RU2462672C2 - Способ отделения азота от сжиженного природного газа - Google Patents

Способ отделения азота от сжиженного природного газа Download PDF

Info

Publication number
RU2462672C2
RU2462672C2 RU2009136341/06A RU2009136341A RU2462672C2 RU 2462672 C2 RU2462672 C2 RU 2462672C2 RU 2009136341/06 A RU2009136341/06 A RU 2009136341/06A RU 2009136341 A RU2009136341 A RU 2009136341A RU 2462672 C2 RU2462672 C2 RU 2462672C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stripping column
liquefied
fraction
enriched
fraction enriched
Prior art date
Application number
RU2009136341/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009136341A (ru
Inventor
Хайнц БАУЭР (DE)
Хайнц БАУЭР
Хуберт ФРАНКЕ (DE)
Хуберт ФРАНКЕ
Original Assignee
Линде Акциенгезелльшафт
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 Линде Акциенгезелльшафт filed Critical Линде Акциенгезелльшафт
Publication of RU2009136341A publication Critical patent/RU2009136341A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2462672C2 publication Critical patent/RU2462672C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0042—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by liquid expansion with extraction of work
    • 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
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0258—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines vertical layout of the equipments within in the cold box
    • 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
    • F25J3/0257—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/02—Processes or apparatus using separation by rectification in a single pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/40—Features relating to the provision of boil-up in the bottom of a 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
    • F25J2205/30—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using a washing, e.g. "scrubbing" or bubble column for purification purposes
    • 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
    • F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
    • 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
    • F25J2210/90—Boil-off gas from storage
    • 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
    • F25J2215/04—Recovery of liquid products
    • 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
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/08—Cold compressor, i.e. suction of the gas at cryogenic temperature and generally without afterstage-cooler
    • 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
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/42—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/30—Dynamic liquid or hydraulic expansion with extraction of work, e.g. single phase or two-phase turbine
    • 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
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/42—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/90—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being boil-off gas from storage
    • 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
    • F25J2280/00—Control of the process or apparatus
    • F25J2280/02—Control in general, load changes, different modes ("runs"), measurements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/40—Vertical layout or arrangement of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, condensers, heat exchangers etc.
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/62—Details of storing a fluid in a tank

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Описан способ отделения фракции, обогащенной N2, от фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, в частности, от сжиженного природного газа, при котором фракция, обогащенная сжиженными углеводородами, после ее сжижения и переохлаждения проводится на отгоночную колонку, которая служит для отделения фракции, обогащенной N2. Согласно изобретению, первый (2, 2') парциальный поток фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, подается в отгоночную колонку (S) как флегма, тогда как второй парциальный поток (3, 3') фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, подается в куб отгоночной колонки (S), причем второй (2, 2') парциальный поток фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, имеет более высокую температуру, чем первый (2, 2') парциальный поток фракции, обогащенной сжиженными углеводородами. Использование изобретения позволит повысить стабильность работы установки. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к способу отделения фракции, обогащенной N2, от фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, в частности, от сжиженного природного газа, причем фракция, обогащенная сжиженными углеводородами, после ее сжижения и переохлаждения подводится к отгоночной колонке, которая служит для отделения фракции, обогащенной N2.
Родственные способы отделения фракции, обогащенной N2, от фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, применяются, в частности, при сжижении природного газа. Сжиженный природный газ (ЖПГ), полученный способом сжижения согласно уровню техники, должен обычно иметь содержание азота всего максимум 1 об.%. Если содержание азота лежит выше этого предельного значения, то, как правило, требуется отделение недопустимого количества азота от сжиженного природного газа.
Такое отделение азота проводят обычно путем сброса давления сжиженного под давлением природного газа, причем за счет подходящего выбора начального состояния (в том, что касается температуры и давления сжиженного природного газа) перед сбросом давления и давления после сброса достигается направленная дегазация сжиженного природного газа. Через образующуюся при этом газовую фазу отводится нежелательный в жидкой фазе (под которой подразумевают желаемый ЖПГ-продукт) азот.
Однако при таком образе действий проблема состоит в том, что в зависимости от равновесия кипения будет нежелательно высоким количество удаляемого с азотом метана. Чтобы устранить этот недостаток, применяются родственные способы отделения азота от сжиженного природного газа, при которых благодаря установке отгоночной колонки можно селективно удалить азот и одновременно можно снизить нежелательные потери метана в обогащенной азотом фракции, из которой удаляется азот. О таком соответствующем уровню техники способе выделения обогащенной азотом фракции из фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, смотрите, например, патент US 5893274.
При вышеназванном способе фракция, обогащенная сжиженными углеводородами, после сброса в ней давления подается в две фазы в верхнюю часть отгоночной колонки. Куб отгоночной колонки с обогащенной сжиженными углеводородами фракцией перед сбросом в ней давления нагревается косвенным теплообменом через ребойлер или кипятильник. Накаливающаяся в кубе отгоночной колонки жидкая фракция представляет собой желаемый ЖПГ-продукт, а отбираемая после этого в верхней части отгоночной колонки обогащенная азотом газовая фракция применяется, как правило, в качестве горючего газа.
Однако недостатком такого способа является то, что необходим теплообменник или ребойлер, который служит для обогрева куба отгоночной колонки. Этот куб, в частности, в нестационарных условиях, таких как пуск процесса отгонки или выход установки из строя, испытывает высокие термические нагрузки. Если происходит отказ этого узла, то это, как правило, приводит к полному простою установки, который может затянуться на недопустимо долгое время, вплоть до нескольких недель.
Задачей настоящего изобретения является указать родственный способ отделения фракции, обогащенной N2, от фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, который устраняет вышеуказанные недостатки.
Для решения этой задачи предлагается родственный способ отделения фракции, обогащенной N2, от фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, который отличается тем, что первая порция фракции, обогащенная сжиженными углеводородами, подается в отгоночную колонку как флегма, тогда как вторая порция, обогащенная сжиженными углеводородами фракции, подается в куб отгоночной колонки, причем вторая порция фракции, обогащенная сжиженными углеводородами, под сжижающим давлением обладает более высокой температурой, чем первая порция фракции, обогащенная сжиженными углеводородами.
Согласно изобретению после этого порция фракции, обогащенная сжиженными углеводородами, сама служит для обогрева куба отгоночной колонки. Это делает ненужным установку дополнительного теплообменника или ребойлера, как это требуется в уровне техники. Все связанные с этим узлом недостатки устраняются благодаря способу по изобретению. Однако недостатком способа по изобретению является то, что незначительно повышается расход энергии на выбранном процессе сжижения.
Другие предпочтительные воплощения способа по изобретению для отделения фракции, обогащенной N2, от фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, которые являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения, отличаются тем, что
- первая и/или вторая порция фракции, обогащенная сжиженными углеводородами, перед подачей в отгоночную колонку подвергается сбросу давления, предпочтительно сбросу давления в жидкостном детандере,
- разность температур между первой и второй порциями фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, перед сбросом давления до давления отгоночной колонки составляет от 40 до 100°C, предпочтительно от 60 до 80°C,
- первая порция фракции, обогащенная сжиженными углеводородами, вводимая в отгоночную колонку как флегма, имеет содержание газа не более 80 об.%, типично паросодержание после сброса давления - 20 об.%, предпочтительно 10 об.%,
- количественное соотношение между первой и второй порциями подаваемой в отгоночную колонку фракции, обогащенной углеводородами, может меняться, и
- дополнительно ко второй порции фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, в куб отгоночной колонки вводится по меньшей мере один следующий поток, обогащенный метаном или азотом.
Далее способ по изобретению для отделения фракции, обогащенной N2, от фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, а также другие его воплощения будут подробнее пояснены посредством представленного на фигуре примера способа.
Сжижаемый обогащенный углеводородами поток, далее обозначаемый как природный газ (поток), находящийся под давлением от 30 до 120 бар, проводится по линии 1 на процесс сжижения. Этот процесс сжижения показан на фигуре исключительно в схематической форме, а именно в форме областей двух теплообменников E1 и E2, а также черного ящика R, который означает компоненты одного или нескольких контуров хладагента или смеси хладагентов. В принципе, способ по изобретению может комбинироваться со всеми известными способами сжижения.
В показанном на фигуре варианте реализации способа по изобретению в теплообменнике E1 происходит сжижение, а при необходимости также незначительное переохлаждение сжижаемого потока природного газа посредством потока хладагента (смеси хладагентов), который проводится по линии 4 через теплообменник E1. Поскольку природный газ является сверхкритическим (это имеет место в зависимости от состава природного газа, начиная с давления примерно 60 бар), то, строго говоря, больше не происходит никакого сжижения и переохлаждения, а происходит скорее повышение плотности в результате охлаждения.
Сжиженный и при необходимости немного переохлажденный поток природного газа отбирается по линии 1' из теплообменника E1 и делится на два парциальных потока 2 и 3.
Первая порция потока охлаждается в теплообменнике E2 потоком хладагента (смеси хладагентов) 5, подводимым по линии 5 через теплообменник E2, и его давление снижается в жидкостном детандере X1, производя холод, и затем по линии 2' подается в верхнюю часть отгоночной колонки S как флегма. Отгоночная колонка S обычно работает в диапазоне давлений от 1,0 до 2,0 бар, предпочтительно от 1,0 до 1,3 бар.
Вторая порция потока сжиженного и при необходимости немного охлажденного природного газа подается по линии 3 в жидкостной детандер X2, в котором его давление снимается, производя холод, и затем по линии 3' вводится в куб отгоночной колонки S. Вышеуказанный детандер X2 при необходимости может быть выполнен как так называемый двухфазный детандер, в котором текучая среда на выходе является двухфазной.
Вышеуказанные детандеры X1 и X2 могут устанавливаться факультативно. Если оба или один из этих детандеров не предусмотрены, то в типичном случае в линии 2 и 3 вводятся клапаны a и b сброса давления, с помощью которых давление подводимых в отгоночную колонку S парциальных потоков сбрасывается до давления отгоночной колонки S. Отказ от этих клапанов a и b сброса давления при одновременном отказе от вышеуказанных детандеров X1 и X2 был бы допустим в том случае, если парциальные потоки, подводимые по линиям 2 и 3 в отгоночную колонку S, уже находились бы под давлением, царящим в отгоночной колонке S.
Разность температур между первой и второй порциями потоков, подводимых в отгоночную колонку S, потоков природного газа составляет, перед сбросом их давления, от 40 до 100°C, предпочтительно от 60 до 80°C. Параметры давления и температуры подводимого в куб отгоночной колонки S второго парциального потока природного газа следует выбирать так, чтобы этот парциальный поток после сброса давления до давления отгоночной колонки S был двухфазным. Благодаря этому можно использовать газовую фазу как технологический пар для отгоночной колонки S.
Регулированием количественного соотношения между двумя парциальными потоками природного газа 2/2' и 3/3', а также их паросодержания после сброса их давления до давления отгоночной колонки S можно достичь желаемой отгонки азота из ЖПГ-продукта, получаемого в кубе отгоночной колонки S. Одновременно этим образом действий можно, как и ранее, регулировать или устанавливать содержание метана в головном продукте отгоночной колонки S.
ЖПГ-продукт отбирается из куба отгоночной колонки S по линии 6 и подается, например, в ЖПГ-хранилище T. Из него он может насосом P по линии 7 подаваться на танкер С для перевозки ЖПГ.
Обогащенная азотом фракция, отбираемая с верхней части отгоночной колонки S по линии 9, обычно сжимается в одну или несколько ступеней до желаемого давления выгрузки и по линии 10 подводится для дальнейшего применения, например, в качестве горючего газа.
Сжатие V предпочтительно проводится с помощью компрессора, всасывающего холодный газ. Применение компрессора, всасывающего холодный газ, позволяет установить давление отгоночной колонки S близким атмосферному давлению без опасности при этом так называемого прорыва кислорода в отводимую по линии 9 фракцию, обогащенную азотом, чего следовало бы опасаться при нагревании обогащенной азотом фракции, отбираемой по линии 9, из-за потери ее давления.
В предпочтительном способе применяемый для сжатия компрессор V имеет регулируемую впускную лопатку. Это делает возможным широкий диапазон нагрузки, без необходимости возврата газа, который мог бы быть осуществлен по линии 11. Обогащенная азотом фракция, вводимая по линии 11 в куб отгоночной колонки S, представляет собой так называемую фракцию для защиты от пульсаций.
Испарившийся газ, образующийся при загрузке танкера С для перевозки ЖПГ, также может по линии 12 подаваться в куб отгоночной колонки S и/или возвращаться по линиям 12 и 8 в ЖПГ-хранилище T. Кроме того, скапливающийся в ЖПГ-хранилище T испарившийся газ может по линиям 8 и 12 подводиться в куб отгоночной колонки S. Таким образом, вышеуказанные подаваемые в куб отгоночной колонки S фракции могут, вместе со вторым парциальным потоком сжиженного природного газа, использоваться для процесса отгонки.
Обычно в линии 8 должна предусматриваться воздуходувка G, показанная на фигуре пунктиром, с помощью которой испарившийся газ, образующийся в ЖПГ-хранилище T, проводится в куб отгоночной колонки S. Отказ от такой воздуходувки возможен тогда, когда отгоночная колонка S может располагаться достаточно высоко над ЖПГ-хранилищем T, так что, хотя давление в ЖПГ-хранилище T может быть выше, чем в кубе отгоночной колонки S, однако установка насоса в линии 6 не требуется.

Claims (6)

1. Способ отделения фракции, обогащенной N2, от фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, в частности, от сжиженного природного газа, причем фракция, обогащенная сжиженными углеводородами, после ее сжижения и переохлаждения подводится к отгоночной колонке, которая служит для отделения фракции, обогащенной N2, отличающийся тем, что первый парциальный поток (2, 2') обогащенной сжиженными углеводородами фракции подается на отгоночную колонку (S) как флегма, а второй парциальный поток (3, 3') обогащенной сжиженными углеводородами фракции подводится в куб отгоночной колонки (S), причем второй парциальный поток (3, 3') обогащенной сжиженными углеводородами фракции имеет более высокую температуру, чем первый (2, 2') парциальный поток фракции, обогащенной сжиженными углеводородами.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый (2, 2') и/или второй (3, 3') парциальный поток фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, перед подачей в отгоночную колонку (S) подвергается сбросу давления (а, b, X1, Х2), предпочтительно сбросу давления в жидкостном детандере (X1, Х2).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что разность температур между первым (2, 2') и вторым (3, 3') парциальными потоками фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, составляет от 40 до 100°С, предпочтительно от 60 до 80°С.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый (2, 2') парциальный поток фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, подаваемый в отгоночную колонку (S) как флегма, имеет содержание газа самое большее 80 об.%.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что количественное соотношение между первым и вторым парциальными потоками (2, 2', 3, 3') обогащенной углеводородами фракции, подаваемой в отгоночную колонку (S), может изменяться.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно ко второму парциальному потоку (3, 3') фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, в куб отгоночной колонки (S) подается по меньшей мере один следующий обогащенный метаном или азотом поток (8, 11, 12).
RU2009136341/06A 2007-03-01 2008-02-19 Способ отделения азота от сжиженного природного газа RU2462672C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007010032.0 2007-03-01
DE102007010032A DE102007010032A1 (de) 2007-03-01 2007-03-01 Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff aus verflüssigtem Erdgas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009136341A RU2009136341A (ru) 2011-04-10
RU2462672C2 true RU2462672C2 (ru) 2012-09-27

Family

ID=39670024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009136341/06A RU2462672C2 (ru) 2007-03-01 2008-02-19 Способ отделения азота от сжиженного природного газа

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20100275646A1 (ru)
AR (1) AR065475A1 (ru)
AU (1) AU2008221073B2 (ru)
CL (1) CL2008000631A1 (ru)
DE (1) DE102007010032A1 (ru)
MX (1) MX2009009043A (ru)
NO (1) NO20093081L (ru)
PE (1) PE20081423A1 (ru)
RU (1) RU2462672C2 (ru)
WO (1) WO2008104308A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2768384C1 (ru) * 2018-07-06 2022-03-24 Праксайр Текнолоджи, Инк. Мобильная система сервисной подачи азота

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007047765A1 (de) 2007-10-05 2009-04-09 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion
JP5730302B2 (ja) * 2009-07-21 2015-06-10 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイＳｈｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｍａａｔｓｃｈａｐｐｉｊ Ｂｅｓｌｏｔｅｎｖｅｎｎｏｏｔｓｈａｐ 多相炭化水素流の処理方法及びそのための装置
DE102009038458A1 (de) * 2009-08-21 2011-02-24 Linde Ag Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff aus Erdgas
DE102010044646A1 (de) * 2010-09-07 2012-03-08 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff und Wasserstoff aus Erdgas
FR2971332B1 (fr) * 2011-02-09 2017-06-16 Air Liquide Procede et appareil de separation cryogenique d'un debit riche en methane
CA2858152C (en) * 2011-12-12 2020-04-14 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition
AU2012354774B2 (en) * 2011-12-12 2015-09-10 Shell Internationale Research Maatschappij B. V. Method and apparatus for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition
RU2622212C2 (ru) * 2011-12-12 2017-06-13 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ и устройство для удаления азота из криогенной углеводородной композиции
EP2807347A2 (en) 2011-12-30 2014-12-03 Scrutiny, INC. Apparatus comprising frame (forced recuperation, aggregation and movement of exergy)
MY192719A (en) * 2015-03-25 2022-09-05 Petroliam Nasional Berhad Petronas An integrated system and process for gas recovery in the lng plant
DE102015004120A1 (de) * 2015-03-31 2016-10-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1307640A (en) * 1969-08-01 1973-02-21 Messer Griesheim Gmbh Liquifaction process for gases and gas mixtures
US4746342A (en) * 1985-11-27 1988-05-24 Phillips Petroleum Company Recovery of NGL's and rejection of N2 from natural gas
US5421165A (en) * 1991-10-23 1995-06-06 Elf Aquitaine Production Process for denitrogenation of a feedstock of a liquefied mixture of hydrocarbons consisting chiefly of methane and containing at least 2 mol % of nitrogen
US5893274A (en) * 1995-06-23 1999-04-13 Shell Research Limited Method of liquefying and treating a natural gas

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3559417A (en) * 1967-10-12 1971-02-02 Mc Donnell Douglas Corp Separation of low boiling hydrocarbons and nitrogen by fractionation with product stream heat exchange
US3600282A (en) * 1968-11-19 1971-08-17 Phillips Petroleum Co Control of two reflux streams in a fractional separation system
US4445916A (en) * 1982-08-30 1984-05-01 Newton Charles L Process for liquefying methane
US4878932A (en) * 1989-03-21 1989-11-07 Union Carbide Corporation Cryogenic rectification process for separating nitrogen and methane
FR2714722B1 (fr) * 1993-12-30 1997-11-21 Inst Francais Du Petrole Procédé et appareil de liquéfaction d'un gaz naturel.
US6978638B2 (en) * 2003-05-22 2005-12-27 Air Products And Chemicals, Inc. Nitrogen rejection from condensed natural gas
NZ549467A (en) * 2004-07-01 2010-09-30 Ortloff Engineers Ltd Liquefied natural gas processing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1307640A (en) * 1969-08-01 1973-02-21 Messer Griesheim Gmbh Liquifaction process for gases and gas mixtures
US4746342A (en) * 1985-11-27 1988-05-24 Phillips Petroleum Company Recovery of NGL's and rejection of N2 from natural gas
US5421165A (en) * 1991-10-23 1995-06-06 Elf Aquitaine Production Process for denitrogenation of a feedstock of a liquefied mixture of hydrocarbons consisting chiefly of methane and containing at least 2 mol % of nitrogen
RU2085815C1 (ru) * 1991-10-23 1997-07-27 Елф Акитэн Продюксьон Способ удаления азота из порции сжиженной смеси углеводородов
US5893274A (en) * 1995-06-23 1999-04-13 Shell Research Limited Method of liquefying and treating a natural gas

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2768384C1 (ru) * 2018-07-06 2022-03-24 Праксайр Текнолоджи, Инк. Мобильная система сервисной подачи азота

Also Published As

Publication number Publication date
AU2008221073A1 (en) 2008-09-04
PE20081423A1 (es) 2008-11-25
DE102007010032A1 (de) 2008-09-04
US20100275646A1 (en) 2010-11-04
MX2009009043A (es) 2009-09-29
AR065475A1 (es) 2009-06-10
WO2008104308A3 (de) 2014-02-27
CL2008000631A1 (es) 2009-09-25
AU2008221073B2 (en) 2012-08-23
WO2008104308A2 (de) 2008-09-04
NO20093081L (no) 2009-09-30
RU2009136341A (ru) 2011-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2462672C2 (ru) Способ отделения азота от сжиженного природного газа
RU2215952C2 (ru) Способ разделения потока многокомпонентного исходного материала под давлением путем использования дистилляции
RU2337130C2 (ru) Отвод азота из конденсированного природного газа
US9777960B2 (en) NGL recovery from natural gas using a mixed refrigerant
US20170030633A1 (en) System and method for liquefacation of natural gas
KR100441039B1 (ko) 천연가스를 액화하고 가공하는 방법 및 장치
USRE30140E (en) Method for cooling a gaseous mixture to a low temperature
US4022597A (en) Separation of liquid hydrocarbons from natural gas
US10563913B2 (en) Systems and methods for hydrocarbon refrigeration with a mixed refrigerant cycle
JP2010202875A (ja) 等圧開放冷凍天然ガス液回収による窒素除去
EA011523B1 (ru) Способ извлечения газоконденсатных жидкостей и устройство для его реализации
US10012433B2 (en) Method for ethane liquefaction with demethanization
EA012249B1 (ru) Установка и способ отделения газового конденсата из смесей углеводородов высокого давления
EA016149B1 (ru) Способ и устройство для выделения и разделения на фракции сырьевого потока смешанных углеводородов
US11408678B2 (en) Method and apparatus for separating hydrocarbons
RU2537480C2 (ru) Способ сжижения потока с высоким содержанием углеводородов
US3808826A (en) Refrigeration process
US7309417B2 (en) Treating of a crude containing natural gas
US20240300873A1 (en) System, apparatus, and method for hydrocarbon processing
EP2977430A1 (en) A hydrocarbon condensate stabilizer and a method for producing a stabilized hydrocarbon condenstate stream
RU2699155C2 (ru) Система и способ для разделения метана и азота различными вариантами
AU2009313087B2 (en) Method for removing nitrogen
US11650009B2 (en) System and method for separating methane and nitrogen with reduced horsepower demands
US20210131728A1 (en) Process and apparatus for separating hydrocarbon
AU2009313086A1 (en) Method for removing nitrogen