RU2056019C1 - Способ деметанизации газовых смесей - Google Patents

Способ деметанизации газовых смесей Download PDF

Info

Publication number
RU2056019C1
RU2056019C1 RU9393057161A RU93057161A RU2056019C1 RU 2056019 C1 RU2056019 C1 RU 2056019C1 RU 9393057161 A RU9393057161 A RU 9393057161A RU 93057161 A RU93057161 A RU 93057161A RU 2056019 C1 RU2056019 C1 RU 2056019C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stream
liquid
gas mixture
separation
methane fraction
Prior art date
Application number
RU9393057161A
Other languages
English (en)
Other versions
RU93057161A (ru
Inventor
Давид Павлович Синельников
Original Assignee
Давид Павлович Синельников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Давид Павлович Синельников filed Critical Давид Павлович Синельников
Priority to RU9393057161A priority Critical patent/RU2056019C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2056019C1 publication Critical patent/RU2056019C1/ru
Publication of RU93057161A publication Critical patent/RU93057161A/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0219—Refinery gas, cracking gas, coke oven gas, gaseous mixtures containing aliphatic unsaturated CnHm or gaseous mixtures of undefined nature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0238—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 2 carbon atoms or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0252—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/50—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/70—Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F25J2205/04—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum in the feed line, i.e. upstream of the fractionation step
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/12—Refinery or petrochemical off-gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/62—Ethane or ethylene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/02—Internal refrigeration with liquid vaporising loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/12—External refrigeration with liquid vaporising loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/60—Closed external refrigeration cycle with single component refrigerant [SCR], e.g. C1-, C2- or C3-hydrocarbons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Использование: разделение компонентов газовых смесей. Деметанизация газовых смесей осуществляется путем подачи отсепарированных потоков жидкости на ректификацию с получением деметанизированной продуктовой жидкой фазы и газообразной метановой флакции, охлаждением последней посредством внешнего холодильного цикла и сепарацией на газовую и жидкую фазу. Перед сепарацией метановую фракцию дополнительно охлаждают. После сепарации поток жидкой метановой фракции делят на два потока, первый из которых дросселируют и подают обратным потоком на регенеративный теплообмен с исходной газовой смесью. Второй поток дросселируют и направляют на испарение с подводом тепла от охлаждаемой метановой фракции. После испарения второй поток подают на смешение с первым потоком. Затем метановую фракцию компримируют и подают на рециркуляцию в исходную газовую смесь. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к разделению углеводородных газов, в частности, этиленсодержащих газов путем низкотемпературной ректификации и может найти применение в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и газовой промышленности, преимущественно в производстве этилена.
Известен способ деметанизации газовых смесей, включающий глубокое охлаждение смеси перед разделением до температур (-120)-(-130оС) [1] при этом охлаждение осуществляют ступенчато с выводом промежуточных частичных конденсатов на разделение в деметанизатор. Причем охлаждение до температур (-90)-(-95оС) обеспечивают посредством использования внешнего каскадного холодильного цикла на пропилене и этилене в качестве хладагентов. Дальнейшее охлаждение смеси осуществляют внутренним холодильным циклом, основанным на использовании частичного конденсата следующим образом. Часть конденсата, образующегося при охлаждении газовой смеси до температур порядка (-100оС), дросселируют до давления 3-4 ата (при этом его температура понижается), испаряют путем отбора тепла от газовой смеси, охлаждаемой в результате этого, и рециркулируют в исходную газовую смесь.
При соотношении водород/метан по объему 1:2 в исходной газовой смеси (газы пиролиза бензина) указанный конденсат представляет собой метан-этиленовую смесь, содержащую до 90 об. метана, и внутренний холодильный цикл обеспечивает охлаждение газовой смеси до (-120)-(-130оС).
В качестве флегмы в способе деметанизации [1] используют фракцию, получаемую при охлаждении этиленом паров, отводимых после ректификации.
Недостатком способа [1] является низкая эффективность при работе с газовыми смесями, в составе которых преобладает водород. Так, для газов пиролиза этана (соотношение водород/метан по объему 4:1) углеводородный конденсат, образующийся при охлаждении этой газовой смеси до температур (-120)-(-130оС), содержит до 65 об. этилена и этана, вследствие чего основное количество холода при испарении такого конденсата может быть получено при температурах выше (-100оС), и таким образом, использование способа [1] для деметанизации газов пиролиза этана позволяет обеспечить охлаждение этих газов перед ректификацией только до температур порядка (-100)-(-105оС), что обусловливает повышение потери целевого продукта этилена ввиду уменьшения количества поступающего на ректификацию конденсата и повышенных потерь этилена с остаточным газом.
Известен другой способ деметанизации газовых смесей [2] включающий ступенчатое охлаждение газовой смеси под давлением посредством внешних и внутренних холодильных циклов с образованием промежуточных частичных конденсатов компонентов газовой смеси, ректификацию частичных конденсатов с получением деметанизированной жидкой фазы и газообразной метановой фракции, при этом внутренний холодильный цикл образуют путем дросселирования хладагента, в качестве которого используют частичный конденсат, полученный из упомянутой метановой фракции посредством ее охлаждения внешним холодильным циклом, и рециркуляции указанного сдросселированного конденсата, отработавшего в качестве источника холода, в исходную газовую смесь.
Способ [2] более эффективен, чем [1] при работе с газовыми смесями, в составе которых относительно много водорода, например, с газовыми смесями продуктов пиролиза этана, благодаря достижению более низких, чем в [1] температур охлаждения газовой смеси перед ректификацией вследствие того, что во внутреннем холодильном цикле используют в качестве хладагента частичный конденсат, содержащий в [2] больше, чем в [1] низкокипящего компонента метана (70 и 35 об. соответственно).
Однако способ деметанизации газовых смесей [2] тоже не достаточно эффективен по причине как повышенных потерь целевого продукта этилена, уходящего с газовой фазой, оставшейся после получения из метановой фракции частичного конденсата-хладагента внутреннего холодильного цикла, так и вследствие недостаточно высокой удельной холодопроизводительности внутреннего холодильного цикла, что обусловливает излишние энергозатраты на деметанизацию газовых смесей.
Объясняются перечисленные недостатки способа [2] малой глубиной охлаждения метановой фракции при получении частичного конденсата-хладагента внутреннего холодильного цикла. При таком охлаждении в недостаточной степени происходит конденсирование низкокипящих компонентов, таких как этилен и метан, в результате чего имеется повышенная концентрация этилена в остаточном газе (составляющая 10-18 об.) и недостаточно высокое содержание метана в частичном конденсате хладагенте, что и обусловливает повышенные потери целевого продукта этилена и недостаточно высокую удельную холодопроизводительность внутреннего холодильного цикла соответственно.
Кроме того, недостаток способа [2] заключающийся в невысокой удельной холодопроизводительности внутреннего холодильного цикла, обусловлен и недостаточно низкой температурой его хладагента перед дросселированием, так как это приводит к большим потерям дросселирования.
Наиболее близким по совокупности признаков аналогом к предлагаемому изобретению является способ [2] который выбран в качестве прототипа.
Изобретение направлено на решение задачи по снижению потерь целевого продукта и энергозатрат при деметанизации газовых смесей. Это обеспечивается достижением следующих технических результатов, по отношению к прототипу [2] а именно:
1) уменьшением концентрации целевого продукта (этилена) в остаточном газе при получении частичного конденсата-хладагента внутреннего холодильного цикла из метановой фракции, образованной в результате ректификации промежуточных частичных конденсатов исходной газовой смеси (газов пиролиза этана);
2) увеличением содержания низкокипящего компонента смеси (метана) в упомянутом частичном конденсате-хладагенте;
3) снижением потерь дросселирования этого хладагента.
Перечисленные технические результаты достигаются тем, что по сравнению с известным способом, включающем:
последовательное ступенчатое охлаждение сжатой исходной газовой смеси посредством внешнего холодильного цикла и регенеративного теплообмена обратными потоками с образованием газо-жидкостной смеси, межступенчатую сепарацию последней на газовую и жидкую фазу, отвод продуктового потока газа после последней ступени сепарации обратным потоком на регенеративный теплообмен с исходной газовой смесью, подачу отсепарированных потоков жидкости на ректификацию с получением деметанизированной продуктовой жидкой фазы и газообразной метановой фракции, охлаждение последней посредством внешнего холодильного цикла с частичным образованием конденсата, сепарации на газовую и жидкую фазу и отвод после сепарации жидкой и газообразной метановой фракции обратными потоками на регенеративный теплообмен с исходной газовой смесью, перед сепарацией метановую фракцию дополнительно охлаждают в регенеративном теплообмене с газообразной фракцией, отводимой после сепарации, поток жидкой метановой фракции после сепарации делят на два потока, первый из которых дросселируют с понижением температуры и подают обратным потоком на регенеративный теплообмен с исходной газовой смесью перед ее последней ступенью сепарации, второй поток дросселируют с понижением температуры и направляют на испарение с подводом тепла от охлаждаемой дополнительно метановой фракции, после испарения второй поток метановой фракции подают на смешение с первым потоком после его регенеративного теплообмена с исходной газовой смесью перед ее последней ступенью сепарации, при этом после смешения и ступенчатого регенеративного теплообмена метановую фракцию подают на рециркуляцию и компремирование в исходную газовую смесь.
Кроме того, первый поток жидкой метановой фракции перед дросселированием переохлаждают в регенеративном теплообмене с потоком жидкости, поступающей на ректификацию после последней ступени сепарации исходной газовой смеси.
На фиг. 1 и 2 изображена схема установки, в которой осуществляется способ деметанизации газовых смесей. Номерам позиций на этой схеме соответствуют следующие элементы установки.
Исходную газовую смесь, представляющую собой сжатые до давления 37-38 ата и осушенные газы пиролиза углеводородного сырья, например, этана, последовательно пропускают (поток I, см. схему установки на фиг. 1) через рекуперативные теплообменники 1, 3, 5, 7 и холодильники-испарители 2, 4, 6, 8, в которых смесь охлаждается до температуры порядка минус 65оС. При этом в указанных рекуперативных теплообменниках охлаждение осуществляется продуктовыми потоками II, III, циркуляционным потоком IV установки и испаренным этаном V, а в холодильниках-испарителях внешними (по отношению к данной установке) холодильными циклами: 2 пропиленовым (т.е. в качестве хладагента используется пропилен), 6 и 8 этиленовым (при двух температурах кипения). Кроме того, в холодильнике-испарителе 4 охлаждение газовой смеси производится за счет кипения жидкого этана продукта (поток V). Охлажденная в результате этого до температуры порядка минус 65оС исходная газовая смесь претерпевает частичную конденсацию. В сепараторе 9 промежуточный частичный конденсат отделяют и направляют (поток VI) на ректификацию. Оставшаяся газовая фаза поступает (поток VII) на дальнейшее охлаждение в рекуперативный теплообменник 10, где ей отдают свой холод продуктовые II, III и циркуляционный IV потоки установки и затем в холодильник испаритель II (см. фиг. 2), в котором от нее отводят тепло внешним холодильным циклом (этиленовым при еще более низкой чем в 6 и 8, температуре кипения порядка минус 98оС). Охлажденная в результате этого до температуры порядка минус 95оС газовая смесь претерпевает частичную конденсацию. В сепараторе 12 образовавшийся промежуточный частичный конденсат отделяют и направляют (поток VIII) на ректификацию. Оставшаяся газовая фаза поступает (поток IX) на дальнейшее охлаждение в теплообменник 13, где от нее отводят тепло внутренним холодильным циклом посредством хладагента этого цикла, кипящего в трубном пространстве 14 теплообменника 13 после дросселирования в регулирующем вентиле 15, и продуктовым потоком III установки, движущимся в трубном пространстве 16 этого теплообменника. Охлажденная в результате такого отвода тепла до температуры порядка минус 130оС газовая смесь претерпевает частичную конденсацию. В сепараторе 17 образовавшийся промежуточный частичный конденсат отделяют и после нагрева хладагентом внутреннего холодильного цикла в теплообменнике 18 направляют (поток Х) на ректификацию в колонну 19. Газовая фаза из сепаратора 17 представляет собой продуктовый поток III установки (водородная фракция), который поступает в трубное пространство 16 теплообменника 13. Ректификационная колонна 19 разделена глухой тарелкой 20 на две части верхнюю и нижнюю, массообмен между которыми по жидкости осуществляется через гидрозатвор 21, а по пару посредством перепускной линии 22, в которую включены холодильники испарители 23 и 24 внешнего этиленового холодильного цикла (при двух температурах кипения), обеспечивающих охлаждение отгонных паров из нижней части колонны 19, поступающих в верхнюю часть, до температуры порядка минус 65оС.
В ректификационной колонне при давлении порядка 34 ата происходит фракционирование поступающего в виде потоков VI, VIII и Х в соответствующие зоны верхней части колонны 19 промежуточного частичного конденсата. Отгонные пары получают в нижней части колонны путем выпаривания из жидкости, скапливающейся внизу, низкокипящих компонентов посредством кипятильника 25. Деметанизированную таким образом жидкость, содержащую компоненты С2 и выше, выводят из установки в качестве продукта (поток ХI). Отгонные пары предварительно укрепляются в нижней части колонны 19 в результате процессов теплообмена с жидкостью, поступающей через гидрозатвор 21 и окончательно укрепляются в верхней части колонны 19 как вследствие их охлаждения в холодильниках испарителях 23 и 24, при котором образуется частичный конденсат высококипящих компонентов, так и в результате процессов теплообмена с поступающим в колонну 19 более холодным, чем упомянутые пары, промежуточным частичным конденсатом (потоки VIII и Х). Укрепленные пары, представляющие собой метановую фракцию, выводят сверху ректификационной колонны 19 (поток XII).
Далее метановую фракцию последовательно охлаждают в холодильнике-испарителе 26 до температуры порядка минус 95оС внешним этиленовым холодильным циклом и в теплообменнике 27, где от нее отводят тепло внутренним холодильным циклом посредством хладагента этого цикла, кипящего в трубном пространстве 28 теплообменника 27 после дросселирования в регулирующем вентиле 29, и продуктовым потоком II установки, движущимся в трубном пространстве 30 этого теплообменника. Охлажденная в результате такого отвода тепла до температуpы порядка минус 115оС метановая фракция претерпевает частичную конденсацию. Образующуюся вследствие этого газожидкостную смесь разделяют в сепараторе 31. Газовый поток, выходящий из сепаратора 31, представляет собой продуктовый поток II установки с содержанием этилена всего 0,2-0,5 об. который поступает в трубное пространство 30 теплообменника 27, где осуществляет дополнительный отвод тепла от метановой фракции, а затем выводится из установки с регенерацией его холода исходной газовой смесью в рекуперативных теплообменниках 10, 7, 5, 3, 1. Конденсат метановой фракции, выходящий из сепаратора 31, используется в качестве хладагента упомянутого внутреннего холодильного цикла, для чего этот конденсат (метан-этилен) направляют на параллельное дросселирование до давления 2-3 ата в вышеуказанные регулирующие вентили 15 и 29. При этом перед регулирующим вентилем 15 конденсат-хладагент переохлаждают промежуточным частичным конденсатом в теплообменнике 18. В результате упомянутого дросселирования температура хладагента понижается и его направляют в качестве источника холода в вышеуказанные трубные пространства 14 и 28 теплообменников 13 и 27, соответственно, где он испаряется, производя охлаждение. После этого оба потока испаренного хладагента смешиваются, образуя циркуляционный поток IV, выводимый из установки с регенерацией его холода исходной газовой смесью в рекуперативных теплообменниках 10, 7, 5, 3, 1. В дальнейшем этот хладагент рециркулирует через компрессор в исходную газовую смесь, т.к. он содержит достаточно большое количество целевого продукта этилена.

Claims (2)

1. СПОСОБ ДЕМЕТАНИЗАЦИИ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ, включающий последовательное ступенчатое охлаждение сжатой исходной газовой смеси посредством внешнего холодильного цикла и регенеративного теплообмена обратными потоками с образованием газо-жидкостной смеси, межступенчатую сепарацию последней на газовую и жидкую фазу, отвод продуктового потока газа после последней ступени сепарации обратным потоком на регенеративный теплообмен с исходной газовой смесью, подачу отсепарированных потоков жидкости на ректификацию с получением деметанизированной продуктовой жидкой фазы и газообразной метановой фракции, охлаждение последней посредством внешнего холодильного цикла с частичным образованием конденсата, сепарации на газовую и жидкую фазу и отвод после сепарации жидкой и газообразной метановой фракции обратными потоками на регенеративный теплообмен с исходной газовой смесью, отличающийся тем, что перед сепарацией метановую фракцию дополнительно охлаждают в регенеративном теплообмене с газообразной фракцией, отводимой после сепарации, поток жидкой метановой фракции после сепарации делят на два потока, первый из которых дросселируют с понижением температуры и подают обратным потоком на регенеративный теплообмен с исходной газовой смесью перед ее последней ступенью сепарации, второй поток дросселируют с понижением температуры и направляют на испарение с подводом тепла от охлаждаемой дополнительно метановой фракции, после испарения второй поток метановой фракции подают на смешение с первым потоком после его регенеративного теплообмена с исходной газовой смесью перед ее последней ступенью сепарации, при этом после смешения и ступенчатого регенеративного теплообмена метановую фракцию подают на рециркуляцию и компримирование в исходную газовую смесь.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый поток жидкой метановой фракции перед дросселированием переохлаждают в регенеративном теплообмене с потоком жидкости, поступающей на ректификацию после последней ступени сепарации исходной газовой смеси.
RU9393057161A 1993-12-23 1993-12-23 Способ деметанизации газовых смесей RU2056019C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9393057161A RU2056019C1 (ru) 1993-12-23 1993-12-23 Способ деметанизации газовых смесей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9393057161A RU2056019C1 (ru) 1993-12-23 1993-12-23 Способ деметанизации газовых смесей

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2056019C1 true RU2056019C1 (ru) 1996-03-10
RU93057161A RU93057161A (ru) 1997-01-27

Family

ID=20150650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9393057161A RU2056019C1 (ru) 1993-12-23 1993-12-23 Способ деметанизации газовых смесей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2056019C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA003348B1 (ru) * 2000-12-07 2003-04-24 Тешнип-Кофлексип Способ и установка для извлечения и очистки этилена, произведенного в результате пиролиза углеводородов, и газ, полученный этим способом

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент США N 3119677, НКИ -62/33, 1964. 2. Авторское свидетельство СССР N 410223, кл. F 25I 1/00, 1974. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA003348B1 (ru) * 2000-12-07 2003-04-24 Тешнип-Кофлексип Способ и установка для извлечения и очистки этилена, произведенного в результате пиролиза углеводородов, и газ, полученный этим способом

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2702829C2 (ru) Способ сжижения сырьевого потока природного газа и удаления из него азота и устройство (варианты) для его осуществления
US4203742A (en) Process for the recovery of ethane and heavier hydrocarbon components from methane-rich gases
KR100381109B1 (ko) 혼합 냉매를 중간 온도에서 부분적으로 응축시키는 기체액화 방법
JP3407136B2 (ja) エチレンプラント冷凍システム
CN105716371B (zh) 一种混合冷剂制冷天然气轻烃回收的方法及装置
CA2603294A1 (en) A flexible hydrocarbon gas separation process and apparatus
CN105783421B (zh) 一种天然气轻烃回收的方法及装置
KR0144699B1 (ko) 이중 탈메탄화기 분류 시스템에서의 에틸렌 회수를 위한 예비냉각 방법
AU701090B2 (en) Method and installation for the liquefaction of natural gas
CN1301944C (zh) 烯生产设备的制冷系统
US2690060A (en) Fractional distillation
GB1310514A (en) Process of contunuous distillation
US2214790A (en) Process and apparatus for separating gases
RU2056019C1 (ru) Способ деметанизации газовых смесей
JPH0338519B2 (ru)
US5924306A (en) Method for demethanizing gas mixtures
RU2726369C1 (ru) Установка нтдр для получения углеводородов с2+ из магистрального природного газа (варианты)
US4218229A (en) Separation of ethylene-containing hydrocarbon mixtures by low temperature rectification
US3747360A (en) Cooling and low temperature liquefaction of gaseous mixtures with multicomponent refrigerant
GB2326465A (en) A refrigeration cycle utilising a multi-component refrigerant
US2278889A (en) Refrigerating machines arranged in cascade relationship
CN2867223Y (zh) 水冷式内复叠制冷系统
US2267761A (en) Gas separation
US2028432A (en) Combined rectification and refrigeration process
RU2739038C2 (ru) Установка низкотемпературной дефлегмации с сепарацией для комплексной подготовки газа и получения сжиженного природного газа

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061224