EA035250B1 - Process for removing nitrogen from high-flow natural gas - Google Patents

Process for removing nitrogen from high-flow natural gas Download PDF

Info

Publication number
EA035250B1
EA035250B1 EA201792037A EA201792037A EA035250B1 EA 035250 B1 EA035250 B1 EA 035250B1 EA 201792037 A EA201792037 A EA 201792037A EA 201792037 A EA201792037 A EA 201792037A EA 035250 B1 EA035250 B1 EA 035250B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
nitrogen
gas
methane
natural gas
removal
Prior art date
Application number
EA201792037A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201792037A1 (en
Inventor
Мишель Мурино
Жан-Марк Пейрон
Поль Террьен
Original Assignee
Льер Ликид, Сосьете Аноним Пур Льетюд Э Льексплоатасён Дэ Проседе Жорж Клод
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 Льер Ликид, Сосьете Аноним Пур Льетюд Э Льексплоатасён Дэ Проседе Жорж Клод filed Critical Льер Ликид, Сосьете Аноним Пур Льетюд Э Льексплоатасён Дэ Проседе Жорж Клод
Publication of EA201792037A1 publication Critical patent/EA201792037A1/en
Publication of EA035250B1 publication Critical patent/EA035250B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0257Processes 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 nitrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0209Natural gas or substitute natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0238Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 2 carbon atoms or more
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/02Processes or apparatus using separation by rectification in a single pressure main column system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/04Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/70Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/78Refluxing the column with a liquid stream originating from an upstream or downstream fractionator column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F25J2205/04Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum in the feed line, i.e. upstream of the fractionation step
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/50Arrangement of multiple equipments fulfilling the same process step in parallel

Landscapes

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

Abstract

Process for separating the components of a gas mixture (1) to be treated comprising methane, nitrogen and at least one hydrocarbon having at least two carbon atoms, or a mixture of these hydrocarbons, comprising the following steps: a) introduction of a stream of said gas mixture (1) to be treated at a flow rate greater than or equal to 2000000 Nm/h in a demethanization unit comprising N demethanization columns (7); b) partial condensation of a gas mixture (15), comprising less than 1 mol% of hydrocarbons having at least two carbon atoms, extracted from the demethanization unit (7) in order to obtain a liquid (29), at least one portion of which is treated in order to be extracted as denitrogenated natural gas product (30) and a second gas (26); c) introduction of said second gas (26) into a nitrogen removal unit (31) comprising N nitrogen removal columns, obtained from which are a gas (36) and a liquid (33), at least one portion of which is treated in order to be extracted as denitrogenated natural gas product (30); characterized in that said denitrogenated natural gas (30) thus produced comprises less than 5 mol% of nitrogen and in that N is greater than or equal to 3.

Description

Настоящее изобретение относится к способу разделения компонентов смеси газов, содержащей метан, азот и углеводороды, более тяжелые, чем метан.The present invention relates to a method for separating components of a gas mixture containing methane, nitrogen and hydrocarbons heavier than methane.

В связи с этим настоящее изобретение применяется к способам удаления азота из природного газа с извлечением гелия или без него.In this regard, the present invention is applied to methods for removing nitrogen from natural gas with or without helium recovery.

Природный газ востребован для применения в качестве топлива, предназначенного к использованию для обогрева зданий, для обеспечения тепла для промышленных способов получения электроэнергии, для применения в качестве сырья для различных синтетических способов получения олефинов, полимеров и подобных.Natural gas is in demand for use as a fuel intended for use in heating buildings, for providing heat for industrial methods of generating electricity, for use as a raw material for various synthetic methods for producing olefins, polymers and the like.

Природный газ находится во многих месторождениях, удаленных от пользователей природного газа. Природный газ обычно состоит из метана (C1), этана (C2) и более тяжелых соединений, таких как углеводороды, имеющие по меньшей мере три атома углерода, такие как пропан, бутан и т.д. (C3+).Natural gas is found in many fields remote from natural gas users. Natural gas usually consists of methane (C1), ethane (C2) and heavier compounds, such as hydrocarbons having at least three carbon atoms, such as propane, butane, etc. (C3 +).

Часто может быть выгодно отделять соединения C2 и C3+ от природного газа, чтобы продавать их в качестве отдельных попутных продуктов.It can often be beneficial to separate C2 and C3 + compounds from natural gas in order to sell them as separate by-products.

Конкретно их коммерческое применение в целом шире, чем самого природного газа, поскольку их можно использовать непосредственно для химических процессов (например, производство этилена из этана), в качестве моторных топлив (C3/C4 является известным моторным топливом, называемым СУГ (GPL)) или для многих других применений.Specifically, their commercial use is generally wider than that of natural gas itself, since they can be used directly for chemical processes (for example, the production of ethylene from ethane), as motor fuels (C3 / C4 is a well-known motor fuel called LPG (GPL)) or for many other applications.

Другим компонентом, часто присутствующим в природном газе, является азот. Присутствие азота в природном газе может приводить к затруднениям в удовлетворении требований к природному газу (как правило, требуемого значения минимальной низшей теплоты сгорания).Another component often found in natural gas is nitrogen. The presence of nitrogen in natural gas can lead to difficulties in meeting the requirements for natural gas (usually the required minimum net calorific value).

Еще более правильным является удаление углеводородов, более тяжелых, чем метан (C2 и C3+), поскольку они имеют более высокое значение низшей теплоты сгорания, чем метан, поэтому при их удалении значение низшей теплоты сгорания снижается, и оно затем потенциально должно увеличиваться путем отделения азота. Следовательно, прилагались определенные усилия для создания средств для удаления азота, присутствующего в природном газе.Even more correct is the removal of hydrocarbons heavier than methane (C2 and C3 +), since they have a higher value of lower calorific value than methane, therefore, when they are removed, the value of lower calorific value is reduced, and then it should potentially increase by separation of nitrogen . Therefore, some efforts have been made to create means for removing nitrogen present in natural gas.

Эксплуатируемые залежи природного газа содержат все увеличивающиеся количества азота. Это заметно, поскольку месторождения, являющиеся достаточно богатыми для того, чтобы перед выведением газа в коммерческий оборот не требовалась обработка для обогащения, истощаются и становятся все более редко встречающимися.The exploited natural gas deposits contain increasing amounts of nitrogen. This is noticeable, since deposits that are rich enough so that processing for enrichment is not required before gas is put into commercial circulation are depleted and become increasingly rare.

Эти источники природного газа часто также содержат гелий. Последний можно вводить в коммерческое потребление путем осуществления предварительного концентрирования перед конечной обработкой и сжижением.These natural gas sources often also contain helium. The latter can be introduced into commercial consumption by pre-concentration before final processing and liquefaction.

Нетрадиционные ресурсы, такие как сланцевые газы, также разделяют тот же набор проблем: чтобы сделать их коммерчески целесообразными, может оказаться необходимым увеличить их теплоту сгорания путем обработки, заключающейся в удалении азота из газа.Unconventional resources, such as shale gases, also share the same set of problems: in order to make them commercially viable, it may be necessary to increase their calorific value by treatment involving the removal of nitrogen from the gas.

Наиболее широко используемым способом разделения азота и углеводородов, более тяжелых, чем метан, является криогенное разделение. Способ криогенного отделения азота, более конкретно способ с использованием двойной колонны, описан в заявке на патент US-A-4778498. Установки для удаления азота из природного газа обычно перерабатывают газы, происходящие непосредственно из скважин при высоком давлении. После удаления азота обработанный газ должен быть возвращен в сеть, часто под давлением, близким к давлению, под которым он вошел в нее.The most widely used method for the separation of nitrogen and hydrocarbons heavier than methane is cryogenic separation. A cryogenic nitrogen separation method, more specifically a double column method, is described in US-A-4,778,498. Installations for the removal of nitrogen from natural gas usually process gases originating directly from wells at high pressure. After nitrogen has been removed, the treated gas must be returned to the network, often at a pressure close to the pressure under which it entered.

При эксплуатации залежей природного газа может быть предусмотрено множество стадий. Одной сравнительно общепринятой стадией после сушки и удаления примесей является отделение жидкостей, связанных с природным газом (NGL).When exploiting natural gas deposits, many stages can be envisaged. One relatively common step after drying and removing impurities is the separation of liquids associated with natural gas (NGL).

У этой стадии может быть множество преимуществ, но часто преимущество заключается во вводе в коммерческое использование различных тяжелых углеводородных продуктов, содержащих по меньшей мере два атома углерода (C2, C3 и т.д.), которые обычно продаются значительно дороже, чем продукт природного газа.This stage can have many advantages, but often the advantage is the commercialization of various heavy hydrocarbon products containing at least two carbon atoms (C2, C3, etc.), which are usually sold significantly more expensive than the natural gas product .

Если природный газ содержит азот, существует риск снова получить природный газ со слишком низкой теплотой сгорания вследствие полученного низкого содержания C2, C3 и т.д. Поэтому обычно существует необходимость затем отделять азот от этого газа, чтобы сделать его пригодным для продажи.If natural gas contains nitrogen, there is a risk of producing natural gas with too low a calorific value due to the obtained low content of C2, C3, etc. Therefore, there is usually a need then to separate nitrogen from this gas to make it suitable for sale.

Одно общепринятое решение состоит в борьбе с двумя проблемами независимо.One common solution is to deal with two problems independently.

Первая установка производит отделение NGL (далее обозначается как установка NGL), тогда как вторая установка отделяет азот от природного газа (далее обозначается как установка NRU).The first unit separates NGL (hereinafter referred to as the NGL unit), while the second unit separates nitrogen from natural gas (hereinafter referred to as the NRU unit).

Преимуществом этого решения является эксплуатационная гибкость. Например, если установка NRU включает цикл охлаждения, связанные с этим машины имеют ограниченную надежность, и сбой в работе компрессора цикла приведет к выключению NRU, но не приведет при этом к выключению NGL.The advantage of this solution is operational flexibility. For example, if the NRU installation includes a cooling cycle, the associated machines have limited reliability, and a failure in the compressor of the cycle will turn off the NRU, but will not turn off the NGL.

К сожалению, это отключение не сможет быть длительным, поскольку тогда было бы необходимо сжигать продукцию (вследствие ее чрезмерно низкой теплоты сгорания). Кроме того, эта схема ограничена в отношении эффективности, поскольку весь газ охлаждается, а затем снова нагревается в установке NGL, затем охлаждается и снова нагревается в NRU.Unfortunately, this shutdown cannot be long, because then it would be necessary to burn products (due to its excessively low calorific value). In addition, this scheme is limited in terms of efficiency, since all gas is cooled and then heated again in the NGL unit, then cooled and heated again in the NRU.

Другое решение может заключаться в полном объединении установок NGL и NRU, в этом случаеAnother solution may be to fully combine NGL and NRU installations, in this case

- 1 035250 возникает проблема, что в случае сбоя в работе цикла охлаждения установки NRU будет необходимо немедленно выключать весь узел.- 1 035250 there is a problem that in the event of a malfunction in the cooling cycle of the NRU installation, it will be necessary to immediately turn off the entire unit.

Поэтому авторы настоящего изобретения разработали решение, позволяющее устранить изложенные выше проблемы.Therefore, the authors of the present invention have developed a solution to eliminate the above problems.

Объектом настоящего изобретения является способ разделения компонентов подлежащей обработке смеси газов, содержащей метан, азот и по меньшей мере один углеводород, имеющий по меньшей мере два атома углерода, или смесь таких углеводородов, включающий следующие стадии:An object of the present invention is a method for separating the components of a gas mixture to be processed containing methane, nitrogen and at least one hydrocarbon having at least two carbon atoms, or a mixture of such hydrocarbons, comprising the following steps:

a) введение потока указанной смеси газов, подлежащей обработке, при расходе, равном 2000000 норм.м3/ч или больше, в установку для удаления метана, содержащую N колонн для удаления метана;a) introducing a stream of said gas mixture to be treated, at a flow rate of 2,000,000 normal m 3 / h or more, into a methane removal unit containing N methane removal columns;

b) частичная конденсация смеси газов, содержащей менее 1 мол.% углеводородов, имеющих по меньшей мере два атома углерода, извлеченной из установки для удаления метана, с получением жидкости, по меньшей мере одну часть которой обрабатывают с извлечением в виде продукта деазотированного природного газа, и второго газа;b) partial condensation of a gas mixture containing less than 1 mol.% hydrocarbons having at least two carbon atoms extracted from a methane removal unit to obtain a liquid, at least one part of which is treated to extract as a product of de-nitrated natural gas, and a second gas;

c) введение указанного второго газа в установку для удаления азота, содержащую N колонн для удаления азота, из которой получают газ и жидкость, по меньшей мере одну часть которой обрабатывают с извлечением в виде продукта деазотированного природного газа;c) introducing said second gas into a nitrogen removal unit comprising N nitrogen removal columns from which gas and liquid are obtained, at least one part of which is treated to recover de-nitrated natural gas as a product;

характеризующийся тем, что указанный деазотированный природный газ, полученный таким образом, содержит менее 5 мол.% азота, и тем, что N равняется 3 или больше.characterized in that said de-nitrated natural gas thus obtained contains less than 5 mol% of nitrogen, and that N is 3 or more.

Согласно другим вариантам осуществления способ, являющийся объектом настоящего изобретения, включает по меньшей мере следующие особенности.In other embodiments, the method of the present invention includes at least the following features.

Способ, определенный выше, характеризуется тем, что он включает дополнительную стадиюThe method defined above is characterized in that it comprises an additional step

d) обработки указанного газа (36) из стадии c) во второй установке (В) для удаления азота с получением потока газообразного азота, содержащего не более 2 мол.% метана, и потока газообразного метана, содержащего не более 5 мол.% азота.d) treating said gas (36) from step c) in a second nitrogen treatment unit (B) to obtain a nitrogen gas stream containing not more than 2 mol% methane and a methane gas stream containing not more than 5 mol% nitrogen.

Способ, определенный выше, характеризуется тем, что вторая установка (В) для удаления азота содержит не более N-1 колонн для удаления азота.The method defined above is characterized in that the second installation (B) for nitrogen removal contains no more than N-1 columns for nitrogen removal.

Способ, определенный выше, характеризуется тем, что N равняется 6 или больше.The method defined above is characterized in that N is 6 or more.

Способ, определенный выше, характеризуется тем, что вторая установка (В) для удаления азота содержит от N-5 колонн для удаления азота до N-1 колонн для удаления азота, предпочтительно от N-4 до N-2 колонн для удаления азота.The method defined above is characterized in that the second nitrogen removal unit (B) comprises from N-5 nitrogen removal columns to N-1 nitrogen removal columns, preferably from N-4 to N-2 nitrogen removal columns.

Способ, определенный выше, характеризуется тем, что стадии b) и c) осуществляют при температуре ниже -50°С и текучую среду не нагревают повторно выше -50°С между стадией b) и стадией с).The method defined above is characterized in that steps b) and c) are carried out at a temperature below −50 ° C. and the fluid is not reheated above −50 ° C. between step b) and step c).

Изобретение будет описано более подробно со ссылкой на чертеж, иллюстрирующий способ по настоящему изобретению.The invention will be described in more detail with reference to the drawing, illustrating the method of the present invention.

Поток 1 природного газа, предварительно обработанный (отделение воды, CO2, метанола, очень тяжелых углеводородов, то есть имеющих более шести или семи атомов углерода (таких как, например, углеводороды С8+), содержащий по меньшей мере 30 мол.% метана, 0,1 мол.% углеводородов, более тяжелых, чем метан (то есть содержащих по меньшей мере два атома углерода), и 4 мол.% азота, вводят в систему 2, обеспечивающую, по меньшей мере, частичную конденсацию указанного потока 1.Stream 1 of natural gas, pre-treated (separation of water, CO 2 , methanol, very heavy hydrocarbons, that is, having more than six or seven carbon atoms (such as, for example, C8 + hydrocarbons), containing at least 30 mol.% Methane, 0.1 mol% of hydrocarbons heavier than methane (that is, containing at least two carbon atoms) and 4 mol% of nitrogen are introduced into system 2, which provides at least partial condensation of said stream 1.

Давление этого потока 1 составляет от 20 бар абс. (бар абсолютного давления) до 100 бар абс. (как правило, от 30 до 70 бар абс.), а температура близка к температуре окружающей среды, например от 10 до 30°С.The pressure of this stream 1 is from 20 bar abs. (bar absolute pressure) up to 100 bar abs. (usually from 30 to 70 bar abs.), and the temperature is close to the ambient temperature, for example from 10 to 30 ° C.

Система 2 представляет собой, например, теплообменник. Смесь 3, выходящая из этой системы 2, находится в двухфазном (газ и жидкость) состоянии. Эту смесь 3 вводят в сосуд 4 разделения фаз.System 2 is, for example, a heat exchanger. Mixture 3 emerging from this system 2 is in a two-phase (gas and liquid) state. This mixture 3 is introduced into a phase separation vessel 4.

Рабочее давление составляет от 20 до 100 бар абс., как правило, от 30 до 70 бар абс. Температура данного сосуда составляет от -100 до 0°С, как привило, от -80 до -20°С.The operating pressure is from 20 to 100 bar abs., Usually from 30 to 70 bar abs. The temperature of this vessel is from -100 to 0 ° C, as a rule, from -80 to -20 ° C.

Жидкая фаза 5 из сосуда 4 разделения расширяется через клапан 6, затем нагнетается под давлением от 10 до 40 бар абс. и при температуре, например, от -110 до -30°С в колонну 7 для удаления метана.The liquid phase 5 from the separation vessel 4 expands through the valve 6, then is pumped under pressure from 10 to 40 bar abs. and at a temperature, for example, from -110 to -30 ° C, to column 7 for methane removal.

Под колонной для удаления метана понимается установка для перегонки, предназначенная для получения по меньшей мере двух потоков различных составов из подаваемых потоков, происходящих из потока 1 природного газа, подлежащего обработке согласно способу по настоящему изобретению.By a methane removal column is meant a distillation unit designed to receive at least two streams of various compositions from feed streams originating from stream 1 of natural gas to be treated according to the method of the present invention.

По меньшей мере два потока представляют собой следующее: один газообразный, обедненный углеводородами, имеющими по меньшей мере два атома углерода, то есть содержащий менее половины тяжелых углеводородов, содержавшихся в подаваемом газе (этан, пропан, бутан и т.д.), и другой в жидком виде, содержащий менее 5 мол.% метана, изначально присутствующего в потоке 1 природного газа, подлежащего обработке.At least two streams are the following: one gaseous, depleted in hydrocarbons having at least two carbon atoms, i.e. containing less than half of the heavy hydrocarbons contained in the feed gas (ethane, propane, butane, etc.), and the other in liquid form, containing less than 5 mol.% methane, originally present in stream 1 of natural gas to be processed.

Под установкой для удаления метана понимается любая система, включающая по меньшей мере одну ректификационную колонну для обогащения метаном газа из верхней части и обеднения метаном кубовой жидкости.A methane removal unit is understood to mean any system comprising at least one distillation column for methane enrichment of gas from the upper part and methane depletion of bottoms liquid.

По меньшей мере одна часть газовой фазы 8 (как правило, только одна часть) из сосуда 4 разделения расширяется посредством турбины 9.At least one part of the gas phase 8 (usually only one part) from the separation vessel 4 is expanded by means of a turbine 9.

- 2 035250- 2 035250

Поток из турбины 9 вводят в колонну 7 на более высокой ступени 10 по сравнению со ступенью, на которой вводят жидкость 5, выходящую из клапана 6.The stream from the turbine 9 is introduced into the column 7 at a higher stage 10 compared to the stage at which the liquid 5 exiting the valve 6 is introduced.

Жидкий поток 12 из более тяжелых углеводородов, чем метан, извлекают в нижней части 16 колонны 7.A liquid stream 12 from heavier hydrocarbons than methane is recovered at the bottom 16 of column 7.

Ребойлер 11 размещают на уровне, позволяющем повторно кипятить кубовую жидкость из колонны 7 для повторного нагрева части жидкости указанной колонны с целью регулирования максимального предела метана, содержащегося в потоке 12 тяжелых углеводородов.The reboiler 11 is placed at a level allowing re-boiling the bottoms liquid from the column 7 to reheat a portion of the liquid of the column to regulate the maximum limit of methane contained in the heavy hydrocarbon stream 12.

По меньшей мере 50 мол.% (как правило, по меньшей мере 85 мол.%) тяжелых углеводородов, присутствующих в смеси 1 газов, подлежащей обработке, извлекаются в этом потоке 12. Предпочтительно извлекаются по меньшей мере 90%.At least 50 mol% (typically at least 85 mol%) of the heavy hydrocarbons present in the gas mixture 1 to be treated are recovered in this stream 12. Preferably, at least 90% is recovered.

Предпочтительно жидкий поток 12 углеводородов не содержит более чем 1 мол.% метана.Preferably, the liquid hydrocarbon stream 12 does not contain more than 1 mol.% Methane.

Для повторного нагрева нижней части колонны 7 (нижняя часть = ниже ввода жидкости, выходящей из сосуда 4) может быть установлен теплообменник 13. Этот теплообменник питается газообразным подаваемым потоком 1. Этот повторный нагрев улучшает равновесие между поиском максимальной эффективности и чистоты потока, выходящего из колонны 7 для удаления метана.To reheat the bottom of the column 7 (bottom = below the fluid inlet from the vessel 4), a heat exchanger 13 can be installed. This heat exchanger is fed with a gaseous feed stream 1. This reheating improves the balance between finding the maximum efficiency and purity of the stream leaving the column 7 to remove methane.

Наверху 14 колонны 7 (верх = самый верхний выход колонны) извлекается обогащенный метаном поток 15 газов, как правило, содержащий менее 0,5 мол.% углеводородов, имеющих более двух атомов углерода (содержащий не более половины от количества тяжелых углеводородов, имеющих более 2 атомов углерода, присутствующих в подаваемом газе). Температура потока 15 газов составляет ниже -80°С.At the top of column 14 of column 7 (top = topmost column outlet) a methane-rich gas stream of 15 is recovered, typically containing less than 0.5 mol% of hydrocarbons having more than two carbon atoms (containing not more than half of the amount of heavy hydrocarbons having more than 2 carbon atoms present in the feed gas). The temperature of the gas stream 15 is below -80 ° C.

Следовательно, холод можно возвращать путем конденсации обогащенного метаном газа под давлением. Эту конденсацию осуществляют с помощью теплообменника 17, питаемого как частью потока 8 газов из сосуда 4 разделения, так и обогащенным метаном потоком 15 газов из верха 14 колонны 7 для удаления метана.Therefore, cold can be returned by condensation of the methane-enriched gas under pressure. This condensation is carried out using a heat exchanger 17, fed as part of the gas stream 8 from the separation vessel 4, and a methane-rich gas stream 15 from the top 14 of the column 7 for methane removal.

Это лишь один пример осуществления способа, являющегося объектом настоящего изобретения. Но согласно конкретному варианту осуществления настоящего изобретения в этот теплообменник можно вводить третий поток, подлежащий конденсации.This is just one example of the implementation of the method, which is the object of the present invention. But according to a particular embodiment of the present invention, a third stream to be condensed can be introduced into this heat exchanger.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения только один из двух описанных потоков подлежит конденсации.According to yet another embodiment of the present invention, only one of the two described streams is subject to condensation.

Под обогащенным метаном газом понимается смесь газов, содержащая метан, азот и, как правило, менее 0,5% углеводородов, имеющих более двух атомов углерода (содержащая не более половины от количества тяжелых углеводородов, имеющих более 2 атомов углерода, присутствующих в подаваемом газе).Methane-enriched gas means a mixture of gases containing methane, nitrogen and, as a rule, less than 0.5% of hydrocarbons having more than two carbon atoms (containing no more than half of the amount of heavy hydrocarbons having more than 2 carbon atoms present in the feed gas) .

Поток(и) 18 (18a и 18b), охлажденный(охлажденные) в теплообменнике 17, расширяют посредством, например, по меньшей мере одного клапана 19 (19a, 19b), затем вводят в верхнюю часть (верхняя часть = выше подачи 10, выходящей из турбины 9) колонны 7.The stream (s) 18 (18a and 18b), cooled (cooled) in the heat exchanger 17, is expanded by, for example, at least one valve 19 (19a, 19b), then introduced into the upper part (upper part = above the feed 10 leaving from the turbine 9) columns 7.

Поток 20, повторно нагретый в теплообменнике 17, содержит не более половины от количества тяжелых углеводородов, имеющих более 2 атомов углерода, присутствующих в подаваемом газе.Stream 20, reheated in heat exchanger 17, contains no more than half of the amount of heavy hydrocarbons having more than 2 carbon atoms present in the feed gas.

Поток 20 газов, повторно нагретый в теплообменнике 17 до температуры от -40 до -70°С, предпочтительно порядка -60°С, затем частично конденсируют посредством, например, теплообменника 21.The gas stream 20, reheated in the heat exchanger 17 to a temperature of from -40 to -70 ° C, preferably of the order of -60 ° C, is then partially condensed by, for example, heat exchanger 21.

На выходе из этого теплообменника 21 выходит двухфазный (газ-жидкость) поток 22 (содержащий от 20 до 80 мол.% газа).At the outlet of this heat exchanger 21, a two-phase (gas-liquid) stream 22 (containing from 20 to 80 mol.% Gas) exits.

В качестве альтернативы можно обойтись без предыдущей стадии, то есть прохождением потока 15, извлеченного из верха колонны 7 для удаления метана, в теплообменник 17.Alternatively, the previous step can be dispensed with, that is, the passage of the stream 15, extracted from the top of the methane removal column 7, into the heat exchanger 17.

Поэтому возможным является поддержание температуры потока 15 ниже -80°С (или даже ниже -100°С) и введение указанного потока 15 непосредственно в теплообменник 21 с получением потока 22.Therefore, it is possible to keep the temperature of stream 15 below -80 ° C (or even below -100 ° C) and introducing said stream 15 directly into heat exchanger 21 to produce stream 22.

Поток 22 затем направляют в систему А для удаления азота согласно описанному ниже изобретению.Stream 22 is then directed to system A to remove nitrogen according to the invention described below.

В системе А для удаления азота двухфазный поток 22 после возможного расширения в клапане или турбине 23 вводят в сосуд 25 разделения фаз.In system A, to remove nitrogen, a two-phase stream 22, after possible expansion in a valve or turbine 23, is introduced into a phase separation vessel 25.

Жидкую фазу 29, полученную из сосуда 25 разделения фаз, после возможного расширения в клапане (не представлен на фигуре) повторно нагревают с помощью теплообменников 27, затем 21 и наконец 2 для возврата в выходящий поток 30 богатого метаном газа, получаемого по завершению процесса.The liquid phase 29, obtained from the phase separation vessel 25, after possible expansion in the valve (not shown in the figure) is reheated using heat exchangers 27, then 21 and finally 2 to return methane-rich gas obtained at the end of the process to the effluent 30.

Выходящий поток 30 содержит менее 5 мол.% азота.Exit stream 30 contains less than 5 mol.% Nitrogen.

Газовую фазу 26, полученную из сосуда 25 разделения, частично конденсируют в теплообменнике 27, затем расширяют после выхода из указанного теплообменника 27 посредством турбины или клапана перед вводом в ректификационную колонну 31.The gas phase 26 obtained from the separation vessel 25 is partially condensed in the heat exchanger 27, then expanded after leaving the heat exchanger 27 by means of a turbine or valve before entering the distillation column 31.

Ректификационная колонна 31 представляет собой колонну для отгонки азота, назначением которой является отделение азота от обогащенной метаном выходящей жидкости, также называемую колонной для удаления азота.The distillation column 31 is a nitrogen stripper, the purpose of which is to separate nitrogen from the methane-rich effluent, also called a nitrogen stripper.

Обогащенная метаном жидкость содержит менее 5 мол.% азота. Здесь возникает вопрос о том, что ректификационная колонна соединена с ребойлером 32, но не имеет связанной системы конденсации.The methane-enriched liquid contains less than 5 mol.% Nitrogen. Here the question arises that the distillation column is connected to the reboiler 32, but does not have an associated condensation system.

Внизу колонны 31 при температуре ниже -100°С, предпочтительно ниже -110°С извлекается очень богатый метаном поток 33 в жидком виде. Этот поток 33 содержит менее 5 мол.% азота, предпочтитель- 3 035250 но менее 4%. Жидкий поток 33 затем смешивается с жидкой фазой 29, полученной из сосуда 25 разделения фаз, и следует тем же путем к выходящему потоку 30.At the bottom of column 31, at a temperature below −100 ° C., preferably below −110 ° C., a very methane-rich stream 33 is recovered in liquid form. This stream 33 contains less than 5 mol% of nitrogen, preferably 3,035,250 but less than 4%. The liquid stream 33 is then mixed with the liquid phase 29 obtained from the phase separation vessel 25, and follows the same path to the effluent stream 30.

Часть 32 смешанного потока, содержащего частично жидкую фазу 29 и жидкость 33 и повторно нагретого с помощью теплообменника 27, рециркулируют в нижнюю часть 34 колонны 31 для удаления азота.Part 32 of the mixed stream containing partially liquid phase 29 and liquid 33 and reheated with heat exchanger 27 is recycled to the lower part 34 of the nitrogen removal column 31.

Наверху 35 колонны 31 образуется богатый азотом поток 36 газов при температуре ниже -110°С. Указанный богатый азотом поток 36 содержит по меньшей мере 20 мол.% азота.At the top of column 35, a nitrogen-rich gas stream 36 is formed at temperatures below -110 ° C. Said nitrogen rich stream 36 contains at least 20 mol% of nitrogen.

Богатый азотом поток 36 нагревают с помощью последовательно расположенных теплообменников 27, 21, затем 2. Они могут представлять собой один и тот же теплообменник согласно одному конкретному варианту осуществления настоящего изобретения. А согласно другому конкретному варианту осуществления настоящего изобретения можно применять более трех теплообменников.The nitrogen-rich stream 36 is heated by sequentially arranged heat exchangers 27, 21, then 2. They can be the same heat exchanger according to one particular embodiment of the present invention. And according to another specific embodiment of the present invention, more than three heat exchangers can be used.

Это приводит к получению потока 37 при температуре, близкой к температуре окружающей среды (как правило, выше -10°С и ниже 50°С), направляемого в дополнительную систему В для удаления азота.This results in a stream 37 at a temperature close to ambient temperature (typically above -10 ° C and below 50 ° C), sent to additional system B to remove nitrogen.

Назначением системы В для удаления азота является получение потока газов, еще более богатого азотом, чем поток 37.The purpose of system B for nitrogen removal is to produce a gas stream that is even richer in nitrogen than stream 37.

Эта система В может включать, например, по меньшей мере один сосуд разделения и колонну для удаления азота. Если требования к азоту на выходе из системы В являются строгими (обычно <100 ч./млн), может оказаться необходимым добавить компрессор цикла, например компрессор для азота, к системе В для обеспечения дефлегмации, требуемой для получения чистоты азота наверху колонны для удаления азота системы В.This system B may include, for example, at least one separation vessel and a nitrogen removal column. If the nitrogen requirements at the outlet of system B are strict (typically <100 ppm), it may be necessary to add a cycle compressor, such as a nitrogen compressor, to system B to ensure the reflux required to obtain nitrogen purity at the top of the nitrogen removal column B. systems

Способ, являющийся объектом настоящего изобретения, делает возможным отсутствие необходимости в сжигании газа в режиме сбоя в работе цикла охлаждения системы для удаления азота (сбой в работе компрессора цикла);The method, which is the object of the present invention, makes it possible that there is no need to burn gas in the failure mode of the cooling cycle of the system for nitrogen removal (failure in the operation of the cycle compressor);

улучшение эффективности способа.improving the efficiency of the method.

Конкретно, если в системе В для удаления азота происходит сбой в работе, все равно будет возможность продолжать выполнение способа и производить значительную часть, как правило, по меньшей мере 80% целевых продуктов (деазотированного метана), благодаря системе А для удаления азота.Specifically, if a malfunction occurs in system B for nitrogen removal, it will still be possible to continue the process and produce a significant part, usually at least 80% of the target products (de-nitrated methane), thanks to system A for nitrogen removal.

Это обусловлено тем, что предложенное решение должно частично объединять систему для удаления азота с системой для извлечения продуктов, происходящих из части NGL. Это частичное объединение состоит в интегрировании, по меньшей мере, первого сосуда разделения после колонны для удаления метана способа NGL. По меньшей мере одна часть продукта природного газа в жидком виде будет извлекаться из этого первого сосуда разделения. Этот продукт будет, по меньшей мере частично, деазотирован, что в определенных случаях позволяет удовлетворять требованиям в отношении теплоты сгорания продукта. Помимо этого первого сосуда, в часть NGL можно интегрировать первую колонну для удаления азота, это позволяет увеличивать долю продукта, соответствующего требованиям, который непосредственно образуется с использованием системы для удаления азота.This is because the proposed solution should partially combine the nitrogen removal system with the system for extracting products originating from part of NGL. This partial combination consists in integrating at least the first separation vessel after the NGL methane removal column. At least one part of the natural gas product in liquid form will be recovered from this first separation vessel. This product will be, at least in part, de-nitrated, which in certain cases can satisfy the requirements for the calorific value of the product. In addition to this first vessel, a first nitrogen removal column can be integrated into the NGL portion, this allows an increase in the proportion of product that meets the requirements that is directly generated using the nitrogen removal system.

Под выражением часть NGL понимаются все стадии способа по настоящему изобретению, предшествующие стадии с).By the expression part of NGL is meant all the steps of the method of the present invention, the preceding steps c).

Затем остается последняя часть, предусматривающая очень холодные температуры, в которой уровни достигаемой температуры составляют ниже -140°С, предпочтительно ниже -160°С, в которой при необходимости можно применять цикл охлаждения.Then the last part remains, providing for very cold temperatures, in which the attainable temperature levels are below -140 ° C, preferably below -160 ° C, in which a cooling cycle can be applied if necessary.

Тогда сбой в работе цикла охлаждения будет приводить к отключению удаления азота, но будет возможным поддержание части производства деазотированного природного газа, а также производство продуктов, происходящих из части NGL.Then a malfunction in the cooling cycle will lead to a shutdown of nitrogen removal, but it will be possible to maintain part of the production of de-nitrided natural gas, as well as the production of products originating from part of NGL.

Кроме того, применение способов по настоящему изобретению позволяет, помимо улучшения надежности установки, оптимизировать общие капитальные затраты путем оптимизации ряда элементов, составляющих различные установки для осуществления указанного способа в отношении расхода входящего потока в каждой установке.In addition, the application of the methods of the present invention allows, in addition to improving the reliability of the installation, to optimize the total capital costs by optimizing the number of elements that make up the various installations for the implementation of this method in relation to the flow rate of the incoming stream in each installation.

Конкретнее, не будет необходимости добавлять столько же систем В для удаления азота, сколько систем А для удаления азота.More specifically, it will not be necessary to add as many systems B for nitrogen removal as systems A for nitrogen removal.

В случае очень больших значений расхода для части NGL необходимы один или несколько агрегатов, при этом применение в части NRU по меньшей мере на один агрегат меньше, нежели в части NGL (например, семь агрегатов для части NGL и три агрегата для части NRU), позволяет, помимо улучшения надежности установки, оптимизировать общие капитальные затраты путем оптимизации количества агрегатов относительно расхода потока, входящего в каждую установку.In the case of very large flow rates for the NGL part, one or several units are necessary, while the use of at least one unit in the NRU part than in the NGL part (for example, seven units for the NGL part and three units for the NRU part) allows In addition to improving the reliability of the installation, optimize the total capital cost by optimizing the number of units relative to the flow rate entering each installation.

Агрегат представляет собой установку обработки, содержащую, как правило, отдельную единицу оборудования для каждой функции по данному способу (одну турбину 9, один сосуд 4 разделения и т.д.).The unit is a processing unit, containing, as a rule, a separate unit of equipment for each function in this method (one turbine 9, one separation vessel 4, etc.).

С другой стороны, можно специально удваивать количество одной или нескольких единиц оборудования в пределах одного и того же агрегата. Если расход слишком большой, необходимо применять несколько одинаковых агрегатов, то есть несколько установок обработки, работающих параллельно и при наличии одинаковых единиц оборудования.On the other hand, you can specifically double the number of one or more pieces of equipment within the same unit. If the flow rate is too large, it is necessary to use several identical units, that is, several processing units operating in parallel and with the same units of equipment.

Claims (4)

1. Способ разделения компонентов смеси (1) газов, подлежащей обработке, содержащей метан, азот и по меньшей мере один углеводород, имеющий по меньшей мере два атома углерода, или смесь таких углеводородов, включающий следующие стадии:1. The method of separation of the components of a mixture (1) of gases to be treated, containing methane, nitrogen and at least one hydrocarbon having at least two carbon atoms, or a mixture of such hydrocarbons, comprising the following stages: a) введение потока указанной смеси (1) газов, подлежащей обработке, при расходе, равном 2000000 норм.м3/ч или больше, в установку для удаления метана, содержащую N колонн (7) для удаления метана;a) introducing a stream of said mixture (1) of gases to be treated, at a flow rate of 2,000,000 normal m 3 / h or more, into a methane removal unit containing N columns (7) for methane removal; b) частичная конденсация смеси (15) газов, содержащей менее 1 мол.% углеводородов, имеющих по меньшей мере два атома углерода, извлеченной из установки (7) для удаления метана, с получением жидкости (29), по меньшей мере одну часть которой извлекают в виде продукта (30) деазотированного природного газа, и второго газа (26);b) partial condensation of a gas mixture (15) containing less than 1 mol% of hydrocarbons having at least two carbon atoms extracted from a methane removal unit (7) to obtain a liquid (29), at least one part of which is recovered in the form of a product (30) of de-nitrated natural gas, and a second gas (26); c) введение указанного второго газа (26) в установку (31) для удаления азота, содержащую N колонн для удаления азота, из которой получают газ (36) и жидкость (33), по меньшей мере одну часть которой смешивают с указанной жидкостью (29) или по меньшей мере одной ее частью и извлекают в виде продукта (30) деазотированного природного газа;c) introducing said second gas (26) into a nitrogen removal unit (31) containing N nitrogen removal columns from which gas (36) and a liquid (33) are obtained, at least one part of which is mixed with said liquid (29) ) or at least one part thereof and is recovered as a product (30) of de-nitrated natural gas; где указанный деазотированный природный газ (30), полученный таким образом, содержит менее 5 мол.% азота, и при этом N равняется 3 или больше;wherein said de-nitrated natural gas (30) thus obtained contains less than 5 mol% of nitrogen, and wherein N is 3 or more; d) обработку указанного газа (36) из стадии с) во второй установке (В) для удаления азота с получением потока газообразного азота, содержащего не более 2 мол.% метана, и потока газообразного метана, содержащего не более 5 мол.% азота, где вторая установка (В) для удаления азота содержит не более N-1 колонн для удаления азота.d) treating said gas (36) from step c) in a second nitrogen treatment unit (B) to obtain a nitrogen gas stream containing not more than 2 mol% methane and a methane gas stream containing not more than 5 mol% nitrogen, where the second installation (B) for nitrogen removal contains no more than N-1 columns for nitrogen removal. 2. Способ по п.1, где N равняется 6 или больше.2. The method according to claim 1, where N is 6 or more. 3. Способ по предыдущему пункту, где вторая установка (В) для удаления азота содержит от N-5 колонн для удаления азота до N-1 колонн для удаления азота, предпочтительно от N-4 до N-2 колонн для удаления азота.3. The method according to the preceding paragraph, where the second installation (B) for nitrogen removal contains from N-5 columns for nitrogen removal to N-1 columns for nitrogen removal, preferably from N-4 to N-2 columns for nitrogen removal. 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, где стадии b) и c) осуществляют при температуре ниже -50°С и текучую среду не нагревают повторно выше -50°С между стадией b) и стадией c).4. The method according to any one of the preceding paragraphs, where stages b) and c) are carried out at a temperature below -50 ° C and the fluid is not reheated above -50 ° C between stage b) and stage c).
EA201792037A 2015-04-01 2015-10-01 Process for removing nitrogen from high-flow natural gas EA035250B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1552781A FR3034428B1 (en) 2015-04-01 2015-04-01 HIGH-THROUGHPUT NATURAL GAS DEAZOTATION PROCESS
PCT/FR2015/052632 WO2016156675A1 (en) 2015-04-01 2015-10-01 Process for removing nitrogen from high-flow natural gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201792037A1 EA201792037A1 (en) 2017-12-29
EA035250B1 true EA035250B1 (en) 2020-05-20

Family

ID=53177676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201792037A EA035250B1 (en) 2015-04-01 2015-10-01 Process for removing nitrogen from high-flow natural gas

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180087833A1 (en)
AU (1) AU2015388736B2 (en)
EA (1) EA035250B1 (en)
FR (1) FR3034428B1 (en)
MX (1) MX2017012611A (en)
WO (1) WO2016156675A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4195979A (en) * 1978-05-12 1980-04-01 Phillips Petroleum Company Liquefaction of high pressure gas
DE10106484A1 (en) * 2001-02-13 2002-08-14 Linde Ag Simultaneous recovery of helium and nitrogen pure fractions from process stream containing methane, nitrogen and helium, involves partially condensing process stream, and further processing
US20070193303A1 (en) * 2004-06-18 2007-08-23 Exxonmobil Upstream Research Company Scalable capacity liquefied natural gas plant
US20090248174A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Saudi Arabian Oil Company Control method of refrigeration systems in gas plants with parallel trains

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4687499A (en) * 1986-04-01 1987-08-18 Mcdermott International Inc. Process for separating hydrocarbon gas constituents
US4710212A (en) 1986-09-24 1987-12-01 Union Carbide Corporation Process to produce high pressure methane gas
US7234322B2 (en) * 2004-02-24 2007-06-26 Conocophillips Company LNG system with warm nitrogen rejection
DE102008056196A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-12 Linde Ag Process for separating nitrogen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4195979A (en) * 1978-05-12 1980-04-01 Phillips Petroleum Company Liquefaction of high pressure gas
DE10106484A1 (en) * 2001-02-13 2002-08-14 Linde Ag Simultaneous recovery of helium and nitrogen pure fractions from process stream containing methane, nitrogen and helium, involves partially condensing process stream, and further processing
US20070193303A1 (en) * 2004-06-18 2007-08-23 Exxonmobil Upstream Research Company Scalable capacity liquefied natural gas plant
US20090248174A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Saudi Arabian Oil Company Control method of refrigeration systems in gas plants with parallel trains

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HARPER E A, RUST J R, LEAN L E: "TROUBLE FREE LNG", CHEMICAL ENGINEERING PROGRESS., AMERICAN INSTITUTE OF CHEMICAL ENGINEERS, NEW YORK, NY, US, vol. 71, no. 11, 1 January 1975 (1975-01-01), NEW YORK, NY, US, pages 75 - 79, XP009073630, ISSN: 0360-7275 *
HARVEY L. VINES: "Upgrading Natural Gas", CHEMICAL ENGINEERING PROGRESS., AMERICAN INSTITUTE OF CHEMICAL ENGINEERS, NEW YORK, NY, US, vol. 82, no. 11, 1 November 1986 (1986-11-01), NEW YORK, NY, US, pages 46 - 50, XP001269618, ISSN: 0360-7275 *
O'BRIEN JOHN V; MALONEY JAMES J: "Continuous improvement in nitrogen rejection unit design", PROCEEDINGS, SEVENTY-SIXTH ANNUAL CONVENTION / GAS PROCESSORS ASSOCIATION : [SAN ANTONIO, TEXAS, MARCH 10 - 12, 1997], vol. 76, 1 January 1997 (1997-01-01) - 12 March 1997 (1997-03-12), pages 73 - 78, XP009166620 *
SCHOPFER G.: "Cryogenic nitrogen rejection technology for current market developments", GASTECH 2011, 22 March 2011 (2011-03-22), XP009153772 *

Also Published As

Publication number Publication date
EA201792037A1 (en) 2017-12-29
MX2017012611A (en) 2018-01-09
AU2015388736A1 (en) 2017-11-09
US20180087833A1 (en) 2018-03-29
AU2015388736B2 (en) 2021-05-13
FR3034428A1 (en) 2016-10-07
WO2016156675A1 (en) 2016-10-06
FR3034428B1 (en) 2020-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU739319B2 (en) Process for liquefying a gas, notably a natural gas or air, comprising a medium pressure drain and application
AU2020200538A1 (en) Process and apparatus for heavy hydrocarbon removal from lean natural gas before liquefaction
AU2017324000B2 (en) Pretreatment of natural gas prior to liquefaction
US5421167A (en) Enhanced olefin recovery method
JP5481480B2 (en) Cooling method using extended two-component cooling system
US20110265511A1 (en) Natural gas liquefaction method with enhanced propane recovery
SA111320085B1 (en) Hydrocarbon Gas Processing
US11486636B2 (en) Method to recover LPG and condensates from refineries fuel gas streams
RU2731351C2 (en) Method and system for production of lean methane-containing gas flow
US20110036120A1 (en) Method and apparatus for recovering and fractionating a mixed hydrocarbon feed stream
MX2007000242A (en) Configurations and methods for gas condensate separation from high-pressure hydrocarbon mixtures.
EP0467860A1 (en) Method for the recovery of ethylene and propylene from a gas produced by the pyrolysis of hydrocarbons
US20180320960A1 (en) Reflux of demethenization columns
WO2017019423A1 (en) Processes for producing a natural gas stream
AU2018306365B2 (en) Method for purifying a natural gas stream
RU2464510C2 (en) Method and device for hydrocarbon flow cooling
AU2015388735B2 (en) Process for removing nitrogen from natural gas
EA035250B1 (en) Process for removing nitrogen from high-flow natural gas
RU2720366C1 (en) Method for cryogenic separation of natural gas flow
US11060037B2 (en) Method for purifying a gas rich in hydrocarbons
EA036459B1 (en) Optimization of a process for denitrogenation of natural gas stream
US20190277565A1 (en) Bath-type vaporiser-condenser for a method of cryogenically separating a natural gas stream
KR101561385B1 (en) Method of recovering natural gas oil using pre-fraction of natural gas
EA032739B1 (en) Method for fractionating a stream of cracked gas using an intermediate recirculation stream, and related plant
AU2018306364A1 (en) Method for separating a natural gas stream into a methane-enriched fraction and a fraction enriched in C2 and higher hydrocarbons

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 KZ KG TJ TM