FI78347C - Foerfarande foer att separera naturgasvaetskor. - Google Patents

Foerfarande foer att separera naturgasvaetskor. Download PDF

Info

Publication number
FI78347C
FI78347C FI853522A FI853522A FI78347C FI 78347 C FI78347 C FI 78347C FI 853522 A FI853522 A FI 853522A FI 853522 A FI853522 A FI 853522A FI 78347 C FI78347 C FI 78347C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
stream
liquid
methane
removal unit
steam
Prior art date
Application number
FI853522A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI853522A0 (fi
FI78347B (fi
FI853522L (fi
Inventor
Ravindra Fulchand Pahade
John Bernard Saunders
James Joseph Maloney
Original Assignee
Union Carbide Corp
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 Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of FI853522A0 publication Critical patent/FI853522A0/fi
Publication of FI853522L publication Critical patent/FI853522L/fi
Publication of FI78347B publication Critical patent/FI78347B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI78347C publication Critical patent/FI78347C/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—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
    • F25J3/028—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 noble gases
    • F25J3/029—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 noble gases of helium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G5/00—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G5/00—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas
    • C10G5/06—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas by cooling or compressing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0238—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 2 carbon atoms or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0257—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 nitrogen
    • 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
    • F25J2200/08—Processes or apparatus using separation by rectification in a triple 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
    • F25J2200/10—Processes or apparatus using separation by rectification in a quadruple, or more, column or pressure system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/70—Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • 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
    • 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
    • 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
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/04—Internal refrigeration with work-producing gas expansion loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/40—Vertical layout or arrangement of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, condensers, heat exchangers etc.

Landscapes

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

Description

Menetelmä maakaasunesteiden erottamiseksi.
Förfarande för att separera naturgasvätskor.
7 8 3 4 7
Keksintö kohdistuu maakaasunesteiden erottamiseen sellaisesta maakaasusta, joka lisäksi sisältää typpeä, ja sitä voidaan soveltaa erityisesti niissä tapauksissa, jolloin maakaasuläh-teessä sovelletaan tehostettua talteenottomenetelmää, johon kuuluu typen ruiskutus.
Maakaasunesteeet ovat kaksi tai useampia hiiliatomeja sisältäviä hiilivetyjä, joita tavallisesti esiintyy maakaasun lähteissä. Esimerkkejä maakaasunesteistä ovat etaani, propaani ja butaani. Otettaessa maakaasu eli metaani talteen maakaasun lähteestä, on toivottavaa erottaa maakaasunesteet maakaasusta, ja saada nämä kaksi komponenttia talteen erillisinä. Tämä johtuu siitä, että maakaasunesteiden taloudellinen arvo on metaaniin verrattuna parempi käytettäessä niitä polttoaineena, kuten propaania tai nesteytettyä polttoainekaasua, tai käytettäessä niitä kemikaalien raaka-aineina. Kun myös typpeä on läsnä maakaasun lähteessä, on toivottavaa erottaa typpi näistä hiilivedyistä siten, ettei samalla häiritä maakaasunesteiden ja maakaasun välistä erottamista. Lähteessä luonnostaan esiintyvän typen pitoisuus voi olla 0...90 %, tavallisesti 3...5%.
Maakaasuvarojen muuttuessa harvinaisimmiksi ja niiden hyödyntämisen yhä hankalammaksi sekundääriset talteenottomenetelmät yleistyvät. Tällaisia sekundäärisiä taiteenottomenetelmiä kutsutaan yleisesti tehostetuksi öljyn talteenottamiseksi (Enhanced Oil Recovery, EOR) ja tehostetuksi kaasun talteenottamiseksi (Enhanged Gas Recovery, EGR). Eräs tällainen sekundäärinen talteenottotekniikka käsittää sellaisen kaasun, joka ei ylläpidä palamista, ruiskuttamisen lähteeseen kohottamaan lähteessä vallitsevaa painetta, jolloin saadaan poistettua ne hiilivedyt, joita ei saada ulos lähteestä sen luonnol- 2 78347 lisen paineen avulla. Tässä menetelmässä tavallisesti käytetty kaasu on typpi, koska sitä on suhteellisen runsaasti saatavilla, se ei ole kallista ja sitä voidaan tuottaa suuria määriä lähteen sijaintipaikassa.
Se seikka, että lähteeseen ruiskutetaan typpeä, johtaa ajan mittaan suurenevien typpipitoisuuksien esiintymiseen tästä lähteestä talteenotetussa maakaasussa. Lähteestä talteenotetun virtaavan väliaineen typpipitoisuus voi olla suuruudeltaan luonnostaan esiintyvästä pitoisuudesta aina 90 prosenttiin ja sen yli. Lisäksi talteenotetun kaasun typpipitoisuus ei pysy vakiona, vaan se pyrkii kasvamaan ajan mittaan, koska yhä suurempia typpimääriä käytetään pitämään lähteessä vallitseva paine sellaisena, että talteenottaminen on mahdollista. Tämä vaikuttaa haitallisesti maakaasunesteiden talteenottoon maakaasusta erillään.
Kaasukentästä nousevan virran kasvava typpipitoisuus vaikeuttaa maakaasunesteiden tehokasta erottamista maakaasusta, koska prosessi, joka saattaa olla tehokas suhteellisen alhaisilla typpipitoisuuksilla, esimerkiksi suuruusluokkaa 5 prosenttia, saattaa olla tehoton suurilla typpipitoisuuksilla, kuten yli 50 prosenttia. Näin ollen menetelmän, jolla maakaasunesteet erotetaan typpeä sisältävästä maakaasusta, joka puolestaan on otettu talteen lähteestään typpiruiskutuksen avulla, on oltava riittävän mukautumiskykyinen kyetäkseen suorittamaan tämän erottamisen tehokkaasti typpipitoisuuden vaihdellessa laajalla alueella.
Täten tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan parannettu menetelmä maakaasunesteiden erottamiseksi maakaasusta, joka sisältää myös typpeä.
Tämän keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan menetelmä, joka erottaa tehokkaasti maakaasunesteet typpeä sisältävästä maakaasusta, jonka typpipitoisuus on suhteellisen suuri.
Il 3 78347
Edelleen tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan menetelmä, joka erottaa tehokkaasti maakaasunesteet typpeä sisältävästä maakaasusta, jossa typen pitoisuus voi vaihdella luonnostaan esiintyvästä pitoisuudesta jopa 90 prosenttiin tai sen yli.
Tämän keksinnön edellä esitetyt ja muut tavoitteet selviävät alan asiantuntijalle seuraavasta selityksestä, ja nämä tavoitteet saavutetaan tämän keksinnön mukaisella menetelmällä, jonka tarkemmat kohteet ilmenevät oheisista patenttivatimuk-sista. Näin ollen keksinnön kohteena on:
Menetelmä maakaasunesteiden erottamiseksi maakaasunesteitä, metaania ja typpeä sisältävästä syöttövirrasta, jonka paine on alueella 2068,5...10342,5 kPa (300...1500 psia), jossa menetelmässä nestemäiset syötöt syötetään metaaninpoistoyksikköön, jossa ne erottuvat metaania runsaasti sisältäväksi fraktioksi ja pohjalta saatavaksi, maakaasunesteitä sisältäväksi nesteeksi, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että (1) syöttövirta tiivistetään osittain ensimmäisen höyryvirran ja ensimmäisen nestevirran tuottamiseksi; (2) ensimmäinen nestevirta osittain höyrystetään, osittain höyrystetyn virran tuottamiseksi; (3) osittain höyrystetty virta erotetaan toiseksi höyryvirraksi ja toiseksi nestevirraksi; (4) ensimmäinen höyryvirta tiivistetään osittain kolmannen höyryvirran ja kolmannen nestevirran tuottamiseksi, jolloin kolmas nestevirta yhdessä toisen nestevirran kanssa muodostavat metaaninpoistoyksikön syötön; (5) pohjaneste höyrystetään osittain, jotta saadaan höyryä metaaninpoistoyksikön läpi ylös virtaamista varten ja jotta saadaan jäljellä oleva neste; ja (6) jäljellä oleva neste otetaan talteen maakaasuneste-tuotteena.
Tämän keksinnön mukaisen menetelmän toisena piirteenä on menetelmä, jossa 4 78347 (a) toinen ja kolmas virta tiivistetään osittain neljännen höyryvirran ja neljännen nestevirran saamiseksi; (b) neljäs nestevirta höyrystetään osittain viidennen höyryvirran ja viidennen nestevirran saamiseksi; (c) viides nestevirta johdetaan toiseen metaaninpoisto-yksikköön erottamiseksi metaanilla rikastuneeksi fraktioksi ja maakaasunesteitä sisältäväksi pohjanesteeksi; (d) toisesta metaanin poistoyksiköstä tuleva pohjaneste höyrystetään osittain kuudennen höyryvirran ja kuudennen nestevirran tuottamiseksi; (e) kuudes höyryvirta johdetaan mainittuun toiseen metaanin poistoyksikköön (f) ensimmäisestä metaanin poistoyksiköstä saatua poh-janestettä osittain höyrystämällä saatu höyryvirta sekä neste-virta johdetaan mainittuun ensimmäiseen metaanin poistoyksikköön; ja (g) ensimmäisestä metaanin poistoyksiköstä saatua pöhjanestettä osittain höyrystämällä saatu nestevirta otetaan talteen maakaasunestetuotteena, jolloin estetään se, ettei typen läsnäolo eivätkä syöttövirrassa mahdollisesti esiintyvät typpipitoisuuden muutokset vaikuta merkittävästi hiilivetyjen erottumiseen.
Ohessa käytetyllä termillä "kolonni" tarkoitetaan tislaus- tai jakotislauskolonnia, toisin sanoen sellaista kosketukseen perustuvaa kolonnia tai vyöhykettä, jossa neste- ja höyryfaasi saatetaan kosketuksiin niiden virratessa toistensa suhteen vastavirtaan, virtaavien väliaineiden muodostaman seoksen erottumisen aikaansaamiseksi, kuten esimerkiksi saattamalla höyry- ja nestefaasi kosketuksiin toistensa kanssa pystysuorassa suunnassa tietyn välimatkan päähän toisistaan asetetuilla pohjilla tai pinnoilla, jotka sijaitsevat kolonnissa, tai vaihtoehtoisesti täytekappaleiden pinnoilla, joilla täytekap-paleilla kolonni on täytetty. Jakotislauskolonneja on tarkasteltu yksityiskohtaisemmin teoksessa Chemical Engineer's Handbook, viides painos, toimittajat R.H. Perry ja C.H.
5 78347
Chilton, McGraw-Hill Book Company, New York, kappale 13, "Distillation" B.D. Smith et ai, sivu 13-3, The Continuous Distillation Process.
Termillä "kaksoiskolonni" tarkoitetaan ohessa sellaista korkeapaineista kolonnia, jonka yläpää on yhteydessä lämmönvaihtimen välityksellä matalapaineisen kolonnin alapään kanssa. Kaksoiskolonneja on käsitelty yksityiskohtaisemmin teoksissa Ruheman, "The Separation of Gases", Oxford University Press, 1949, kappale VII, Commercial Air Separation, ja Barron, "Cryogenic System", McGraw-Hill, Inc., 1966, sivu 230, Air Separation Systems.
Ohessa käytetyllä termillä "metaanin poistoyksikkö" tarkoitetaan sellaista kolonnia, jossa metaanin ja maakaasunesteet sisältävä nestemäinen syöttö johdetaan kolonniin siten, että se laskeutuu tässä kolonnissa alaspäin, jolloin haihtuvimmat komponentit poistuvat tai haihtuvat alaspäin liikkuvasta nesteestä ylöspäin kohoavan höyryvirran mukana.
Ohessa käytetyt käsitteet "maakaasunesteet" ja "korkeammat hiilivedyt" tarkoittavat kaksi tai useampia hiiliatomeja käsittäviä hiilivetyjä. Näiden hiilivetyjen olomuoto ei ole välttämättä nestemäinen.
Piirustusten lyhyt kuvaus
Kuva 1 on tämän keksinnön mukaisen menetelmän erään suositeltavan suoritusmuodon virtauskaavio.
Kuva 2 on tämän keksinnön erään toisen suoritusmuodon virtaus-kaavio, ja tämä suoritusmuoto saattaa olla suositeltavampi, kun syöttövirran typpipitoisuus ei ylitä noin 20 prosenttia.
Keksintö kuvataan yksityiskohtaisesti piirustuksiin viitaten.
Seuraavassa viitataan kuvaan 1. Syöttövirta 10 on kaasumainen virta, joka tyypillisesti on otettu talteen maakaasuesiinty- mästä tai raakaöljylähteestä, ja joka on käynyt läpi tiettyjä 6 78347 prosessivaiheita vesihöyryn, hiilidioksidin, rikkiyhdisteiden ja mahdollisesti muiden korkeassa lämpötilassa kiehuvien yhdisteiden, kuten raskaiden, seitsemän tai useampia hiiliatomeja sisältävien hiilivetyjen poistamiseksi. Virta 10 on tavallisesti ympäristön lämpötilassa ja sen paine on tavallisesti alueella 2068,5...10432,5 kPa (300...1500 psia), ja se sisältää metaania, typpeä ja maakaasunesteitä. Typpipitoisuus voi olla alueella 3...90 prosenttia. Käytettäessä typen ruis-kuttamiseen perustuvia sekundäärisiä talteenottotekniikoita syötön typpipitoisuus pyrkii kohoamaan ajan mittaan. Mikäli toisin ei olla ilmoitettu, kaikki ohessa käytetyt prosenttiset osuudet ovat moolimaäriin perustuvia prosenttisia osuuksia. Syöttö saattaa myös sisältää vetyä ja tyydyttämättömiä hiilivetyjä, esimerkiksi kun se on johdettu krakkausyksikön läpi.
Syöttövirta 10 on tiivistetty osittain höyryvirran A ja neste-virran B muodostamiseksi. Kuvassa 1 virta 10 tiivistetään osittain jäähdyttämällä sitä lämmönvaihtimessa 11 takaisin-kierrätettävillä virroilla ja metaanin poistoyksiköiden pohjilta saatavilla virroilla. Muita jäähdytysmenetelmiä kuvassa 1 esitettyjen lisäksi voisi kuulua ulkoinen propaanijäähdytys. Osittain tiivistynyt virta 12 syötetään faasien erottimeen 13 ja se erotetaan höyryvirraksi 14 (virta A) ja nestevirraksi 15 (virta B).
Virta A tiivistetään osittain höyryvirran C ja nestevirran D tuottamiseksi. Kuvassa 1 virta 14 tiivistetään osittain turbopaisuttamalla turbopaisuttimen 16 läpi ja tämä osittain tiivistynyt virta 17 syötetään faasien erottimeen 18 ja se erotetaan höyryvirtaan 19 (virta C) ja nestevirtaan 20 (virta D) .
Virta B höyrystetään osittain höyryvirran E ja nestevirran F tuottamiseksi. Kuvassa 1 virta 15 höyrystetään osittain pai-" suttamalla se venttiilin 21 läpi ja tämä osittain höyrystetty virta 22 syötetään faasien erottimeen 23 ja se erotetaan höyryvirraksi 24 (virta E) ja nestevirraksi 25 (virta F). Virta 7 78347 15 voitaisiin lämmittää venttiiliin 21 tapahtuneen paisuttamisen jälkeen, vaikkakaan tätä ei olla esitetty.
Virrat D ja F johdetaan nestesyöttönä ensimmäiseen metaanin poistoyksikköön. Johtuen ensin suoritetusta syötön osittaisesta tiivistämisestä sekä tätä seuranneista, vastaavista, osittaisesta tiivistämisestä ja osittaisesta höyrystämisestä, liittyneenä faasien erottamiseen, syötön haihtuvampi komponentti, eli typpi, joutuu suurimmaksi osaksi höyryvirtoihin C ja E, jolloin nestevirtoihin D ja F, jotka syötetään ensimmäiseen metaanin poistoyksikköön 28, jää erittäin vähän, mikäli lainkaan typpeä. Kuvassa 1 virrat 20 ja 25 kulkevat venttiilien 26 ja 27 läpi, vastaavasti, ja edelleen ensimmäiseen metaanin poistoyksikköön, joka toimii alueella 689.5.. .4137 kPa (100...600 psia), mieluiten alueella 1379.. .3102.8 kPa ( 200...450 psia) olevassa paineessa.
Metaanin poistoyksikössä 28 nämä syötöt erottuvat metaanilla rikastuneeseen fraktioon ja pohjalta saatavaan nesteeseen, jossa maakaasunesteiden pitoisuus on merkittävä.
Ensimmäisen metaanin poistoyksikön pohjalta saatu neste höy-rystetään osittain höyryvirran G ja nestevirran H tuottamiseksi. Kuvassa 1 pohjalta saatava virta poistetaan metaanin poistoyksiköstä 28 virtana 29, ja se höyrystetään osittain lämmittämällä sitä lämmönvaihtimessa 11 jäähdytettävällä syöttövirralla 10. Osittain höyrystetty virta 30 syötetään faasien erottimeen 31 ja se erotetaan höyryvirraksi 32 (virta G) ja nestevirraksi 33 (virta H). Virta H otetaan talteen maa-kaasunesteistä muodostuvana tuotteena. Maakaasunesteiden pitoisuus virrassa H vaihtelee ja se riippuu syöttövirran komponenttien suhteellisista pitoisuuksista sekä maakaasunesteiden muodostamille tuotteille asetetuista vaatimuksista. Yleensä maakaasunesteiden pitoisuus virrassa H ylittää 75 prosenttia ja usein se ylittää 90 prosenttia. Lisäksi virta H sisältää erittäin vähän, mikäli lainkaan, typpeä, vaikka syötön typpipitoisuus ylittäisi 90 prosenttia.
8 78347
Virta G palautetaan ensimmäiseen metaanin poistoyksikköön. Kuvassa 1 virta 32 palautetaan metaanin poistoyksikköön 28 kolonnin alapäästä, ja siitä syntyy ylöspäin kohoavaa höyryä, jolloin erottuminen tapahtuu kolonnissa alaspäin laskeutuvaa nestettä vastaan.
Vaihtoehtoisesti kuvan 1 järjestelyyn verrattuna pohjalta saatavaa nestettä ei tarvitse poistaa ensimmäisestä metaanin poistoyksiköstä, vaan sen sijaan se voidaan kiehuttaa uudestaan kolonnin pohjalla syöttökaasun osan avulla tai muulla sopivalla lämmön lähteellä. Tällaisessa vaihtoehtoisessa järjestelmässä virta G tulisi olemaan pohjalta saaduista nesteistä kiehutettua höyryä ja virta H tultaisiin poistamaan suoraan ensimmäisen metaanin poistoyksikön pohjalta.
Eräs toinen muunnelma, jota ei olla esitetty, käsittäisi sivu-kiehuttimien käytön metaanin poistoyksikössä, jotka kiehutti-met voisivat käyttää syöttövirrasta saatavaa lämpöä.
Virrat C ja E, jotka sisältävät suurimman osan syötössä olleesta typestä, tiivistetään osittain höyryvirran I ja neste-virran J tuottamiseksi. Kuvassa 1 virrat 24 ja 19 yhdistetään ensin ja tämä yhdistetty virta 34 tiivistetään osittain jäähdyttämällä lämmönvaihtimessa 35 palautettavia virtoja vastaan. Tämä osittain tiivistetty virta syötetään faasien erottimeen 37 ja se erotetaan höyryvirraksi 38 (virta I) ja nestevirraksi 39 (virta J) . Vaihtoehtoisesti virrat 19 ja 24 voisivat kumpikin kulkea erillisinä lämmönvaihtimen 35 läpi, jolloin ne yhdistettäisiin tämän kulun jälkeen tai ne syötettäisiin toisistaan erillään faasien erottimeen 37. Kuvassa 1 osa 40 yhdistetystä virrasta 34 haarautuu ja se jäähdytetään toisen metaanin poistoyksikön pohjalta saatavalla nesteellä ja palautetaan päävirtaan. Jäähdytetty, haarautuva virta 41 voitaisiin palauttaa päävirtaan lämmönvaihtimen 35 suhteen alavirrassa, kuten kuvassa 1 esitetään, tai se voitaisiin palauttaa lämmönvaihtimen 35 suhteen ylävirrassa.
78347
Virta J höyrystetään osittain höyryvirran K ja nestevirran L tuottamiseksi. Kuvassa 1 virta 39 lämmitetään ja se höyrystetään osittain johtamalla se lämmönvaihtimen 42 läpi, jonka toisella puolella kulkee haarautunut virta 40. Tämä osittain höyrystetty virta syötetään faasien erottimeen 44 ja se erotetaan höyryvirraksi 45 (virta K) ja nestevirraksi (virta L).
Johtuen typen sisältävän virran (sisältävien virtojen) osittaisesta höyrystämisestä ja tämän jälkeen tuloksena olevan nestevirran osittaisesta höyrystämisestä, suurin osa siitä typestä, joka joutui prosessiin syötön mukana, joutuu suuremmasta haihtuvuudestaan johtuen höyryvirtoihin I ja K, jolloin nestevirtaan L, joka johdetaan syöttönä toiseen metaanin pois-toyksikköön, jää ainoastaan pieni määrä typpeä.
Kuvassa 1 virta 46 kulkee venttiilin 47 läpi ja joutuu toiseen metaanin poistoyksikköön 48f joka toimii alueella 344,8...4137 kPa (50... 600 psia), mieluiten alueella 689,5...2758 kPa (100...400 psia) olevassa paineessa. Tässä metaanin poisto-yksikössä 48 syöttö erottuu metaanilla rikastuneeksi fraktioksi ja pohjalta saatavaksi, maakaasunesteitä sisältäväksi nesteeksi.
Toisen metaanin poistoyksikön pohjalta saatava neste höyrystetään osittain höyryvirran M ja nestevirran L tuottamiseksi. Kuvassa 1 pohjalta saatava neste poistetaan metaanin poisto-yksiköstä 48 virtana 49, ja se höyrystetään osittain lämmittämällä se lämmönvaihtimessa 42 jäähdytettävällä virralla 40. Tämä osittain höyrystynyt virta 50 syötetään faasien erottimeen 51 ja se erottuu höyryvirraksi 52 (virta M) ja neste-virraksi 53 (virta N).
Virta N johdetaan ensimmäiseen metaanin poistoyksikköön. Kuvassa 1 virta 53 johdetaan muista virroista erillään metaanin poistoyksikköön 28. Vaihtoehtoisesti virta 53 voitaisiin yhdistää virran 25 kanssa venttiilissä tapahtuneen paisumisen 1(> 78347 jälkeen, ennen metaanin poistoyksikköön 28 johtamista. Edelleen eräässä muussa muunnoksessa kukin näistä virroista voitaisiin lämmittää, esimerkiksi lämmönvaihtimessa 60, ennen niiden johtamista metaanin poistoyksikköön 28.
Virta M palautetaan toiseen metaanin poistoyksikköön. Kuvassa 1 virta 52 palautetaan metaanin poistoyksikköön 48 kolonnin alapäästä, ja siitä syntyy ylöspäin kohoavaa höyryä, jolloin erottuminen tapahtuu kolonnissa alaspäin laskeutuvaa nestettä vastaan.
Vaihtoehtona kuvassa 1 esitetylle järjestelylle, pohjalta saatavaa nestettä ei tarvitse poistaa toisesta metaanin pois-toyksiköstä, vaan sen sijaan se voidaan kiehuttaa uudestaan kolonnin pohjalla sopivaa lämmönlähdettä käyttäen. Tällaisessa vaihtoehtoisessa järjestelmässä virta M tulisi olemaan pohjalla olevasta nesteestä kiehutettua höyryä ja virta N tultaisiin poistamaan suoraan toisen metaanin poistoyksikön pohjalta.
Kuva 1 havainnollistaa tämän keksinnön mukaista menetelmää, liittyneenä sellaiseen monitahoiseen järjestelmään, joka erottaa metaanin typestä ja jonka avulla metaani, ja toivottaessa typpi, saadaan talteen. Tällaisessa monitahoisessa prosessissa, kuten kuvassa 1 esitetyssä, virrat 38 ja 45 joutuvat typen hylkäämisyksikköön 54. Virrat 38 ja 45 voidaan toivottaessa jäähdyttää edelleen esimerkiksi turbopaisuttamalla tai venttiilin läpi paisuttamalla ennen niiden johtamista yksikköön 54. Typen hylkäämisyksikkö voi muodostua yhdestä ainoasta kryogeenisesta kolonnista, kaksoiskolonnista tai mistä tahansa sellaisesta laitteesta, joka erottaa tehokkaasti typen metaanista. Yksikössä 54 tapahtuva erottuminen tuottaa typpi-virran 55 ja metaanivirran 56, jotka molemmat johdetaan läm-mönvaihtimien 35 ja 11 läpi, ja poistetaan tai otetaan talteen virtoina 55E ja 56E, vastaavasti. Metaanilla rikastunut fraktio toisesta metaanin poistoyksiköstä poistetaan virtana 57, ja myös tämä virta kulkee lämmönvaihtimien läpi ennen sen 11 78347 poistamista tai talteenottoa virtana 57E.
Kuvassa 1 esitetään myös toinen vaihtoehto tämän keksinnön mukaiselle menetelmälle. Ensimmäisestä metaanin poistoyksi-köstä saatava, runsaasti metaania sisältävä fraktio otetaan ulos virtana 58 ja se yhdistetään virran 56 kanssa ennen poistamista tai talteen ottamista. Kuvassa 1 esitetyssä vaihtoehdossa koko virta 58 tai osa 59 siitä jäähdytetään ja tiivistetään osittain jäähdytyslaitteella 60. Tämä osittain tiivistetty virta 61 syötetään faasien erottimeen 62 ja erotetaan höyryvirraksi 63 ja nestevirraksi 64. Höyryvirta 63 johdetaan virtaan 56 ennen poistamista ja talteen ottamista. Nestevirta 64 palautetaan metaanin poistoyksikköön 28 alaspäin laskeutuvaksi nesteeksi. Tämä piirre johtaa maakaasunesteiden parantuneeseen talteensaamiseen huipusta saatavasta virrasta/ toisin sanoen tuotteen muodostavasta metaanivirrastar jolloin menetelmän mukautumiskyky maakaasunesteiden talteenottamiseen paranee.
Tämän keksinnön mukainen menetelmä ratkaisee menestyksellisesti vaikeuden erottaa ja saada talteen tehokkaasti maakaasu-nesteitä sellaisesta metaaniseoksesta, joka sisältää myös typpeä. Vaikka tämän keksinnön mukainen menetelmä onkin tehokas syötön kaikilla mahdollisilla typpipitoisuuksilla/ niin se on kuitenkin parempi syötön typpipitoisuuden ylittäessä noin 10 prosenttia/ ja tämän pitoisuuden ylittäessä mieluummin noin 20 prosenttia. Tämän keksinnnön mukaisessa menetelmässä kyetään menestyksellisesti/ suurimmaksi osaksi, välttämään typen suuremmasta haihtuvuudesta johtuva häiritsevä vaikutus hiilivetyjen erottumiseen. Tämä häiritsevä vaikutus vältetään tässä määritellyssä järjestelmässä osittaisilla faasimuunnok-silla ja faasien erottamisilla, joilla on yhdessä kumulatiivinen vaikutus typen olennaiseen poistumiseen hiilivetyjen erotuksesta. Koska syötössä olevan typen absoluuttinen määrä ei vaikuta haitallisesti tämän keksinnön mukaisen menetelmän kykyyn ottaa maakaasunesteitä menestyksellisesti talteen, niin myöskään syötössä olevan typen pitoisuuden muutokset eivät * 12 78347 kykene vaikuttamaan haitallisesti tämän keksinnön mukaisen menetelmän talteenottokapasiteettiin. Tämä seikka tekee tämän keksinnön mukaisesta menetelmästä ihanteellisen sellaista virtaa jalostettaessa, joka virta on saatu kaasu- tai öljy-esiintymästä typpiruiskutuksen avulla tehostetulla talteen-ottoprosessilla.
Lisäksi tämän keksinnön mukainen menetelmä on myös tehokas silloin, kun syötössä on läsnä joitakin muita, suhteellisen haihtuvia komponentteja, kuten heliumia.
Tämän keksinnön mukaisen menetelmän toisena etuna on maakaasu-nesteiden talteenoton mukauttamiskyvyn minimoiminen metaani-typpi-erotuksessa, toisin sanoen nämä kaksi erotusprosessia vaikuttavat hyvin vähän toisiinsa.
Kun syöttövirran typpipitoisuus on suhteellisen alhainen, eli korkeintaan 20 prosenttia ja mieluummin vähemmän kuin 10 prosenttia, niin tämän keksinnön mukaisen menetelmän toinen suoritusmuoto on parempi. Tällainen suoritusmuoto on esitetty kuvassa 2.
Seuraavassa viitataan kuvaan 2. Syöttövirta 110, joka on tavallisesti suurin piirtein ympäristön lämpötilassa, jonka paine on alueella 2068,5...10342,5 kPa (300...1500 psia) ja joka sisältää maakaasunesteet, metaanin ja korkeintaan noin 20 prosenttia typpeä, tiivistetään osittain ensimmäisen höyry-virran ja ensimmäisen nestevirran tuottamiseksi. Kuvassa 2 virta 110 tiivistetään osittain johtamalla se lämmönvaihtimen 111 läpi palautettavia virtoja ja metaanin poistoyksikön pohjalta saatavia virtoja vasten. Tämä osittain tiivistetty virta 112 syötetään faasien erottimeen 113 ja erotetaan ensimmäiseksi höyryvirraksi 114 ja ensimmäiseksi nestevirraksi 115.
Virta 115 paisutetaan venttiilin 121 läpi ja se höyrystetään osittain, ja osittain höyrystetty virta 171 lämmitetään millä tahansa sopivalla lämmönlähteellä, kuten lämmönvaihtimessa 111 13 7834 7 syöttövirtaa vasten. Lämmittäminen höyrystää edelleen osan virran 171 nesteosuudesta. Tämä lämmitetty, osittain höyrys-tetty virta 181 johdetaan faasien erottimeen 123 ja erotetaan toiseksi höyryvirraksi 129 ja toiseksi nestevirraksi 125.
Virta 114 tiivistetään osittain kolmannen höyryvirran ja kolmannen nestevirran tuottamiseksi. Kuvassa 2 virta 114 tiivistetään osittain turbopaisuttamalla turbopaisuttajan 116 läpi, ja osittain tiivistynyt virta 117 syötetään faasien erottimeen 118 ja erotetaan kolmanneksi höyryvirraksi ja kolmanneksi nestevirraksi.
Toinen ja kolmas nestevirta, 125 ja 120, johdetaan vastaavasti venttiilien 127 ja 126 läpi, ja syötetään metaanin poisto-yksikköön 128, joka toimii alueella 689,5...4137 kPa (110...600 psia) olevassa paineessa, mieluiten alueella 1379...3102,8...kPa (200...450 psia) olevassa paineessa. Metaanin poistoyksikössä 128 nämä virrat erottuvat metaania runsaasti sisältäväksi fraktioksi ja pohjalta saatavaksi, maakaasunesteitä sisältäväksi nesteeksi.
Pohjalta saatava neste höyrystetään osittain metaanin poisto-yksikössä ylöspäin kulkevan höyryn tuottamiseksi, ja jäljelle jäävä neste otetaan talteen tuotteena, joka sisältää merkittävän osan maakaasunesteistä.
Kuvassa 2 pohjalta saatava neste poistetaan metaanin poisto-yksiköstä 128 virtana 129, ja se höyrystetään osittain antamalla sen kulkea lämmönvaihtimen 111 läpi. Tämä osittain höyrystynyt virta 130 syötetään faasien erottimeen 131 ja erotetaan höyryvirraksi 132, joka palautetaan metaanin poisto-yksikköön 128 ylöspäin virtaavaksi höyryksi, ja jäljelle jääväksi nestevirraksi 133, joka otetaan talteen tuotteena, jossa maakaasunesteiden pitoisuus on vähintään 75 prosenttia ja tavallisesti 90 prosenttia tai enemmän. Vaihtoehtoisesti, pohjalta saatavaa nestettä ei tarvitse poistaa metaanin pois-toyksiköstä, vaan sen sijaan se voidaan kiehuttaa uudestaan 14 78347 kolonnin pohjalla sopivan lämmönlähteen avulla. Tällaisessa järjestelmässä jäljelle jäävä neste poistettaisiin kolonnin pohjalta ja otettaisiin talteen maakaasunesteet sisältävänä tuotteena.
Toinen ja kolmas höyryvirta, kuvassa 2 numerot 124 ja 119, yhdessä metaanin poistoyksiköstä peräisin olevan, runsaasti metaania sisältävän fraktion kanssa, joka fraktio on esitetty poistettuna virtana 158, voidaan kukin johtaa lämmönvaihtimen 111 läpi ja poistaa tai ottaa talteen virtana 124E, 119E ja 158E, vastaavasti.
Taulukossa I esitetään tyypillisiä prosessiolosuhteita tämän keksinnön mukaiselle menetelmälle, joka on toteutettu kuvan 1 mukaisena suoritusmuotona. Arvot on saatu tämän keksinnön mukaisen menetelmän tietokonesimuloinnista, ja Taulukossa I olevat virtojen numerot vastaavat kuvassa 1 esitettyjä numeroita. Merkinnällä C2+ tarkoitetaan maakaasunesteitä. Tietokonesimuloinnissa käytettiin yhdestä ainoasta kolonnista muodostuvaa typen hylkäämisyksikköä, joka toimi sellaisella lämpöpumpulla, jossa lämpöpumpun virtaavana väliaineena käytettiin typen ja metaanin seosta. Näiden tietokonesimuloinnilla saatujen tietojen tarkoitus on havainnollistaa keksintöä ja ne eivät pyri rajoittamaan sitä.
Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan erottaa maakaasunesteet tehokkaasti sellaisesta maakaasusta, joka sisältää typpeä, typen pitoisuudesta riippumatta. Tämän keksinnön mukainen menetelmä on erityisen edullinen, kun maakaasun typpipitoisuus muuttuu.
Tämän keksinnön mukainen menetelmä on kuvattu yksityiskohtaisesti tiettyjen suoritusmuotojen avulla. Alan asiantuntijalle on selvää, että seuraavat patenttivaatimukset kattavat lukuisia muitakin suoritusmuotoja.
7834 7
Virtaus Paine Lämpö- Koostumus (mooli-%)
Virta kg-moolia lb-mooli tila
No. h h kPa (psia) CC) N, CH4 C,4 TAULUKKO 1 10 453.6 1000 5861 850 302.6 12.0 71.0 17.0 12 453.6 1000 5723 830 225 12.0 71.0 17.0 14 366.5 808 5723 830 225 14.2 76.6 9.2 15 87.1 192 5723 830 225 3.0 47.4 49.6 17 366.5 808 3482 505 204.2 14.2 76.6 9.2 19 342.4 755 3482 505 204.2 15.0 78.8 6.2 20 24.0 53 3482 505 204.2 2.1 45.5 52.4 22 87.1 192 3482 505 214.0 3.0 47.4 49.4 24 19.5 43 3482 505 214.0 9.8 82.5 7.7 25 67.1 148 3482 505 214.0 1.1 37.1 61.8 33 67.1 148 1724 250 278.9 — 0.5 99.5 36 362.4 799 3468 503 183.7 14.7 79.0 6.3 38 280.8 619 3462 502 183.7 17.6 80.1 2.3 39 81.6 180 3468 503 183.7 4.8 74.9 20.3 43 81.6 180 2779 403 181.7 4.8 74.9 20.3 45 20.9 46 2772 402 181.7 11.8 85.8 2.4 46 60.8 134 2772 402 181.7 2.4 71.1 26.5 53 20.0 44 1379 200 202.7 — 22.2 77.8 55 40.8 90 2689 390 166.4 99.9 0.1 — 55E 40.8 90 2620 380 283.8 99.9 0.1 — 56 260.8 575 1724 250 159.1 4.2 93.1 2.7 56E 304.8 672 1655 240 283.8 4.0 92.8 3.2 57 40.8 90 1379 200 165.7 3.5 95.0 1.5 57E 40.8 90 1345 195 283.8 3.5 95.0 2.5 58 44.0 97 1724 250 193.7 2.8 90.8 6.4

Claims (16)

16 78 34 7
1. Menetelmä maakaasunesteiden erottamiseksi maakaasunestei- tä, metaania ja typpeä sisältävästä syöttövirrasta, jonka paine on alueella 2068,5...10342,5 kPa (300...1500 psia), jossa menetelmässä nestemäiset syötöt (125, 130) syötetään metaaninpoistoyksikköön (128), jossa ne erottuvat metaania runsaasti sisältäväksi fraktioksi (158) ja pohjalta saatavaksi, maakaasunesteitä sisältäväksi nesteeksi (129), tunne t t u siitä, että (1) syöttövirta (110) tiivistetään osittain ensimmäisen höyryvirran (114) ja ensimmäisen nestevirran (115) tuottamiseksi ; (2) ensimmäinen nestevirta (115) osittain höyrystetään osittain höyrystetyn virran (181) tuottamiseksi; (3) osittain höyrystetty virta (181) erotetaan toiseksi höyryvirraksi (124) ja toiseksi nestevirraksi (125) ; (4) ensimmäinen höyryvirta (114) tiivistetään osittain kolmannen höyryvirran (119) ja kolmannen nestevirran (120) tuottamiseksi, jolloin kolmas nestevirta yhdessä toisen neste-virran (125) kanssa muodostavat metaaninpoistoyksikön (128) syötön; (5) pohjaneste (129) höyrystetään osittain, jotta saadaan höyry (132) metaaninpoistoyksikön (128) läpi ylös virtaamista varten ja jotta saadaan jäljellä oleva neste (133); ja (6) jäljellä oleva neste (133) otetaan talteen maakaa-sunestetuotteena.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen nestevirta (115) paisutetaan ja kuumennetaan sen höyrystämiseksi.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vähintään osa vähintään yhdestä seu-raavista: toinen höyryvirta (124), kolmas höyryvirta (119) ja metaania runsaasti sisältävä fraktio (158), otetaan talteen metaanituotteena. 17 78347
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1...3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vähintään osa vähintään yhdestä seuraavista: toinen höyryvirta (124) , kolmas höyryvirta (119) ja metaania runsaasti sisältävä fraktio (158), erotetaan edelleen metaania enemmän sisältäväksi fraktioksi ja typpeä enemmän sisältäväksi fraktioksi.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 2...4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumentaminen suoritetaan johtamalla osittain höyrystynyt ensimmäinen nestevirta (171) syöttövirtaa (110) vasten.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että (a) toinen ja kolmas virta (19, 24) tiivistetään osittain neljännen höyryvirran (38) ja neljännen nestevirran (39) saamiseksi; (b) neljäs nestevirta (39) höyrystetään osittain viidennen höyryvirran (45) ja viidennen nestevirran (46) saamiseksi; (c) viides nestevirta (46) johdetaan toiseen metaanin-poistoyksikköön (48) erottamiseksi metaanilla rikastuneeksi fraktioksi (57) ja maakaasunesteitä sisältäväksi pohjanesteek-si (49); (d) toisesta metaanin poistoyksiköstä (48) tuleva pohjaneste (49) höyrystetään osittain kuudennen höyryvirran (52) ja kuudennen nestevirran (53) tuottamiseksi; (e) kuudes höyryvirta johdetaan mainittuun toiseen metaanin poistoyksikköön (48) ; (f) ensimmäisestä metaanin poistoyksiköstä (28) saatua pohjanestettä (29) osittain höyrystämällä saatu höyryvirta (32) sekä nestevirta (53) johdetaan mainittuun ensimmäiseen metaanin poistoyksikköön (28); ja (g) ensimmäisestä metaanin poistoyksiköstä (28) saatua pohjanestettä (29) osittain höyrystämällä saatu nestevirta (33) otetaan talteen maakaasunestetuotteena, jolloin estetään se, ettei typen läsnäolo eivätkä syöttövirrassa mahdollisesti esiintyvät typpipitoisuuden muutokset vaikuta merkittävästi hiilivetyjen erottumiseen. 18 78347
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syöttövirtaa (10) osittain tiivistämällä saadun ensimmäisen nestevirran (15) osittainen höyrystäminen suoritetaan nestevirran (15) venttiilipaisutuksen (21) avulla.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osittain höyrystetty virta (15) lämmitetään venttiilipaisutuksen jälkeen.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 6...8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vähintään osa ensimmäisestä metaanin poistoyksiköstä (28) peräisin olevasta, metaania runsaasti sisältävästä fraktiosta tiivistetään osittain ja nestemäinen osa (64) palautetaan ensimmäiseen metaanin poistoyksik-köön (28).
10. Jonkin patenttivaatimuksen 6...9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että neljäs ja viides höyryvirta (38, 45) johdetaan typen hylkäämisyksikköön (54), jossa ne erottuvat typpeä runsaasti sisältäväksi virraksi (55) ja metaania runsaasti sisältäväksi virraksi (56) .
11. Jonkin patenttivaatimuksen 6...10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vähintään osa ensimmäisestä metaanin poistoyksiköstä (28) peräisin olevasta, metaania runsaasti sisältävästä fraktiosta (58) ja/tai toisesta metaanin poistoyksiköstä (48) peräisin olevasta, metaanilla rikastuneesta fraktiosta (57) otetaan talteen metaanituotteena.
12. Jonkin patenttivaatimuksen 6...11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vähintään osa typen hylkäämis-yksiköstä peräisin olevasta, runsaasti metaania sisältävästä virrasta (56) otetaan talteen metaanituotteena. 19 78347
13. Jonkin patenttivaatimuksen 6...12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen ja kolmas höyryvirta yhdistetään ennen vaiheessa (4, vaatimus 1)) suoritettavaa osittaista tiivistämistä.
14. Jonkin patenttivaatimuksen 1...6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen höyryvirran osittainen tiivistäminen suoritetaan mainitun höyryvirran turbo-paisuttamisena.
15. Jonkin patenttivaatimuksen 1...14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metaanin poistoyksikkö tai mainittu ensimmäinen metaanin poistoyksikkö toimii paineessa, joka on alueella 689,5...4137 kPa (100...600 psia).
16. Jonkin patenttivaatimuksen 1...15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syöttövirta sisältää lisäksi heliumia, ja/tai vetyä ja/tai muita hiilivetyjä.
FI853522A 1984-01-13 1985-09-13 Foerfarande foer att separera naturgasvaetskor. FI78347C (fi)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/570,664 US4479871A (en) 1984-01-13 1984-01-13 Process to separate natural gas liquids from nitrogen-containing natural gas
US57066484 1984-01-13
PCT/US1984/001101 WO1985003116A1 (en) 1984-01-13 1984-07-13 Process to separate natural gas liquids
US8401101 1984-07-13

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI853522A0 FI853522A0 (fi) 1985-09-13
FI853522L FI853522L (fi) 1985-09-13
FI78347B FI78347B (fi) 1989-03-31
FI78347C true FI78347C (fi) 1989-07-10

Family

ID=24280562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI853522A FI78347C (fi) 1984-01-13 1985-09-13 Foerfarande foer att separera naturgasvaetskor.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4479871A (fi)
EP (1) EP0149298B1 (fi)
BR (1) BR8407234A (fi)
CA (1) CA1230821A (fi)
DK (1) DK415285A (fi)
FI (1) FI78347C (fi)
MX (1) MX164973B (fi)
WO (1) WO1985003116A1 (fi)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4883514A (en) * 1982-05-03 1989-11-28 Advanced Extraction Technologies, Inc. Processing nitrogen-rich gases with physical solvents
DE3445994A1 (de) * 1984-12-17 1986-06-19 Linde Ag Verfahren zur gewinnung von c(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)- oder von c(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoffen
DE3445995A1 (de) * 1984-12-17 1986-06-19 Linde Ag Verfahren zur gewinnung von c(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)- oder von c(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoffen
FR2584087B1 (fr) * 1985-06-26 1988-08-26 Petrol Engineering Sa Procede pour le traitement des effluents des champs petroliers
US4664686A (en) * 1986-02-07 1987-05-12 Union Carbide Corporation Process to separate nitrogen and methane
GB2229262A (en) * 1989-03-15 1990-09-19 Foster Wheeler Energy Ltd Gas processing system
US5051120A (en) * 1990-06-12 1991-09-24 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Feed processing for nitrogen rejection unit
US5041149A (en) * 1990-10-18 1991-08-20 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Separation of nitrogen and methane with residue turboexpansion
CN1145001C (zh) * 1996-02-29 2004-04-07 国际壳牌研究有限公司 在液化天然气中减少低沸点组分含量的方法
US5755855A (en) * 1997-01-24 1998-05-26 Membrane Technology And Research, Inc. Separation process combining condensation, membrane separation and flash evaporation
US5772733A (en) * 1997-01-24 1998-06-30 Membrane Technology And Research, Inc. Natural gas liquids (NGL) stabilization process
US6487876B2 (en) 2001-03-08 2002-12-03 Air Products And Chemicals, Inc. Method for providing refrigeration to parallel heat exchangers
US6758060B2 (en) 2002-02-15 2004-07-06 Chart Inc. Separating nitrogen from methane in the production of LNG
US6964181B1 (en) 2002-08-28 2005-11-15 Abb Lummus Global Inc. Optimized heating value in natural gas liquids recovery scheme
JP4599362B2 (ja) * 2003-10-30 2010-12-15 フルオー・テクノロジーズ・コーポレイシヨン 自在ｎｇｌプロセスおよび方法
US8381544B2 (en) * 2008-07-18 2013-02-26 Kellogg Brown & Root Llc Method for liquefaction of natural gas
CA2734853A1 (en) * 2008-10-07 2010-04-15 Exxonmobil Upstream Research Company Helium recovery from natural gas integrated with ngl recovery
FR2936864B1 (fr) * 2008-10-07 2010-11-26 Technip France Procede de production de courants d'azote liquide et gazeux, d'un courant gazeux riche en helium et d'un courant d'hydrocarbures deazote et installation associee.
US20170234611A1 (en) * 2016-02-11 2017-08-17 Air Products And Chemicals, Inc. Recovery Of Helium From Nitrogen-Rich Streams
US10215488B2 (en) * 2016-02-11 2019-02-26 Air Products And Chemicals, Inc. Treatment of nitrogen-rich natural gas streams
CA2963649C (en) 2016-04-11 2021-11-02 Geoff Rowe A system and method for liquefying production gas from a gas source

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2134702A (en) * 1936-09-29 1938-11-01 Refinery Engineers Inc Separation of hydrocarbons
DE677864C (de) * 1936-12-13 1939-07-04 I G Farbenindustrie Akt Ges Verfahren zum Abtrennen von Kohlenwasserstoffen aus solche enthaltenden Gasen
US2367284A (en) * 1942-05-07 1945-01-16 Cities Service Oil Co Processing pressure distillate
US2409691A (en) * 1943-01-28 1946-10-22 Standard Oil Dev Co Method for recovering volatile hydrocarbons from gases
US2617276A (en) * 1950-06-23 1952-11-11 Union Oil Co Separation of hydrocarbons
US3062015A (en) * 1957-03-08 1962-11-06 Air Prod & Chem Separation of gaseous mixtures
NL232050A (fi) * 1958-10-07
US3536610A (en) * 1967-12-07 1970-10-27 Lummus Co Fractionation process
US3932156A (en) * 1972-10-02 1976-01-13 Hydrocarbon Research, Inc. Recovery of heavier hydrocarbons from natural gas
CA1021254A (en) * 1974-10-22 1977-11-22 Ortloff Corporation (The) Natural gas processing
US4171964A (en) * 1976-06-21 1979-10-23 The Ortloff Corporation Hydrocarbon gas processing
US4140504A (en) * 1976-08-09 1979-02-20 The Ortloff Corporation Hydrocarbon gas processing
US4157904A (en) * 1976-08-09 1979-06-12 The Ortloff Corporation Hydrocarbon gas processing
US4278457A (en) * 1977-07-14 1981-07-14 Ortloff Corporation Hydrocarbon gas processing
US4203741A (en) * 1978-06-14 1980-05-20 Phillips Petroleum Company Separate feed entry to separator-contactor in gas separation
DE2843982A1 (de) * 1978-10-09 1980-04-24 Linde Ag Verfahren zum zerlegen eines gasgemisches
US4410342A (en) * 1982-05-24 1983-10-18 United States Riley Corporation Method and apparatus for separating a liquid product from a hydrocarbon-containing gas

Also Published As

Publication number Publication date
FI853522A0 (fi) 1985-09-13
EP0149298A1 (en) 1985-07-24
EP0149298B1 (en) 1988-06-08
MX164973B (es) 1992-10-09
BR8407234A (pt) 1985-11-26
FI78347B (fi) 1989-03-31
DK415285D0 (da) 1985-09-12
WO1985003116A1 (en) 1985-07-18
CA1230821A (en) 1987-12-29
FI853522L (fi) 1985-09-13
US4479871A (en) 1984-10-30
DK415285A (da) 1985-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI78347C (fi) Foerfarande foer att separera naturgasvaetskor.
US3393527A (en) Method of fractionating natural gas to remove heavy hydrocarbons therefrom
CA2012611C (en) Cryogenic rectification process for separating nitrogen and methane
US4519824A (en) Hydrocarbon gas separation
CA1190470A (en) Method of treating carbon dioxide-containing natural gas
US4753666A (en) Distillative processing of CO2 and hydrocarbons for enhanced oil recovery
CA2252342C (en) Ethane recovery process
US3983711A (en) Plural stage distillation of a natural gas stream
KR100891907B1 (ko) 액화 천연 가스의 생산에서의 통합 ｎｇｌ 회수
EP0462492B1 (en) Improved feed processing for nitrogen rejection unit
EP0231949B2 (en) Process to separate nitrogen and methane
FI77642B (fi) Foerfarande foer att separera kvaeve fraon naturgas.
US20120000245A1 (en) Methods and Systems for Recovering Liquified Petroleum Gas from Natural Gas
US4456461A (en) Separation of low boiling constituents from a mixed gas
US4592767A (en) Process for separating methane and nitrogen
US4352685A (en) Process for removing nitrogen from natural gas
CA2053634C (en) Separation of nitrogen and methane with residue turboexpansion
KR960041990A (ko) Lng로부터 질소 제거 방법
US5026408A (en) Methane recovery process for the separation of nitrogen and methane
US3397138A (en) Gas separation employing work expansion of feed and fractionator overhead
EP0633437B1 (en) Cryogenic liquid nitrogen production system and apparatus
US4556404A (en) Split-column extractive distillation
Finn Enhance gas processing with reflux heat-exchangers
NO165875B (no) Fremgangsmaate for separering av naturgassvaesker fra nitrogenholdig naturgass.
NO168099B (no) Fremgangsmaate for fjerning av nitrogen fra naturgasser

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: UNION CARBIDE CORPORATION