PL188211B1

PL188211B1 - Instalacja do obróbki gazu ziemnego, sposób i jednostka modernizująca do instalacji gazu ziemnego

Info

Publication number: PL188211B1
Application number: PL96326427A
Authority: PL
Inventors: Yuv R. Mehra
Original assignee: Advanced Extraction Technol; Advanced Extraction Technologiesinc
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2004-12-31
Also published as: PL326427A1; GB2324362B; GB2324362A; NO981851L; AU701928B2; NO981851D0; WO1997015639A1; DE19681631C2; GB9808078D0; NO319556B1; AU6916696A; DE19681631T1

Abstract

1. Instalacja do chlodzenia gazu ziemnego do odzyski- wania plynów gazu ziemnego, zawierajacych propan, butany i gazoline surowa ze strumienia zasilajacego gazu ziemnego, znamienna tym, ze instalacja do chlodzenia gazu ziemnego zawiera istniejaca instalacje do gazu ziemnego polaczona z jedno- stka modernizujaca, przy czym istniejaca instalacja do gazu ziemnego zawiera: a) chlodnice wsadu dla chlodzenia strumienia zasilajacego gazu ziemnego do ponizej -17°C; b) rozdzielacz dla przyjecia schlodzonego strumienia gazu ziemnego, przy czym rozdzielacz sluzy do wytwarzania górnego stru- mienia z rozdzielacza i dolnego, plynnego strumienia z rozdzielacza; c) stabilizator dla frakcjonowania strumienia dolnego z rozdzielacza na górny strumien gazowy ze stabilizatora, który nadaje sie do rurociagu gazu ziemnego oraz na dolny, plynny strumien ze stabilizatora, który sklada sie z propanu, butanów i surowej gazoliny i ewentualnie d) uklad posobny wiez destylacyjnych, który zawiera de- butanizator polaczony dla przyjecia strumienia dolnego, plynnego ze stabilizatora dla wytworzenia strumienia dolnego z debutaniza- tora, zawierajacego pentany i ciezsze (Cs+) alkany; przy czym jednostka modernizujaca zawiera e) pochlaniacz NGL, polaczony dla przyjecia górnego strumienia gazowego z rozdzielacza dla zetkniecia ze schlodzo- nym strumieniem ubogokalorycznego rozpuszczalnika w celu wytworzenia górnego strumienia gazowego z pochlaniacza NGL oraz dolnego, plynnego strumienia z pochlaniacza NGL, zawiera- jacego ubogokaloryczny rozpuszczalnik, propan, butany i sklad- niki surowej gazoliny; f) presaturator dla wstepnego nasycania strumienia ubogo- kalorycznego rozpuszczalnika caloscia lub czescia strumienia....... R G . 1 PL PL PL

Description

Głównym składnikiem gazu ziemnego jest metan. Jednakże gaz ziemny w wytwarzanej postaci zawiera zwykle również inne składniki: etan, propan, butan i naturalną gazolinę (C5+).

Choć skład gazów ziemnych różni się znacznie, skład typowego suchego, pozbawionego składników korozyjnych gazu ziemnego dla wyjaśnienia przedstawiono w Tabeli 1:

Tabela 1

Typowy skład strumienia suchego, pozbawionego składników korozyjnych gazu ziemnego

Składnik	Zawartość, Mol%
Azot (N₂)	0,41
Metan (Ci)	83,13
Dwutlenek węgla (CO₂)	0,50
Etan (C₂)	7,28
Propan (C₃)	5,58
Izobutan (i-C₄)	1,00
Normalny butan (n-C₄)	1,72
Pentany Plus (C₅ ⁺)	0,38
W sumie 100,00	100,00

Strumień gazu ziemnego zwykle poddaje się dalszej obróbce w instalacji umieszczonej w pobliżu miejsca produkcji w celu odzyskania składników: propanu, butanu i surowej gazoliny, ponieważ (1) te cięższe składniki są zwykle warte więcej jako substraty zasilające instalacje chemiczne niż ich równoważna wartość opałowa w gazie ziemnym, a (2) aby sprostać specyfikacji orurowania w celu zapobieżenia zatkania się rurociągów gazu ziemnego z uwagi na skraplanie się cięższych składników w niższych temperaturach panujących w zakopanych rurach.

Stosowany zwykle układ do obróbki gazu ziemnego określa się ogólnie jako proces prostego chłodzenia. Z około 1000 instalacji obróbki gazu ziemnego działających, jak się uważa obecnie w Stanach Zjednoczonych, około 250 wykorzystuje metodę prostego chłodzenia. W instalacji procesu prostego chłodzenia, sprężony strumień gazu ziemnego pod ciśnieniem 2,413 kPa do 8,274 kPa (od około 350 psig do około 1,200 psig) ulega chłodzeniu w kilku etapach chłodzenia do temperatury pomiędzy około -17,8°C a -45,6°C (0°F a -50°F). Etap ostatecznego chłodzenia stanowi zwykle chłodzona chłodnia zasilająca w której strumień gazu ziemnego ulega chłodzeniu odpowiednim środkiem chłodniczym, takim jak atmosferyczny odparowujący propan płynny. Inne dogodne chłodziwa, takie jak freon albo propylen można również zastosować w celu uzyskania pożądanego chłodzenia gazu ziemnego.

W miarę, jak strumień gazu ziemnego ulega chłodzeniu, część etanu, propanu, butanów i większość cięższych węglowodorów ulega skraplaniu. W instalacjach umieszczonych z dala od rurociągu NGL, skroplone płyny oddzielane są od strumienia gazu ziemnego w rozdzielaczu i stabilizowane przez odłączenie metanu i etanu dla uzyskania Ciśnienia Pary Reida produktu płynnego rzędu 1,724 kPa (250 psig), maksymalnie w 37,8°C (100°F) dla sprzedaży poprzez cysterny albo wagony cysternowe. A zatem, położone odległe instalacje ogólnie wytwarzają produkt złożony z propanu, butanów i mieszanki C5+. Działanie kolumny stabilizującej w tych odległych instalacjach jest w trybie deetanizacji, w którym etan i związki lżejsze usuwane są w górze i wytwarza się produkt C 3+.

Dla instalacji, które znajdują się w bezpośredniej bliskości rurociągu NGL, płynny produkt z instalacji procesu prostego chłodzenia może dodatkowo zawierać składnik etanowy. Zgodnie z tym, działanie kolumny stabilizatora jest w trybie demetanizacji, w którym metan jest usuwany w górze, ponieważ wytwarza się produkt C2+.

Niezależnie od składu produktu NGL, nieskroplone gazy opuszczające górą rozdzielacz transportowane są na rynek poprzez rurociąg i muszą sprostać specyfikacji punktu rosy węglowodorów naturalnego rurociągu gazu ziemnego.

Choć instalacje obróbki gazu ziemnego oparte na chłodzeniu prostym są stosunkowo niedrogie i proste w budowie i działaniu, nie są one wydajne pod względem kosztów, ponieważ zwykle odzyskują jedynie około 15% do 30% etanu, tylko około 30% do 60% propanu i 50% do 80% butanów obecnych w strumieniu zasilającym gazu ziemnego. Dlatego też, około 70% do 85% etanu, 40% do 70% propanu i 20% do 50% butanów w strumieniu gazu ziemnego pozostaje w gazie ziemnym, zapewniając jedynie zwrot nakładów na ogrzewanie wytwórcy gazu ziemnego. Przez większość czasu, cena propanu i butanów jest znacznie wyższa niż ich wartość opałowa w gazie opałowym. Dlatego producenci gazu ziemnego woleliby zwiększyć odzyskiwanie propanu i butanów ze strumienia zasilającego gazu ziemnego, jednocześnie kontynuując użytkowania ich instalacji obróbki gazu ziemnego prostym chłodzeniem. Zgodnie z tym, niskie odzyskiwanie propanu albo propanu i butanu w instalacjach prostego chłodzenia znacznie zwiększa margines zysków producenta.

Czasami cena etanu jest wyższa niż jego wartość grzewcza w gazie ziemnym. W okresach, gdy cena etanu jest wyższa niż jego wartość grzewcza w gazie opałowym i jeżeli instalacje są podłączone do rurociągu NGL, producenci woleliby również zwiększyć odzyskiwanie etanu.

W konwencjonalnych procesach absorpcyjnych ubogokalorycznego oleju, zaprojektowanych dla odzyskiwania propanu i cięższych płynów z gazu ziemnego, wlotowy gaz ziemny po krzyżowej wymianie z gazem zalegającym i schłodzeniu w chłodziarce chłodniczej propanowej wchodzi do wieży absorpcyjnej w pobliżu jej dna, gdzie styka się przeciwprądowo ze schłodzonym ubogokalorycznym olejem na powierzchni przeniesienia masy. Bogaty olej z dna pochłaniacza jest albo (1) odparowywany rzutowo do niższego ciśnienia dla oddzielenia nadmiaru lżejszych składników, takich jak metan i etan albo (2) przepompowywany, ogrzewany

188 211 i odparowywany rzutowo dla oddzielenia nadmiaru lżejszych składników. W obydwu wypadkach, oddzielone gazy zawracane są do obiegu do wlotowych krzyżowych wymienników gazu. Gdy ciężar cząsteczkowy ubogokalorycznych olejów jest w zakresie 90 do 110, pochłaniacze są zwykle wyposażone w gąbkowy układ olejowy dla zminimalizowania strat ubogokalorycznego oleju.

Wstępnie odparowany rzutowo olej wchodzi następnie w pobliżu szczytu wieży deetanizatora bogatego oleju o niższym ciśnieniu (ROD, rich oil deethanizer), gdzie pozostały etan i część propanu odpędza się w pobliżu dna w celu sprostania specyfikacji zawartości etanu w produkcie propanu plus płynów gazu ziemnego. W większości instalacji, górny strumień z deetanizatora bogatego oleju, zawierający około 60 mol % etanu i około 30 mol % propanu, wykorzystywany jest do wstępnego nasycenia ubogokalorycznego oleju. Część tego schłodzonego, wstępnie nasyconego oleju ubogokalorycznego zawracana jest do szczytu deetanizatora oleju bogatego, a pozostały olej ubogokaloryczny zawracany jest do szczytu kolumny absorpcyjnej, pod odcinkiem gąbkowym oleju, gdy jest on zastosowany. Oddzielony gazowy etan i propan z rozdzielacza przednasyceniowego ulegają sprężeniu i przepływają bezpośrednio do rurociągu gazu zalegającego. Bogaty olej z dna ROD jest dalej frakcjonowany pod niższym ciśnieniem w celu oddzielenia płynów gazu ziemnego jako produktu górnego od oleju ubogokalorycznego jako produktu płynnego z dna. Zregenerowany olej ubogokaloryczny przepompowywany jest i wstępnie nasycany gazami górnymi z ROD.

Gdy celem procesu absorpcji oleju ubogokalorycznego jest odzyskanie etanu jako części produktu płynów gazu ziemnego, ROD działa jako demetanizator oleju bogatego, a górny wypływ ROD zawiera około 50% metanu i 40% etanu.

Z powyższych przyczyn, istnieje potrzeba elastycznej i wydajnej pod względem kosztów jednostki, która może dogodnie modernizować istniejącą jednostkę obróbki gazu ziemnego prostym chłodzeniem, która zwiększy odzyskiwanie propanu i butanów, a czasami etanu, propanu i butanów z gazu ziemnego.

Niniejszy wynalazek skierowany jest na jednostkę procesową, która może modernizować istniejącą instalację obróbki gazu ziemnego prostym chłodzeniem w celu zwiększenia odzyskiwania składników propanu, butanu i surowej gazoliny i opcjonalnie etanu z gazu ziemnego. Instalacje obróbki gazu ziemnego prostym chłodzeniem zwykle zawierają układ posobny chłodniczych wymienników ciepła, który chłodzi wchodzący strumień gazu ziemnego (sprężony od około 2,413 kPa (350 psig) do około 8,274 kPa (1,200 psig)), oddzielacz i stabilizator. Ostatni chłodniczy wymiennik ciepła w układzie posobnym jest zwykle chłodzącym wsad chłodniczy wymiennikiem ciepła, który wykorzystuje chłodziwo dla zmniejszenia wyjściowej temperatury strumienia gazu ziemnego do poniżej około -17,8°C do około -45,6°C (od około 0°F do około -50°F), korzystnie od około -26,1°C do około -37,2°C (od około 15°F do około -35°F), a najkorzystniej od około -28,9°C do około -34,4°C (od około -20°F do około -30°F). Te zakresy temperatury wybrane są przez zrównoważenie potrzeby minimalizacji inwestycji kapitałowej poprzez prostszą metalurgię, taką jak stal węglowa zamiast stali nierdzewnej oraz maksymalizacji odzyskiwania płynów gazu ziemnego. W miarę, jak strumień gazu ziemnego ulega schłodzeniu, płyny gazu ziemnego (NGL) skraplają się. NGL obejmują składniki: propan, butany i surową gazolinę (alkany C5+).

Skroplony NGL, który oddzielany jest od strumienia gazu ziemnego zawiera metan i etan, które zwiększają jego lotność i które mogą wykluczać transport popularnymi nośnikami. NGL ulega frakcjonowaniu w stabilizatorze w celu zmniejszenia zawartości metanu albo metanu i etanu w NGL. Stabilizator może działać jako deetanizator, w którym zarówno etan jak i metan ulegają destylacji w górę z NGL albo jako demetanizator, w którym sam metan ulega destylacji w górę w NGL. Górny strumień gazowy stabilizatora połączony jest z gazem ziemnym wytworzonym przez instalację do sprzedaży do rurociągu gazu ziemnego, a dolny strumień stabilizatora stanowi NGL.

Zależnie od trybu pracy stabilizatora, dolny strumień stabilizatora może być sprzedawany jako NGL zawierający zmieszane alkany C2+ albo zmieszane alkany C3+. Niektóre instalacje obróbki gazu zawierają układ posobny frakcjonujących wież destylacyjnych, który rozdziela NGL na dwie albo więcej z jego składowych frakcji przy pomocy konwencjonalnych

188 211 i dobrze znanych procedur destylacyjnych. Układ posobny destylacji może zawierać wieżę depropanizacyjną, która wytwarza strumień produktowy propanu i butanów i zwykle zawiera wieżę debutanizatora, która wytwarza strumień dolny C5 , który jest ubogokalorycznym rozpuszczalnikiem absorpcyjnym, stosowanym w pochłaniaczu nGl jednostki modernizacyjnej według tego wynalazku.

Zgodnie z tym, istnieją dwa zalecane przykładowe wykonania jednostki modernizacyjnej według niniejszego wynalazku: (1) Dla instalacji gazu ziemnego, które nie mają układu posobnego frakcjonowania NGL, jednostka modernizacyjna zawiera pochłaniacz NGL, regenerator rozpuszczalnika dla wytworzenia ubogokalorycznego rozpuszczalnika oraz chłodnicę chłodniczą rozpuszczalnika; oraz (@) Dla instalacji gazu ziemnego, które mają układ posobny frakcjonowania NGL, który zawiera debutanizator, który wytwarza strumień dolny C5+, który wykorzystywany jest jako ubogokaloryczny rozpuszczalnikowy olej absorpcyjny, jednostka modernizacyjna zwiera pochłaniacz NGL i chłodnicę rozpuszczalnika; regenerator rozpuszczalnika nie jest wymagany. Przewiduje się trzecie przykładowe wykonanie niniejszego wynalazku, w którym jednostka modernizacyjna zawiera regenerator rozpuszczalnika dla wytworzenia dodatkowego rozpuszczalnika ubogokalorycznego, pomimo tego, że istniejąca instalacja gazu ziemnego zawiera debutanizator, kiedy istniejący debutanizator ma za małe rozmiary..

W pochłaniaczu NGL, nieskroplony strumień gazu z rozdzielacza styka się z ubogokalorycznym rozpuszczalnikiem, który schłodzono do temperatury poniżej -17,8°C do około -45,6°C (od około 0°F do około -50°F), korzystnie od około -23,3°C do około -40°C (od około -10°F do około -40°F), korzystniej od około -36,1°C do około -37,2°C (od około -15°F do około -35°F), a najkorzystniej od około -28,9°C do około -34,4°C (od około -20°F do około -30°F), w celu wytworzenia górnego strumienia gazu ziemnego, który może sprostać specyfikacjom wartości ogrzewania rurociągu gazu ziemnego oraz ciężkich płynów i dlatego nadaje się do sprzedaży w rurociągu. Te zakresy temperatur wybiera się uważnie po rozważeniu kosztu metalurgii sprzętu i potrzeby minimalizacji utraty rozpuszczalnika.

Dolny strumień pochłaniacza NGL, składający się z ubogokalorycznego rozpuszczalnika plus NGL zaabsorbowanego przez ubogokaloryczny rozpuszczalnik w pochłaniaczu, przenoszony jest do regeneratora rozpuszczalnika, który wytwarza strumień dolny regeneratora rozpuszczalnika, zawierający składniki C5+ strumienia zasilającego gazu ziemnego. Dolny strumień regeneratora rozpuszczalnika przepompowywany jest z powrotem do pochłaniacza NGL jako rozpuszczalnik ubogokaloryczny. Należy zauważyć, iż ubogokaloryczny rozpuszczalnik jest wewnętrznie wytwarzany w procesie ze składników NGL w strumieniu zasilającym gazu ziemnego; nie jest potrzebny żaden zewnętrzny rozpuszczalnik.

Pochłaniacz NGL może ale nie musi mieć reboiler dolny, który zapewnia odpędzanie gazu, który jest wstrzykiwany do dna pochłaniacza NGL. Gdy zapewniony jest reboiler, dolny odcinek pochłaniacza NGL działa jako odcinek odpędzania. Jeżeli etan w strumieniu zasilającym gazu ziemnego ma być sprzedawany w strumieniu produktu NGL i etan ma pozostać w NGL, stabilizator w istniejącej instalacji obróbki gazu działa jako demetanizator. Odcinek odpędzający pochłaniacza NGL działa tak, by zmniejszyć zawartość metanu w strumieniu dolnym pochłaniacza NGL wystarczająco tak, by strumień NGL wytworzony w górę od regeneratora rozpuszczalnika można było sprzedawać bez dalszej obróbki w celu zmniejszenia jego zawartości metanu. Jeżeli etan w strumieniu zasilającym gazu ziemnego ma być zawarty w strumieniu produktu gazu ziemnego a nie w NGL, stabilizator w istniejącej instalacji obróbki gazu działa jako deetanizator a odcinek odpędzający pochłaniacza NGL działa tak, by zmniejszyć stężenie etanu w strumieniu dolnym pochłaniacza także górny strumień wytworzony przez regenerator rozpuszczalnika zawiera mało etanu.

Możliwe jest, że ciśnienie robocze w reboilerze pochłaniacza NGL może zbliżyć się do ciśnienia krytycznego układu, tym samym wywołując niestabilną pracę. W tym wypadku, zalecane jest zastosowanie pochłaniacza NGL o podwójnym ciśnieniu, w którym odcinek pochłaniania działa pod wyższym ciśnieniem niż odcinek odpędzania, a para z odcinka odpędzania ulega sprężaniu do odcinka pochłaniania przy zastosowaniu sprężarki.

Stabilizator może zawierać górny kondensator, który wytwarza strumień zwrotny, który jest przepompowywany z powrotem do szczytu wieży. Dzięki strumieniowi zwrotnemu,

188 211 gazowy strumień górny stabilizatora może sprostać specyfikacjom rurociągu gazu ziemnego bez dalszej obróbki.

Jeżeli stabilizator nie ma górnego kondensatora, strumień gazowy górny stabilizatora zawiera NGL. Górny strumień stabilizatora może opcjonalnie być przeniesiony do pochłaniacza NGL dla odzyskania jego zawartości NGL. Jeżeli ciśnienie w stabilizatorze jest niższe niż ciśnienie w pochłaniaczu NGL, strumień gazowy górny stabilizatora musi być sprężony sprężarką.

W zalecanej opcji, która daje się zastosować w obydwu przykładowych wykonaniach wynalazku, strumień rozpuszczalnika ubogokalorycznego z regeneratora rozpuszczalnika jest wstępnie nasycony lżejszymi niepożądanymi składnikami, takimi jak metan, przez zetknięcie go z całością albo częścią strumienia gazowego górnego pochłaniacza NGL ponad chłodziarką rozpuszczalnika. To wstępnie nasyca strumień rozpuszczalnika ubogokalorycznego lżejszymi składnikami strumienia gazu zasilającego, na przykład metanem i etanem. Zaletą wstępnego nasycania jest to, że ciepło absorpcji uwolnione, gdy metan i etan rozpuszczają się w rozpuszczalniku uwalniane jest w pochłaniaczu NGL w górze układu, a nie w pochłaniaczu NGL i jest usuwane przez chłodnicę rozpuszczalnika a nie przez zwiększenie temperatury w pochłaniaczu NGL, tym samym polepszając wydajność absorpcyjną NGL.

Jednostka modernizacyjna według wynalazku, gdy jest właściwie zintegrowana z istniejącą instalacją obróbki gazu ziemnego prostym chłodzeniem, zwiększa ilości propanu, butanu i opcjonalnie etanu, które odzyskuje się ze strumienia zasilającego gazu ziemnego przy koszcie, który jest konkurencyjny wobec wartości dodanej produktów NGL ponad ich wartością opałową w gazie ziemnym. Co więcej, jednostka modernizacyjna elastycznie dostosowuje się od zmian w prędkości i składzie strumienia zasilającego gazu ziemnego i może być łatwo przestawiona albo na odzyskiwanie etanu w strumieniu gazu ziemnego albo w strumieniu produktu NGL.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przekładzie wykonania na rysunku na którym, fig. 1 przedstawia uproszczony schemat przepływowy procesu, pokazujący, jak niniejszy wynalazek stosowany jest w instalacji obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem, która nie ma układu posobnego frakcjonowania NGL i która ma stabilizator z górnym kondensatorem strumienia zwrotnego, fig. 2 przedstawia uproszczony schemat przepływowy procesu, pokazujący, jak niniejszy wynalazek stosowany jest w instalacji obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem, która nie posiada układu posobnego frakcjonowania NGL, która ma stabilizator z górnym kondensatorem strumienia zwrotnego i zawiera wstępne nasycanie strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego, fig. 3 przedstawia uproszczony schemat przepływowy procesu, pokazujący, jak niniejszy wynalazek stosowany jest w instalacji obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem, która nie posiada układu posobnego frakcjonowania NGL i która ma stabilizator bez górnego kondensatora strumienia zwrotnego, fig. 4 przedstawia uproszczony schemat przepływowy procesu, pokazujący, jak niniejszy wynalazek stosowany jest w instalacji obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem, która nie posiada układu posobnego frakcjonowania NGL, która ma stabilizator bez górnego kondensatora strumienia zwrotnego i zawiera wstępne nasycanie strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego, fig. 5 przedstawia uproszczony schemat przepływowy procesu, pokazujący, jak niniejszy wynalazek stosowany jest w instalacji obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem, która posiada układ posobnego frakcjonowania NGL i ma stabilizator z górnym kondensatorem strumienia zwrotnego, fig. 6 przedstawia uproszczony schemat przepływowy procesu, pokazujący, jak niniejszy wynalazek stosowany jest w instalacji obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem, która posiada układ posobnego frakcjonowania NGL, stabilizator z górnym kondensatorem strumienia zwrotnego i zawiera wstępne nasycanie strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego, fig. 7 przedstawia uproszczony schemat przepływowy procesu, pokazujący, jak niniejszy wynalazek stosowany jest w instalacji obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem, która posiada układ posobnego frakcjonowania NGL i stabilizator bez górnego kondensatora strumienia zwrotnego, fig. 8 przedstawia uproszczony schemat przepływowy procesu, pokazujący, jak niniejszy wynalazek stosowany jest w instalacji obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem, która posiada układ posobnego frakcjonowania

188 211

NGL, stabilizator bez górnego kondensatora strumienia zwrotnego i zawiera wstępne nasycanie strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego.

Ze względu na jasność, pompy, wymienniki ciepła, zawory sterownicze, układy sterownicze i dodatkowe elementy sprzętowe, które są konieczne dla praktycznego i bezpiecznego działania jednostki, ale które nie są konieczne do wyjaśnienia wynalazku celowo zostały usunięte z rysunków. Usunięcia te nie ograniczają zakresu wynalazku.

Gaz ziemny zwykle zawiera azot, siarkowodór i inne związki siarczkowe, dwutlenek węgla i wodę. Przed obróbką gazu ziemnego w celu odzyskania NGL, strumień gazu zwykle poddaje się obróbce w jednostce słodzenia gazu w celu usunięcia siarczków, dwutlenku węgla oraz suszeniu w celu usunięcia wody przy zastosowaniu konwencjonalnych i dobrze znanych procesów dla wytworzenia „suchego i pozbawionego substancji korozyjnych” strumienia gazu ziemnego. W większości instalacji prostego chłodzenia, wstrzykuje się glikol etylenowy do strumienia gazu ziemnego przed ochłodzeniem tego gazu. W takich jednostkach, gaz i glikol etylenowy równocześnie ulegają chłodzeniu w wymiennikach. Mieszanina glikolu etylenowego z wodą jest usuwana w trójfazowym rozdzielaczu, który służy również jako oddzielacz NGL od nieskroplonych gazów. Pomimo tego, że etap ten nie jest przedstawiony na fig. 1 do 8, należy rozumieć, iż etapy te zawarte są, gdy wsad gazu ziemnego nie jest odwodniony przed chłodzeniem przy pomocy innych dostępnych procesów.

Zaleca się, by strumień zasilający gazu ziemnego przechodzący do instalacji chłodniczej dla odzyskania NGL musiał być osuszony do punktu rosy poniżej około -50°F w celu uniknięcia tworzenia się wodzianów w niskich temperaturach spotykanych w instalacji chłodniczej. Usuwanie siarczku i dwutlenku węgla jest opcjonalne, ponieważ nie przeszkadzają one odzyskiwaniu NGL. Co więcej, strumienie produktu z instalacji obróbki gazu ziemnego prostym chłodzeniem można poddawać obróbce w celu usunięcia siarczków i dwutlenku węgla.

Wsad gazu ziemnego do instalacji prostego chłodzenia jest sprężany do ciśnienia od około 2,413 kPa do około 8,274 kPa (od około 350 psig do około 1200 psig) ponieważ zwykle rurociągi gazu ziemnego pracują w tym zakresie ciśnień. Sprężarka (nie przedstawiona) stosowana jest zwykle wieloetapową sprężarką postępowo-zwrotną napędu silnika gazowego z międzyetapowym chłodzeniem i rozdzielaniem płynu. Sprężanie gazu zasilającego może odbywać się na miejscu albo być włączone jako część układu zbierającego.

Sprężony strumień gazu ziemnego jest chłodzony do temperatury poniżej -17,8°C do około -45,6°C (od około 0°F do około -50°F), korzystnie od około -23,3°C do około -40°C (od około -10°F do około -40°F), korzystniej od około -36,1°C do około -37,2°C (od około -15°F do około -35°F), a najkorzystniej od około -28,9°C do około -34,4°C (od około -20°F do około -30°F) w kilku etapach chłodzenia. Układ posobny chłodzenia wsadu zwykle składa się z dwóch do trzech wymienników ciepła osłonowo-rurowych w serii i w których zwykle woda chłodząca albo chłodnice powietrzne stosuje się w wymiennikach prowadzących, a krzyżową integrację wymiany ciepła z procesem wewnętrznym i strumieniami produktu w chłodnicach pośrednich w celu polepszenia wydajności wykorzystania energii. Jednakże, ostateczny etap chłodzenia stanowi zawsze chłodzona chłodnica gazu zasilającego, w której strumień gazu ziemnego podlega chłodzeniu przez wymianę ciepła na dogodnym chłodziwie, takim jak niskociśnieniowy odparowujący płynny propan.

Figura 1 przedstawia uproszczony schemat przepływowy procesu, pokazujący, jak jednostka modernizująca według niniejszego wynalazku stosowana jest i modernizuje istniejącą instalację obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem. Istniejąca instalacja obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem składa się z chłodnicy chłodzonej wsadu 102, rozdzielacza 106 i stabilizatora 112. W tym przykładowym wykonaniu, istniejąca instalacja obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem nie posiada układu posobnego frakcjonowania NGL, a stabilizator ma kondensator górny stabilizatora 114. To przykładowe wykonanie jednostki modernizacyjnej według niniejszego wynalazku składa się z pochłaniacza NGL 124, regeneratora rozpuszczalnika 132 oraz chłodnicy chłodzonego rozpuszczalnika 150. Jednostka modernizacyjna według niniejszego wynalazku zawarta jest wewnątrz osłony przedstawionej na rysunku. Złącza z istniejącą instalacją obróbki gazu uproszczonym chłodzeniem są również wskazane na rysunku. Strumień zasilający gazu ziemnego 100 chłodzony

188 211 jest do pomiędzy -17,8°C do około -45,6°C (od około 0°F do około -50°F), korzystnie od około -23,3°C do około -40°C (od około -10°F do około -40°F), korzystniej od około -36,1°C do około -37,2°C (od około -15°F do około -35°F), a najkorzystniej od około -28,9°C do około -34,4°C (od około -20°F do około -30°F), w chłodzonej chłodnicy wsadu 102, a strumień schłodzony 104 przenoszony jest od rozdzielacza 106. Rozdzielacz 106 usuwa NGL, które wykropliły się ze strumienia gazu ziemnego w trakcie jego chłodzenia. Kondensat NGL opuszcza rozdzielacz 106 jako strumień dolny rozdzielacza 110. Strumień dolny rozdzielacza 110 przenoszony jest do stabilizatora 112. W istniejącej instalacji obróbki gazu uproszczonym chłodzeniem, strumień górny gazu rozdzielacza 108 przenoszony jest do wymienników ciepła gazu zalegającego zasilającego i opuszcza instalację obróbki do rurociągu sprzedaży gazu. Jednakże, jak przedstawiono poprzez Złącze Nr 1, strumień górny gazu 108 przenoszony jest do pochłaniacza NGL 124.

Pochłaniacz NGL 124 zawiera odcinek absorpcyjny 154 i może opcjonalnie zawierać odcinek odpędzający 156 z reboilerem dolnym 128, który wytwarza gaz odpędzający 158, któly wstrzykiwany jest do dna odcinka odpędzającego 156. Dla pochłaniacza NGL 124 z odcinkiem odpędzającym 156, górny strumień gazowy rozdzielacza 108 podawany jest do boku wieży pomiędzy dnem odcinka absorpcyjnego 154, a górą odcinka odpędzającego 156 i przepływa w górę wieży. Ubogokaloryczny strumień rozpuszczalnika 152, który schłodzony został do od około -17,8°C do około -45,6°C (od około 0°F do około -50°F), korzystnie od około -23,3°C do około -40°C (od około -10°F do około -40°F), korzystniej od około -36,1°C do około -37,2°C (od około -15°F do około -35°F), a najkorzystniej od około -28,9°C do około -34,4°C (od około -20°F do około -30°F), w chłodzonej chłodnicy rozpuszczalnika 150 podawany jest do góry odcinka absorpcyjnego 154 pochłaniacza NGL 124 i przepływa w dół wieży pod prąd stykając się ze strumieniem gazu zasilającego 108. Chłodzona chłodnica rozpuszczalnika 150 jest zwykle wymiennikiem ciepła powłokowo-rurowym, który chłodzony jest odpowiednim chłodziwem, takim jak odparowujący niskociśnieniowy płynny propan. Pochłaniacz NGL 124 wypełniony jest pierścieniami Raschiga albo innymi dostępnymi w handlu wypełnieniami wzmacniającymi przenoszenie masy albo też zawiera tace, takie jak tace sitowe, które wzbudzają przenoszenie masowe płyn/gaz. Ubogokaloryczny rozpuszczalnik pochłania NGL ze strumienia gazu ziemnego w czasie przeciwprądowego stykania się pomiędzy dwoma strumieniami w celu wytworzenia górnego strumienia pochłaniacza NGL 126, który nadaje się do sprzedaży w rurociągu gazu ziemnego.

Przed opuszczeniem jednostki modernizacyjnej, strumień 126 poprzez Złącze Nr 2 ogrzewany jest wymianą ciepła ze strumieniami roboczymi takimi, jak chłodnice zasilające.

Strumień rozpuszczalnika przepływa z odcinka absorpcyjnego w dół do szczytu odcinka odpędzającego 156. W odcinku odpędzającym, opadający strumień rozpuszczalnika styka się przeciwprądowo z unoszącym się gazem odpędzającym, wytworzonym przez reboiler 128, który odpędza zalegający metan albo metan i etan z rozpuszczalnika.

Dolny strumień pochłaniacza NGL 130, który składa się z ubogokalorycznego rozpuszczalnika oraz NGL, który został zaabsorbowany przez ubogokaloryczny rozpuszczalnik z górnego strumienia rozdzielacza 108 w pochłaniaczu NGL 124 przenoszony jest do regeneratora rozpuszczalnika 132. Regenerator rozpuszczalnika 132 stanowi konwencjonalna wieża destylacyjną wypełniona wypełnieniem albo tacami destylacyjnymi, które frakcjonują strumień dolny pochłaniacza NGL 130 na strumień górny regeneratora rozpuszczalnika 140 i dolny strumień płynny regeneratora rozpuszczalnika 148, który składa się z alkanów C5+ ze strumienia zasilającego gazu ziemnego 100. Strumień dolny regeneratora rozpuszczalnika 148 przenoszony jest przez chłodzoną chłodnicę rozpuszczalnika 150 do pochłaniacza NGL 124 jako strumień ubogokalorycznego rozpuszczalnika 152. Należy zwrócić uwagę, iż rozpuszczalnik ubogokaloryczny składa się zasadniczo ze składników NGL ze strumienia zasilającego gazu ziemnego 100; zewnętrzny rozpuszczalnik ubogokaloryczny nie jest wymagany przez proces według tego wynalazku. Regenerator rozpuszczalnika 132 jest wyposażony w kondensator strumienia zwrotnego 134 oraz akumulator strumienia zwrotnego 136 w celu utrzymania zapasu rozpuszczalnika ubogokalorycznego. Kolumna regeneratora rozpuszczalnika podlega

188 211 ponownemu zagotowaniu przez reboiler 138. Strumień górny regeneratora rozpuszczalnika 140, może być opcjonalnie w całości parą, częściowo parą albo całkowicie płynnym strumieniem.

Gdy pochłaniacz NGL 124 nie jest wyposażony w opcjonalny reboiler 128, strumień górny regeneratora rozpuszczalnika 140, składający się z NGL plus metan i etan, przenoszony jest do stabilizatora 112. Dolny strumień rozdzielacza 110 jest również przenoszony do stabilizatora 112. Stabilizator 112 jest konwencjonalną wieżą destylacyjną, która zawiera odcinek odpędzający reboilerowy oraz odcinek rektyfikacyjny z górnym kondensatorem stabilizatora, który wytwarza strumień zwrotny, który wstrzykiwany jest na szczyt odcinka rektyfikacyjnego stabilizatora. Kondensator strumienia zwrotnego stabilizatora może być częściowym stabilizatorem jak przedstawiono na fig. 1 albo całkowitym kondensatorem. Zapas kondensatu utrzymywany jest dla zwrotnego strumienia w akumulatorze 116. Stabilizator 112 frakcjonuje strumień dolny rozdzielacza 110 i górny strumień regeneratora rozpuszczalnika 142 w celu wytworzenia górnego strumienia stabilizatora 118, który nadaje się do rurociągu gazu ziemnego oraz dolnego strumienia stabilizatora 122, który jest strumieniem produktu NGL. Stabilizator podlega ponownemu gotowaniu w reboilerze 120. Górny strumień stabilizatora 118 może być połączony ze strumieniem 126 poprzez Złącze Nr 2 dla dalszej wymiany ciepła w celu zmniejszenia zużycia energii poprzez integrację termiczną.

Pochłaniacz NGL 124 z odcinkiem odpędzającym 156 może odpędzić z dolnego strumienia pochłaniacza NGL wystarczająco dużo metanu albo metanu i etanu, zależnie od tego, czy etan ma być odzyskiwany w NGL albo gazie ziemnym, tak że górny strumień regeneratora rozpuszczalnika 140 może być przeniesiony bezpośrednio do dolnego strumienia stabilizatora poprzez przewód 144 poprzez wskazane Złącze Nr 3, jako część produktu NGL 146 a nie do stabilizatora 112. Jednakże, w pochłaniaczach NGL bez odcinka odpędzającego, górny strumień regeneratora rozpuszczalnika musi być przeniesiony do stabilizatora 112.

Figura 2 zawiera urządzenia do wstępnego nasycania strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego metanem i etanem przed chłodzeniem strumienia i podawaniem na szczyt pochłaniacza NGL. Pochłaniacz NGL 124 zawiera chłodziarkę presaturatora rozpuszczalnika 160 oraz bęben rozdzielacza presaturatora 162. Całość albo część strumienia górnego pochłaniacza NGL 126 styka się z dolnym strumieniem regeneratora rozpuszczalnika 148 w górę od chłodziarki presaturatora rozpuszczalnika 160. Zapewnia się efektywne zetknięcie tych dwóch strumieni z tymiż dwoma strumieniami. Zmieszany strumień 164 przenoszony jest przez chłodzoną chłodziarkę presaturatora 160 jako strumień 166 do bębna rozdzielacza presaturatora 162, a następnie na szczyt pochłaniacza NGL 124, jako strumień 168. Górny strumień 170 z bębna rozdzielacza presaturatora 162 nadaje się do rurociągu gazu ziemnego i korzystnie jest mieszany ze strumieniem 118 ze stabilizatora 112 dla utworzenia użytkowego strumienia gazu 172 po wymianie jego wartości chłodniczej ze strumieniami roboczymi wewnątrz jednostek modernizacyjnych.

Figura 3 przedstawia, jak jednostka modernizacyjna według niniejszego wynalazku modernizuje istniejącą instalację uproszczonego chłodzenia gazu ziemnego, która zawiera stabilizator, który nie posiada górnego kondensatora strumienia zwrotnego 114. W tym przykładowym wykonaniu, górny strumień gazowy stabilizatora 174 przenoszony jest na dno odcinka pochłaniacza NGL 154. Sprężarka 176 może być wymagana dla przepompowania strumienia 174 do pochłaniacza 124 jako strumienia 178, jeżeli ciśnienie w stabilizatorze 112 wynosi mniej niż ciśnienie w pochłaniaczu NGL 124. Jeżeli pochłaniacz NGL 124 ma odcinek odpędzający 156, to górny strumień regeneratora rozpuszczalnika 140 może bezpośrednio łączyć się z dolnym strumieniem stabilizatora 122 poprzez Złącze Nr 3 poprzez przewód 144 jako produkt NGL 146; jeżeli pochłaniacz NGL 124 nie posiada odcinka odpędzającego, to górny strumień regeneratora rozpuszczalnika 140 musi być przeniesiony przez przewód 142 do stabilizatora 112. W tym przykładowym wykonaniu, całość gazu sprzedawanego opuszcza górę pochłaniacza NGL jako strumień 126 przez Złącze Nr 2 dla wymiany ciepła ze strumieniami roboczymi.

Figura 4 zawiera układ wstępnego nasycania rozpuszczalnika ubogokalorycznego przedyskutowany w związku z fig. 2 ze sposobem z fig. 3. Cały gaz na sprzedaż w tym przykładowym wykonaniu pochodzi z góry bębna rozdzielacza presaturatora 162 jako strumień 170, który wymienia ciepło ze strumieniami roboczymi wewnątrz jednostek modernizacyjnych.

188 211

Jako iż większość istniejących instalacji obróbki gazu ziemnego prostym chłodzeniem strumienie 108 i 174 są połączone i wymieniają ciepło ze strumieniami roboczymi takimi jak strumień gazu zasilającego 100, Złącza Nr 1 i 4 przykładowych wykonań tego wynalazku z fig. 3 i 4 mogą być korzystnie połączone w jedno Złącze i podane do pochłaniacza NGL 124 jako strumień 108, tym samym nie wymagając opcjonalnej sprężarki 176 i jej skojarzonego strumienia 178.

Figura 5 przedstawia uproszczony schemat przepływowy sposobu, ukazujący, jak jednostka modernizacyjna według niniejszego wynalazku stosowana jest i modernizuje istniejącą instalację obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem, składającą się z chłodzonej chłodnicy zasilającej 102, rozdzielacza 106 oraz stabilizatora 112. W tym przykładowym wykonaniu, istniejąca uproszczona instalacja uproszczonej obróbki gazu ziemnego nie posiada układu posobnego frakcjonującego NGL, zawierającego debutanizator, a stabilizatora ma kondensator górny stabilizatora 114. To przykładowe wykonanie jednostki modernizującej według niniejszego wynalazku składa się z pochłaniacza 124 oraz chłodzonej chłodnicy rozpuszczalnika 150. Jednostka modernizacyjna według niniejszego wynalazku zawarta jest wewnątrz osłony przedstawionej na rysunku. Złącza z istniejącą instalacją obróbki gazu prostym chłodzeniem są również wskazane na rysunku. Strumień zasilający gazu ziemnego 100 chłodzony jest do pomiędzy -17,8°C do około -45,6°C (od około 0°F do około -50°F), korzystnie od około -23,3°C do około -40°C (od około -10°F do około -40°F), korzystniej od około -36,1°C do około -37,2°C (od około -15°F do około -35°F), a najkorzystniej od około -28,9°C do około -34,4°C (od około -20°F do około -30°F), w chłodzonej chłodnicy wsadu 102, a strumień schłodzony 104 przenoszony jest od rozdzielacza 106. Rozdzielacz 106 usuwa nGl, które wykropliły się ze strumienia gazu ziemnego w trakcie jego chłodzenia. Kondensat NGL opuszcza rozdzielacz 106 jako strumień dolny rozdzielacza 110. Strumień dolny rozdzielacza 110 przenoszony jest do stabilizatora 112. W istniejącej instalacji obróbki gazu uproszczonym chłodzeniem, strumień górny gazu rozdzielacza 108 przenoszony jest do wymienników krzyżowych gazu zalegającego zasilającego i opuszcza instalację obróbki do rurociągu sprzedaży gazu. Jednakże, jak przedstawiono przez Złącze Nr 1, górny strumień gazu 108 przenoszony jest do pochłaniacza NGL 124.

Pochłaniacz NGL 124 zawiera odcinek absorpcyjny 154 i może opcjonalnie zawierać odcinek odpędzający 156 z reboilerem dolnym 128, który wytwarza gaz odpędzający 158, który wstrzykiwany jest do dna odcinka odpędzającego 156. Dla pochłaniacza NGL 124 z odcinkiem odpędzającym 156, górny strumień gazowy rozdzielacza 108 podawany jest do boku wieży pomiędzy dnem odcinka absorpcyjnego 154, a górą odcinka odpędzającego 156 i przepływa w górę wieży. Ubogokaloryczny strumień rozpuszczalnika 152, który schłodzony został do od około -17,8°C do około -45,6°C (od około 0°F do około -50°F), korzystnie od około -23,3°C do około -40°C (od około -10°F do około -40°F), korzystniej od około -36,1°C do około -37,2°C (od około -15°F do około -35°F), a najkorzystniej od około -28/9°C do około -34,4°C (od około -20°F do około -30°F), w chłodzonej chłodnicy rozpuszczalnika 150 podawany jest do góry odcinka absorpcyjnego 154 pochłaniacza NGL 124 i przepływa w dół wieży pod prąd stykając się ze strumieniem gazu zasilającego 108. Chłodzona chłodnica rozpuszczalnika 150 jest zwykle wymiennikiem ciepła powłokowo-rurowym, który chłodzony jest odpowiednim chłodziwem, takim jak odparowujący niskociśnieniowy płynny propan. Pochłaniacz NGL 124 wypełniony jest pierścieniami Raschiga albo innymi dostępnymi w handlu wypełnieniami wzmacniającymi przenoszenie masy albo też zawiera tace, takie jak tace sitowe, które wzbudzają przenoszenie masowe płyn/gaz. Ubogokaloryczny rozpuszczalnik pochłania NGL ze strumienia gazu ziemnego w czasie przeciwprądowego stykania się pomiędzy dwoma strumieniami w celu wytworzenia górnego strumienia pochłaniacza NGL 126, który nadaje się do sprzedaży w rurociągu gazu ziemnego.

188 211

Inna cecha nie przedstawiona dotyczy opcjonalnego reboilera 128, gdy jest on w wyposażeniu pochłaniacza NGL 124; dolny strumień pochłaniacza NGL 130 może bezpośrednio przepływać do układu posobnego frakcjonującego, zawierającego debutanizator 180.

Stabilizator 112 jest konwencjonalną wieżą destylacyjną, która zawiera odcinek odpędzający reboilera oraz odcinek rektyfikacyjny z górnym kondensatorem, który wytwarza strumień zwrotny, który jest wstrzykiwany do szczytu odcinka rektyfikacyjnego stabilizatora. Kondensator górny stabilizatora 114 wytwarza strumień zwrotny, który oddzielany jest w akumulatorze 116 dla powrotu do szczytu stabilizatora 112. Stabilizator 112, frakcjonuje dolny strumień rozdzielacza 110 oraz dolny strumień pochłaniacza 130 poprzez Złącze Nr 3, tworząc strumień 190 dla wytworzenia górnego strumienia stabilizatora 118, który nadaje się do rurociągu gazu ziemnego, oraz strumienia dolnego stabilizatora 122, składającego się ze składników NGL, który przenoszony jest do układu posobnego frakcjonującego 180, zawierającego debutanizator. Stabilizator podlega ponownemu gotowaniu przy pomocy reboilera 120. Górny strumień 118 może być połączony z górnym strumieniem pochłaniacza 126 poprzez Złącze Nr 2 dla utworzenia strumienia 172 dla dalszej wymiany ciepła ze strumieniami roboczymi przed wejściem do rurociągu gazu sprzedawanego.

Pochłaniacz NGL 124 z odcinkiem odpędzającym 156 może odpędzić z dolnego strumienia pochłaniacza NGL wystarczająco dużo metanu albo metanu i etanu, zależnie od tego, czy etan ma być sprzedawany w gazie ziemnym czy w produkcie NGL, tak by zmniejszyć ich zawartość w strumieniu zasilającym 190, który podlega frakcjonowaniu przez stabilizator 112 dla zmniejszenia obciążenia odpędzania nakładanego na stabilizator 112.

Dolny strumień stabilizatora 122, składający się ze składników NGL rozdzielany jest na kilka frakcji produktu przez istniejący układ posobny frakcjonujący 180, który zawiera przynajmniej kolumnę debutanizatora, która wytwarza strumień dolny NGL C5+ 182. Część tego dolnego strumienia debutanizatora NGL C5+ 184 jest przepompowywana przez chłodzoną chłodnicę rozpuszczalnika 150 do pochłaniacza 124 jako ubogokaloryczny rozpuszczalnik. Należy zauważyć, iż ubogokaloryczny rozpuszczalnik składa się zasadniczo ze składników NGL ze strumienia zasilającego gazu ziemnego 100; zewnętrzny rozpuszczalnik ubogokaloryczny nie jest wymagany przez sposób według tego wynalazku. Pozostałość dolnego strumienia debutanizatora 186 jest sprzedawana jako produkt NGL Cs+. Zależnie od konfiguracji wież w układzie posobnym frakcjonującym NGL 180, lżejsze produkty NGL 188 mogą zawierać etan, mieszankę etan/propan. Propan. Mieszane butany albo produkty izobutan i n-butan.

Figura 6 zawiera urządzenia do wstępnego nasycania strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego metanem i etanem przed schłodzeniem strumienia i podaniem do szczytu pochłaniacza NGL. Pochłaniacz NGL 124 zawiera chłodziarkę presaturatora rozpuszczalnika 160 oraz bęben rozdzielacza presaturatora 162. Całość albo część górnego strumienia pochłaniacza NGL 126 styka się z dolnym strumieniem 184 z układu posobnego frakcjonującego, zawierającego debutanizator 180 w górę od chłodziarki presaturatora rozpuszczalnika 160. Zapewnia się efektywne zetknięcie tych dwóch strumieni. Mieszany strumień 164 jest przenoszony przez chłodzoną chłodziarkę presaturatora 160 jako strumień 166 do bębna rozdzielacza presaturatora 162, a następnie na szczyt pochłaniacza NGL 124 jako strumień 168. Górny strumień 170 z bębna rozdzielacza presaturatora 162 nadaje się do rurociągu gazu ziemnego i korzystnie jest mieszany ze strumieniem 118 ze stabilizatora 112 dla utworzenia użytkowego (sprzedawanego) strumienia gazu 172 po wymianie jego wartości chłodniczej przez krzyżową wymianę ciepła ze strumieniami roboczymi wewnątrz jednostek modernizacyjnych.

Figura 7 przedstawia, jak jednostka modernizacyjna według niniejszego wynalazku modernizuje istniejącą instalację chłodzenia uproszczonego gazu ziemnego, która zawiera stabilizator, który nie posiada górnego kondensatora strumienia zwrotnego 114. W tym przykładowym wykonaniu, strumień gazu górny stabilizatora 174 jest przenoszony na dno odcinka pochłaniacza NGL 154. Sprężarka jest wymagana do przepompowania gazowego strumienia górnego stabilizatora do pochłaniacza nGl, jeżeli ciśnienie w stabilizatorze 112 jest niższe od ciśnienia w pochłaniaczu NGL 124. Strumień dolny 130 z pochłaniacza 124 połączony jest z dolnym strumieniem rozdzielacza 110 poprzez Złącze NR 3 do zasilania przez przewód 190 do stabilizatora 112. W tym przykładowym wykonaniu, cały gaz na sprzedaż opuszcza górę

188 211 pochłaniacza NGL jako strumień 126 przez Złącze Nr 2 dla wymiany ciepła ze strumieniami roboczymi.

Figura 8 zawiera układ wstępnego nasycania rozpuszczalnika ubogokalorycznego przedyskutowany w związku z fig. 6 z procesem z fig. 7. Cały gaz na sprzedaż w tym przykładowym wykonaniu pochodzi z góry bębna rozdzielacza presaturatora 162 jako strumień 170, który wymienia ciepło ze strumieniami roboczymi wewnątrz jednostki modernizacyjnej.

Jako iż większość istniejących instalacji obróbki gazu ziemnego prostym chłodzeniem strumienie 108 i 174 są połączone i wymieniają ciepło ze strumieniami roboczymi takimi jak strumień gazu zasilającego 100, Złącza NR 1 i 4 przykładowych wykonań tego wynalazku z fig. 3 i 4 mogą być korzystnie połączone w jedno Złącze i podane do pochłaniacza nGl 124 jako strumień 108 tym samym nie wymagając opcjonalnej sprężarki 176 i jej skojarzonego strumienia 178.

Gdy pochłaniacz NGL 124 jest wyposażony w opcjonalny reboiler 128 w przykładowych wykonaniach z fig. 5 do 8, strumień dolny 130 może być opcjonalnie wysłany bezpośrednio do istniejącego układu posobnego frakcjonującego, zawierającego debutanizator 180, tym samym przemieszczając Złącze Nr 3 z łączenia strumieni 110 i 130, na łączenie strumieni 130 i 122. W takim wypadku, do układu posobnego frakcjonującego 180 wchodzi zamiast strumienia 122 połączony strumień 190, jak opisano powyżej.

W alternatywnym układzie, nie przedstawionym, dla istniejącej instalacji chłodzącej z fig. 3, 4, 7 i 8, zawierającej chłodzoną chłodnicę zasilającą 102 rozdzielacz 106 i stabilizator 112, górny strumień 174 ze stabilizatora 112 po sprężeniu przez 176 łączony jest ze strumieniem zasilającym gazu 100. Gdy takie układy są obecne, pochłaniacz NGL 154 jednostki modernizacyjnej według tego wynalazku zasilany jest tylko strumieniem pary 108 z rozdzielacza 106.

Jak to wyżej omówiono, jeżeli istniejąca instalacja obróbki gazu ziemnego uproszczonym chłodzeniem zawiera układ posobny frakcjonujący NGL z debutanizatorem, to jednostka modernizacyjna według niniejszego wynalazku może nie wymagać regeneratora rozpuszczalnika. Dolny strumień debutanizatora składa się z alkanów C5+ ze strumienia zasilającego gazu ziemnego, który służy jako rozpuszczalnik ubogokaloryczny dla pochłaniacza NGL. Jednakże, wymaga to, by stabilizator i układ posobny frakcjonujący w istniejącej instalacji obróbki gazu miały zdolność wytwarzania rozpuszczalnika ubogokalorycznego z prędkością wymaganą przez jednostkę modernizacyjną według tego wynalazku. Jeżeli stabilizator i układ posobny frakcjonujący nie mają wystarczającej zdolności wytwarzania całego wymaganego rozpuszczalnika ubogokalorycznego, to w jednostce modernizacyjnej według tego wynalazku dołącza się regenerator rozpuszczalnika o wymiarach kompensujących niedostatek wydajności. W tym wypadku, odnosząc się do fig. 5 do 8, strumień dolny pochłaniacza NGL 130 zawracany jest do regeneratora rozpuszczalnika, a strumień dolny regeneratora rozpuszczalnika, który składa się z alkanów C5+ z wsadu gazu ziemnego zastępuje albo dodaje się do strumienia dolnego debutanizatora 184. Jako iż większość składników C5+ w strumieniu zasilającym gazu ziemnego odzyskuje się w strumieniu dolnym stabilizatora 122, część strumienia dolnego debutanizatora 182 może być zastosowana jako rozpuszczalnik ubogokaloryczny poprzez strumień 184.

Wykres przepływu dla przykładowego wykonania, w którym jednostka modernizacyjna według wynalazku zawiera regenerator rozpuszczalnika, pomimo tego, że istniejąca instalacja obróbki gazu zawiera debutanizator nie jest podany. Jednakże, dla krótkiego podsumowania tego przykładowego wykonania, strumień dolny płynny pochłaniacza NGL przenoszony jest do regeneratora rozpuszczalnika w celu wytworzenia strumienia górnego regeneratora rozpuszczalnika zawierającego składniki: propan, butany i surową gazolinę strumienia zasilającego gazu ziemnego oraz strumienia dolnego regeneratora rozpuszczalnika, zawierającego składniki surowej gazoliny. Strumień górny regeneratora rozpuszczalnika przenoszony jest albo do stabilizatora albo do układu posobnego frakcjonującego (ciągu frakcjonującego) wież destylacyjnych, zawierającego debutanizator. W jednostce modernizacyjnej, strumień dolny regeneratora rozpuszczalnika przenoszony jest wraz z częścią strumienia dolnego debutanizatora przez chłodzoną chłodnicę rozpuszczalnika do pochłaniacza NGL jako strumień rozpuszczalnika ubogokalorycznego.

We wszystkich przykładowych wykonaniach, stabilizator 112 może pracować poprzez zmianę temperaturę dna. Jeżeli wartość etanu w NGL jest większa niż jego wartość cieplna

188 211 w gazie opałowym, operatorzy wolą odzyskać etan z zasilającego gazu ziemnego w strumieniu produktu NGL, przy założeniu oczywiście, że istniejąca instalacja chłodzenia ma dostęp do rurociągu NGL. Stabilizator zatem pracuje jako demetanizator, wymuszając przejście większości etanu we wsadzie stabilizatora do strumienia dolnego stabilizatora 122. Zgodnie z tym, pochłaniacz NGL 124 jeżeli jest wyposażony w reboiler 128, działa jako pochłaniacz odmetanizowujący, tym samym utrzymując zaabsorbowany etan w strumieniu dolnym pochłaniacza NGL 130. Tym samym, strumień dolny pochłaniacza NGL 130 zawiera zwiększoną ilość etanu, propanu i butanu uprzednio nieodzyskanych ze strumienia 108.

Jeżeli wartość etanu w NGL jest mniejsza niż jego wartość ogrzewcza w gazie opałowym albo istniejąca instalacja prostego chłodzenia nie ma dostępu do rurociągu NGL i jest ograniczona do wyboru transportu poprzez cysterny albo wagony cysternowe, operatorzy wolą pozostawić etan w strumieniu gazu użytkowego (sprzedawanego). W tym wypadku, stabilizator 112 pracuje w trybie deetanizacji poprzez zwiększanie temperatury dna w reboilerze 120 tak, że większość etanu w strumieniach zasilających stabilizatora musi przejść w górę do strumienia górnego stabilizatora. Podobnie, gdy pochłaniacza NGL 124 jest wyposażony w opcjonalny reboiler 128, pochłaniacz NGL 124 pracuje jako pochłaniacz odetanizowujący. Gaz odpędzający w strumieniu 158 odrzuca większość zaabsorbowanego metanu i etanu ze strumienia dolnego pochłaniacza NGL 130 i zachowuje większość ze zwiększonego propanu i butanów, uprzednio nieodzyskanych przez strumienie 108.

We wszystkich przykładowych wykonaniach sposobu według wynalazku, wymagania chłodnicze wewnątrz jednostki modernizacyjnej zapewnione są dzięki istniejącemu obwodowi chłodniczemu dla istniejącej instalacji obróbki gazu ziemnego prostym chłodzeniem. Osoby biegłe w dziedzinie projektowania instalacji obróbki gazu ziemnego rozpoznają iż powyższe jest zaleceniem, ale nie wymaganiem. Dlatego też, należy rozumieć, iż do stopnia możliwego w obrębie zdolności istniejącego obwodu chłodniczego, zrównoważonego przez potrzebę maksymalizacji odzysków produktu NGL, wymagane może być zasilenie istniejącego obwodu chłodniczego przez zainstalowanie dodatkowej zdolności chłodzącej sprężania i kondensowania.

Niniejszy wynalazek jest dlatego jednostką która służy do modernizacji istniejącej instalacji obróbki gazu ziemnego prostym chłodzeniem, która znacząco zwiększa ilości propanu, butanów i opcjonalnie etanu, które odzyskuje się ze strumienia zasilającego gazu ziemnego. Jako iż producenci uzyskują wyższe ceny za płyny gazu ziemnego niż za gaz ziemny, zwiększenie odzysku NGL z gazu ziemnego zwiększa zysk producenta.

Zalecany układ jednostki modernizacyjnej według tego wynalazku zmienia się zależnie od tego, czy istniejąca instalacja gazu ziemnego zawiera debutanizator czy nie, oraz czy istniejący stabilizator zawiera górny kondensator czy też nie. Choć zalecane wersje niniejszego wynalazku opisano dla tych odmian dość szczegółowo, możliwe są inne wersje. Dlatego też, duch i zakres załączonych zastrzeżeń nie powinien być ograniczony do opisu zalecanych wersji opisanych tutaj.

Przykład 1

Przykład 1 porównuje odzyskiwanie propanu i butanów z typowego strumienia gazu ziemnego w instalacji prostego chłodzenia gazu ziemnego przed i po zainstalowaniu jednostki modernizacyjnej według niniejszego wynalazku. Przykład odnosi się, do przykładowego wykonania wynalazku z fig. 2, który przedstawia instalację obróbki gazu ziemnego, która nie posiada układu posobnego frakcjonującego NGL.

Tabela 2 zawiera podsumowanie wyników równowagi materiałowej dla sposobu z fig. 2 przed zainstalowaniem jednostki modernizacyjnej. Numery strumieni w tabeli 2 odnoszą się do fig. 2. Dane strumieni pochodzą z równowagi ciepła i materii, obliczonej przy zastosowaniu komercyjnego programu komputerowego symulacji procesu, powszechnie stosowanego do projektowania instalacji obróbczych. Strumień zasilający gazu ziemnego 100 pod 2,861 kPa i 48,9°C (415 psig i 120°F) podaje się do instalacji obróbki gazu z prędkością 836,4x103 NM3/dzień albo 1,555,03 kgmol/godz. (31,22 MMscfd albo 3,428,27 Lbmol/godz.). Strumień zasilający chłodzi się do -28,9°C (-20°F) wobec chłodziwa propanowego odparowującego w -31,7°C (-25°F) w chłodzonej chłodnicy zasilającej 102. Istniejąca instalacja, gazu ziemnego bez jednostki modernizacyjnej według niniejszego wynalazku odzyskuje jedynie 30,27%

188 211 propanu, 58,17% i-butanu oraz 67,93% n-butanu ze strumienia zasilającego gazu ziemnego w strumieniu produktu NGL.

Tabela 2

Bieżące działanie Istniejącej Instalacji Prostego Chłodzenia Równowaga materiałowa strumienia kgmol/godz.(Lbmol/godz.)

	Strumień 100	Strumień 108	Strumień 118	Strumień 122	Odzysk NGL
n₂	2,80	6,18	2,79	6,16	0,01	0,02	0,00	0,00
CO₂	192,29	423,94	183,12	403,72	9,17	20,22	0,00	0,00
c,	1179,32	2599,97	1161,35	2560,35	17,97	39,62	0,00	0,00
C2	88,98	196,17	79,80	175,93	8,84	19,48	0,34	0,76
C₃	50,64	111,65	33,81	74,54	1,50	3,31	15,33	33,80	30,27%
1-C4	8,41	18,55	3,52	7,76	0,00	0,00	4,89	10,79	58,17%
n-C₄	19,32	42,60	6,20	13,66	0,00	0,00	13,13	28,94	67,93%
C5+	16,05	35,39	1,47	3,23	0,00	0,00	14,59	32,16
Suma	1555,03	3428,27	1472,06	3245,35	37,49	82,65	45,48	100,27

Tabela 3 podsumowuje równowagę cieplno-materiałową dla instalacji obróbki gazu ziemnego po zainstalowaniu jednostki modernizacyjnej według tego wynalazku jak przedstawiono na fig. 2. Strumień ubogokalorycznego rozpuszczalnika 148 z prędkością przepływu 172,4 kgmol/godz. (380 Lbmol/godz.) w temperaturze -28,9°C (-20°F) wchodzi do pochłaniacza 124 na szczycie. Wszystkie inne warunki są tymi samymi warunkami, jak dla równowagi materiałowej w tabeli 2 dla przypadku przed zainstalowaniem jednostki modernizacyjnej według niniejszego wynalazku.

Tabela 3

Ulepszone działanie Zmodernizowanej Instalacji Prostego Chłodzenia Równowaga materiałowa strumienia kgmol/godz. (Lbmol/godz.)

	Strumień 100	Strumień 170	Strumień 118	Strumień 122	Odzysk NGL
N2	2,80	6,18	2,79	6,16	0,01	0,02	0,00	0,00
CO₂	192,29	423,94	163,56	360,58	28,73	63,36	0,00	0,00
C,	1179,32	2599,97	1154,92	2546,17	24,40	53,80	0,00	0,00
C2	88,98	196,17	55,58	122,53	32,57	71,80	0,83	1,84
C₃	50,64	111,65	1,22	2,69	0,61	1,35	48,81	107,61	96,38%
1-C4	8,41	18,55	0,13	0,29	0,00	0,00	8,28	18,26	98,44%
n-C4	19,32	42,60	0,50	1,11	0,00	0,00	18,82	41,49	97,39%
C5+	16,05	35,39	1,43	3,16	0,00	0,00	14,62	32,23
Suma	1555,03	3428,27	1378,70	3039,53	86,33	190,33	91,37	201,43

Po zainstalowaniu jednostki modernizacyjnej według mniejszego wynalazku, odzysk propanu, i-butanu i n-butanu ze strumienia zasilającego gazu ziemnego do strumienia produktu NGL wzrósł do 94,99%, 99,96% i 99,45% odpowiednio, niemal do całkowitego odzysku.

188 211

Przykład 2

Przykład 2 porównuje odzysk propanu i butanów z typowego strumienia gazu ziemnego w instalacji prostego chłodzenia gazu ziemnego przed i po zainstalowaniu jednostki modernizacyjnej według niniejszego wynalazku. Przykład odnosi się do przykładowego wykonania wynalazku z fig. 6, który przedstawia instalację obróbki gazu ziemnego, która ma układ posobny frakcjonowania NGL zawierający debutanizator.

Tabela 4 podsumowuje wyniki równowagi materiałowej dla procesu z fig. 6 przed zainstalowaniem jednostki modernizacyjnej według niniejszego wynalazku. Numery strumieni w tabeli 4 odnoszą się do fig. 6. Dane strumieni pochodzą z równowagi ciepła i materii, obliczonej przy zastosowaniu komercyjnego programu komputerowego symulacji procesu, powszechnie stosowanego do projektowania instalacji obróbczych. Strumień zasilający gazu ziemnego 100 pod 4,413 kPa i 43,3°C (640 psig i 110°F) podaje się do instalacji obróbki gazu z prędkością 1,195,26 kgmol/godz. (2,635.12 Lbmol/godz.). Strumień zasilający chłodzi się do -34,4°C (-30°F) wobec chłodziwa propanowego odparowującego w -37,2°C (-35°f) w chłodzonej chłodnicy zasilającej 102. Stabilizator 112 działa jako deetanizator. Istniejąca instalacja gazu ziemnego bez jednostki modernizacyjnej według niniejszego wynalazku odzyskuje jedynie 57,27% propanu, 78,25% i-butanu oraz 84,00% n-butanu ze strumienia zasilającego gazu ziemnego w strumieniu produktu NGL.

Tabela 4

Bieżące działanie Istniejącej Instalacji Prostego Chłodzenia Równowaga materiałowa strumienia kgmol/godz (Lbmol/godz)

	Strumień 100	Strumień 108	Strumień 118	Strumień 122	Odzysk NGL
n₂	4,90	10,80	4,81	10,60	0,09	0,20	0,00	0,00
CO₂	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
C,	999,60	2203,75	939,97	2072,30	59,63	131,46	0,00	0,00
C₂	87,02	191,84	62,72	138,27	23,27	51,30	1,03	2,27
C₃	66,70	147,04	27,27	60,13	1,22	2,70	38,20	84,21	57,27%
i-C4	11,95	26,35	2,60	5,73	0,00	0,00	9,35	20,62	78,25%
n-C4	20,56	45,32	3,29	7,25	0,00	0,00	17,27	38,07	84,00%
C₅+	4,54	10,01	0,30	0,66	0,00	0,00	4,24	9,35
Suma	1195,26	2635,12	1040,96	2294,94	84,21	185,66	70,09	154,52

Tabela 5 podsumowuje równowagę cieplno-materiałową dla instalacji obróbki gazu ziemnego po zainstalowaniu jednostki modernizacyjnej według tego wynalazku jak przedstawiono na fig. 6. Prędkość przepływu strumienia ubogokalorycznego rozpuszczalnika 184 wynosi 63,5 kgmol/godz (140 Lbmol/godz). Pochodzi on z dolnego strumienia debutanizatora w układzie posobnym frakcjonującym NGl i składa się z alkanów Cs+ ze strumienia zasilającego. Strumień ubogokalorycznego rozpuszczalnika 168, wchodzący do pochłaniacza NGL 124 chłodzony jest do -28,9°C (-20°F) w chłodzonej chłodnicy rozpuszczalnika 160.

Tabela 5

	Strumień 100	Strumień 170	Strumień 118	Strumień 122	Odzysk NGL
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
n₂	4,90	10,80	4,73	10,42	0,17	0,38	0,00	0,00
co₂	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
C,	999,60	2203,76	883,14	1947,01	116,46	256,75	0,00	0,00

188 211

c.d. tabeli 5

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
C2	87,02	191,84	39,64	87,39	45,68	100,70	1,70	3,75
C₃	66,70	147,04	0,98	2,16	2,36	5,20	63,36	136,68	94,99%
i-C₄	11,95	26,35	0,0045	0,01	0,00	0,00	11,96	26,37	99,96%
n-C₄	20,56	45,32	0,11	0,25	0,0023	0,0050	21,05	46,41	99,45%
C5+	4,54	10,01	2,25	4,95	0,0023	0,0050	65,18	143,69
Suma	1195,26	2635,12	930,85	2052,19	164,67	363,03	163,25	359,90

Po zainstalowaniu jednostki modernizacyjnej według niniejszego wynalazku, odzysk propanu, i-butanu i n-butanu ze strumienia zasilającego gazu ziemnego do strumienia produktu NGL wzrósł do 96,38%, 98,44% i 97,39% odpowiednio, niemal do całkowitego odzysku.

Jak przedstawiono na fig. 2, 4, 6 i 8 sposobu według wynalazku, wstępne nasycanie rozpuszczalnika zawsze przeprowadza się przy pomocy lekkich niepożądanych składników z góry pochłaniacza. Następnie, sposób według wynalazku nie wymaga oddzielnej kolumny, takiej jak konwencjonalny deetanizator bogatego oleju albo demetanizator oleju bogatego. Gdy w procesie według wynalazku stosuje się pochłaniacz podwójnego ciśnienia, górne gazy z odcinka odpędzającego o niższym ciśnieniu ulegają sprężeniu i zawróceniu do dna kolumny pochłaniacza albo bezpośrednio albo po schłodzeniu wraz ze świeżym wsadem wlotowym gazu ziemnego. W sposobie według wynalazku, ubogokaloryczny rozpuszczalnik, zawierający cięższe związki obecne we wsadzie jest wstępnie nasycany górnymi gazami z pochłaniacza, którymi są głównie niepożądane lekkie końce takie, jak 95% metanu i mniej niż 3% etanu, gdy etan jest pożądanym produktem albo 90% metanu, 5% etanu u mniej niż 1% propanu, gdy propan jest pożądanym produktem, a etan nie jest pożądanym produktem.

Dzięki wstępnemu nasyceniu ubogokalorycznego rozpuszczalnika w sposobie według tego wynalazku lżejszymi niepożądanymi składnikami obecnymi w układzie górnym kolumny pochłaniacza, zdolność pochłaniania ubogokalorycznego rozpuszczalnika dla pożądanego składnika ulega znacznemu polepszeniu w przeciwieństwie do nasycania ubogokalorycznego rozpuszczalnika gazami, które są zasadniczo bogatsze w pożądane składniki, jakie obecne są w górnych strumieniach z RODów w konwencjonalnych instalacjach pochłaniających ubogokalorycznego oleju. Ponadto, sposób według tego wynalazku wykorzystuje rozpuszczalnik, który składa się ze składników C5+ strumienia zasilającego gazu ziemnego.

Do jednostki modernizacyjnej można wprowadzić różne modyfikacje, szczególnie w doborze sprzętu i niekrytycznych etapów procesu.

Claims

1. Instalacja do chłodzenia gazu ziemnego do odzyskiwania płynów gazu ziemnego, zawierających propan, butany i gazolinę surową ze strumienia zasilającego gazu ziemnego, znamienna tym, że instalacja do chłodzenia gazu ziemnego zawiera istniejącą instalację do gazu ziemnego połączoną z jednostką modernizującą, przy czym istniejąca instalacja do gazu ziemnego zawiera:

a) chłodnicę wsadu dla chłodzenia strumienia zasilającego gazu ziemnego do poniżej -17°C;

b) rozdzielacz dla przyjęcia schłodzonego strumienia gazu ziemnego, przy czym rozdzielacz służy do wytwarzania górnego strumienia z rozdzielacza i dolnego, płynnego strumienia z rozdzielacza;

c) stabilizator dla frakcjonowania strumienia dolnego z rozdzielacza na górny strumień gazowy ze stabilizatora, który nadaje się do rurociągu gazu ziemnego oraz na dolny, płynny strumień ze stabilizatora, który składa się z propanu, butanów i surowej gazoliny i ewentualnie

d) układ posobny wież destylacyjnych, który zawiera debutanizator połączony dla przyjęcia strumienia dolnego, płynnego ze stabilizatora dla wytworzenia strumienia dolnego z debutanizatora, zawierającego pentany i cięższe (Cs+) alkany; przy czym jednostka modernizująca zawiera

e) pochłaniacz NGL, połączony dla przyjęcia górnego strumienia gazowego z rozdzielacza dla zetknięcia ze schłodzonym strumieniem ubogokalorycznego rozpuszczalnika w celu wytworzenia górnego strumienia gazowego z pochłaniacza NGL oraz dolnego, płynnego strumienia z pochłaniacza NGL, zawierającego ubogokaloryczny rozpuszczalnik, propan, butany i składniki surowej gazoliny;

f) presaturator dla wstępnego nasycania strumienia ubogokalorycznego rozpuszczalnika całością, lub częścią strumienia gazowego górnego z pochłaniacza NGL; oraz

g) chłodnicy rozpuszczalnika dla chłodzenia strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego do poniżej -l7 °C, przy czym chłodnica rozpuszczalnika jest połączona dla przyjęcia dolnego, płynnego strumienia z regeneratora rozpuszczalnika jako strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego w celu przeniesienia schłodzonego strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego do pochłaniacza NGL, a jeśli istniejąca instalacja gazowa nie zawiera układu posobnego wież destylacyjnych według d), to jednostka modernizująca zawiera też

h) regenerator rozpuszczalnika dla frakcjonowania dolnego strumienia płynnego z pochłaniacza NGL na strumień górny z regeneratora rozpuszczalnika oraz dolny, płynny strumień z regeneratora rozpuszczalnika, zawierający składniki surowej gazoliny.

2. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że pochłaniacz NGL zawiera segment kolumnowy przystosowany tak, że górny strumień gazowy z rozdzielacza wchodzi do segmentu kolumnowego w pobliżu jego dna i przepływa ku górze a schłodzony ubogokaloryczny rozpuszczalnik wchodzi do segmentu kolumnowego w pobliżu jego szczytu i przepływa w dół tak, że dochodzi do przeciwprądowego zetknięcia pomiędzy tymi dwoma strumieniami.

3. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że urządzenie do wytwarzania strumienia ubogokalorycznego rozpuszczalnika stanowi regenerator rozpuszczalnika a stabilizator jest dodatkowo połączony dla przyjęcia górnego strumienia z regeneratora rozpuszczalnika dla frakcjonowania na strumień górny gazowy ze stabilizatora oraz strumień dolny, płynny ze stabilizatora.

4. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że urządzenie do wytwarzania strumienia ubogokalorycznego rozpuszczalnika stanowi układ posobny wież destylacyjnych a stabilizator jest dodatkowo połączony dla przyjęcia dolnego strumienia płynnego z pochłaniacza NGL dla frakcjonowania na strumień górny gazowy ze stabilizatora oraz strumień dolny płynny ze stabilizatora.

188 211

5. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że pochłaniacz NGL jest połączony dla przyjęcia górnego gazowego strumienia ze stabilizatora.

6. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że stabilizator dodatkowo zawiera odcinek rektyfikacyjny z górnym kondensatorem, przystosowanym do wytwarzania strumienia zwrotnego dla wstrzykiwania na szczyt odcinka rektyfikacyjnego stabilizatora.

7. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że stabilizator działa jako demetanizator.

8. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że stabilizator działa jako deetanizator.

9. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera dodatkowo bęben rozdzielacza presaturatora, służący do rozdzielania schłodzonego strumienia ubogokalorycznego rozpuszczalnika na strumień górny bębna rozdzielacza, który nadaje się do rurociągu gazu ziemnego oraz strumień dolny bębna rozdzielacza, który przenoszony jest do pochłaniacza NGL.

10. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że pochłaniacz NGL zawiera odcinek odpędzający i dolny reboiler, który działa tak, by wytworzyć gaz odpędzający dla wstrzykiwania do dna odcinka odpędzającego pochłaniacza NGL.

11. Instalacja według zastrz. 10, znamienna tym, że pochłaniacz NGL zawiera kolumnę podwójnego ciśnienia z odcinkiem absorpcyjnym o wyższym ciśnieniu i odcinkiem odpędzającym o niższym ciśnieniu.

12. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że układ posobny wież destylacyjnych jest połączony dla przyjęcia strumienia dolnego płynnego z pochłaniacza NGL.

13. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że urządzenie do wytwarzania strumienia ubogokalorycznego rozpuszczalnika stanowi układ posobny wież destylacyjnych, a instalacja dodatkowo zawiera regenerator rozpuszczalnika dla frakcjonowania strumienia dolnego płynnego pochłaniacza NGL dla wytworzenia strumienia górnego regeneratora pochłaniacza, zawierającego propan, butany i składniki surowej gazoliny gazu zasilającego oraz strumienia dolnego regeneratora z pochłaniacza, zawierającego składniki gazoliny surowej.

14. Instalacja według zastrz. 13, znamienna tym, że stabilizator albo układ posobny wież destylacyjnych jest połączony dla przyjęcia strumienia górnego regeneratora rozpuszczalnika.

15. Instalacja według zastrz. 13, znamienna tym, że presaturator jest połączony dla przyjęcia strumienia dolnego płynnego z regeneratora rozpuszczalnika oraz części strumienia dolnego debutanizatora.

16. Urządzenie do modernizacji istniejącej instalacji prostego chłodzenia gazu ziemnego, w którym istniejąca instalacja prostego chłodzenia gazu ziemnego odzyskuje płyny gazu ziemnego, zawierające propan, butany i surową gazolinę ze strumienia zasilającego gazu ziemnego i w którym istniejąca instalacja prostego chłodzenia gazu ziemnego zawiera chłodnicę wsadu, rozdzielacz i stabilizator i ewentualnie frakcjonujący układ posobny wież destylacyjnych łącznie z debutanizatorem, znamienne tym, że urządzenie do modernizacji zawiera:

a) pochłaniacz NGL, dający się dostosować do przyjęcia strumienia gazowego górnego z rozdzielacza dla zetknięcia go ze schłodzonym strumieniem rozpuszczalnika ubogokalorycznego dla wytworzenia strumienia górnego gazowego z pochłaniacza NGL oraz strumienia dolnego płynnego z pochłaniacza NGL, zawierającego rozpuszczalnik ubogokaloryczny, propan, butany i składniki surowej gazoliny;

b) presaturator do wstępnego nasycania strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego całością lub częścią strumienia gazowego górnego z pochłaniacza NGL;

c) chłodnicę rozpuszczalnika dającą się dostosować do chłodzenia strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego do poniżej -17,8°C, przy czym chłodnica jest połączona dla przyjęcia wstępnie nasyconego strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego oraz do przeniesienia schłodzonego strumienia rozpuszczalnika ubogokalorycznego do pochłaniacza NGL oraz opcjonalnie, to jest jeżeli istniejąca instalacja prosta nie zawiera posobnego układu frakcjonującego,

d) regenerator rozpuszczalnika, dający się dostosować do frakcjonowania strumienia dolnego płynnego z pochłaniacza NGL na strumień górny z regeneratora rozpuszczalnika oraz strumień dolny płynny z regeneratora rozpuszczalnika, zawierający składniki surowej gazoliny.

17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że pochłaniacz NGL zawiera segment kolumnowy przystosowany tak, że górny strumień gazowy z rozdzielacza wchodzi do segmentu kolumnowego w pobliżu jego dna i przepływa ku górze, a schłodzony ubogokaloryczny

188 211 rozpuszczalnik wchodzi do segmentu kolumnowego w pobliżu jego szczytu i przepływa w dół tak, że dochodzi do przeciwprądowego zetknięcia pomiędzy tymi dwoma strumieniami.

18. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że pochłaniacz NGL jest przystosowany dla przyjęcia górnego gazowego strumienia stabilizatora.

19. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że pochłaniacz NGL zawiera odcinek odpędzający oraz dolny reboiler.

20. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że pochłaniacz NGL zawiera kolumnę podwójnego ciśnienia z odcinkiem absorpcyjnym o wyższym ciśnieniu i odcinkiem odpędzającym o niższym ciśnieniu.

21. Sposób absorpcji dla odzyskiwania pożądanego składnika i wszystkich składników cięższych od pożądanego składnika ze strumienia gazu ziemnego, w którym strumień gazu przeciwprądowo styka się w kolumnie absorpcyjnej ze strumieniem ubogokalorycznego rozpuszczalnika zawierającego najcięższe składniki obecne w strumieniu gazu zasilającego, znamienny tym, że ulepszenie obejmuje wstępne nasycanie rozpuszczalnika ubogokalorycznego lżejszymi niepożądanymi składnikami strumienia gazu uzyskanymi z górnego strumienia komory absorpcyjnej.

22. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że pożądanym składnikiem jest propan a niepożądanym składnikiem jest etan.

23. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że pożądanym składnikiem jest etan, a niepożądanym składnikiem jest metan.

24. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że rozpuszczalnik ubogokaloryczny składa się ze składników C5+ obecnych w strumieniu gazu zasilającego.

25. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że kolumna absorpcyjna podlega ponownemu podgrzewaniu przy dnie.

26. Sposób według zastrz. 25, znamienny tym, że kolumna absorpcyjna jest dwuciśnieniową kolumną, składającą się z wysokociśnieniowego odcinka absorpcyjnego i niskociśnieniowego odcinka odpędzającego, który podlega ponownemu podgrzewaniu przy dnie.

Przedmiotem tego wynalazku są instalacje do obróbki gazu ziemnego, które odzyskują składniki: propan, butan i surową gazolinę z gazu ziemnego. Produkty te określane są ogólnie jako płyny gazu ziemnego (natural gas liguids, NGL).