MX2015000474A - Metodos para separar gases de hidrocarburos. - Google Patents

Metodos para separar gases de hidrocarburos.

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Abstract

Un proceso para separar un gas hidrocarburo en una fracción que contiene una porción predominante del metano o etano y componentes más ligeros y una fracción que contiene una porción predominante de los componentes de C2 y C3 y más pesados en los cuales se trata el gas de alimentación en uno o más pasos de intercambio de calor y expansión; el gas de alimentación parcialmente condensado se dirige dentro de un separador en donde un primer vapor residual se separa de un líquido que contiene C2 o CS; y líquidos que contienen C2 o C3 sustancialmente a la presión de separación y se dirigen en una columna de destilación en donde el líquido se separa en un segundo residuo para recuperar un producto que contiene C2 o C3. Una porción del vapor y/o una porción del líquido de la primera separación de vapor/líquido de hidrocarburos además se enfría e introduce en una columna de fraccionación para incrementar los hidrocarburos de C2 o C3 y más pesados que se recuperan del flujo de gas natural.

Description

METODOS PARA SEPARAR GASES DE HIDROCARBUROS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método y aparato para la recuperación mejorada de componentes de C2 y/o C3 y más pesados a partir de gases de hidrocarburos.
En los procesos convencionales para la extracción de propano y C2 y/o C3 gases de cojinetes son tratados por una combinación de expansión de los componentes más pesados a partir de gases de hidrocarburos (o por compresión seguida de expansión) de intercambio de calor y refrigeración para obtener una corriente parcialmente condensada que se recolecta en un separador de alimentación que tiene una presión típicamente en el orden de 3.51 hasta 77.33 kg/cm2 y una temperatura del orden de -45.55 0 a -128.89 °C. Estas condiciones, por supuesto, pueden variar sustancialmente, dependiendo de las condiciones de presión y temperatura necesarias para lograr la condensación parcial de un gas en particular, y la presión y la temperatura a la que la alimentación está disponible para el proceso. El liquido resultante de la condensación parcial se suministra a una columna de fraccionamiento llamada "columna de fraccionamiento de extremos pesados" como una alimentación de columna mediana mientras que el vapor procedente del separador de alimentación se utiliza para generar reflujo por condensación parcial de los vapores elevados de la columna de fraccionamiento de extremos pesados a través de medios de intercambio de calor adecuados. En un sistema típico de la columna de fraccionamiento de extremos pesados operará a una presión menor que la del separador de alimentación (permitiendo posiblemente una pequeña disminución de presión cuando el líquido parcialmente condensado pasa desde el separador a la columna de fraccionamiento de extremos pesados) y los vapores elevados de columna de fraccionamiento de extremos pesados salen a una temperatura del orden de -84.44 °C a -106.67 °C para C2 y la recuperación del más pesado y - 28.88 °C a - 56.66 °C para C3 y recuperación del más pesado. El intercambio de calor de estos vapores elevado contra los vapores de residuos de la columna de fraccionamiento de extremos ligeros proporciona condensado parcial que se utiliza como reflujo a la columna de fraccionamiento de extremos ligeros.
El pre-enfriamiento del gas antes de que se expanda a la presión columna de fraccionamiento de extremos ligeros comúnmente dará como resultado la formación de un condensado de alta presión. Para evitar daños en el expansor, el condensado de alta presión, si se forma, usualmente se separa en el separador de alimentación, se expande por separado a través de una válvula de Joule-Thomson y se utiliza como una alimentación adicional a la porción media de la cadena columna de fraccionamiento de extremos pesados.
La refrigeración en un proceso de este tipo es a veces totalmente generada por expansión de trabajo de los vapores restantes después de la condensación parcial del gas de alta presión a la presión de operación de la columna de fraccionamiento de extremos ligeros. Otros procesos pueden incluir la refrigeración externa de los gases a alta presión para proporcionar algo de la refrigeración requerida, Cuando se procesa gas natural, la alimentación está típicamente disponible a la presión de línea, entre 63.27 y 77.33 kg/cm2. En tal caso es común la expansión a una presión del orden de 10.54 a 31.15 kg/cm2. En un proceso alternativo, las instalaciones pueden estar adaptadas para extraer propano o propileno a partir de gases de refinería. Los gases de refinería comúnmente están disponibles una presión de 3.51 kg/cm2 a 17.57 kg/cm2. En este caso, a conveniencia del diseñador de proceso, la columna de fraccionamiento de extremos ligeros puede ser diseñada para operar a una presión inferior a la presión del gas de refinería que está disponible, es decir, tal vez 3.51 a 7.03 kg/cm2, por lo que la expansión de trabajo puede ser utilizado para suministrar refrigeración para el proceso. Esto dará lugar a temperaturas inferiores de columna de fraccionamiento de extremos ligeros y aumentará la posibilidad de fugas de calor y otros problemas de ingeniería asociados con temperaturas criogénicas. También es posible en este caso para comprimir el gas de refinería a una presión elevado de manera que puede ser a partir de entonces se expandió en una máquina de trabajo de expansión para proporcionar refrigeración para el proceso global.
Un plan de flujo típico de un proceso para la separación de C3 e hidrocarburos más pesados a partir de una corriente de gas se ilustra en la patente US No.4,251,249 a Jerry G. Gulsby.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN En una modalidad de la invención, se describe un proceso para separar un gas de hidrocarburo que contiene al menos metano, etano y componentes de C3 en una fracción que contiene una porción predominante del etano y componentes más ligeros y una fracción que contiene una porción predominante de componentes de C3 y más pesados o una parte predominante de la metano y componentes más ligeros y una fracción que contiene una porción predominante de componentes de C1 y/o C2 y más pesados, proceso en el cual (a) la alimentación de gas es tratada en uno o más intercambiadores de calor, y pasos de expansión para proporcionar al menos un gas de hidrocarburo parcialmente condensado, proporcionando de ese modo al menos un primer residuo de vapor y al menos un liquido que contiene C2 o C3 cuyo liquido también contiene hidrocarburos más ligeros; y (b) al menos una porción de líquidos que contienen C2 o C3 se dirige a una columna de destilación en donde dicho liquido se separa en un segundo residuo que contiene hidrocarburos más ligeros y un producto que contiene C2 o C3; que comprende: (1) enfriar el segundo residuo para condensarlo parcialmente; (2) poner en contacto intimamente al menos parte de una de dichos primeros vapores de residuos con al menos parte de la porción líquida del segundo residuo parcialmente condensado en al menos una etapa de poner en contacto y separar posteriormente los vapores y líquidos a partir de dicha etapa de contacto; (3) el suministro de los líquidos recuperados de este modo a la columna de destilación como una alimentación de líquido a la misma; y (4) dirigir los vapores recuperados este modo en relación de intercambio de calor con dicho segundo residuo de la columna de destilación, por lo tanto para suministrar el enfriamiento de la etapa (1), y posteriormente descargar dichos gases de residuos; la mejora comprendiendo: (5) retirar una porción del primer residuo de vapor; (6) enfriar dicha porción del primer residuo vapor para condensarla parcialmente; (7) poner en contacto intimamente al menos parte de una de dichos primeros vapores de residuos con al menos parte de la porción liquida de la parte parcialmente condensada del primer residuo en al menos una etapa de poner en contacto y separar posteriormente los vapores y líquidos a partir de dicha etapa de contacto; (8) suministrar los líquidos recuperados de este modo a la columna de destilación como una alimentación de líquido a la misma; y (9) dirigir los vapores recuperados de este modo en relación de intercambio de calor con dicha parte del primer residuo del separador, con lo cual para suministrar el enfriamiento de la etapa (6), y posteriormente descargar dichos gases de residuos; la mejora que comprende además: (10) retirar una porción del líquido que contiene C2 o C3 del separador; (11) dirigir dicha porción del líquido que contiene C2 o C3 desde el separador en una relación de intercambio de calor con el producto líquido desde el dispositivo de contacto; (12) enfriar dicha porción del líquido que contiene C2 o C3 del separador; (13) poner en contacto Intimamente al menos parte de una de dichos primeros vapores de residuos con al menos parte del liquido que contiene C2 o C3 del separador en al menos una etapa de poner en contacto y separar posteriormente los vapores y líquidos a partir de dicha etapa de contacto; (14) suministrar los líquidos recuperados de este modo a la columna de destilación como una alimentación de líquido a la misma; (15) dirigir los vapores recuperados de este modo en relación de intercambio de calor con dicha parte del primer residuo del separador, por lo que se suministra el enfriamiento de la etapa (6), y posteriormente descargar dicha gases de residuos; y (16) dirigir los líquidos recuperados de este modo en relación de intercambio de calor con dicha porción del líquido que contiene C2 o C3 del separador, por lo que se suministra el enfriamiento de la etapa (11), y posteriormente descargar dicho líquidos a una columna de fraccionamiento de extremos pesados.
La etapa de contacto (2) se lleva a cabo en un separador de alimentación/absorbedor que incluye medios de fraccionamiento para vapor/líquido de contacto en contracorriente y (i) en donde dicho segundo residuo parcialmente condensado se introduce en dicho separador/absorbedor por encima o en un punto intermedio en el que dichos medios de fraccionamiento, por lo que la porción liquida de la que pasa hacia abajo a través de dichos medios de fraccionamiento; y (ii) en la que dicha porción parcialmente condensada del primer residuo se introduce en dicho separador/absorbedor por encima o en un punto intermedio en el que dichos medios de fraccionamiento, por lo que la porción liquida de la que pasa hacia abajo a través de dichos medios de fraccionamiento; y en donde dicha porción del liquido que contiene C2 o C3 del separador se introduce en dicho separador/absorbedor por encima o en un punto intermedio en donde dichos medios de fraccionamiento enfriados, por lo que la porción liquida de la que pasa hacia abajo a través de dichos medios de fraccionamiento; y (iii) al menos parte de los primeros vapores de residuos se suministran a dicho separador/absorbedor por debajo de dichos medios de fraccionamiento, por lo que el primer vapor de residuos se eleva a través de dicho medios de fraccionamiento en contacto en contracorriente con la porción liquida del segundo residuo parcialmente condensado.
Los medios de fraccionamiento, en dicho separador/absorbedor proporciona el equivalente de al menos una etapa de destilación teórica dispuesta para ponerse en contacto con al menos parte de una de dichos primeros vapores de residuos con la porción líquida del segundo residuo parcialmente condensado.
Los medios de fraccionamiento, en dicho separador/absorbedor de proporcionar el equivalente de al menos tres etapas de destilación teóricas dispuestas para ponerse en contacto con al menos parte de uno de los primeros vapores de residuos con la porción líquida del segundo residuo parcialmente condensado.
Al menos parte de uno de dichos primeros vapores de residuos se co-mezclaron con la porción líquida del segundo residuo parcialmente condensado, la porción líquida de la porción parcialmente condensada del primer residuo y la porción del líquido que contiene C2 o C3 enfriado desde el separador.
Al menos parte de uno de dichos primero vapores de residuos se co-mezclaron tanto con las porciones líquidas como con las porciones de vapor de dicho segundo residuo parcialmente condensado, porción parcialmente condensada del primer vapor de residuo y parte del líquido que contiene C2 o C3 enfriado del separador.
Además, se describe un aparato para separar un gas de hidrocarburo que contiene al menos metano, etano y componentes de C3 en una fracción que contiene una porción predominante de metano y etano y componentes más ligeros y una fracción que contiene una porción predominante componentes de C2 o C3 o más pesados en el que el aparato (a) uno o más medios de intercambio de calor y se proporcionan uno o más medios de expansión que son cooperativamente conectado para proporcionar al menos un gas de hidrocarburo parcialmente condensada, proporcionando de ese modo al menos un primer residuo de vapor y al menos un liquido que liquido también contiene C3-contiene hidrocarburos más ligeros; y (b) una columna de destilación conectada para recibir al menos uno de dichos Líquidos que contienen C2 o C3 que está adaptado para separar los líquidos que contienen C2 o C3 en un segundo residuo que contiene hidrocarburos más ligeros y un producto que contiene C2 o C3; la mejora que comprende: (1) medios de intercambio de calor conectados a dicha columna de destilación para recibir dicho segundo residuo y para condensarla parcialmente; (2) medios de intercambio de calor conectado a dicha columna de destilación para recibir dicha una porción - del primer residuo y para para condensarla parcialmente; (3) medios de contacto y de separación conectados para recibir al menos parte de uno de los primeros vapores de residuos y al menos parte de la porción líquida del segundo residuo parcialmente condensado y primer residuo de vapor parcialmente condensado y co-mezclar dicho vapor y liquido en al menos una etapa de contacto, lo que significa incluir medios de separación para separar el vapor y el liquido después del contacto en dicha fase; (4) dichos medios (2) y (3) siendo además conectados al suministro de los líquidos separados en el mismo a la columna de destilación como una alimentación de liquido a la misma; (5) dichos medios (2) y (3) también siendo conectados para dirigir los vapores separados en el mismo en relación de intercambio de calor con dicho segundo residuo y la porción del primer residuo de la columna de destilación en dichos medios de intercambio de calor (1); y (6) medios de intercambio de calor conectados a dicha columna de destilación para recibir dichos líquidos y para enfriar la porción del líquido que contiene C2 o C3 desde el separador.
Los medios de contacto y separación incluyen medios de fraccionamiento para contacto de vapor/líquido a contracorriente y en donde dichos medios están conectados para recibir la porción de uno de los primeros vapores de residuos para ser tratados en la misma por debajo de dichos medios de fraccionamiento y para recibir la porción de dichos líquidos desde el segundo residuo parcialmente condensado, la porción del primer residuo y la porción del liquido que contiene C2 o C3 enfriado desde el separador parcialmente condensado a ser tratado en la misma por arriba de o en un punto intermedio en los medios de fraccionamiento, dichos medios de fraccionamiento estando adaptados de modo que los primeros vapores de residuos se elevan a su través en contacto a contracorriente con el segundo residuo parcialmente condensado y la porción del primer residuo parcialmente condensado y que está adaptado además de modo que la porción del liquido que contiene C2 o C3 desde el separador que se enfria por los líquidos que salen de los medios de fraccionamiento.
Los medios de fraccionamiento incluyen medios de contacto de vapor/líquidos que son los equivalentes al menos a una etapa de destilación teórica.
Los medios de contacto y separación (2) comprenden medios para co-mezclar al menos parte de uno de dichos primeros vapores de residuos con la porción líquida del segundo residuo parcialmente condensado, la porción líquida de la porción parcialmente condensada del primer residuo y la porción del líquido que contiene C2 o C3 enfriado del separador.
Los medios de contacto y separación (2) comprenden medios para co-mezclar al menos parte de una de dichos primeros vapores de residuos tanto con la porción líquida y vapor de dicho segundo residuo parcialmente condensado, dicha porción parcialmente condensada del primer residuo y la porción del liquido que contiene C2 o C3 enfriado del separador.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las Figuras 1A y IB son esquemas de un proceso de separación de hidrocarburos de acuerdo con la invención.
Las Figuras 2A y 2B son diagramas esquemáticos de una modalidad alternativa de un proceso de separación de hidrocarburos de acuerdo con la invención.
Las Figuras 3A y 3B son diagramas esquemáticos de una forma de modalidad preferida de un proceso de separación de hidrocarburos de acuerdo con la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un procedimiento mejorado para la recuperación de componentes de C2 y/o C3 y más pesados de gases que contienen hidrocarburos. En el procedimiento mejorado de la presente invención, el vapor elevado de la columna de fraccionamiento de extremos pesados y una porción del primer vapor de residuos del separador se condensa parcialmente y al menos una porción del liquido que contiene C2 o C3 desde el separador en una relación de intercambio de calor con el producto liquido del dispositivo de contacto y luego al menos los condensados del líquido respectivo y liquido enfriado se combinan con al menos el vapor de los gases de alimentación parcialmente condensados descritos anteriormente en el separación de alimentación de columna de fraccionamiento de extremos pesados que, en la presente invención también actúa como un absorbedor. El separador/absorbedor de alimentos está diseñado para proporcionar una o más fases de contacto. Por lo general se supone que estas etapas son para fines de diseño para ser etapas de equilibrio, pero en la práctica esto no tiene que ser asi. El vapor del separador/absorbedor de alimentación pasa en relación de intercambio de calor a la parte elevada de la columna de fraccionamiento de extremos pesados, proporcionando asi condensación parcial del vapor elevado de la columna de fraccionamiento de extremos pesados, proporcionando de ese modo la condensación parcial de la pesada termina vapor de la columna de fraccionamiento elevado y parte del primer vapor de residuos, y el liquido desde el separador de alimentación/absorbedor se suministra a la columna de fraccionamiento de extremos pesados como una alimentación liquida elevado o de arriba a la columna.
Si el separador/absorbedor contiene una sección de absorción, tales como el embalaje, o una o más bandejas de fraccionamiento, se asumirán estas etapas para corresponder a un número adecuado de etapas de separación teóricas. Nuestros cálculos han demostrado beneficios con tan pocas como una etapa teórica, y mayores beneficios a medida que aumenta el número de etapas teóricas. Se piensa que se pueden obtener beneficios incluso con el equivalente de una etapa teórica fraccionada. La columna de fraccionamiento de extremos pesados parcialmente condensados elevados, porción parcialmente condensada del primer vapor de residuo, y por lo menos una porción del liquido que contiene C2 o C3 enfriado del separador se suministran antes o en el punto intermedio de esta sección y as porciones liquidas de estos flujos pasa hacia abajo a través de la sección de absorción. El flujo de alimentación condensado parcialmente usualmente se suministra debajo de la sección de absorción, de manera que la porción de vapor del mismo pasa hacia arriba a través del mismo en contacto a contracorriente con los líquidos de la parte elevada de la columna de fraccionamiento de extremos pesados parcialmente condensados. El vapor de enjuague une los vapores que se separan de la parte elevada de la columna de fraccionamiento de extremos pesados parcialmente condensados arriba de la sección de absorción, para formar un flujo de residuos combinado.
Si bien se ha descrito anteriormente con respecto a una modalidad preferida en la que la cabeza, una parte de los primeros vapores de residuos se condensan y, al menos una porción del liquido que contiene C2 o C3 enfriado procedente del separador se utilizan para absorber etano, propano, etc. valiosos de los vapores de salida del expansor, señalamos que la presente invención no se limita a esta modalidad exacta. Las ventajas pueden realizarse, por ejemplo, mediante el tratamiento de sólo una parte del vapor de salida de expansor de esta manera, o el uso de sólo una parte del condensado elevado o no el liquido separador como un absorbente en los casos en que otras consideraciones de diseño indican que las porciones de la salida del expansor o condensado elevado deben pasar por alto la alimentación separador/absorbedor. También señalamos que el separador de alimentación/absorbedor puede ser construido ya sea como un recipiente separado, o como una sección de la cadena columna de fraccionamiento de extremos pesados.
En la práctica de esta invención habrá necesariamente una diferencia de presión entre el separador/absorbedor y la columna de fraccionamiento de extremos pesados que debe tenerse en cuenta. Si los vapores elevados pasan a través del condensador y en el separador sin ningún aumento en la presión, el separador de alimentación/absorbedor asumirá una presión de funcionamiento ligeramente por debajo de la presión de funcionamiento de la columna de fraccionamiento de extremos pesados. En este caso la alimentación del liquido retirado del separador/absorbedor puede ser bombeada a su posición de alimentación en la columna de fraccionamiento de extremos pesados. Una alternativa es proporcionar un soplador de refuerzo en la linea de vapor para elevar la presión de funcionamiento en el condensador superior y separador/absorbedor suficientemente de modo que la alimentación liquida se puede suministrar sin bombeo a la columna de fraccionamiento de extremos pesados. Todavía otra alternativa es montar el separador de alimentación/absorbedor en una elevación suficiente con respecto a la posición de alimentación del líquido retirado de la misma de manera que la presión hidrostática del líquido va a superar la diferencia de presión.
En aún otra alternativa, se pueden combinar la totalidad o una parte la columna de fraccionamiento elevada de los extremos pesados parcialmente condensados y la totalidad o parte de la alimentación parcialmente condensada, por ejemplo, en la línea de unión de tuberías de la salida del expansor hacia el separador de alimentación/absorbedor y si se intermezclan a fondo, los líquidos y vapores se mezclan juntos y separan de acuerdo con una volatilidad relativa de los diversos componentes del total de los flujos combinados. En esta modalidad la mezcla de vapor-líquido desde el condensador elevado se puede utilizar sin separación, o el polvo de líquido de la misma puede ser separado. Tal comezcla se considera para los fines de esta invención como una etapa de contacto.
En aún otra variación de lo anterior, los vapores elevados parcialmente condensados pueden ser separados, y la parte del líquido separado suministrado al separador/absorbedor o mezclado con los vapores de la totalidad o una alimentados al mismo.
La presente invención proporciona una mejor recuperación de propano o propileno por cantidad de entrada de potencia requerida para el funcionamiento del proceso. Una mejora en la potencia de funcionamiento requerida para el funcionamiento de un proceso de columna de fraccionamiento de extremos pesados puede aparecer ya sea en la forma de los requisitos de potencia reducidos para la ref igeración externa, requisitos de potencia reducidos para compresión o de recompresión, o ambos. Alternativamente, si se desea, se puede obtener una mayor recuperación de C3 para una entrada de potencia fija.
Volviendo a las figuras, las Figuras 1A y IB son diagramas esquemáticos de un proceso de separación de hidrocarburos de acuerdo con la invención. Un gas natural que contiene hidrocarburos se alimenta a través de la linea 20 a un intercambiador de gas/gas caliente 22-E3000 y después a un enfriador 22-E3400. Se suministra refrigeración a través de la línea 52 y 53 con algo del refrigerante removido a través de un ensamble de válvula antes de entrar en el enfriador. El refrigerador tiene una linea 54 que va a retirar de refrigeración para la recompresión y licuefacción. El flujo de gas enfriado se alimenta a través de la linea 21 a través de un intercambiador de gas frio/gas 22- 3100 a una columna de separación en frío 22-D1000.
El flujo de gas de hidrocarburos se separa en dos flujos con las partes superiores que salen a través de la linea 22 y los fondos a través de la linea 25 hacia la linea 16. Los fondos pasarán a través de una válvula en la linea 26 para el control de flujo y reincorporará la linea 26 a la linea 35 en el que entrarán al subenfriador 22-E3200. Estos gases de hidrocarburos enfriados salen del subenfriador a través de la linea 36 y entrarán en la columna de fraccionamiento de extremos ligeros 22-T2000. El flujo de gas de hidrocarburo que no se desvia continuará a través de la linea 37 a la columna de fraccionamiento de extremos ligeros 22-T2000 en la parte elevada de la columna.
La parte elevada de la columna de separación de frió 22-D1000 saldrán a través de la linea 22 y llegarán a un cruce con la linea 24. La linea 24 también contendrá un Ensamble de válvula de PV que se utiliza para controlar el flujo del flujo en la linea 24. El resto de la parte elevada de la columna de separación frío fluya a través de la linea 23 a través de un expansor/compresor 22-X6000. Esta corriente de gas de hidrocarburo ampliada se alimenta a través de la linea 29 a la columna de fraccionamiento de extremos ligeros 22-T2000.
La parte elevada de la columna de fracciones ligeras de fraccionamiento 22-T2000 saldrá a través de la linea 39 y pasar a través de la linea 40 en la que pasarán a través del intercambiador de gas frio/gas 22-E3100 y el intercambiador de gas caliente/gas antes de pasar a través de la linea 55 a un expansor/compresor 22-C6000, donde entrará el flujo de gas comprimido y el expansor/compresor descargan el enfriador 22-E4100 a través de la linea 59. El flujo de gas descargado saldrá a través de la linea 58 y para las ventas o procesamiento adicional según sea necesario .
La linea 56 se pone en contacto con la linea 55 y una parte del gas de hidrocarburos será extraída antes de entrar en el expansor/compresor 22-C6000 y recuperada para su uso como gas combustible. Un ensamble de válvula está presente en la línea 56 para controlar la cantidad de material para ser usado como gas combustible.
Los fondos de la columna de fraccionamiento de extremos ligeros 22-T2000 saldrán a través de la línea 31. Estos fondos comprenden una corriente líquida intermedia que requiere mayor fraccionamiento. La línea 31 está en comunicación de fluido con una bomba de transferencia 22-P5000A/B que dirige los fondos de la columna de fraccionamiento de extremos ligeros a la linea 33 y en la parte elevada de una columna de fraccionamiento de extremos pesados 22-T2100.
Una parte de los fondos de la columna del separador frió 22-D 1000 se desvia a través de la linea 27 donde van a pasar a través de una válvula de control de nivel que fluye a través de la linea 28 en la columna de fraccionamiento de extremos pesados.
Una corriente que comprende un liquido enfriador de producto intermedio se retira de la columna de fraccionamiento de extremos pesados 22-T2100 a través de la linea 41 que es alimentada a un calentador lateral 22-E3800 que calentará el flujo y volverá a través de la linea 42 a un punto más bajo en la columna de fraccionamiento de extremos pesados de la que fue retirada. Otro vapor lateral se retira de la columna de fraccionamiento de extremos pesados 22-T2100 a través de la linea 43 que se alimenta a un re-hervidor de columna de fraccionamiento de extremos pesados 22-E3700 que calentará el flujo lateral. Esta corriente se alimenta a un rehervidor de compensación 22-E4000 donde será calentado adicionalmente antes de ser devuelto a través de la linea 44 a un punto más bajo en la columna de fraccionamiento de extremos pesados de la que fue retirada. La linea 45 suministrará aceite caliente desde un suministro de aceite caliente (no mostrado) para el rehervidor de compensación 22-E4000 mientras que la linea 46 regresará el aceite caliente desde el rehervidor de compensación.
Una linea en la parte inferior de la cadena columna de fraccionamiento de extremos pesados eliminará algunos de los hidrocarburos que comprende principalmente hidrocarburos de C2 y menos volátiles e hidrocarburos de C3 o menos volátiles y los dirige a una válvula en la linea 51. La linea 51 recibe los fondos de la columna de fraccionamiento de extremos pesados 22-T2100. La linea 47 alimenta los fondos de la columna de fraccionamiento de extremos pesados y los alimenta a una columna de fraccionamiento de extremos pesados de la bomba 22-P5100A/B que alimenta los fondos a través de la linea 49 a un intercambiador de producto 22-E3600 que alimenta los fondos a través de la linea 50 a la bomba de producto 22-P5200A/B. Esta bomba dirige los fondos a través de la linea 51, donde pueden ser alimentados directamente a una tubería .
Una válvula en la línea 49 permitirá de derivación del intercambiador de producto 22-E3600 y desviará el flujo de un intercambiador de calor enfriado con aire o agua cuando la planta se hace funcionar en el modo de recuperación de C3 y más pesado. Después de enfriar, estos fondos pueden ser alimentados de nuevo en la línea 49 para alimentar al intercambiador de producto 22-E3600 .
La parte elevada de la columna de fraccionamiento de extremos pesados el 22-T2100 saldrá a través de la línea 34 y pasará por un subenfriador 22-E3200. La línea 38 sale del subenfriador 22-E3200 y se conecta a una válvula de PV. La parte elevada de la columna de fraccionamiento de extremos pesados se alimenta a través de la línea 30 a la columna de fraccionamiento de extremos ligeros 22-T2000 donde van a ser fraccionados adicionalmente para entrar de nuevo en la columna de fraccionamiento de extremos pesados como una corriente de reflujo.
Las Figuras 2A y 2B representan una modalidad alternativa de la presente invención. En esta descripción alternativa de todas las denominaciones que se han empleado en la descripción de las figuras se vuelven a emplear 1A y IB y significan lo mismo para la descripción de las operaciones unitarias que tienen lugar. En las Figuras 2A y 2B, un intercambiador de líquido/líquido está presente entre la columna de fraccionamiento de extremos pesados y la columna de fraccionamiento de extremos ligeros.
Los fondos de la columna del separador en frío 22-D1000 serán alimentados a través de la línea 25 a una unión de conexión a una válvula de LV y la línea 28 para la entrada en la columna de fraccionamiento de extremos pesados. La alimentación a través de la línea 26 se conectará con un intercambiador de líquido /líquido 22-E3900 y pasará a través en la columna de fraccionamiento de extremos ligeros 22-T2000.
Las Figuras 3D y 3B representan otra modalidad alternativa de la presente invención. En esta descripción alternativa todas las denominaciones que se han empleado para la descripción de las Figuras 1A y IB se han vuelto a emplear y significan lo mismo para la descripción de las operaciones unitarias que tienen lugar. En las Figuras 3D y 3B, los fondos de la columna de fraccionamiento de extremos ligeros 22-T2000 se alimentan a través de la línea 31 a la bomba de fondos de la columna de fraccionamiento de extremos ligeros 22-P5000A/B que alimenta los fondos a través de la línea 32 y la válvula LVI a subenfriador 22-E3200. La válvula LVI puede ser abierta y cerrada para desviar algunos de los fondos de nuevo a la parte inferior de la columna fraccionamiento de extremos ligeros.
Los fondos alimentados al subenfriador 22-E3200 ahora son más bajos en temperatura y se alimentan a través de la línea 33 en la columna de fraccionamiento de extremos pesados 22-T2100 donde van a fraccionarse adicionalmente.
Aunque esta invención se ha descrito con respecto a modalidades particulares de la misma, es evidente que numerosas otras formas y modificaciones de la invención serán evidentes para los expertos en la téenica. Las reivindicaciones adjuntas en esta invención generalmente se deben interpretar para cubrir todas estas formas y modificaciones obvias que están dentro del verdadero espíritu y alcance de la invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1.- Un proceso para separar un gas de hidrocarburo que contiene al menos metano, etano y componentes de C3 en una fracción que contiene una porción predominante del etano y componentes más ligeros y una fracción que contiene una porción predominante de componentes de C3 y más pesados o una parte predominante del metano y componentes más ligeros y una fracción que contiene una porción predominante de componentes de C2 y más pesados, proceso en el cual (a) la alimentación de gas es tratada en uno o más intercambiadores de calor, y pasos de expansión para proporcionar al menos un gas de hidrocarburo parcialmente condensado, proporcionando de ese modo al menos un primer residuo de vapor y al menos un liquido que contiene C2 o C3 cuyo líquido también contiene hidrocarburos más ligeros; y (b) al menos una porción de líquidos que contienen C2 o C3 se dirige a una columna de destilación en donde dicho líquido se separa en un segundo residuo que contiene hidrocarburos más ligeros y un producto que contiene C2 o C3; que comprende: (1) enfriar el segundo residuo para condensarlo parcialmente; (2) poner en contacto íntimamente al menos parte de una de dichos primeros vapores de residuos con al menos parte de la porción liquida del segundo residuo parcialmente condensado en al menos una etapa de poner en contacto y separar posteriormente los vapores y líquidos a partir de dicha etapa de contacto; (3) el suministro de los líquidos recuperados de este modo a la columna de destilación como una alimentación de líquido a la misma; y (4) dirigir los vapores recuperados este modo en relación de intercambio de calor con dicho segundo residuo de la columna de destilación, por lo tanto para suministrar el enfriamiento de la etapa (1), y posteriormente descargar dichos gases de residuos; la mejora comprendiendo: (5) retirar una porción del primer residuo de vapor; (6) enfriar dicha porción del primer residuo vapor para condensarla parcialmente; (7) poner en contacto intimamente al menos parte de una de dichos primeros vapores de residuos con al menos parte de la porción líquida de la parte parcialmente condensada del primer residuo en al menos una etapa de poner en contacto y separar posteriormente los vapores y líquidos a partir de dicha etapa de contacto; (8) suministrar los líquidos recuperados de este modo a la columna de destilación como una alimentación de líquido a la misma; y (9) dirigir los vapores recuperados de este modo en relación de intercambio de calor con dicha parte del primer residuo del separador, con lo cual para suministrar el enfriamiento de la etapa (6), y posteriormente descargar dichos gases de residuos; la mejora que comprende además: (10) retirar una porción del liquido que contiene C2 o C3 del separador; (11) dirigir dicha porción del liquido que contiene C2 o C3 desde el separador en una relación de intercambio de calor con el producto líquido desde el dispositivo de contacto; (12) enfriar dicha porción del líquido que contiene C2 o C3 del separador; (13) poner en contacto íntimamente al menos parte de una de dichos primeros vapores de residuos con al menos parte del líquido que contiene C2 o C3 del separador en al menos una etapa de poner en contacto y separar posteriormente los vapores y líquidos a partir de dicha etapa de contacto; (14) suministrar los líquidos recuperados de este modo a la columna de destilación como una alimentación de líquido a la misma; (15) dirigir los vapores recuperados de este modo en relación de intercambio de calor con dicha parte del primer residuo del separador, por lo que se suministra el enfriamiento de la etapa (6), y posteriormente descargar dicha gases de residuos; y (16) dirigir los líquidos recuperados de este modo en relación de intercambio de calor con dicha porción del líquido que contiene C2 o C3 del separador, por lo que se suministra el enfriamiento de la etapa (11), y posteriormente descargar dicho líquidos a una columna de fraccionamiento de extremos pesados.
2.- El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha etapa de contacto (2) se lleva a cabo en un separador/absorbedor de alimentación que incluye medios de fraccionamiento para contacto a contracorriente de vapor/líquido y (i) en donde dicho segundo residuo parcialmente condensado se introduce en dicho separador/absorbedor por encima o en un punto intermedio en los medios de fraccionamiento, por el que la porción líquida pasa hacia abajo a través de dichos medios de fraccionamiento; y (ii) en donde dicha porción parcialmente condensada del primer residuo se introduce en dicho separador/absorbedor por encima o en un punto intermedio en los medios de fraccionamiento, por lo que la porción líquida pasa hacia abajo a través de dichos medios de fraccionamiento; y en donde dicha porción del líquido que contiene C2 o C3 del separador se introduce en dicho separador/absorbedor por encima o en un punto intermedio en los medios de fraccionamiento enfriados, por lo que la porción liquida pasa hacia abajo a través de dichos medios de fraccionamiento; y (iii) al menos parte de uno de los primeros vapores de residuo se suministran al separador/absorbedor por debajo de dichos medios de fraccionamiento, por lo que el primer vapor de residuos se eleva a través de dichos medios de fraccionamiento en contacto en contracorriente con la porción liquida del segundo residuo parcialmente condénsalo.
3.- El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el fraccionamiento de los medios en dicho separador/absorbedor proporciona el equivalente de al menos una etapa de destilación teórica dispuesta para ponerse en contacto con al menos parte de una de dichos primeros vapores de residuos con la porción liquida del segundo residuo parcialmente condensado.
4.- El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos parte de uno de dichos primeros vapores de residuos se co-mezclaron con la porción líquida del segundo residuo parcialmente condensado, la porción líquida de la porción parcialmente condensada del primer residuo y la porción del líquido que contiene C2 o C3 enfriado del separador.
5.- El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos parte de uno de dichos primeros vapores de residuos se co-mezclaron tanto con las porciones liquidas como con las porciones de vapor de dicho segundo residuo parcialmente condensado, la porción parcialmente condensada del primer vapor de residuos y la porción que contiene liquido de C2 o C3 enfriado del separador.
6.- Un aparato para separar un gas de hidrocarburo que contiene al menos metano, etano y componentes de C3 en una fracción que contiene una porción predominante de metano o etano y componentes más ligeros y una fracción que contiene una porción predominante de componentes de C2 o C3 o más pesados, proceso en el cual (a) se proporcionan uno o más medios de intercambio de calor y uno o más medios de expansión que son conectados cooperativamente para proporcionar al menos un gas de hidrocarburos parcialmente condensado, proporcionando de ese modo al menos un primer residuo de vapor y al menos un liquido que contiene C2 o C3 cuyo liquido también contiene hidrocarburos más ligeros; y (b) una columna de destilación conectada para recibir al menos uno de dichos Líquidos que contienen C2 o C3 que está adaptado para separar los líquidos que contienen C2 o C3 en un segundo residuo que contiene hidrocarburos más ligeros y un producto que contiene C2 o C3; la mejora que comprende: (1) medios de intercambio de calor conectados a dicha columna de destilación para recibir dicho segundo residuo y para para condensarla parcialmente; (2) medios de intercambio de calor conectados a dicha columna de destilación para recibir dicha una porción del primer residuo y para para condensarla parcialmente; (3) medios de contacto y separación para recibir al menos parte de uno de los primeros vapores de residuos y al menos parte de la porción liquida del segundo residuo parcialmente condensado y el primer vapor de residuos se condensa parcialmente y co-mezcla el vapor y liquido en al menos una etapa de contacto, lo que significa incluir medios de separación para separar el vapor y el liquido después del contacto en dicha fase; (4) dichos medios (2) y (3) siendo además conectados al suministro de los líquidos separados en el mismo a la columna de destilación como una alimentación de líquido a la misma; (5) dichos medios (2) y (3) también están conectados para dirigir los vapores separados en el mismo en relación de intercambio de calor con dicho segundo residuo y la porción del primer residuo de la columna de destilación en dichos medios de intercambio de calor (1); y (6) medios de intercambio de calor conectados a dicha columna de destilación para recibir dichos líquidos y para enfriar la porción de líquidos que contiene C2 o C3 del separador.
7.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dicho contacto y medios de separación incluyen un medio de fraccionamiento por contacto a contracorriente de vapor/líquido y en el que dichos medios están conectados para recibir la porción de uno de los primeros vapores de residuos a tratar en la misma por debajo de dichos medios de fraccionamiento y recibir la parte de dichos líquidos del segundo residuo parcialmente condensado, parte del primer residuo parcialmente condensado y la porción del líquido que contiene C2 o C3 enfriado del separador a ser tratados en la misma por encima o en un punto intermedio en donde dichos medios de fraccionamiento dicho medios de fraccionamiento por lo tanto están adaptados de manera que los primeros vapores de residuos se elevan a su través del mismo en contacto en contracorriente con el segundo residuo parcialmente condensado y la porción del primer residuo parcialmente condensado y que está adaptado además de modo que la porción del líquido que contiene C2 o C3 desde el separador se enfria por los líquidos que salen de los medios de fraccionamiento.
8.- El aparato según la reivindicación 7, en donde dichos medios de fraccionamiento incluyen medios de contacto de vapor/líquido que son el equivalente de al menos una etapa de destilación teórica.
9.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en donde los medios de contacto y separación (2) comprenden medios para co-mezclar al menos parte de uno de dichos primeros vapores de residuos con la porción liquida del segundo residuo parcialmente condensado, la porción liquida de la parte parcialmente condensada del primer residuo y la parte del liquido que contiene C2 o C3 enfriado del separador.
10.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en donde los medios de contacto y separación (2) comprenden medios para co-mezclar al menos parte de uno de dichos primeros vapores de residuos tanto con la porción liquida como la de vapor de dicho segundo residuo parcialmente condensado, dicha parte parcialmente condensada del primer residuo y la parte del líquido que contiene C2 o C3 enfriado del separador.
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