NO20121276A1

NO20121276A1 - Prosess for behandling av en naturgass inneholdende karbondioksid

Info

Publication number: NO20121276A1
Application number: NO20121276A
Authority: NO
Inventors: Xavier Renaud
Original assignee: Total Sa
Priority date: 2010-04-29
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2012-10-31
Also published as: RU2549905C2; FR2959512A1; AU2011246887B2; AU2011246887A1; WO2011135538A3; MY165146A; FR2959512B1; US9605896B2; CN103003651B; BR112012027736B1; RU2012145445A; WO2011135538A2; CA2796152A1; US20130036765A1; CN103003651A; BR112012027736A2

Abstract

Oppfinnelsen vedrører en prosess for behandling aven naturgass som inneholder karbondioksid, der: - naturgassen blir separert med en kryogen prosess for å på den ene siden tilveiebringe en strøm med flytende karbondioksid, som inneholder hydrokarboner, og på den annen side renset naturgass, - minst en del av naturgassen blir avkjølt i en første varmeveksler og deretter i en andre varmeveksler før nevnte kryogene prosess og/eller før en refluks til nevnte kryogene prosess, - minst en del av strømmen med flytende karbondioksid blir gjenvunnet for å tilveiebringe en strøm med resirkulert karbondioksid, - strømmen med resirkulert karbondioksid blir delt i en første andel og en andre andel, - den første andelen blir ekspandert, deretter oppvarmet i den første varmeveksleren, for å tilveiebringe en første strøm med oppvarmet karbondioksid, - den andre andelen blir avkjølt, deretter blir minst en del av den andre andelen ekspandert, deretter oppvarmet i den andre varmeveksleren, for å tilveiebringe en andre strøm med oppvarmet karbondioksid, -minst noe av hydrokarbonene inneholdt i den første strømmen med oppvarmet karbondioksid og i den andre strømmen med oppvarmet karbondioksid blir gjenvunnet ved væske/gass-separasjon. Oppfinnelsen vedrører også et anlegg som er hensiktsmessig for implementering av denne prosessen.

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse vedrører en kryogen prosesstype for behandling av naturgass, med formålet av å fjerne minst noe av karbondioksidet som den inneholder, der hydrokarbonene som normalt tapes som et resultat av den kryogene behandlingen i stor grad blir gjenvunnet. Oppfinnelsen vedrører også et anlegg som er hensiktsmessig for implementering av denne prosessen.

Teknisk bakgrunn

Innenfor konteksten av produksjon av naturgass eller flytendegjort naturgass er det nødvendig å rense nevnte naturgass, som stammer fra deponeringer, for et visst antall kontaminanter, primært sure gasser slik som hydrogensulfid (H2S) og karbondioksid (CO2).

Spesielt kan karbondioksid representere en stor del av gassblandingen som stammer fra en deponering av naturgass, opp til mer enn 70 % (i molar konsentrasjon).

På fagområdet er det kjent flere prosesser for å gjøre det mulig å redusere innholdt av karbondioksid i naturgassen.

Den vanligste behandlingen er basert på anvendelsen av aminløsningsmidler. Denne fremgangsmåten gjør det mulig med en separasjon av CO2som er svært selektiv vis-å-vis hydrokarboner, og den gjør det mulig å senke konsentrasjonen av CO2under grensen på 50 ppm. Men denne fremgangsmåte krever høy energi for å regenerere løsningsmiddelet. Som et resultat er den ikke hensiktsmessig dersom den opprinnelige gassen har en høy konsentrasjon av CO2. Videre er regenereringen så å si atmosfærisk og krever en kompresjon som konsumerer mye energi dersom en re-injeksjon av det separerte CO2er sett for seg (noe som ut fra et miljøperspektiv antas å bli gjort mer og mer rutinemessig).

En annen type behandling er basert på anvendelsen av halvpermeable membraner. Anvendelsene av disse membranene for gasser med et gjennomsnittlig innhold av CO2har utviklet seg signifikant.i de siste årene. Membranbehandling er fordelaktig for signifikante konsentrasjoner av CO2og for et visst område med "tilførsel i forhold til tilbakeholdt materiale" partialtrykkratioer. Når C02-nivåene er relativt lave kan det tilhørende tapet av metan være vesentlig. Det er også mulig å tilveiebringe flere stadier med membraner for konsentrering av CO2i permeatet, noe som gjør det nødvendig å tilveiebinge intermediær kompresjoner av permeatet. Re-injeksjonen av CO2krever dersom dette er ønskelig en ytterligere kompresjon fra det lave trykket i det endelige permeatet, noe som ytterligere øker energiregningen for denne typen prosess.

Kryogene prosesser utgjør en annen type behandling. Jo høyere konsentrasjonen av CO2er i den opprinnelige gassen jo større er deres fortrinn når det gjelder energi. Et eksempel på en kryogen prosess er vist i US 4,152,129. På grunn av den mulige krystalliseringen av CO2og/eller de kritiske betingelsene på toppen av kolonnen tillater likevel ikke en slik prosess at stringente C02-krav imøtekommes. En sluttbehandling, for eksempel av amintype, er derfor essensiell dersom et nøyaktig CCh-nivå er nødvendig.

Visse varianter av kryogen behandling har blitt presentert mer nylig, spesielt prosessen kalt "CFZ" ("Controlled Freeze Zone"), der det spesifikke trekket ved denne er å tillate en krystallisering av CO2i den problematiske sonen i kolonnen, noe som gjør det mulig å se for seg svært høye nivåer med svært lave behandlingstemperaturer (omtrent -90 °C eller til og med -110 °C). Her kan det refereres til for eksempel US 4,533,372.

En annen variant av kryogen behandling har blitt utviklet av Cool Energy Limited. Denne prosessen kalt "CryoCell" gjør det ved hjelp av et kryogent separasjonstrinn mulig å oppnå nivåer på omtrent 2 til 3 % CO2, ved å starte fra en gass som er forhåndsbehandlet ved kryogen destillasjon, eller direkte for ubehandlede gasser med en gjennomsnittlig konsentrasjon av CO2(typisk 25 til 35 %). Denne prosessen benytter en flytendegjøring av gass under trykk, deretter en ekspansjon av fluidet som danner en intens kulde og en partiell krystallisering av CO2. De flytende og faste fraksjonene blir gjenvunnet i en flaske som er designet for spesifikke anvendelsesfremgangsmåter, der bunntemperaturen holdes innenfor det flytende området. WO 2007/030888, WO 2008/095258 og WO 2009/144275 illustrerer denne teknikken.

En annen variant av kryogen behandling utgjøres av familien av såkalte "Ryan-Holmes"-prosesser. Disse prosessene, som muliggjør en nesten fullstendig gjenvinning av C3+-hydrokarbonene, benytter 3 eller 4 destillasjonskolonner, avhengig av egenskapene til gassen, og viser seg å være relativt komplekse og kostnadskrevende når det gjelder investeringer og forbruk.

En ulempe ved disse kryogene fremgangsmåtene er at de separerer komponentene i overensstemmelse med deres volatilitet og fanger derfor med det flytende CO2nesten-alle CU-hydrokarbonene inneholdt i naturgassen. Dette utgjør noen ganger et svært stort handikap avhengig av sammensetningen av gassen. Det er beregnet at 8 til 15 masse% av hydrokarbonene generelt går tapt når en separasjon av CO2ved destillasjon blir implementert, og videre er hoveddelen av hydrokarbonene som går tapt hydrokarboner med en mellomliggende molar masse, og derfor de mest verdifulle.

WO 99/01707 vedrører en variant av prosessen kalt "CFZ" der noe av strømmen av flytende CO2som gjenvinnes i bunnen av destillasjonskolonnen blir ekspandert, deretter benyttet til å avkjøle naturgassen før den går inn i destillasjonskolonnen i to suksessive varmevekslere. Mellom de to varmevekslerne gjennomgår strømmen av CO2en gass/væske-separasjon, der kun den flytende andelen blir ekspandert og deretter ledet til den andre varmeveksleren (der gassandelen blir komprimert før den til slutt blir fjernet). Ved uttaket på den andre varmeveksleren blir en annen gass/væske-separasjon tilveiebrakt: gassfasen blir komprimert før den til slutt blir fjernet, mens den flytende fasen tilveiebringer en gjenvinning av kondensatene som er fanget i strømmen av CO2.

Denne teknikken gjør det mulig å begrense hydrokarbontapene i strømmen av flytende CO2og kan bli benyttet på enhver prosess for kryogen separasjon av CO2som fanger C3+-hydrokarboner i det flytende CO2. På den annen side er en ulempe med teknikken som er foreslått i dette dokumentet at sammensetningen av strømmen (for det meste CO2) i de suksessive varmevekslerne varierer, og strømmen blir progressivt rikere på tunge fraksjoner. Dette fører til økt risiko for krystallisering, spesielt for paraffinhydrokarbonene, og spesielt i den siste varmeveksleren i den kalde syklusen, der temperaturen er lavest. Det er derfor dokumentet tilveiebringer alternativet med en rektifiseringskolonne for naturgassen ved inntaket på anlegget for å unngå disse problemene for slik å fjerne noen av de tunge forbindelsene oppstrøms. Denne fremgangsmåten er ekstremt kompleks og vanskelig å implementere fordi den krever en ytterligere fraksjonering av all gassen.

Det er derfor et reelt behov for å utvikle en behandling som gjør det mulig å effektivt redusere hydrokarbontapene for disse typene av kryogen separasjon av CO2på en måte som er enkel å implementere;

Oppsummering av oppfinnelsen

For det første vedrører oppfinnelsen en prosess for behandling av en naturgass som inneholder karbondioksid der: naturgassen blir separert ved en kryogen prosess for på den ene siden å tilveiebringe en strøm av flytende karbondioksid inneholdende hydrokarboner og på den andre siden renset naturgass,

minst én del av naturgassen blir avkjølt i en første varmeveksler og deretter i en andre varmeveksler før nevnte kryogene prosess og/eller før en refluks til nevnte kryogene prosess,

minst én del av strømmen med flytende karbondioksid blir gjenvunnet

for å tilveiebringe en strøm med resirkulert karbondioksid,

strømmen med resirkulert karbondioksid blir delt i en første del og en

andre del,

den første delen blir ekspandert og blir deretter varmet opp i den første varmeveksleren for å tilveiebringe en første strøm med oppvarmet karbondioksid,

den andre delen blir avkjølt, og deretter blir minst én del av den andre delen ekspandert, og deretter oppvarmet i den andre varmeveksleren for å tilveiebringe en andre strøm av oppvarmet karbondioksid,

i det minste noe av hydrokarbonene inneholdt i den første strømmen med oppvarmet karbondioksid og i den andre strømmen med oppvarmet karbondioksid blir gjenvunnet ved væske/gass-separasjon.

Ifølge en utførelsesform er det slik at:

minst én del av naturgassen blir avkjølt i en tredje varmeveksler før den kryogene prosessen og/eller før en refluks til den kryogene prosessen,

den andre delen av strømmen med resirkulert karbondioksid blir delt i

en tredje andel og en fjerde andel,

den tredje andelen blir ekspandert og blir deretter oppvarmet i den andre varmeveksleren for å tilveiebringe den andre strømmen av oppvarmet karbondioksid,

den fjerde andelen blir avkjølt og deretter ekspandert, og deretter blir den varmet opp i den tredje varmeveksleren for å tilveiebringe en tredje strøm med oppvarmet karbondioksid,

i det minste noe av hydrokarbonene inneholdt i den tredje strømmen med oppvarmet karbondioksid blir gjenvunnet ved væske/gass-separasjon.

Ifølge en utførelsesform opererer den første varmeveksleren, den andre varmeveksleren, og dersom egnet (eng: if applicable), den tredje varmeveksleren, ved ulike temperaturer, og fortrinnsvis opererer den første varmeveksleren ved en høyere temperatur enn den andre varmeveksleren, og dersom egnet, så opererer den andre varmeveksleren ved en høyere temperatur enn den tredje varmeveksleren.

Ifølge en utførelsesform er nevnte kryogene prosess en destillasjon.

Ifølge en utførelsesform er det slik at:

avkjølingen av den andre andelen av strømmen med resirkulert

karbondioksid blir utført i den andre varmeveksleren,

avkjølingen av den fjerde andelen av strømmen med resirkulert karbondioksid blir, dersom egnet, utført i den tredje varmeveksleren, og

fortrinnsvis blir strømmen av resirkulert karbondioksid avkjølt i den første varmeveksleren før den blir delt i den første andelen og den andre andelen.

Ifølge en utførelsesform blir den rensede naturgassen dersom egnet varmet opp først i den tredje varmeveksleren og deretter i den andre varmeveksleren, og deretter i den første varmeveksleren.

Ifølge en utførelsesform er det slik at:

den første strømmen av oppvarmet karbondioksid gjennomgår en væske/gass-separasjon i en første separasjonsflaske for å tilveiebringe en første gassfase og en første væskefase,

den første væskefasen blir ekspandert,

den andre strømmen med oppvarmet karbondioksid og den første,

ekspanderte væskefasen gjennomgår en væske/gass-separasjon i en andre separasjonsflaske for å tilveiebringe en andre gassfase og en andre væskefase, og fortrinnsvis

blir den andre væskefasen ekspandert,

den tredje strømmen med oppvarmet karbondioksid og den andre ekspanderte væskefasen gjennomgår en væske/gass-separasjon i en tredje separasjonsflaske for å tilveiebringe en tredje gassfase og en tredjevæskefase.

Ifølge en utførelsesform gjennomgår den andre væskefasen og dersom egnet, den tredje væskefasen, et trinn med stabilisering av kondensatene for å tilveiebringe en væskefase som er rik på hydrokarboner og en gassfase som er rik på karbondioksid, der nevnte gassfase som er rik på karbondioksid fortrinnsvis gjennomgår en væske/gass-separasjon i den andre separasjonsflasken, eller dersom egnet, i den tredje separasjonsflasken.

Ifølge en utførelsesform blir den første gassfase, den andre gassfasen, og dersom egnet, den tredje gassfasen, komprimert og avkjølt for å tilveiebringe en utløpsstrøm av karbondioksid som eventuelt blir blandet med i et minste én del av strømmen med flytende karbondioksid.

Ifølge en utførelsesform er det slik at:

én del av den andre væskefasen blir blandet med den andre delen av strømmen med resirkulert karbondioksid, eller, dersom egnet, én del av den tredje væskefasen blir blandet med den fjerde andelen av strømmen med resirkulert karbondioksid, og/eller

én del av utløpsstrømmen med karbondioksid blir blandet med strømmen med resirkulert karbondioksid.

En annen gjenstand for oppfinnelsen er et anlegg for behandling av naturgass inneholdende karbondioksid som omfatter:

en kryogen separasjonsenhet,

minst én linje for naturgass tilkoblet på inntaket for den kryogene

separasj onsenheten,

en linje for flytende karbondioksid og en linje for renset naturgass som stammer fra den kryogene separasj onsenheten,

en første varmeveksler som passeres gjennom av minst én av linjene

for naturgass tilkoblet inntaket på den kryogene separasj onsenheten,

en andre varmeveksler som passeres gjennom av minst én av linjene for naturgass tilkoblet inntaket på den kryogene separasj onsenheten eller av en linje for naturgass tilkoblet uttaket på den kryogene separasj onsenheten og som forsyner et reflukssystem,

en linje for resirkulert karbondioksid som stammer fra linjen for

flytende karbondioksid,

en linje for den første andelen og en linje for den andre andelen som stammer fra linjen for resirkulert karbondioksid,

der linjen for den førte andelen er utstyrt med ekspansjonsmidler og som deretter passerer gjennom den første varmeveksleren,

der linjen for den andre andelen er utstyrt med avkjølingsmidler,

en linje for den tredje andelen som stammer fra linjen for den andre andelen, der nevnte linje for den tredje andelen er utstyrt med ekspansjonsmidler og som deretter passerer gjennom den andre varmeveksleren,

gass/væske-separasjonsmidler som forsynes av linjen for den første andelen og linjen for den tredje andelen.

Ifølge en utførelsesform er det slik at:

anlegget omfatter en tredje varmeveksler som passeres gjennom av minst én av linjene for naturgass tilkoblet inntaket på den kryogene separasj onsenheten eller av en linje for naturgass tilkoblet uttaket på den kryogene separasj onsenheten og som forsyner et reflukssystem,

linjen for den andre andelen deler seg i linjen for den tredje andelen

og en linje for den fjerde andelen,

linjen for den fjerde andelen er utstyrt med avkjølingsmidler,

ekspansjonsmidler, og passerer deretter gjennom den tredje varmeveksleren, og

anlegget omfatter gass/væske-separasjonsmidler som forsynes av linjen for den fjerde andelen.

Ifølge en utførelsesform er det slik at:

avkjølingsmidlene på linjen for den andre andelen utgjøres av den

andre varmeveksleren,

avkjølingsmidlene på linjen for den fjerde andelen utgjøres, dersom

egnet, av den tredje varmeveksleren, og

fortrinnsvis er linjen for resirkulert karbondioksid utstyrt med avkjølingsmidler som utgjøres av den første varmeveksleren, før den

deler seg i linjen for den første andelen og linjen for den andre andelen.

Ifølge en utførelsesform er den kryogene separasj onsenheten en destillasjonsenhet.

Ifølge en utførelsesform passerer linjen for renset naturgass, dersom egnet, gjennom den tredje varmeveksleren, deretter den andre varmeveksleren, deretter den første varmeveksleren.

Ifølge en utførelsesform er det slik at:

gass/væske-separasjonsmidlene omfatter en første separasjonsflaske

og en andre separasjonsflaske,

den første separasjonsflasken forsynes av linjen for den første

andelen,

en linje for den første gassfasen og en linje for den første væskefasen

er tilkoblet uttaket på den første separasjonsflasken,

linjen for den første væskefasen er utstyrt med ekspansjonsmidler, den andre separasjonsflasken blir forsynt av linjen for den tredje

andelen og linjen for den første væskefasen,

en linje for den andre gassfasen og en linje for den andre væskefasen er tilkoblet den andre separasjonsflasken, og fortrinnsvis o linjen for den andre væskefasen er utstyrt med ekspansjonsmidler, o linjen for den fjerde andelen og linjen for den andre væskefasen

forsyner en tredje separasjonsflaske,

o en linje for den tredje gassfasen og en linje for den tredje væskefasen er tilkoblet på uttaket av den tredje separasjonsflasken.

Ifølge en utførelsesform forsyner linjen for den andre væskefasen, eller dersom egnet, linjen for den tredje væskefasen, en kondensatstabiliseringsenhet på utløpet av hvilken en linje for væskefase som er rik på hydrokarboner og en linje for gassfase som er rik på karbondioksid er tilkoblet, der nevnte linje for gassfase som er rik på karbondioksid fortrinnsvis forsyner den andre separasjonsflasken, eller dersom egnet, den tredje separasjonsflasken.

Ifølge en utførelsesorm forsyner linjen for den første gassfasen, linjen for den andre gassfasen, og dersom egnet, linjen for den tredje gassfasen, kompresjonsmidler og går sammen i en utløpslinje for karbondioksid, der nevnte utløp for karbondioksid fortrinnsvis er utstyrt med avkjølingsmidler og som fortrinnsvis løper sammen med en linje for ikke-resirkulert karbondioksid som stammer fra linjen for flytende karbondioksid, for å danne en linje for endelig karbondioksid.

Ifølge en utførelsesform er det slik at:

en ytterligere linje for hydrokarboner utstyrt med pumpemidler,

tilkoblet på utløpet av den andre separasjonsflasken som returnerer til linjen for den andre andelen oppstrøms for den andre varmeveksleren, eller eventuelt, tilkoblet utløpet for den tredje separasjonsflasken og returnerer til linjen for den fjerde andelen oppstrøms for den tredje varmeveksleren, og/eller

en ytterligere linje for karbondioksid utstyrt med en ventil, som strekker sg fra utløpslinjen for karbondioksid til linjen for resirkulert karbondioksid.

Ifølge en utførelsesform blir prosessen som er beskrevet ovenfor implementert i det ovenfor nevnte anlegget.

Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å overvinne ulempene i teknikkens stand. Mer spesifikt tilveiebringer den en behandling for naturgass hvorved karbondioksidinnholdet kan bli redusert signifikant. Nevnte behandling blir implementert mens tapene av hydrokarboner begrenses, spesielt C3+-forbindelsene som er fanget med strømmen av flytende karbondioksid.

Dette blir oppnådd på den ene siden ved å resirkulere i det minste noe av karbondioksidet som stammer fra en destillasjon (eller mer generelt fra en kryogen prosess) og ved å benytte dette karbondioksidet som er rikt på C3+ som et kjølemiddel i en åpen avkjølingssyklus for å produsere kulden som er nødvendig for den kryogene prosessen, dvs., ved å gjøre en varmeveksling nødvendig (i flere trinn) mellom karbondioksidet som benyttes i den åpne kjølesyklusen og naturgassen, og på den annen side ved å gjenvinne hydrokarbonene som er fanget i karbondioksidet fra den åpne kjølsyklusen ved en enkel gass/væske-separasjon etter varmevekslingen med naturgassen, der sammensetningen av strømmen av karbondioksid fra den åpn kjølesyklusen forblir konstant i de ulike trinnene i nevnte varmeveksling.

Ifølge visse spesifikke utførelsesformer har oppfinnelsen også ett eller fortrinnsvis flere av de fordelaktige karakteristikaene som listet opp nedenfor.

Oppfinnelsen krever ikke mye nytt utstyr sammenlignet med et anlegg utstyrt med en standard, lukket-krets-avkjølingsenhet, eventuelt med unntaket av utstyret for stabilisering av kondensatene.

Oppfinnelsen gjør det mulig å gjenvinne CO2i væskeform i enden av kjølesyklusen, og det kan deretter bli trykksatt ved enkel pumping for injeksjon inn i geologiske strukturer (ulikt prosessene som er basert på et aminløsningsmiddel eller på en halvpermeabel membran).

Prosessen ifølge oppfinnelsen er spesielt nyttig og hensiktsmessig for naturgass som omfatter et gjennomsnittlig eller høyt C02-innhold og som omfatter en signifikant fraksjon med C3+-hydrokarboner.

Oppfinnelsen er spesielt hensiktsmessig for offshore-applikasjoner,

der anvendelsen av C2/C3-kjølemiddel, som er svært brennbart, ikke er ønskelig av sikkerhetsgrunner.

De fornybare egenskapene til kjølemidlet som benyttes ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å arbeide med et minimum av bufferlager, uten å frykte konsekvensene av flere dekompresjoner i syklusen. Slik gjør oppfinnelsen det mulig å eliminere logistiske problemer med hensyn til kjølemiddelet.

Oppfinnelsen kan gjøre det mulig å gjenvinne en signifikant fraksjon av tunge hydrokarboner (C3+). I eksemplet som er tilveiebrakt nedenfor gjør oppfinnelsen slik det mulig å øke produksjonen av hydrokarboner, i formen av svært verdifulle, stabiliserte kondensater, ved omtrent 3 masse%.

Sammenlignet med prosessen beskrevet i WO 99/01707 har oppfinnelsen fortrinnet av å begrense risikoene for krystallisering i kjølesyklusen, koblet til konsentrasjonen av tunge paraffin-hydrokarboner, og derfor i det store flertallet av tilfeller for å unngå behovet for en fraksjonering av naturgassen oppstrøms for den kryogene prosessen.

Kort beskrivelse av figurene

Figur 1 viser diagrammatisk en utførelsesform av et anlegg ifølge oppfinnelsen.

Beskrivelse av utførelsesformer av oppfinnelsen

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i større detalj og på en ikke-begrensende måte i den følgende beskrivelsen.

Alle trykk er gitt absolutte verdier. Alle prosentandeler er gitt som molare verdier, dersom ikke annet er spesifisert. Uttrykkene "oppstrøms" og "nedstrøms" refererer til retningen av strømning av fluidene i anlegget.

Anlegg

Med referanse til figur 1 omfatter anlegget ifølge oppfinnelsen en tilførselslinje for naturgass 1. Denne tilførselslinjen for naturgass 1 passerer fortrinnsvis gjennom en forbehandlingsenhet 57, som kan inkludere forhåndskjølingsmidler. Det er foretrukket, av forenklingsgrunner, at anlegget er uten fraksjoneringsmidler og midler for å minske surhet i forbehandlingsenheten 57.

Tilførselslinjen for naturgass 1 forsyner (indirekte) en kryogen separasjonsenhet 35. Med "kryogen separasj onsenhet" er det ment et sett med midler som er i stand til å separere karbondioksid fra metan med tilførsel av kulde ved en operasjons-temperatur under eller lik med -40 °C.

Fortrinnsvis er den kryogene separasj onsenheten 35 en destillasj onsenhet, og mer presist, i utførelsesformen som er vist, så er den en standard destillasjonskolonne utstyrt med en koker 32 i den nedre enden. Varmevekslingsmidler mellom tilførsels-linjen for naturgass 1 og kokeren 32 er tilveiebrakt, og tilførselslinjen for naturgass 1 munner ut i en gass/væske-separator 31. To linjer for naturgass 33,34, nemlig en linje for gassfraksjon 33 og en linje for væskefraksjon 34, er tilkoblet utløpet av gass/væske-separatoren 31.

Linjen for gassfraksjon 33 og linjen for væskefraksjon 34 munner ut i den kryogene separasj onsenheten 35, på forskjellige stadier. Hver av disse to linjene er utstyrt med ekspansjonsmidler, og videre passerer linjen for gassfraksjon 33 suksessivt gjennom en første varmeveksler 36 og en andre varmeveksler 37 før den passerer gjennom det ovenfor nevnte ekspansjonsmiddelet og munner ut i den kryogene separasj onsenheten 35.

En linje for flytende karbondioksid 10 er tilkoblet bunnen av den kryogene separasj onsenheten 35, og en linje for naturgass 39, som forsyner et reflukssystem, er tilkoblet toppen av den kryogene separasj onsenheten 35. Mer spesifikt passerer linjen for naturgass 39 gjennom en tredje varmeveksler 38 og forsyner deretter en gass/væske-separator 40. På utløpet av denne gass/væske-separatoren 40 er det på den ene siden i bunnen tilkoblet en reflukslinje 41 utstyr med pumpemidler og med retur til den kryogene separasj onsenheten 35, og på toppen på den annen side, en linje for renset naturgass 99.

Linjen for renset naturgass 99 passerer suksessivt gjennom den tredje varmeveksleren 38, den andre varmeveksleren 37 og den første varmeveksleren 36.

På diagrammet avgir strømmene som passerer gjennom varmevekslerne fra venstre til høyre varme og strømmene som passerer gjennom varmevekslerne fra høyre til venstre absorberer varme. Slik er avkjølingen av varmevekslerne 36,37,38 sikret ved linjen for naturgass 99 og ved den åpne kjølesyklusen som er beskrevet nedenfor og som inneholder en strøm rik på karbondioksid.

Linjen for renset naturgass 99 kan bli fulgt av rekompresjonsmidler.

Dersom det er nødvendig kan ytterligere behandlingsmidler (og spesifikt ytterligere midler for å minske surhet) bli tilveiebrakt fra linjen for renset naturgass 99, dersom en avsluttende rensing av gassen er nødvendig. Slike ytterligere behandlingsmidler (som generelt er plassert nedstrøms for fraksjoneringsmidler) kan omfatte midler for behandling av karbondioksid ifølge enhver av teknikkene som er kjent i teknikkens stand (for eksempel skrubbing med aminløsningsmiddel, separasjon med membran osv). Dette kan vise seg nyttig i tilfellet med en gass som omfatter et svært høyt C02-innhold.

Nedstrøms kan denne linjen for renset naturgass 99 være tilkoblet gasstransport-og/eller distribusjonsnettverket, eller forsyne en enhet for å gjøre naturgass flytende.

Videre deler linjen for flytende karbondioksid 10 seg i to grener, nemlig en linje for ikke-resirkulert karbondioksid 11 og en linje for resirkulert karbondioksid 12.

Linjen for resirkulert karbondioksid 12 passerer gjennom den første varmeveksleren 36. Deretter deler den seg i to grener, nemlig en linje for den første andelen 13 og en linje for den andre andelen 42.

Linjen for den andre andelen 42 passerer gjennom den andre varmeveksleren 37, og deretter deler den seg selv i to grener, nemlig en linje for den tredje andelen 16 og en linje for den fjerde andelen 19. Linjen for den fjerde andelen 19 passerer gjennom den tredje varmeveksleren 38 en første gang.

Ekspansjonsmidler 43 er tilveiebrakt på linjen for den første andelen 13, som deretter passerer gjennom den første varmeveksleren 36 før den forsyner en første separasjonsflaske 47.

Likeledes er ekspansjonsmidler 45 tilveiebrakt på linjen for den tredje andelen 16, som deretter passerer gjennom den andre varmeveksleren 37 før den forsyner en andre separasjonsflaske 48.

Til slutt passerer linjen for den fjerde andelen 19 gjennom den tredje varmeveksleren 38 en andre gang, der ekspansjonsmidler 46 er tilveiebrakt på linjen for den fjerde andelen 19 mellom sine to passeringer gjennom varmeveksleren 38, og til slutt forsyner linjen for den fjerde andelen 19 en tredjeseparasjonsflaske 49.

De tre separasjonsflaskene 47,48,49 er hensiktsmessige for utførelse av en væske/gass-separasjon og de er sammenkoblet i kaskade. Med andre ord er det på utløpet av den første separasjonsflasken 47 tilkoblet en linje for den første gassfasen 15 (på toppen) og en linje for den første væskefasen 14 (på bunnen), der nevnte linje for den første væskefasen 14 forsyner den andre separasjonsflasken 48 etter å ha passert gjennom ekspansjonsmiddel 58, og tilsvarende er det på utløpet av den andre separasjonsflasken 48 tilkoblet en linje for den andre gassfasen 18 (på toppen) og en linje for den andre væskefasen 17 (på bunnen), der nevnte linje for den andre væskefasen 17 forsyner den tredje separasjonsflasken 49 etter å ha passert gjennom ekspansjonsmiddel 59.

På utløpet av den tredje separasjonsflasken 49 er det tilkoblet en linje for den tredje gassfasen 23 (på toppen) og en linje for den tredje væskefasen 20 (på bunnen). Linjen for den tredje væskefasen 20 er utstyrt med pumpemidler og forsyner en kondensatstabiliseringsenhet 55. Kondensatstabiliseringsenheten 55 kan være en destillasjonskolonne, eller fortrinnsvis en destillasjonshalvkolonne, dvs., en kolonne utstyrt med en koker 56 på bunnen, men uten et kjøle- og reflukssystem på toppen.

På utløpet av kondensatstabiliseringsenheten 55 er det tilkoblet, på den ene siden, en linje for væskefase rik på hydrokarboner 21 på bunnen og en linje for gassfase rik på karbondioksid 22 på toppen. Linjen for gassfase rik på karbondioksid 22 returnerer til den tredje separasjonsflasken 49. Linjen for væskefase rik på hydrokarboner 21 kan munne ut i behandlingsmidler (for eksempel fraksjoneringsmidler) og/eller midler for lagring av kondensater.

Linjen for den tredje gassfasen 23 forsyner en første kompressor 50, og på utløpet av denne er en første mellomliggende linje 24 tilkoblet. Den første mellomliggende linjen 24 er sammenføyd med linjen for den andre gassfasen 18, på inntaket av en andre kompressor 51. En andre mellomliggende linje 25 er tilkoblet på uttaket av den andre kompressoren 51. Denne andr^m«JlQmliggendjeJinjenw25 er forenet med linjen for den første gassfasen 15, på inntaket for en tredje kompressor 52. En utløpslinje for karbondioksid 26 er tilkoblet uttaket for den tredje kompressoren 52.

Utløpslinjen for karbondioksid 26 er utstyrt med kjølemidler 53 og går sammen med linjen for ikke-resirkulert karbondioksid 11 for å danne en linje for endelig karbondioksid 27. Pumpemidler kan bli tilveiebrakt på denne. Linje for endelig karbondioksid 27 kan åpnes inn i nedstrømsbehandlingsmidler, for eksempel midler for injeksjon inn i en undergrunnsformasjon.

Prosess

Naturgassen som blir behandlet med prosessen ifølge oppfinnelsen er en gassblanding (som kan inneholde en flytende minoritetsfraksjon) som minst omfatter metan og CO2. Fortrinnsvis omfatter denne gassblandingen minst 5 % metan, og generelt minst 10 % eller minst 15 % eller minst 20 % metan eller minst 25 % metan (molare andeler relativt i forhold til naturgassen). Fortrinnsvis omfatter denne gassblandingen minst 10 % CO2, og generelt minst 20 % CO2eller minst 30 % C02eller minst 40 % C02eller minst 50 % C02eller minst 60 % C02eller minst 70 % CO2(molare andeler relativt i forhold til naturgassen). Naturgassen inneholder også C3+-hydrokarboner (som omfatter minst 3 karbonatomer), fortrinnsvis i et masseforhold som er større enn eller lik med 1 %, eller 2 % eller 3 % eller 4 % eller 5 % relativt til metan.

Naturgassen gjennomgår eventuelt én eller flere preliminære behandlinger (i forbehandlingsenheten 57) for å fjerne dens faste kontaminanter eller dens væskefraksjon, dehydrere den og/eller forhåndsavkjøle den og/eller redusere dens hydrogensulfidinnhold. I følge en foretrukket utførelsesform gjennomgår ikke naturgassen noen behandling med det spesifikke mål å redusere den innhold av CO2før den kryogene separasjonen

I utførelsesformen som er vist blir naturgassen først avkjølt ved varmeveksling i kokeren 32 i den kryogene separasj onsenheten 35, og deretter gjennomgår den en separasjon til en gassfase og en væskefase i gass/væske-separatoren 31. Disse to fasene blir introdusert på ulike nivåer i den kryogene separasj onsenheten 35, etter en ekspansjon.

En strøm med flytende karbondioksid blir gjenvunnet på bunnen av den kryogene separasj onsenheten 35 i linjen for flytende karbondioksid 10. Med "strøm av karbondioksid" er det innefor konteksten av foreliggende beskrivelse ment en blanding som i hovedsak omfatter CO2og som omfatter en mindre andel andre forbindelser, spesielt C3+-hydrokarboner.

Avkjølingen som er nødvendig for å implementere den kryogene separasjonen blir sikret ved den åpne multistadium-kjølesyklusen (minst to varmevekslere) som blir tilført minst én del av det flytende karbondioksidet (strøm av resirkulert karbondioksid). I utførelsesformen som er vist blir kjølingen utført i de tre varmevekslerne 36,37,38 som opererer ved minskende temperaturer, der varmevekslerne 36 og 37 typisk opererer ved mellom -40 °C og 0 °C, og varmeveksleren 38 typisk virker ved mellom -60 °C og - 45 °C (temperatur i kjølefluidet etter ekspansjon).

Mer spesifikt blir gassfasen for naturgassen avkjølt i den første varmeveksleren 36 og den andre varmeveksleren 37.

Den tredje varmeveksleren 38 virker for å avkjøle refluksen fra den kryogene separasjonen, dvs., for å avkjøle strømmen av naturgass som forlater den kryogene separasj onsenheten 35 på toppen. Etter denne avkjølingen gjennomgår strømmen av naturgass en separasjon i gass/væske-separatoren 40 for å gi en strøm av væskefase som blir pumpet og returnert til den kryogene separasjonen (reflukslinje 41) og en strøm med renset naturgass som blir gjenvunnet i linjen for renset naturgass 99.

I utførelsesformen som er vist blir strømmen med reset naturgass varmet opp i de tre varmevekslerne 38,37,36 suksessivt, oe som gjør det mulig å gjenvinne kulden som er tilgjengelig i denne.

Med hensyn på virkningen av kjølesyklusen gjennomgår strømmen av resirkulert karbondioksid en første avkjøling i den første varmeveksleren 36, deretter blir den delt i to væskestrømmer, nemlig en første andel og en andre andel.

Den første andelen blir avkjølt ved ekspansjon, og den returnerer deretter til den første varmeveksleren 36 der den absorberer varme som stammer fra naturgassen oppstrøms for den kryogene separasjonen (og også varme som stammer fra strømmen av resirkulert karbondioksid før ekspansjon).

Den.andre andelen gjennomgår en andre avkjøling i den andre varmeveksleren 37, og deretter blir den delt i to væskestrømmer, nemlig en tredje andel og en fjerde andel.

Den tredje andelen blir avkjølt ved ekspansjon, og deretter returnerer den til den andre varmeveksleren 37 der den absorberer varme som stammer fra naturgassen oppstrøms for den kryogene separasjonen og også varme som stammer fra strømmen med resirkulert karbondioksid før ekspansjon).

Den fjerde andelen gjennomgår en tredje avkjøling i den tredje varmeveksleren 38 og deretter blir den avkjølt ved ekspansjon og deretter returnerer den til den tredje varmeveksleren 38 der den absorberer varme som stammer fra naturgassen på nivået for refluksen av den kryogene separasjonen (og også varme som stammer fra strømmen av resirkulert karbondioksid før ekspansjon).

En første, andre og tredje strøm med oppvarmet karbondioksid blir derfor gjenvunnet ved utløpet av henholdsvis den første, andre og tredje varmeveksleren 36,37,38. En vesentlig andel av C3+-hydrokarbonene inneholdt i disse strømmene blir gjenvunnet ved væske/gasseparasjon utført på disse strømmene. Væske/gasseparasjonen blir utført ved hjelp av den første, andre og tredje separasjonsflasken 47,48,49, som opererer ved minskende trykk. De typiske operasjonstrykkene er 10 bar til 40 bar for separasjonsflaskene 47 og 48, og 5 til 10 bar for separasjonsflasken 49.

Hver separasjonsflaske (henholdsvis den første, andre og tredje) produserer en væskefase (henholdsvis den første, andre og tredje) og en gassfase (henholdsvis den første, andre og tredje). De tunge hydrokarbonene (essensielt C4+) foreligger for det meste i væskefasen. Den første væskefasen blir ekspandert og sendt til den andre separasjonsflasken 48 som opererer ved et lavere trykk enn den første, og likeledes blir den andre væskefasen ekspandert og sendt til den tredje separasjonsflasken 49 som opererer ved et lavere trykk enn den andre. Slik har de tunge hydrokarbonene som er fanget i strømmen av CO2en tendens til å konsentreres i bunnen av den tredje separasjonsflasken 49 som virker ved det laveste trykket der de enkelt kan bli gjenvunnet i den tredje væskefasen.

Et ytterligere rensetrinn (stabilisering av kondensatene) kan bli implementert, som vist ved hjelp av kondensatstabiliseringskolonnen 55. En væskefase rik på hydrokarboner blir gjenvunnet på bunnen av denne og en gassfase rik på karbondioksid som blir returnert til separasjonsflasken ved det laveste trykket blir gjenvunnet på toppen.

Hver gassfase som stammer fra de ulike separasj onsflaskene, utarmet for tunge hydrokarboner, blir komprimert, og disse ulike gassfasene blir blandet, deretter blir blandingen avkjølt og fordelaktig kombinert med andelen av det flytende CO2som ikke blir resirkulert for avkjøling. Strømmen av endelig, flytende CO2kan bli pumpet og injisert inn i en undergrunnsformasjon, eller bli benyttet eller tatt i bruk på annen nyttig måte.

Varianter

Anlegget ifølge oppfinnelsen og prosessen ifølge oppfinnelsen kan bli variert fra utførelsesformen beskrevet ovenfor på flere måter.

Det er for eksempel mulig å tilveiebringe en ytterligere linje for karbondioksid 54 utstyrt med en ventil som går fra utløpslinjen for karbondioksid 26 (typisk nedstrøms for kjølemidlene 53) til linjen for resirkulert karbondioksid 12. Dette karakteristikumet gjør det mulig å kompensere for eventuell mangel på kjølemiddel i multistadiumkjølesystemet, noe som gjør det mulig å resirkulere deler av CO2-strømmen som er benyttet til kjøling.

Det er også mulig å tilveiebringe en ytterligere linje for hydrokarboner 44 (eventuelt utstyrt med en ventil) tilkoblet utløpet for den tredje separasjonsflasken 49 på bunnen, utstyrt med pumpemidler og som returnerer til linjen for den fjerde andelen 19, oppstrøms for den første passeringen inn i den tredje varmeveksleren 38. Slik kan en del av den tredje væskefasen bli resirkulert i C02-strømmen som er benyttet til kjølingen. Dette karakteristikumet gjør det mulig å unngå enhver risiko for krystallisering på det kaldeste punktet, mens den ekspanderte strømmen som passerer gjennom den tredje varmeveksleren 38 anrikes med hydrokarboner.

Beskrivelsen ovenfor ble videre laget i relasjon til en åpen kjølesyklus med tre nivåer. Dette er varianten som gjør en optimal virkning av systemet mulig. Det er likevel også mulig å tilveiebringe en syklus med to nivåer, eller alternativt, med fire eller flere nivåer.

I tilfellet med et system med to nivåer, sammenlignet med beskrivelsen ovenfor: den tredje varmeveksleren 38 og den tredje separasjonsflasken 49 blir utelatt, det samme blir de tilhørende komponentene, nemlig linjen for den fjerde andelen 19, linjen for den tredje gassfasen 23, den første kompressoren 50 og den første mellomliggende linjen 24. Linjen for den andre væskefasen 17 går da sammen med linjen for den tredje væskefasen 20 og forsyner dermed direkte kondensatstabiliseringsenheten 55.

I tilfellet med et system med fire nivåer, sammenlignet med beskrivelsen ovenfor, så blir minst én ytterligere varmeveksler (hensiktsmessig for å avkjøle naturgassen oppstrøms for den kryogene separasj onsenheten eller i refluksen av den siste) og minst én ytterligere separasjonsflaske innført, minst én ytterligere deling av linjen som starter fra linjen for resirkulert karbondioksid 12, utstyrt med ekspansjonsmidler og som forsyner den ytterligere separasjonsflasken blir også innført, og på utløpet av de (eller på hver) ytterligere separasjonsflaske blir det tilveiebrakt en ytterligere linje for gassfase, assosiert med en ytterligere kompressor, og en ytterligere linje for væskefasen, utstyrt med ekspansjonsmidler og som forsyner den følgende separasjonsflasken (dvs., som opererer ved lavere trykk).

I utførelsesformen som er vist har videre linjen for naturgass 33 som passerer inn i den første varmeveksleren 36 og den andre varmeveksleren 37 sitt opphav i gass/væske-separatoren 31 og forsyner den kryogene separasj onsenheten 35, og naturgasslinjen 39 som passerer inn i den tredje varmeveksleren 38 danner en del av reflukssystem et i den kryogene separasj onsenheten 35 fordi den kommer fra toppen av den kryogene separasj onsenheten 35 og forsyner gass/væske-separatoren 40 til hvilken reflukslinje 41 er tilkoblet på bunnen. Denne fordelingen kan likevel bli modifisert ifølge på den ene siden antallet varmevekslere, og på den andre siden ifølge operasjonsparametrene til anlegget.

Linjen for naturgass 33 som kommer fra gass/væske-separatoren 31 og som forsyner den kryogene separasj onsenheten 35 kan for eksempel passere gjennom en enkelt varmeveksler (spesielt dersom kjølesyklusen kun omfatter to varmevekslere, og i dette tilfellet kan den andre varmeveksleren være assosiert med reflukssystemet for den kryogene separasj onsenheten 35). I motsatt fall kan denne linjen for naturgass 33 passere gjennom mer enn to varmevekslere. En annen variant er at alle varmevekslerne er assosiert med linjen for naturgass 33 som har sitt opphav fra gass/væske-separatoren 31 og som forsyner den kryogene separasj onsenheten 35, og i dette tilfellet er reflukssystemet for den kryogene separasj onsenheten 35 utstyrt med ytterligere kjølemidler (som erstatter den tredje varmeveksleren som er beskrevet ovenfor).

Den kryogene separasj onsenheten 35 kan være en standard destillasj onskolonne som er hensiktsmessig for den kryogene separasjonen av CO2, som beskrevet ovenfor. Men den kan også være en destillasj onskolonne som er hensiktsmessig for funksjon ved faststoffdannende betingelser ("CFZ"-type kolonne, slik som beskrevet i for eksempel US 4,533,372 eller WO 99/01707).

Den kryogene separasj onsenheten 35 kan også omfatte midler for flytendegj øring for å gjøre gassen flytende under trykk, midler for ekspandering av fluidet som er hensiktsmessig for å danne en intens kulde og en delvis krystallisering av CO2, og midler for gjenvinning av en væskefraksjon og en fast fraksjon som omfatter en flaske som er passende for å opprettholde en bunntemperatur i det flytende området ("cryocell"-type destillasj onsenhet som for eksempel beskrevet i WO 2007/030888, WO 2008/095258 og WO 2009/144275). I dette tilfellet er det fordelaktig å tilveiebringe en stabiliseringskolonne på linjen for flytende karbondioksid 10 som er hensiktsmessig for gjenvinning av de lette hydrokarbonene (spesielt metan) som er til stede i det flytende CO2.

EKSEMPEL

Det følgende eksemplet illustrerer oppfinnelsen uten å begrense den.

En numerisk simulering ble utført for å karakterisere virkningen av et anlegg ifølge figur 1. Tabellene la, lb, lc, ld, 2a, 2b, 2c og 2d nedenfor gir sammensetningen av utgangsnaturgassen i tillegg til strømningshastighetene som er oppnådd og sammensetningen av strømmen som er oppnådd i ulike linjer i anlegget. Betingelsene i linjene 13, 16., 19 ble registrert i utløpet av de respektive varmevekslerne 36, 37, 38. Betingelsene i linjene 14, 17, 20 ble registrert på utløpet av de respektive separasjonsflaskene 47, 48, 49 og før ekspansjon eller pumping. Betingelsene i linje 10 ble registrert før pumping.

I dette eksemplet legges det merke til at kun 10 % av C7-hydrokarbonene (som representerer de tunge parafinene) som er til stede i det flytende CO2passerer gjennom den kaldeste varmeveksleren. Dette illustrerer omfanget av prosessen sammenlignet med teknikkens stand, der en kaskadekjølesyklus ville samle alle de tunge parafinene i den kaldeste varmeveksleren.

Claims

1. Prosess for behandling av en naturgass inneholdende karbondioksid der: naturgassen blir separert ved en kryogen prosess for å på den ene siden tilveiebringe en strøm med flytende karbondioksid inneholdende hydrokarboner, og på den andre siden renset naturgass, minst én del av naturgassen blir avkjølt - i en første varmeveksler - deretter i en andre varmeveksler før nevnte kryogene prosess eller før en refluks til nevnte kryogene prosess, minst én del av strømmen av flytende karbondioksid blir gjenvunnet for å tilveiebringe en strøm med resirkulert karbondioksid, strømmen med resirkulert karbondioksid blir delt i en første andel og en andre andel, den første andelen blir ekspandert og blir deretter varmet opp i den første varmeveksleren for å tilveiebringe en første strøm med oppvarmet karbondioksid, den andre andelen blir avkjølt og deretter blir minst én del av den andre andelen ekspandert og deretter oppvarmet i den andre varmeveksleren for å tilveiebringe en andre strøm med oppvarmet karbondioksid, i det minste noen av hydrokarbonene inneholdt i den første strømmen med oppvarmet karbondioksid og i den andre strømmen med oppvarmet karbondioksid blir gjenvunnet ved væske/gass-separasjon.

2. Prosess ifølge krav 1, der: i det minste én del av naturgassen blir avkjølt i en tredje varmeveksler før den kryogene prosessen eller før en refluks til den kryogene prosessen, den andre andelen av strømmen med resirkulert karbondioksid blir delt i en tredje andel og en fjerde andel, den tredje andelen blir ekspandert, deretter oppvarmet i den andre varmeveksleren, for å tilveiebringe den andre strømmen med oppvarmet karbondioksid, den fjerde andelen blir avkjølt, deretter ekspandert, og deretter blir den varmet opp i den tredje varmeveksleren, for å tilveiebringe en tredje strøm med oppvarmet karbondioksid, i det minste noen av hydrokarbonene inneholdt i den tredje strømmen med oppvarmet karbondioksid blir gjenvunnet ved væske/gass-separasjon.

3. Prosess ifølge krav l eller 2, der den første varmeveksleren, den andre varmeveksleren, og dersom egnet, den tredje varmeveksleren opererer ved ulike temperaturer, og fortrinnsvis opererer den første varmeveksleren ved en høyere temperatur enn den andre varmeveksleren, og dersom egnet, så opererer den andre varmeveksleren ved en høyere temperatur enn den tredje varmeveksleren.

4. Prosess ifølge ett av kravene 1 til 3, der nevnte kryogene prosess er en destillasjon.

5. Prosess ifølge ett av kravene 1 til 4, der: avkjølingen av den andre andelen av strømmen med resirkulert karbondioksid blir utført i den andre varmeveksleren, avkjølingen av den fjerde andelen av strømmen av resirkulert karbondioksid, dersom egnet, blir utført i den tredje varmeveksleren, og fortrinnsvis blir strømmen med resirkulert karbondioksid avkjølt i den første varmeveksleren før den blir delt i den første andelen og den andre andelen.

6. Prosess ifølge ett av kravene 1 til 5, der den rensede naturgassen blir oppvarmet, dersom egnet først i den tredje varmeveksleren, deretter i den andre varmeveksleren, deretter i den første varmeveksleren.

7. Prosess ifølge ett av kravene 1 til 6, der: den første strømmen med oppvarmet karbondioksid gjennomgår en væske/gass-separasjon i en første separasjonsflaske for å tilveiebringe en første gassfase og en første væskefase, den første væskefasen blir ekspandert, den andre strømmen med oppvarmet karbondioksid og den første, ekspanderte væskefasen gjennomgår en væske/gass-separasjon i en andre separasjonsflaske for å tilveiebringe en andre gassfase og en andre væskefase, og, fortrinnsvis, - den andre væskefasen blir ekspandert, - den tredje strømmen med oppvarmet karbondioksid, og den andre, ekspanderte væskefasen gjennomgår en væske/gass-separasjon i en tredje separasjonsflaske for å tilveiebringe en tredje gassfase og en tredje væskefase.

8. Prosess ifølge krav 7, der den andre væskefasen, eller, dersom egnet, den tredje væskefasen, gjennomgår et trinn med stabilisering av kondensatene for å tilveiebringe en væskefase rik på hydrokarboner og en gassfase rik på karbondioksid, der nevnte gassfase som er rik på karbondioksid fortrinnsvis gjennomgår en væske/gass-separasjon i den andre separasjonsflasken, eller, dersom egnet, i den tredje separasjonsflasken.

9. Prosess ifølge krav 7 eller 8, der den første gassfasen, den andre gassfase, dersom egnet, den tredje gassfasen blir komprimert og avkjølt for å tilveiebringe en utløpsstrøm av karbondioksid som eventuelt blir blandet med minst én del av strømmen med flytende karbondioksid.

10. Prosess ifølge ett av kravene 7 til 9, der: én del av den andre væskefasen blir blandet med den andre andelen av strømmen med resirkulert karbondioksid, eller, dersom egnet, én del av den tredje væskefasen blir blandet med den fjerde andelen av strømmen med resirkulert karbondioksid, og/eller én del av utløpsstrømmen med karbondioksid blir blandet med strømmen av resirkulert karbondioksid.

11. Anlegg for behandling av naturgass inneholdende karbondioksid som omfatter: en kryogen separasj onsenhet (35), minst én linje for naturgass (33,34) tilkoblet et inntak på den kryogene separasj onsenheten (35), en linje for flytende karbondioksid (10) og en linje for renset naturgass (99) som kommer fra den kryogene separasj onsenheten (35), en første varmeveksler (36) som passeres gjennom av minst én av linjene for naturgass (33) tilkoblet på inntaket på den kryogene separasj onsenheten (35), en andre varmeveksler (37) passert gjennom av minst én av linjene for naturgass (33) tilkoblet på inntaket på den kryogene separasj onsenheten (35) eller av en linje for naturgass (39) tilkoblet utløpet på den kryogene separasjonsenheten (35) og som forsyner et reflukssystem (40,41), en linje for resirkulert karbondioksid (12) som kommer fra linjen for flytende karbondioksid (10), en linje for den første andelen (13) og en linje for den andre andelen (42) som kommer fra linjen for resirkulert karbondioksid (12), - der linjen for den første andelen (13) er utstyrt med ekspansjonsmidler (43) og som deretter passerer gjennom den første varmeveksleren (36), - der linjen for den andre andelen (42) er utstyrt med kjølemidler, en linje for den tredje andelen (16) som kommer fra linjen for den andre andelen (42), der nevnte linje for den tredje andelen (16) er utstyrt med ekspansjonsmidler (45) og som deretter passerer gjennom den andre varmeveksleren (37), gass/væske-separasjonsmidler (47,48) forsynt av linjen for den første andelen (13) og linjen for den tredje andelen (16).

12. Anlegg ifølge krav 11, der: anlegget omfatter en tredje varmeveksler (38) passert gjennom av minst én av linjene for naturgass (33) tilkoblet på inntaket på den kryogene separasjonsenheten (35) eller av en linje for naturgass (39) tilkoblet på utløpet på den kryogene separasjonsenheten (35) og som forsyner et reflukssystem (40,41), linjen for den andre andelen (42) deles i linjen for den tredje andelen (16) og linjen for den fjerde andelen (19), linjen for den fjerde andelen (19) er utstyrt med kjølemidler, ekspansjonsmidler (46), og passerer deretter gjennom den tredje varmeveksleren (38), og anlegget omfatter gass/væske-separasjonsmidler (49) forsynt av linjen for den fjerde andelen (19).

13. Anlegg ifølge krav 11 eller 12, der: kjølemidlene på linjen for den andre andelen (42) utgjøres av den andre varmeveksleren (37), dersom egnet, utgjøres kjølemidlene på linjen for den fjerde andelen (19) av den tredje varmeveksleren (38), og fortrinnsvis er linjen for resirkulert karbondioksid (12) utstyrt med kjølemidler som utgjøres av den første varmeveksleren (36), før den deles i linjen for den første andelen (13) og linjen for den andre andelen (42).

14. Anlegg ifølge ett av kravene 11 til 13, der den kryogene separasjonsenheten (35) er en destillasj onsenhet.

15. Anlegg ifølge ett av kravene 11 til 14, der linjen for renset naturgass (99) passerer, dersom egnet, gjennom den tredje varmeveksleren (38), deretter den andre varmeveksleren (37), og deretter den første varmeveksleren (36).

16. Anlegg ifølge ett av kravene 11 til 15, der: gass/væske-separasjonsmidlene (47,48) omfatter en første separasjonsflaske (47) og en andre separasjonsflaske (48), den første separasjonsflasken (47) forsynes av linjen for den første andelen (13) , en linje for den første gassfasen (15) og en linje for den første væskefasen (14) er tilkoblet på utløpet på den første separasjonsflasken (47), linjen for den første væskefasen (14) er utstyrt med ekspansjonsmidler (58), den andre separasjonsflasken (48) blir forsynt av linjen for den tredje andelen (16) og av linjen for den første væskefasen (14), en linje for den andre gassfasen (18) og en linje for den andre væskefasen er tilkoblet utløpet på den andre separasjonsflasken (48), og fortrinnsvis: - linjen for den andre væskefasen (17) er utstyrt med ekspansjonsmidler (59), - linjen for den fjerde andelen (19) og linjen for den andre væskefasen (17) forsyner en tredje separasjonsflaske (49), - en linje for den tredje gassfasen (19) og en linje for den tredje væskefasen (20) er tilkoblet på utløpet av den tredje separasjonsflasken (49).

17. Anlegg ifølge krav 16, der linjen for den andre væskefasen (17), eller, dersom egnet, linjen for den tredje væskefasen (20), forsyner en kondensatstabiliseringsenhet (55), på utløpet av hvilken en linje for væskefase som er rik på hydrokarboner (21) og en linje for gassfase som er rik på karbondioksid (22) er tilkoblet, der nevnte linje for gassfase som er rik på karbondioksid (22) fortrinnsvis forsyner den andre separasjonsflasken (48) eller, dersom egnet, den tredje separasjonsflasken (49).

18. Anlegg ifølge krav 16 eller 17, der linjen for den første gassfasen (15), linjen for den andre gassfasen (18) og, dersom egnet, linjen for den tredje gassfasen (23), forsyner kompresjonsmidler (50,51,52) og går sammen i en utløpslinje for karbondioksid (26), der nevnte utløpslinje for karbondioksid (26) fortrinnsvis er utstyrt med kjølemidler (53) og som fortrinnsvis går sammen med en linje for ikke-resirkulert karbondioksid (11) som kommer fra linjen for flytende karbondioksid (10), for å danne en linje for endelig karbondioksid (27).

19. Anlegg ifølge ett av kravene 16 til 18, som omfatter: en ytterligere linje for hydrokarboner (44) utstyrt med pumpemidler, tilkoblet på utløpet av den andre separasjonsflasken (48) og som returnerer til linjen for den andre andelen (42) oppstrøms for den andre varmeveksleren (37), eller, dersom egnet, tilkoblet utløpet på den tredje separasjonsflasken (49) og som returnerer til linjen for den fjerde andelen (19) oppstrøms for den tredje varmeveksleren (38), og/eller en ytterligere linje for karbondioksid (54) utstyrt med en ventil, som går fra utløpslinjen for karbondioksid (26) til linjen for resirkulert karbondioksid (12).

20. Prosess ifølge ett av kravene 1 til 10, implementert i et anlegg ifølge ett av kravene 11 til 19.