RU2524312C2 - Способ удаления азота - Google Patents

Способ удаления азота Download PDF

Info

Publication number
RU2524312C2
RU2524312C2 RU2011137412/06A RU2011137412A RU2524312C2 RU 2524312 C2 RU2524312 C2 RU 2524312C2 RU 2011137412/06 A RU2011137412/06 A RU 2011137412/06A RU 2011137412 A RU2011137412 A RU 2011137412A RU 2524312 C2 RU2524312 C2 RU 2524312C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fraction
nitrogen
separation
heat exchangers
temperature levels
Prior art date
Application number
RU2011137412/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011137412A (ru
Inventor
Райнер ЗАППЕР
Георг ШОПФЕР
Даниэль ГАРТЕ
Арндт-Эрик ШЕЛЬ
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 RU2011137412A publication Critical patent/RU2011137412A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2524312C2 publication Critical patent/RU2524312C2/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
    • F25J3/0209—Natural gas or substitute 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
    • 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
    • F25J2200/04—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
    • F25J2200/06—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system in a classical double column flow-sheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure 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
    • F25J2200/72—Refluxing the column with at least a part of the totally condensed overhead 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
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/78—Refluxing the column with a liquid stream originating from an upstream or downstream fractionator 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
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/42—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
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/62—Liquefied natural gas [LNG]; Natural gas liquids [NGL]; Liquefied petroleum gas [LPG]
    • 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
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being (a mixture of) hydrocarbons
    • 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
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/904—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by liquid or gaseous cryogen in an open 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
    • F25J2280/20—Control for stopping, deriming or defrosting after an emergency shut-down of the installation or for back up system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды. Исходная фракция частично конденсируется и ректификационным методом разделяется на фракцию с высоким содержанием азота и фракцию с высоким содержанием метана. В соответствии с изобретением во время прерывания подачи исходной фракции применяемая (применяемые) для ректификационного разделения разделительная колонна (разделительные колонны) (T1/T2), а также служащие для частичной конденсации (E1) исходной фракции и охлаждения и нагрева образующихся при ректификационном разделении технологических потоков теплообменники (E2) посредством одной или нескольких различных охлаждающих сред (6-11) удерживаются на уровнях температуры, которые по существу соответствуют уровням температуры во время нормального режима эксплуатации разделительной колонны (разделительных колонн) (T1/T2) и теплообменников (E1, E2). 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение касается способа удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды, при этом исходная фракция частично конденсируется и ректификационным методом разделяется на фракцию с высоким содержанием азота и фракцию с высоким содержанием метана.
Такого рода способ удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды, будет поясняться ниже на примере технологического процесса, изображенного на фиг.1.
По трубопроводу 1 подводится исходная фракция, содержащая в основном азот и углеводороды, которая, например, подается из предшествующей установки для получения сжиженного природного газа (установки LNG - СПГ). Она обладает предпочтительно давлением, превышающим 25 бар. При необходимости она была подвергнута предварительной обработке, такой как удаление серы, удаление двуокиси углерода, сушка и пр. В теплообменнике E1 посредством технологических потоков, о которых ниже еще будет сказано подробнее, она охлаждается и частично конденсируется. После клапана d частично сконденсированная исходная фракция подается затем по трубопроводу 1' в высоконапорную колонну T1.
Эта высоконапорная колонна T1 вместе с низконапорной колонной T2 образует две колонны T1/T2. Термическое взаимодействие разделительных колонн T1 и T2 осуществляется посредством конденсатора/кипятильника E3.
Из нижней части высоконапорной колонны T1 по трубопроводу 2 отводится жидкая фракция с высоким содержанием углеводородов, в теплообменнике E2 посредством технологических потоков, о которых ниже еще будет сказано подробнее, переохлаждается и затем через трубопровод 2' и расширительный клапан a подается в низконапорную колонну T2 в верхней области.
По трубопроводу 3 из верхней области колонны T1 для предварительного разделения отводится жидкая фракция с высоким содержанием азота. Частичный поток этой фракции по трубопроводу 3' в виде возвратного продукта подается в колонну T1 для предварительного разделения. Отведенная по трубопроводу 3 фракция с высоким содержанием азота в теплообменнике E2 переохлаждается и через трубопровод 3'' и расширительный клапан b подается в низконапорную колонну T2 выше точки подачи описанной выше фракции с высоким содержанием метана.
По трубопроводу 4 в головной части низконапорной колонны T2 отводится фракция с высоким содержанием азота. Содержание метана в ней составляет обычно менее 1 объемн. %. В теплообменниках E2 и E1 фракция с высоким содержанием азота затем подогревается и при необходимости перегревается, прежде чем она отводится по трубопроводу 4'' и сбрасывается в атмосферу или при необходимости используется в других целях.
По трубопроводу 5 из нижней части низконапорной колонны T2 отводится жидкая фракция с высоким содержанием метана, которая наряду с метаном включает в себя содержащиеся в исходной фракции высшие углеводороды. Содержание азота в ней составляет обычно менее 5 объемн. %. Фракция с высоким содержанием метана посредством насоса P доводится до наибольшего возможного давления - это давление составляет обычно от 5 до 15 бар. В теплообменнике E2 жидкая фракция с высоким содержанием метана подогревается и при необходимости частично выпаривается. По трубопроводу 5' она затем подается в теплообменник E1 и в нем полностью выпаривается и перегревается посредством подлежащей охлаждению исходной фракции.
Посредством компрессора V фракция с высоким содержанием метана затем сжимается до желаемого выпускного давления, которое в стандартном случае соответствует давлению исходной фракции в трубопроводе 1, и по трубопроводу 5'' выводится из технологического процесса.
Такого рода способы для удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды, осуществляются в т.н. устройствах для удаления азота (NRU, Nitrogen Rejection Unit). Удаление азота из смесей азот/углеводороды осуществляется всегда тогда, когда повышенное содержание азота препятствует применению смеси азот/углеводороды по назначению. Так, например, содержание азота превышает характерные составляющие более 5 молярных % спецификации систем трубопроводов природного газа, в которых транспортируется смесь азот/углеводороды. Эксплуатация газовых турбин также возможна только до определенного содержания азота в газообразном топливе.
Такие устройства для удаления азота, как правило, имеют конструкцию, аналогичную устройству для разделения воздуха с двумя колоннами, которое, например, описано с помощью фиг.1, в качестве центрального технологического узла, и в стандартном случае расположены в т.н. низкотемпературной камере (Cold Box).
В зависимости от области применения возможность использования устройства для удаления азота может иметь большое значение. Препятствием для высокой возможности использования является продолжительное время, которое необходимо для того, чтобы снова запустить в работу технологический процесс после прерывания подачи исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды (исходный газ устройства для удаления азота). Прерывания подачи исходного газа устройства для удаления азота могут возникать в зависимости от предшествующих технологических процессов или соответственно оборудования несколько раз в год, например вследствие выхода из строя предшествующего компрессора для исходного газа устройства для удаления азота или предшествующей установки СПГ/ГКЖ (NGL - газоконденсатных жидкостей). Кроме того, может произойти неисправность внутри устройства для удаления азота, при которой становится необходимым прерывание подачи исходного газа устройства для удаления азота.
В этой связи следует различать новый пуск в эксплуатацию из горячего состояния (Warm start-up, горячий пуск) и холодного состояния (Cold restart, холодный перезапуск). Горячий пуск требует сравнительно много времени, так как все оборудование снова должно быть охлаждено до низких температур и должны быть восстановлены уровни жидкости в технологическом процессе. Холодный перезапуск после сравнительно коротких перерывов в подаче исходного газа устройства для удаления азота - под ними следует понимать время прекращения подачи от нескольких минут до 24 ч - из холодного состояния может, напротив, осуществляться относительно быстро.
Во время простоя устройства для удаления азота из-за неизбежных потерь на изоляцию происходит нагрев разделительной колонны (разделительных колонн), а также теплообменников, трубопроводов и пр. По прошествии определенного времени подогрева, которое определяется размером оборудования и условиями окружающей среды, холодный перезапуск больше невозможен. Причиной этого являются неизбежно возникающие, недопустимые механические напряжения, которые возникают тогда, когда в (частично) подогретые теплообменники подаются холодные жидкости или газы из технологического процесса. Поэтому в таком случае устройство для удаления азота должно быть нагрето до температуры окружающей среды, прежде чем может быть осуществлен горячий пуск.
Поэтому в случае более продолжительных перерывов в подаче исходного газа устройства для удаления азота, которые могут быть обусловлены неисправностями оборудования или работами по техническому обслуживанию, устройство для удаления азота должно быть полностью нагрето, прежде чем может быть осуществлен горячий пуск, требующий много времени. Эта процедура при определенных обстоятельствах может продолжаться более одной недели. Это долгое время горячего пуска является потерянным производственным временем и поэтому может приводить к значительным финансовым потерям. Это происходит, в частности, тогда, когда устройство для удаления азота интегрировано в другое оборудование, производительность которого зависит от работоспособности устройства для удаления азота, например можно назвать установки СПГ с подготовкой газообразного топлива для газовых турбин с помощью устройства для удаления азота.
Задачей настоящего изобретения является указать такого рода способ удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды, который предотвратит описанные выше недостатки.
Для решения этой задачи предлагается такого рода способ удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды, отличающийся тем, что во время прерывания подачи исходной фракции применяемая (применяемые) для ректификационного разделения разделительная колонна (разделительные колонны), а также служащие для частичной конденсации исходной фракции и охлаждения и нагрева образующихся при ректификационном разделении технологических потоков теплообменники посредством одной или нескольких различных охлаждающих сред удерживаются на уровнях температуры, которые по существу соответствуют уровням температуры во время нормального режима эксплуатации разделительной колонны (разделительных колонн) и теплообменников.
Под последовательностью понятий «удерживать на уровне температуры, который по существу соответствует уровню температуры во время нормального режима эксплуатации» должен пониматься уровень температуры, который не более чем на 20 К отличается от того уровня температуры, который устанавливается во время нормального режима эксплуатации, и который гарантирует отсутствие возникновения недостатков, связанных с нагревом разделительной колонны (разделительных колонн) и/или теплообменников.
Другой предпочтительный вариант осуществления предлагаемого изобретением способа удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды, отличается тем, что в качестве охлаждающей среды применяется или соответственно будет применяться фракция с высоким содержанием углеводородов, предпочтительно сжиженный природный газ (СПГ), отпарной газ, жидкий и/или газообразный азот.
В соответствии с изобретением во время прерывания подачи исходной фракции теперь уже устройство для удаления азота удерживается в холодном состоянии за счет того, что при подаче одной или нескольких различных охлаждающих сред разделительная колонна (разделительные колонны), трубопроводы, насосы, теплообменники и пр. устройства для удаления азота охлаждаются на протяжении периода прерывания подачи.
Предлагаемый изобретением способ удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды, а также другие предпочтительные варианты его осуществления, которые являются предметами зависимых пунктов патентной формулы изобретения, ниже поясняются более подробно на примерах осуществления, изображенных на фиг. 2-4.
Далее при пояснении изображенных на фиг. 2-4 примеров осуществления подробно поясняются только отличия от изображенного на фиг. 1 осуществления способа.
При изображенном на фиг.2 осуществлении предлагаемого изобретением способа в две разделительные колонны T1/T2 во время прерывания подачи исходной фракции - клапаны c и d в трубопроводе 1 или соответственно 1' на протяжении этого периода времени закрыты - по трубопроводам 6-6''' подается надлежащая охлаждающая среда для охлаждения колонн T1 и T2, предпочтительно сжиженный природный газ (СПГ). На фиг. 2-4 не изображены регулировочные клапаны, которые должны быть предусмотрены в трубопроводах 6-6''', посредством которых возможно регулирование количеств охлаждающей среды.
Подача сжиженного природного газа по трубопроводам 6-6' в низконапорную колонну T2 при этом имеет особое значение, так как в случае нагрева этой колонны выпаренная в ней жидкость должна сбрасываться в атмосферу или соответственно в факельную систему. Если происходит нагрев высоконапорной колонны T1 и связанное с ним выпаривание содержащейся в ней жидкости, то образовавшийся газ снова конденсировался бы благодаря конденсатору E3. Эта обратная конденсация функционирует, однако, только до тех пор, пока в нижней части разделительной колонны T2 имеется достаточно большое количество холодной жидкости. Тем не менее, в случае продолжительного прерывания также необходима, а по меньшей мере целесообразна подача охлаждающей среды по трубопроводам 6'' и 6''' в колонну T1. В частности, неплотности на клапанах a и b при продолжительном времени простоев приводят к потерям жидкости в высоконапорной колоне T1.
По участкам трубопровода 7, 1 и 7' охлаждающая среда направляется через теплообменник E1. Эта охлаждающая среда должна иметь температуру, аналогичную той температуре, которую при нормальном режиме эксплуатации имеет исходная фракция, подаваемая по трубопроводу 1 в теплообменник E1. В качестве охлаждающей среды предпочтительным образом применяется горячий газообразный азот. После прохождения через теплообменник E1 азот по трубопроводу 7' сбрасывается в атмосферу.
Кроме того, по участкам трубопровода 8, 4' и 4'' охлаждающая среда направляется через теплообменники E2 и E1. Эта охлаждающая среда, которая предпочтительным образом представляет собой холодный газообразный азот, имеет температуру, аналогичную температуре потока с высоким содержанием азота, отводимого при нормальном режиме эксплуатации по трубопроводу 4. Подача охлаждающей среды или соответственно охлаждающих сред к теплообменникам E2 и E1 на практике должна осуществляться так, чтобы по возможности происходило полное одновременное охлаждение трубопроводов между теплообменниками и колоннами.
Посредством описанных выше потоков охлаждающей среды возможно поддержание профилей температуры колонн T1/T2, а также теплообменников E1/E2 на протяжении периода прерывания, так чтобы по окончании периода прерывания мог быть реализован быстрый повторный пуск технологического процесса разделения или соответственно устройства для удаления азота, без возникновения нежелательных термических напряжений в материалах колонн, теплообменников и пр.
В изображенном на фиг.3 варианте осуществления предлагаемого изобретением способа по участкам трубопровода 9, 5' и 9' другая охлаждающая среда направляется через теплообменники E2 и E1. При этом в качестве охлаждающей среды предпочтительно применяется холодный газообразный азот или сжиженный природный газ. Этот вариант осуществления дополнительно способствует удержанию в холодном состоянии технологического процесса разделения или соответственно устройства для удаления азота.
Другой предпочтительный вариант осуществления предлагаемого изобретением способа изображен на фиг.4. В этом варианте посредством трубопроводов 10 и 11 горячий газообразный азот и сжиженный природный газ смешиваются и подаются по трубопроводу 12 в участок 4 трубопровода, и по участкам 4' и 4'' трубопровода направляются через теплообменники E2 и E1. Подача другой охлаждающей среды по трубопроводу 9, которая была описана выше, может быть реализована опционально. Изображенный на фиг.4 вариант осуществления предлагаемого изобретением способа обладает тем преимуществом, что можно обойтись без часто затратного предоставления холодного азота.
Очевидно, что наряду с упомянутым сжиженным газом и азотом в качестве охлаждающих сред могут также применяться другие одно- или многокомпонентные, газообразные или жидкие среды. В случае интеграции технологического процесса разделения или соответственно устройства для удаления азота в установку СПГ или ГКЖ в качестве охлаждающей среды может также применяться образующийся отпарной газ.
Посредством осуществления предлагаемого изобретением способа теперь уже даже после продолжительных прерываний подачи исходного газа устройства для удаления азота может быть реализовано быстрое установление нормального режима эксплуатации, так как образующее устройство для удаления азота оборудование (разделительные колонны, теплообменники и пр.) посредством охлаждающей среды или сред могут удерживаться на уровнях температуры, которые по существу соответствуют уровням температуры во время нормального режима эксплуатации устройства для удаления азота.
Необходимые для предлагаемого изобретением способа дополнительные затраты на оборудование и технологию, включающие в себя предоставление необходимой охлаждающей среды или соответственно охлаждающих сред, являются сравнительно низкими, так что достигаемые с помощью предлагаемого изобретением способа преимущества, без сомнений, оправдывают эти дополнительные затраты.

Claims (2)

1. Способ удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды, при котором исходную фракцию частично конденсируют и ректификационным методом разделяют на фракцию с высоким содержанием азота и фракцию с высоким содержанием метана, отличающийся тем, что во время прерывания подачи исходной фракции применяемая (применяемые) для ректификационного разделения разделительная колонна (разделительные колонны) (T1/T2), а также служащие для частичной конденсации (E1) исходной фракции и охлаждения и нагрева образующихся при ректификационном разделении технологических потоков теплообменники (E2) посредством одной или нескольких различных охлаждающих сред (6-11) удерживаются на уровнях температуры, которые по существу соответствуют уровням температуры во время нормального режима эксплуатации разделительной колонны (разделительных колонн) (T1/T2) и теплообменников (E1, E2).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве охлаждающей среды (6-11) применяют фракцию с высоким содержанием углеводородов, предпочтительно сжиженный природный газ (СПГ), отпарной газ, жидкий и/или газообразный азот.
RU2011137412/06A 2009-02-10 2010-02-02 Способ удаления азота RU2524312C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009008229A DE102009008229A1 (de) 2009-02-10 2009-02-10 Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff
DE102009008229.8 2009-02-10
PCT/EP2010/000615 WO2010091805A2 (de) 2009-02-10 2010-02-02 Verfahren zum abtrennen von stickstoff

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011137412A RU2011137412A (ru) 2013-03-20
RU2524312C2 true RU2524312C2 (ru) 2014-07-27

Family

ID=42317491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011137412/06A RU2524312C2 (ru) 2009-02-10 2010-02-02 Способ удаления азота

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8435403B2 (ru)
AU (1) AU2010213189B2 (ru)
DE (1) DE102009008229A1 (ru)
MX (1) MX2011007887A (ru)
NO (1) NO20111226A1 (ru)
RU (1) RU2524312C2 (ru)
WO (1) WO2010091805A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690508C2 (ru) * 2015-03-31 2019-06-04 Линде Акциенгезельшафт Способ удаления азота из обогащенной углеводородом фракции

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009036366A1 (de) 2009-08-06 2011-02-10 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff
FR2971331B1 (fr) 2011-02-09 2017-12-22 L'air Liquide Sa Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede et appareil de separation cryogenique d'un debit riche en methane
US9487458B2 (en) 2014-02-28 2016-11-08 Fluor Corporation Configurations and methods for nitrogen rejection, LNG and NGL production from high nitrogen feed gases
TWI641789B (zh) 2015-07-10 2018-11-21 艾克頌美孚上游研究公司 使用液化天然氣製造液化氮氣之系統與方法
TWI606221B (zh) 2015-07-15 2017-11-21 艾克頌美孚上游研究公司 一倂移除溫室氣體之液化天然氣的生產系統和方法
TWI608206B (zh) 2015-07-15 2017-12-11 艾克頌美孚上游研究公司 藉由預冷卻天然氣供給流以增加效率的液化天然氣（ｌｎｇ）生產系統
EP3390941A1 (en) 2015-12-14 2018-10-24 Exxonmobil Upstream Research Company Method and system for separating nitrogen from liquefied natural gas using liquefied nitrogen
CN108291767B (zh) 2015-12-14 2021-02-19 埃克森美孚上游研究公司 在储存液氮的lng运输工具上的天然气液化的方法
US20170167785A1 (en) * 2015-12-14 2017-06-15 Fritz Pierre, JR. Expander-Based LNG Production Processes Enhanced With Liquid Nitrogen
US10663115B2 (en) 2017-02-24 2020-05-26 Exxonmobil Upstream Research Company Method of purging a dual purpose LNG/LIN storage tank
JP7150063B2 (ja) 2018-06-07 2022-10-07 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー 高圧圧縮および膨張による天然ガスの前処理および前冷却
CA3109351C (en) 2018-08-14 2023-10-10 Exxonmobil Upstream Research Company Conserving mixed refrigerant in natural gas liquefaction facilities
CA3109750A1 (en) 2018-08-22 2020-02-27 Exxonmobil Upstream Research Company Heat exchanger configuration for a high pressure expander process and a method of natural gas liquefaction using the same
CA3109918C (en) 2018-08-22 2023-05-16 Exxonmobil Upstream Research Company Managing make-up gas composition variation for a high pressure expander process
JP7179155B2 (ja) 2018-08-22 2022-11-28 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー 高圧エキスパンダプロセスのための一次ループ始動方法
WO2020106394A1 (en) 2018-11-20 2020-05-28 Exxonmobil Upstream Research Company Poly refrigerated integrated cycle operation using solid-tolerant heat exchangers
US11215410B2 (en) 2018-11-20 2022-01-04 Exxonmobil Upstream Research Company Methods and apparatus for improving multi-plate scraped heat exchangers
WO2020159671A1 (en) 2019-01-30 2020-08-06 Exxonmobil Upstream Research Company Methods for removal of moisture from lng refrigerant
US11668524B2 (en) 2019-01-30 2023-06-06 Exxonmobil Upstream Research Company Methods for removal of moisture from LNG refrigerant
US11686528B2 (en) 2019-04-23 2023-06-27 Chart Energy & Chemicals, Inc. Single column nitrogen rejection unit with side draw heat pump reflux system and method
US11465093B2 (en) 2019-08-19 2022-10-11 Exxonmobil Upstream Research Company Compliant composite heat exchangers
US20210063083A1 (en) 2019-08-29 2021-03-04 Exxonmobil Upstream Research Company Liquefaction of Production Gas
US11806639B2 (en) 2019-09-19 2023-11-07 ExxonMobil Technology and Engineering Company Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
JP7326484B2 (ja) 2019-09-19 2023-08-15 エクソンモービル・テクノロジー・アンド・エンジニアリング・カンパニー 高圧圧縮及び膨張による天然ガスの前処理及び予冷
WO2021055074A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Exxonmobil Upstream Research Company Removal of acid gases from a gas stream, with o2 enrichment for acid gas capture and sequestration
JP2022548529A (ja) 2019-09-24 2022-11-21 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Ｌｎｇ及び液体窒素のための船舶又は浮遊貯蔵ユニット上の両用極低温タンクのための貨物ストリッピング機能

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU93050179A (ru) * 1991-10-23 1996-04-10 Акитэн Протюксьон Способ удаления азота из метаносодержащей сжиженной смеси углеводородов
RU2265778C1 (ru) * 2004-04-30 2005-12-10 Савинов Михаил Юрьевич Способ очистки и разделения смеси ректификацией

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5125934A (en) * 1990-09-28 1992-06-30 The Boc Group, Inc. Argon recovery from argon-oxygen-decarburization process waste gases
US5220797A (en) * 1990-09-28 1993-06-22 The Boc Group, Inc. Argon recovery from argon-oxygen-decarburization process waste gases
US5233839A (en) * 1991-03-13 1993-08-10 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for operating a heat exchanger
FR2682964B1 (fr) * 1991-10-23 1994-08-05 Elf Aquitaine Procede de deazotation d'un melange liquefie d'hydrocarbures consistant principalement en methane.
DE4135302A1 (de) 1991-10-25 1993-04-29 Linde Ag Anlage zur tieftemperaturzerlegung von luft
JP3373013B2 (ja) * 1993-11-16 2003-02-04 日本エア・リキード株式会社 窒素ガス製造装置
DE19919932A1 (de) * 1999-04-30 2000-11-02 Linde Ag Verfahren zum Gewinnen einer Reinmethanfraktion
FR2825119B1 (fr) * 2001-05-23 2003-07-25 Air Liquide Procede et installation d'alimentation d'une unite de separation d'air au moyen d'une turbine a gaz
GB0116977D0 (en) * 2001-07-11 2001-09-05 Boc Group Plc Nitrogen rejection method and apparatus
GB0220791D0 (en) * 2002-09-06 2002-10-16 Boc Group Plc Nitrogen rejection method and apparatus
GB0226983D0 (en) * 2002-11-19 2002-12-24 Boc Group Plc Nitrogen rejection method and apparatus
CN1980879B (zh) * 2004-07-01 2011-03-02 巴斯福股份公司 由丙烷生产丙烯醛、丙烯酸或其混合物的方法
US7552599B2 (en) * 2006-04-05 2009-06-30 Air Products And Chemicals, Inc. Air separation process utilizing refrigeration extracted from LNG for production of liquid oxygen
DE102010020282A1 (de) * 2010-05-12 2011-11-17 Linde Aktiengesellschaft Stickstoff-Abtrennung aus Erdgas

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU93050179A (ru) * 1991-10-23 1996-04-10 Акитэн Протюксьон Способ удаления азота из метаносодержащей сжиженной смеси углеводородов
RU2265778C1 (ru) * 2004-04-30 2005-12-10 Савинов Михаил Юрьевич Способ очистки и разделения смеси ректификацией

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690508C2 (ru) * 2015-03-31 2019-06-04 Линде Акциенгезельшафт Способ удаления азота из обогащенной углеводородом фракции

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010091805A2 (de) 2010-08-19
MX2011007887A (es) 2011-08-15
DE102009008229A1 (de) 2010-08-12
NO20111226A1 (no) 2011-09-09
US8435403B2 (en) 2013-05-07
AU2010213189B2 (en) 2016-01-14
US20120041248A1 (en) 2012-02-16
AU2010213189A1 (en) 2011-08-18
RU2011137412A (ru) 2013-03-20
WO2010091805A3 (de) 2013-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2524312C2 (ru) Способ удаления азота
RU2723471C2 (ru) Способ изъятия хладагента из системы для сжижения природного газа, способ изменения объема производства сжиженного или переохлажденного природного газа в системе для сжижения природного газа, система для сжижения природного газа
RU2554736C2 (ru) Способ очистки многофазного углеводородного потока и предназначенная для этого установка
CA1097564A (en) Process for the recovery of ethane and heavier hydrocarbon components from methane-rich gases
RU2557945C2 (ru) Способ для сжижения топочного газа от сжигательных установок
US9316434B2 (en) Process for producing liquid and gaseous nitrogen streams, a gaseous stream which is rich in helium and a denitrided stream of hydrocarbons and associated installation
RU2753698C2 (ru) Переработка углеводородного газа
US8075245B2 (en) Removal of moisture from process gas
EA012249B1 (ru) Установка и способ отделения газового конденсата из смесей углеводородов высокого давления
JP2018530726A (ja) 液化天然ガス製造プロセス
RU119631U1 (ru) Установка для промысловой подготовки газового конденсата с большим содержанием тяжелых углеводородов
RU2500453C1 (ru) Способ промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей с большим содержанием тяжелых углеводородов и установка для его осуществления
RU2738815C2 (ru) Переработка углеводородного газа
US10288347B2 (en) Method of removing carbon dioxide during liquid natural gas production from natural gas at gas pressure letdown stations
US20170131026A1 (en) Method and system for producing a pressurized and at least partially condensed mixture of hydrocarbons
US11402154B1 (en) Fuel gas conditioning
NO20111247A1 (no) Fremgangsmate for fjerning av nitrogen
RU2514804C2 (ru) Способ удаления азота
US11884621B2 (en) System, apparatus, and method for hydrocarbon processing
US20090293537A1 (en) NGL Extraction From Natural Gas
RU2750719C2 (ru) Переработка углеводородного газа
RU2537326C2 (ru) Способ удаления азота
CA2935708A1 (en) A method to recover and process methane and condensates from flare gas systems
US20190049178A1 (en) Method for de-icing a device for separating air by cryogenic distillation and device adapted to be de-iced using this method
US20220370953A1 (en) Method to dry a hydrocarbon gas stream