со2 при охлаждении с использованием сопла лаваля
RU2012153420A (ru) Способ отделения co2 от n2 в турбинном двигателе
US11231224B2 (en) Production of low pressure liquid carbon dioxide from a power production system and method
RU2012149433A (ru) Способ и устройство для сжижения топочного газа от сжигательных установок
EA028888B1 (ru) Способ разделения смеси газов
RU2015126605A (ru) Способ и устройство для низкотемпературного разделения воздуха
JP6830091B2 (ja) 工業用ガスおよび炭化水素ガスの液化
RU2014146578A (ru) Извлечение спг из синтез-газа с использованием смешанного хладагента
RU2015126802A (ru) Способ и устройство для низкотемпературного разделения воздуха
RU2017110052A (ru) Сдвоенная система со смешанным хладагентом
RU2017110050A (ru) Сдвоенная система со смешанным хладагентом
RU2011137411A (ru) Способ сжижения потока с высоким содержанием углеводородов
RU2009117466A (ru) Способ и устройство для охлаждения потока углеводородов
US20190137170A1 (en) System and method for producing liquefied natural gas
US20150345859A1 (en) Carbon dioxide liquefaction device

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 BY KG TJ