RU2622212C2 - Method and device for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition - Google Patents
Method and device for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622212C2 RU2622212C2 RU2014128650A RU2014128650A RU2622212C2 RU 2622212 C2 RU2622212 C2 RU 2622212C2 RU 2014128650 A RU2014128650 A RU 2014128650A RU 2014128650 A RU2014128650 A RU 2014128650A RU 2622212 C2 RU2622212 C2 RU 2622212C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- steam
- stream
- line
- liquid
- Prior art date
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 478
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 239
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 160
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 159
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 144
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 126
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 148
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 142
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 98
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 106
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 96
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 39
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 26
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 23
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 21
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 18
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 12
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 11
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 9
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 7
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 53
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 18
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 17
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 12
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 10
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 8
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical class CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical class CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 235000013844 butane Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
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
- 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"
- F25J1/004—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 flash gas recovery
-
- 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
- F25J1/003—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
- F25J1/0047—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 an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0052—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 an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
-
- 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
- F25J1/0047—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 an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0052—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 an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
- F25J1/0055—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 an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream originating from an incorporated cascade
-
- 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
- F25J1/0211—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 using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0214—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 using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
-
- 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
- F25J1/0211—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 using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0214—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 using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
- F25J1/0215—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 using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle
- F25J1/0216—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 using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle using a C3 pre-cooling cycle
-
- 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
- F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
- F25J1/0235—Heat exchange integration
- F25J1/0237—Heat exchange integration integrating refrigeration provided for liquefaction and purification/treatment of the gas to be liquefied, e.g. heavy hydrocarbon removal from 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
- F25J1/02—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
- F25J1/0244—Operation; Control and regulation; Instrumentation
- F25J1/0254—Operation; Control and regulation; Instrumentation controlling particular process parameter, e.g. pressure, temperature
- F25J1/0255—Operation; Control and regulation; Instrumentation controlling particular process parameter, e.g. pressure, temperature controlling the composition of the feed or liquefied gas, e.g. to achieve a particular heating value of 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
- F25J1/02—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
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/0281—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
- F25J1/0284—Electrical motor as the prime mechanical driver
-
- 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
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/0292—Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant 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
- F25J3/0204—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
- F25J2200/02—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
- F25J2200/50—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
- F25J2200/74—Refluxing the column with at least a part of the partially 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
- 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
-
- 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
- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being hydrocarbons or 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
- 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
- F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
-
- 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
- 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
- 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
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)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для удаления азота из криогенной углеводородной композиции.The present invention relates to a method and apparatus for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition.
Сжиженный природный газ (СПГ) является экономически важным примером такой криогенной углеводородной композиции. Природный газ является полезным источником топлива, а также источником различных углеводородных соединений. Сжижение природного газа в установке для сжижения природного газа у источника потока природного газа или рядом с ним часто желательно по ряду причин. Например, природный газ можно легче хранить и транспортировать на большие расстояния в виде жидкости, а не в газообразном виде, поскольку он будет занимать меньший объем и не потребует хранения под высоким давлением.Liquefied natural gas (LNG) is an economically important example of such a cryogenic hydrocarbon composition. Natural gas is a useful source of fuel, as well as a source of various hydrocarbon compounds. The liquefaction of natural gas in a natural gas liquefaction plant at or near a source of a natural gas stream is often desirable for a number of reasons. For example, natural gas can be more easily stored and transported over long distances in the form of a liquid, rather than in a gaseous form, since it will occupy a smaller volume and will not require storage under high pressure.
В WO 2011/009832 описан способ обработки многофазного углеводородного потока, полученного из природного газа, в котором более низкокипящие компоненты, такие как азот, отделяют от многофазного углеводородного потока для получения потока сжиженного природного газа с более низким содержанием таких более низкокипящих компонентов. Применяется два последовательных газожидкостных сепаратора, работающих при различных давлениях. Многофазный углеводородный поток подают в первый газожидкостный сепаратор при первом давлении. Кубовый поток из первого газожидкостного сепаратора поступает во второй газожидкостный сепаратор, который обеспечивает пар при втором давлении, которое ниже, чем первое давление. Пар сжимают в компрессоре головного потока, и возвращают к первому газожидкостному сепаратору в качестве потока десорбирующего пара.WO 2011/009832 describes a method for treating a multiphase hydrocarbon stream obtained from natural gas, in which lower boiling components, such as nitrogen, are separated from the multiphase hydrocarbon stream to produce a liquefied natural gas stream with a lower content of such lower boiling components. Two sequential gas-liquid separators operating at different pressures are used. A multiphase hydrocarbon stream is fed into the first gas-liquid separator at a first pressure. The bottoms stream from the first gas-liquid separator enters the second gas-liquid separator, which provides steam at a second pressure that is lower than the first pressure. The steam is compressed in the head stream compressor, and returned to the first gas-liquid separator as a stripping steam stream.
Недостаток способа и устройства, описанного в WO 2011/009832, заключается в том, что требуется два больших газожидкостных сепаратора.The disadvantage of the method and device described in WO 2011/009832 is that two large gas-liquid separators are required.
Настоящее изобретение предлагает способ удаления азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу, который включает:The present invention provides a method for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase, which comprises:
- обеспечение криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу;- providing a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase;
- подачу первого потока сырья десорбера азота при давлении десорбции в колонну десорбции азота, содержащую по меньшей мере одну внутреннюю десорбционную секцию, расположенную внутри колонны десорбции азота, причем указанный первый поток сырья десорбера азота содержит первую часть указанной криогенной углеводородной композиции;- supplying a first stream of nitrogen stripper feed at a stripping pressure to a nitrogen stripping column containing at least one internal stripping section located inside the nitrogen stripping column, said first nitrogen stripping feed stream comprising a first portion of said cryogenic hydrocarbon composition;
- отведение обедненной азотом жидкости из области сборника колонны десорбции азота, расположенной под десорбционной секцией;- removal of nitrogen-depleted liquid from the region of the collection of the nitrogen desorption column located under the desorption section;
- получение по меньшей мере потока жидкого углеводородного продукта и технологического пара из обедненной азотом жидкости, включающее по меньшей мере стадию сброса давления обедненной азотом жидкости до давления мгновенного испарения, которое ниже, чем давление десорбции;- obtaining at least a stream of liquid hydrocarbon product and process steam from a nitrogen-depleted liquid, comprising at least a step of depressurizing the nitrogen-depleted liquid to an instantaneous vapor pressure that is lower than the desorption pressure;
- сжатие указанного технологического пара до по меньшей мере давления десорбции, тем самым получая сжатый пар;- compressing said process steam to at least a desorption pressure, thereby obtaining compressed steam;
- пропускание потока десорбирующего пара в указанную колонну десорбции азота на уровне, находящемся ниже по вертикали от указанной десорбционной секции, причем указанный поток десорбирующего пара содержит по меньшей мере десорбирующую часть указанного сжатого пара;- passing a stream of stripping steam into said nitrogen stripping column at a level lower down from said stripping section, said stream of stripping steam containing at least a stripping portion of said compressed steam;
- отведение паровой фракции, содержащей отводимую фракцию пара головного погона, полученную из головной части указанной колонны десорбции азота, в виде отходящего газа;- the allocation of the vapor fraction containing the withdrawn fraction of the steam overhead obtained from the head of the specified column desorption of nitrogen, in the form of exhaust gas;
- деление потока криогенной углеводородной композиции на указанную первую часть и вторую часть, имеющую тот же самый состав и фазу, что и первая часть;- dividing the cryogenic hydrocarbon composition stream into said first part and second part having the same composition and phase as the first part;
- сброс давления второй части до указанного давления мгновенного испарения;- pressure relief of the second part to the specified pressure instantaneous evaporation;
- подачу второй части в по меньшей мере один поток из группы, состоящей из: обедненной азотом жидкости, жидкого углеводородного продукта и технологического пара; причем от указанного деления потока до указанной подачи второй части, вторая часть обходит указанную колонну десорбции азота.- supplying the second part to at least one stream from the group consisting of: a nitrogen-depleted liquid, a liquid hydrocarbon product, and process steam; moreover, from the specified division of the flow to the specified feed of the second part, the second part bypasses the specified column of nitrogen desorption.
В другом аспекте настоящее изобретение предлагает устройство для удаления азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу, которая содержит:In another aspect, the present invention provides a device for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase, which contains:
- линию подачи криогенного сырья, соединенную с источником криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу;- a cryogenic feed line connected to a source of a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase;
- колонну десорбции азота, находящуюся в сообщении по текучей среде с линией подачи криогенного сырья, причем указанная колонна десорбции азота содержит по меньшей мере одну внутреннюю десорбционную секцию, расположенную внутри колонны десорбции азота;- a nitrogen desorption column in fluid communication with the cryogenic feed line, said nitrogen desorption column comprising at least one internal desorption section located inside the nitrogen desorption column;
- линию отведения пара головного погона, сообщающуюся с колонной десорбции азота через головную область внутри колонны десорбции азота;- a steam discharge line of the overhead steam, communicating with the nitrogen desorption column through the head region inside the nitrogen desorption column;
- линию отведения обедненной азотом жидкости, сообщающуюся с областью сборника, расположенной внутри колонны десорбции азота ниже по вертикали от десорбционной секции;- the discharge line of a nitrogen-depleted liquid in communication with the collection area located inside the nitrogen desorption column downward from the desorption section;
- промежуточное устройство сброса давления в линии отведения обедненной азотом жидкости, находящееся в сообщении по текучей среде с колонной десорбции азота, выполненное с возможностью принимать обедненную азотом жидкость из области сборника колонны десорбции азота и сбрасывать давление обедненной азотом жидкости, причем указанное промежуточное устройство сброса давления находится на границе раздела между стороной давления десорбции, включающей колонну десорбции азота, и стороной давления мгновенного испарения;- an intermediate pressure relief device in the discharge line of a nitrogen-depleted liquid in fluid communication with a nitrogen desorption column configured to receive a nitrogen-depleted liquid from an area of the collector of a nitrogen desorption column and relieve pressure of a nitrogen-depleted liquid, said intermediate pressure relief device being located at the interface between the desorption pressure side including the nitrogen desorption column and the flash side;
- линию жидкого углеводородного продукта, расположенную на стороне давления мгновенного испарения для отведения потока жидкого углеводородного продукта, полученного из обедненной азотом жидкости;- a line of liquid hydrocarbon product located on the pressure side of instantaneous evaporation to divert a stream of liquid hydrocarbon product obtained from a nitrogen-depleted liquid;
- линию технологического пара, расположенную на стороне давления мгновенного испарения, для приема технологического пара, полученного из обедненной азотом жидкости;- a process steam line located on the pressure side of flash flash to receive process steam obtained from a nitrogen-depleted liquid;
- технологический компрессор, расположенный в линии технологического пара, выполненный с возможностью приема технологического пара и сжатия технологического пара для создания сжатого пара на выпускном отверстии технологического компрессора, причем указанный технологический компрессор находится на указанной границе раздела между стороной давления десорбции и стороной давления мгновенного испарения;- a process compressor located in the line of process steam configured to receive process steam and compress process steam to create compressed steam at the outlet of the process compressor, said process compressor being at a specified interface between the desorption pressure side and the flash side;
- линию десорбирующего пара, находящуюся в сообщении по текучей среде с колонной десорбции азота на уровне, расположенном ниже по вертикали от десорбционной секции, и выполненную с возможностью приема по меньшей мере десорбирующей части указанного сжатого пара из технологического компрессора;- a line of stripping steam in fluid communication with the nitrogen stripping column at a level lower down from the stripping section and configured to receive at least the stripping portion of said compressed steam from the process compressor;
- делитель исходного потока, расположенный в линии подачи криогенного сырья, выполненный с возможностью деления криогенной углеводородной композиции на первую часть и вторую часть, имеющую тот же самый состав и фазу, что и первая часть;- a feed stream divider located in the cryogenic feed line, configured to divide the cryogenic hydrocarbon composition into a first part and a second part having the same composition and phase as the first part;
- первую линию подачи сырья для транспортировки первой части от делителя исходного потока в колонну десорбции азота;- a first feed line for transporting a first portion from a feed stream divider to a nitrogen desorption column;
- вторую линию подачи сырья для транспортировки второй части от делителя исходного потока в по меньшей мере одну линию из группы, состоящей из: линии обедненной азотом жидкости, линии жидкого углеводородного продукта и линии технологического пара, причем указанная вторая линия подачи сырья обходит колонну десорбции азота.- a second feed line for transporting a second part from the feed stream divider to at least one line from the group consisting of: a line of a nitrogen-depleted liquid, a line of a liquid hydrocarbon product, and a process steam line, said second feed line bypassing a nitrogen desorption column.
В дальнейшем в этом документе изобретение будет дополнительно проиллюстрировано с помощью примеров и со ссылкой на чертежи, в которых:Further in this document, the invention will be further illustrated by way of examples and with reference to the drawings, in which:
на фиг. 1 схематически представлена принципиальная схема технологического процесса, представляющая способ и устройство, включающие вариант осуществления изобретения; иin FIG. 1 is a schematic flow diagram of a process representing a method and apparatus including an embodiment of the invention; and
на фиг. 2 схематически представлена принципиальная схема технологического процесса, представляющая способ и устройство, включающие другой вариант осуществления изобретения.in FIG. 2 is a schematic flow diagram of a process representing a method and apparatus including another embodiment of the invention.
На этих фигурах одинаковые ссылочные позиции будут использоваться для обозначения тех же самых или аналогичных частей. Кроме того, одна ссылочная позиция будет использоваться для обозначения канала или линии, а также потока, транспортируемого по этой линии.In these figures, the same reference numerals will be used to mean the same or similar parts. In addition, one reference position will be used to designate a channel or line, as well as a stream transported along that line.
Настоящее изобретение относится к удалению азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу. Криогенную углеводородную композицию делят на первую часть и вторую часть, имеющую тот же самый состав и фазу, что и первая часть. Первую часть подают в колонну десорбции азота, работающую при давлении десорбции, из которой отводят обедненную азотом жидкость. Вторую часть подают в обедненную азотом жидкость или в поток жидкого углеводородного продукта или в технологический пар, которые получают из обедненной азотом жидкости при осуществлении по меньшей мере стадии сброса давления обедненной азотом жидкости до давления мгновенного испарения, которое ниже, чем давление десорбции. Поток десорбирующего пара подают в колонну десорбции азота, причем поток десорбирующего пара содержит по меньшей мере десорбирующую часть технологического пара после его сжатия.The present invention relates to the removal of nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase. The cryogenic hydrocarbon composition is divided into the first part and the second part having the same composition and phase as the first part. The first part is fed to a nitrogen desorption column operating at a desorption pressure, from which a nitrogen-depleted liquid is withdrawn. The second part is fed to a nitrogen-depleted liquid or to a liquid hydrocarbon product stream or to process steam, which are obtained from a nitrogen-depleted liquid by performing at least the stage of depressurizing the nitrogen-depleted liquid to an instantaneous vapor pressure that is lower than the desorption pressure. The stripping steam stream is fed to a nitrogen stripping column, the stripping steam stream containing at least a stripping portion of the process steam after being compressed.
Вторая часть обходит колонну десорбции азота между делением потока и подачей второй части в обедненную азотом жидкость и/или поток жидкого углеводородного продукта и/или технологический пар.The second part bypasses the nitrogen desorption column between dividing the stream and feeding the second part to a nitrogen-depleted liquid and / or liquid hydrocarbon product stream and / or process steam.
При этом нагрузка по жидкости колонны десорбции азота снижено по сравнению с тем случаем, когда вся подача криогенной углеводородной композиции подается в колонну десорбции азота, при этом одновременно достаточное количество жидкости может сохраняться в колонне десорбции азота, чтобы способствовать эффективной десорбции, используя поток десорбирующего пара. Следовательно, колонна десорбции азота может быть выполнена меньшей по размерам, чем в случае, описанном в WO 2011/009832, в котором первый газожидкостный сепаратор принимает весь многофазный углеводородный поток, который должен быть обработан.In this case, the liquid load of the nitrogen desorption column is reduced compared to the case when the entire supply of the cryogenic hydrocarbon composition is supplied to the nitrogen desorption column, while at the same time a sufficient amount of liquid can be stored in the nitrogen desorption column to facilitate effective desorption using a stream of desorption steam. Therefore, the nitrogen desorption column can be made smaller than in the case described in WO 2011/009832, in which the first gas-liquid separator receives the entire multiphase hydrocarbon stream to be processed.
С помощью предлагаемого в настоящем изобретении решения количество азота, остающееся в полученном потоке жидкого углеводородного продукта, может поддерживаться ниже определенного максимального нормативного содержания по азоту, при этом не вся криогенная углеводородная композиция проходит через колонну десорбции азота. Поток жидкого углеводородного продукта может храниться и транспортироваться при его криогенной температуре и приблизительно атмосферном давлении.Using the solution of the present invention, the amount of nitrogen remaining in the resulting liquid hydrocarbon product stream can be kept below a certain maximum standard nitrogen content, with not all cryogenic hydrocarbon composition passing through the nitrogen desorption column. The liquid hydrocarbon product stream can be stored and transported at its cryogenic temperature and approximately atmospheric pressure.
Предлагаемое решение также приводит к образованию отходящего газа, состоящего из паровой фракции, содержащей отводимую фракцию пара головного погона, полученную из головной части колонны десорбции азота. Паровая фракция может содержать значительное количество азота, возможно, от 50 мол.% до 95 мол.% азота. Однако, данная паровая фракция может еще использоваться в качестве потока топливного газа, предпочтительно при давлении топливного газа, не превышающем давление десорбции.The proposed solution also leads to the formation of an exhaust gas consisting of a vapor fraction containing a vented overhead vapor fraction obtained from the head of a nitrogen desorption column. The vapor fraction may contain a significant amount of nitrogen, possibly from 50 mol% to 95 mol% of nitrogen. However, this vapor fraction can still be used as a fuel gas stream, preferably at a fuel gas pressure not exceeding the desorption pressure.
Предпочтительно отходящий газ потребляется при давлении топливного газа, не превышающем давления десорбции. При этом можно избежать необходимости в специальном компрессоре топливного газа. Кроме того, с помощью выбора давления десорбции, при давлении, превышающем давление топливного газа, любое сжатие, примененное к технологическому пару, имеет дополнительное связанное преимущество, такое как добавление энтальпии технологическому пару, которое позволяет использовать его в качестве десорбирующего пара.Preferably, the off-gas is consumed at a fuel gas pressure not exceeding the stripping pressure. This eliminates the need for a special fuel gas compressor. In addition, by selecting a desorption pressure at a pressure higher than the fuel gas pressure, any compression applied to the process steam has an additional related advantage, such as adding enthalpy to the process steam, which allows it to be used as a stripping steam.
Предполагается, что предлагаемые в настоящем изобретении способ и устройство являются наиболее выгодными, когда криогенная углеводородная композиция содержит от 1,5 мол.%, предпочтительно от 1,8 мол.% до 5 мол.% азота. Существующие альтернативные подходы также могут адекватно работать, когда содержание азота ниже примерно 1,8 мол.% и/или ниже примерно 1,5 мол.%.It is believed that the method and apparatus of the present invention are most advantageous when the cryogenic hydrocarbon composition contains from 1.5 mol%, preferably from 1.8 mol% to 5 mol% of nitrogen. Existing alternative approaches may also work adequately when the nitrogen content is below about 1.8 mol% and / or below about 1.5 mol%.
Предлагаемый способ и устройство особенно подходят для использования в сочетании с системой сжижения углеводородов, такой как система сжижения природного газа, для того, чтобы удалять азот из неочищенного сжиженного продукта, который образуется в системе сжижения углеводородов. Обнаружено, что даже когда неочищенный сжиженный продукт (или криогенная углеводородная композиция) содержит достаточно высокое количество азота, от 1 мол.% (или от примерно 1 мол.%) до 5 мол.% (или до примерно 5 мол.%), образующийся в результате жидкий углеводородный продукт может соответствовать содержанию азота, находящемуся в пределах нормативов от 0,5 до 1 мол.% азота. Остальная часть азота отводится как часть паровой фракции в отходящем газе, вместе с регулируемым количеством метана.The proposed method and device is particularly suitable for use in combination with a hydrocarbon liquefaction system, such as a natural gas liquefaction system, in order to remove nitrogen from the crude liquefied product that is formed in the hydrocarbon liquefaction system. It was found that even when the crude liquefied product (or cryogenic hydrocarbon composition) contains a sufficiently high amount of nitrogen, from 1 mol.% (Or from about 1 mol.%) To 5 mol.% (Or up to about 5 mol.%) Formed as a result, the liquid hydrocarbon product may correspond to a nitrogen content that is within the range of standards from 0.5 to 1 mol.% nitrogen. The rest of the nitrogen is discharged as part of the vapor fraction in the exhaust gas, together with a controlled amount of methane.
На фигуре 1 представлено устройство, включающее вариант осуществления изобретения. Линия 8 подачи криогенного сырья находится в сообщении по текучей среде с колонной 20 десорбции азота через первую впускную систему 21.The figure 1 shows a device comprising an embodiment of the invention. The
Выше по потоку от линии 8 подачи криогенного сырья может быть предусмотрена система 100 сжижения. Система 100 сжижения функционирует в качестве источника криогенной углеводородной композиции. Система 100 сжижения находится в сообщении по текучей среде с линией 8 подачи криогенного сырья через основную систему 5 сброса давления, которая сообщается с системой 100 сжижения через линию 1 неочищенного сжиженного продукта. В показанном варианте осуществления основная система 5 сброса давления состоит из динамического устройства, такого как турбодетандер 6, и статического устройства, такого как клапан 7 Джоуля-Томсона, но возможны и другие варианты.Upstream of the
Первая линия 10 подачи сырья соединяет линию 8 подачи криогенного сырья с первой впускной системой 21 колонны 20 десорбции азота через делитель 9 исходного потока, расположенный между линией 8 подачи криогенного сырья и первой линией 10 подачи сырья.The
Вторая линия 11 подачи сырья соединена с ее расположенной выше по ходу потока стороны с делителем 9 исходного потока. Данная вторая линия 11 подачи сырья обходит колонну 20 десорбции азота, как будет дополнительно объяснено ниже. Делитель 9 исходного потока выполнен с возможностью деления криогенной углеводородной композиции, которая проходит по линии 8 подачи криогенного сырья, на первую часть, которая поступает в первую линию 10 подачи сырья, и вторую часть, которая поступает во вторую линию 11 подачи сырья. Преимущество второй линии 11 подачи сырья и делителя 9 исходного потока заключается в том, что колонна 20 десорбции азота может быть меньше по размерам, чем в случае, когда линия 8 подачи криогенного сырья и первая линия 10 подачи сырья были бы непосредственно соединены без делителя, в результате чего вся криогенная углеводородная композиция поступала бы в колонну десорбции азота 20 через первую впускную систему 21.The
Регулирующий клапан 15 обходящего потока расположен во второй линии 11 подачи сырья. Регулирующий клапан обходящего потока функционально связан с регулятором FC потока, предусмотренным в первой линии 10 подачи сырья. Регулятор FC потока выполнен с возможностью поддерживать расход указанной первой части через первую линию 10 подачи сырья на заданном целевом уровне расхода, регулируя отношение деления на первую и вторую части криогенной углеводородной композиции, протекающей через линию 8 подачи криогенного сырья.The bypass
Колонна 20 десорбции азота содержит внутреннюю десорбционную секцию 24, расположенную внутри колонны 20 десорбции азота. Линия 30 отведения пара головного погона сообщается с колонной 20 десорбции азота через головную часть 26 внутри колонны 20 десорбции азота. Линия 40 отведения обедненной азотом жидкости сообщается с колонной 20 десорбции азота через область 28 сборника внутри колонны 20 десорбции азота, расположенную ниже по вертикали от десорбционной секции 24.The
Колонна 20 десорбции азота может содержать средство усиления контакта пар/жидкость для усиления разделения компонентов и отвода азота. В зависимости от допустимого количества азота в обедненной азотом жидкости и количества азота в линии 8 подачи криогенного сырья, в общей сложности может быть необходимо от 2 до 8 теоретических ступеней. В одном конкретном варианте осуществления требовалось 4 теоретических ступени. Такое средство усиления контакта может быть предусмотрено в виде тарелок и/или насадки, в виде или структурированной или неструктурированной насадки. По меньшей мере часть средства усиления контакта пар/жидкость соответственно образует часть внутренней десорбционной секции 24.The
Промежуточное устройство 45 сброса давления расположено в линии 40 отведения обедненной азотом жидкости, и, таким образом, сообщается по текучей среде с колонной 20 десорбции азота. Промежуточное устройство 45 сброса давления функционально соединено с регулятором LC уровня, который взаимодействует с областью 28 сборника колонны 20 десорбции азота.An intermediate
Промежуточное устройство 45 сброса давления находится на границе раздела между стороной давления десорбции, включающей колонну 20 десорбции азота, и стороной давления мгновенного испарения. Сторона давления мгновенного испарения включает в себя линию 90 жидкого углеводородного продукта, выполненную с возможностью отведения потока жидкого углеводородного продукта, полученного из обедненной азотом жидкости 40, и линию 60 технологического пара, выполненную с возможностью приема технологического пара, полученного из обедненной азотом жидкости 40. С помощью делителя 9 исходного потока и второй линии 11 подачи сырья, которые были кратко описаны выше, линия 8 подачи криогенного сырья соединяется по меньшей мере с одной линией из группы, состоящей из: линии 40 отведения обедненной азотом жидкости, линии 90 жидкого углеводородного продукта и линии 60 технологического пара. Предпочтительно вторая линия 11 подачи сырья не проходит через какой-либо косвенный теплообменник, функционирующий для косвенного обмена теплом с каким-либо технологическим потоком.An intermediate
В показанном варианте осуществления сторона давления мгновенного испарения дополнительно содержит криогенный резервуар 210 для хранения, соединенный с линией 90 жидкого углеводородного продукта, для хранения потока жидкого углеводородного продукта, необязательную линию 230 подачи отпарного газа и необязательный конечный сепаратор 50 мгновенного испарения.In the embodiment shown, the flash side further comprises a
Если предусмотрен такой конечный сепаратор 50 мгновенного испарения, как, например, в варианте осуществления фигуры 1, вторая линия 11 подачи сырья подходящим образом осуществляет подачу в конечный сепаратор 50 мгновенного испарения. Кроме того, такой конечный сепаратор 50 мгновенного испарения может быть выполнен в сообщении по текучей среде с колонной 20 десорбции азота через промежуточное устройство 45 сброса давления и линию 40 отведения обедненной азотом жидкости. Конечный сепаратор 50 мгновенного испарения может быть кроме того соединен с криогенным резервуаром 210 для хранения через линию 90 жидкого углеводородного продукта. Криогенный насос 95 может присутствовать в линии 90 жидкого углеводородного продукта, чтобы способствовать транспортировке жидкого углеводородного продукта к криогенному резервуару 210 для хранения.If such an
Линия 60 технологического пара, как показано в варианте осуществления фиг. 1, может быть соединена с необязательным конечным сепаратором 50 мгновенного испарения через линию 64 пара мгновенного испарения и регулирующий клапан 65 потока пара мгновенного испарения, а также с криогенным резервуаром 210 для хранения через необязательную линию 230 подачи отпарного газа. Преимущество последнего соединения заключается в том, что оно позволяет использовать по меньшей мере часть отпарного газа из криогенного резервуара 210 как часть технологического пара.
Кроме того, технологический компрессор 260 предусмотрен на границе раздела между стороной давления десорбции и стороной давления мгновенного испарения. Предпочтительно, технологический компрессор 260 приводится в действие электрическим двигателем. Технологический компрессор 260 расположен в линии 60 технологического пара для приема технологического пара и для сжатия технологического пара. Линия 70 отведения сжатого пара сообщается по текучей среде с выпускным отверстием 261 технологического компрессора 260. Подходящим образом, технологический компрессор 260 может быть снабжен антипомпажным регулятором и охладителем рециркулята, которые используются, когда технологический компрессор находится в режиме рецикла и во время пуска (не показаны на чертеже).In addition,
Линия 71 десорбирующего пара находится в сообщении по текучей среде с колонной 20 десорбции азота через вторую впускную систему 23, расположенную на уровне ниже по вертикали от десорбционной секции 24 и предпочтительно над областью 28 сборника. Линия 71 десорбирующего пара соединена с линией 70 отведения сжатого пара через необязательный перепускной делитель 79. Клапан 75 десорбирующего пара предусмотрен в линии 71 десорбирующего пара.The stripping
Необязательно, линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара предусмотрена в сообщении по текучей среде со второй впускной системой 23 колонны 20 десорбции азота. В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 1, необязательная линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара соединена с линией 70 отведения сжатого пара. Регулирующий клапан 73 потока внешнего десорбирующего пара предусмотрен в необязательной линии 74 подачи внешнего десорбирующего пара. В одном варианте осуществления необязательная линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара соответственно соединена с линией углеводородного пара в системе 100 сжижения или выше от нее по потоку.Optionally, an external stripping
Устройство 220 сжигания выполнено с возможностью приема по меньшей мере топливной части пара из линии 30 отведения головного погона. Устройство сжигания может содержать множество блоков сжигания и/или оно может включать в себя, например, одно или несколько из следующих устройств: печи, бойлера, инсинератора, двухтопливного дизельного двигателя или их сочетаний. Бойлер и двухтопливный дизельный двигатель могут быть соединены с электрогенератором.The
Линия 87 рециркуляции пара необязательно выполнена с возможностью приема по меньшей мере паровой рециркуляционной части пара из линии 30 отведения головного погона. Линия 87 рециркуляции пара обходит колонну 20 десорбции азота, и обеспечивает обратную подачу по меньшей мере в одну из линий группы, состоящей из: линии 90 жидкого углеводородного продукта и линии 60 технологического пара. Регулирующий клапан 88 потока рециркуляции пара предпочтительно предусмотрен в линии 87 рециркуляции пара. Преимущество предложенной линии 87 рециркуляции пара заключается в том, что она позволяет селективно повышать содержание азота в потоке 90 жидкого углеводородного продукта. Если предусмотрен необязательный конечный сепаратор 50 мгновенного испарения, линия 87 рециркуляции пара подходящим образом осуществляет подачу в конечный сепаратор 50 мгновенного испарения.The steam recirculation line 87 is optionally configured to receive at least a steam recirculation portion of the steam from the
Необязательно колонна 20 десорбции азота содержит внутреннюю ректификационную секцию 22 в дополнение к внутренней десорбционной секции 24. Внутренняя ректификационная секция 22 расположена внутри колонны 20 десорбции азота выше по вертикали, чем десорбционная секция 24. Первая впускная система 21 расположена по вертикали между внутренней ректификационной секцией 22 и внутренней десорбционной секцией 24. Головная часть 26 образована областью внутри колонны 20 десорбции азота выше по вертикали от ректификационной секции 22.Optionally, the
Необязательная внутренняя ректификационная секция 22 может содержать средство усиления контакта пар/жидкость, аналогичное находящемуся во внутренней десорбционной секции 24, для усиления разделения компонентов и отвода азота.The optional
Как правило, колонна 20 десорбции азота взаимодействует с конденсатором для создания нисходящего потока жидкости через внутреннюю десорбционную секцию 24 и/или необязательную внутреннюю ректификационную секцию 22. Например, на фигуре 1 конденсатор предусмотрен в виде конденсатора 35 головного погона, внешнего по отношению к колонне 20 десорбции азота, тогда как на фигуре 2 он предусмотрен в виде встроенного внутреннего конденсатора 235 головного погона, который выполнен внутри головной части 26 в колонне 20 десорбции азота.Typically, the
Такой конденсатор можно выгодным образом использовать для повторной конденсации по меньшей мере части сжатого технологического пара из линии 70 отведения сжатого пара. Например, в варианте осуществления фигуры 1, конденсатор 35 головного погона расположен в линии 30 отведения пара головного погона. Внутри конденсатора 35 головного погона пар головного погона может приводиться в косвенный теплообменный контакт с потоком 132 вспомогательного хладагента, в результате чего тепло передается от пара головного погона к потоку вспомогательного хладагента в количестве производительности по холоду. Регулирующий клапан 135 потока вспомогательного хладагента предусмотрен в линии 132 вспомогательного хладагента.Such a condenser can advantageously be used to re-condensate at least a portion of the compressed process steam from the compressed
Регулятор 34 производительности по холоду может быть предусмотрен для регулирования производительности по холоду, представляющей собой степень, с которой тепло передается от пара головного погона к потоку вспомогательного хладагента. Соответственно, регулятор 34 производительности по холоду выполнен с возможностью регулирования производительности по холоду в ответ на показатель теплотворной способности отходящего газа по отношению к потребности в тепловой мощности. В показанном варианте осуществления регулятор 34 производительности по холоду выполнен в виде регулятора PC давления и регулирующего клапана 135 потока вспомогательного хладагента, которые функционально связаны друг с другом.A
Снова ссылаясь на фиг. 1, сепаратор 33 головного погона расположен на расположенной ниже по ходу потока стороне линии 30 отведения пара головного погона. Линия 30 отведения пара головного погона разгружается в сепаратор 33 головного погона. Сепаратор 33 головного погона выполнен с возможностью отделения любой несконденсированной паровой фракции от любой сконденсированной фракции пара головного погона. Линия 80 отведения паровой фракции выполнена с возможностью отведения паровой фракции.Referring again to FIG. 1, the
Подходящим образом, устройство 220 сжигания предусмотрено на расположенном ниже по ходу потока конце линии 80 отведения паровой фракции для приема по меньшей мере топливной части из паровой фракции в линии 80 отведения паровой фракции. Подходящим образом, конфигурация необязательной линии 87 рециркуляции пара включает необязательный делитель 89 паровой фракции, который может быть предусмотрен в линии 80 паровой фракции, обеспечивая регулируемое сообщение по текучей среде между линией 80 паровой фракции и линией 87 рециркуляции пара.Suitably, a
Теплообменник 85 рекуперации холода может быть предусмотрен в линии 80 отведения паровой фракции для сохранения холода, присутствующего в паровой фракции 80, с помощью теплообмена с потоком 86 рекуперации холода перед подачей паровой фракции 80 к любому устройству сжигания.The cold
В одном варианте осуществления поток 86 рекуперации холода может содержать или состоять из побочного потока, происходящего из потока углеводородного сырья в линии 110 подачи углеводородного сырья системы 100 сжижения. Образующийся в результате охлажденный побочный поток может, например, быть объединен с криогенной углеводородной композицией в линии 8 подачи криогенного сырья. Таким образом, теплообмен для рекуперации холода в теплообменнике 85 рекуперации холода дополняет производительность криогенной углеводородной композиции. В другом варианте осуществления поток 86 рекуперации холода может содержать или состоять из пара головного погона в линии 30 отведения пара головного погона, предпочтительно участка линии 30 отведения пара головного погона, через который пар головного погона поступает из колонны 20 десорбции азота в конденсатор 35 головного погона. При этом производительность, требуемая от потока 132 вспомогательного хладагента в конденсаторе 35 головного погона, может быть снижена.In one embodiment, the
Система обратного орошения выполнена с возможностью допускать по меньшей мере часть 36 обратного орошения из сконденсированной фракции в колонну 20 десорбции азота на уровне над ректификационной секцией 22. В варианте осуществления фигуры 1 система обратного орошения включает в себя линию 37 отведения сконденсированной фракции, связанную по текучей среде с нижней частью сепаратора 33 головного погона, необязательный насос 38 обратного орошения, предусмотренный в линии 37 отведения сконденсированной фракции, и необязательный делитель 39 сконденсированной фракции. Необязательный делитель 39 сконденсированной фракции связывает по текучей среде линию 37 отведения сконденсированной фракции с колонной 20 десорбции азота через линию 36 части обратного орошения и систему 25 впуска обратного орошения, и с необязательной линией 13 рециркуляции жидкости. Необязательная линия 13 рециркуляции жидкости находится в сообщении по жидкой среде с линией 90 жидкого углеводородного продукта. Сообщение по жидкой среде означает, что линия 13 рециркуляции жидкости соединена с любом подходящим местом, из которого по меньшей мере часть части рециркуляции жидкости может поступать в линию 90 жидкого углеводородного продукта, при этом оставаясь в жидкой фазе. Таким образом, линия 13 рециркуляции жидкости может, например, быть непосредственно соединена с одним или несколькими элементами, выбранными из группы, состоящей из: колонны 20 десорбции азота, линии 8 подачи криогенного сырья, первой линии 10 подачи сырья, второй линии 11 подачи сырья, линии 40 отведения обедненной азотом жидкости, необязательного конечного сепаратора 50 мгновенного испарения и линии 90 жидкого углеводородного продукта. Рециркуляционный клапан 14 предусмотрен в необязательной линии 13 рециркуляции жидкости. Необязательный клапан 32 потока обратного орошения, функционально регулируемый регулятором потока обратного орошения (не показан), предпочтительно может быть предусмотрен в линии 36 части обратного орошения.The reverse irrigation system is configured to allow at least a
Линия 13 рециркуляции жидкости находится в сообщении по жидкой среде с линией 90 жидкого углеводородного продукта, предпочтительно через путь рециркуляции, который не проходит через ректификационную секцию 22, если она предусмотрена. Таким образом линия 13 рециркуляции жидкости помогает избежать подачи слишком большого количества жидкости в ректификационную секцию 22 и избежать прохождения рециркулирующей жидкости через ректификационную секцию 22. Это целесообразно, чтобы избежать нарушения равновесия в колонне 20 десорбции азота.The
Необязательный перепускной делитель 79 находится в сообщении по текучей среде с линией 30 отведения пара головного погона, предпочтительно на стороне, расположенной выше по ходу потока от конденсатора 35 головного погона, если последний предусмотрен. Для этого может быть предусмотрена необязательная перепускная линия 76 пара между необязательным перепускным делителем 79 и линией 30 отведения пара головного погона. Перепускной регулирующий клапан 77 пара предпочтительно предусмотрен в перепускной линии 76 пара. Преимущество такой перепускной линии 76 пара состоит в том, что когда имеется избыток технологического пара, он может быть обработан вместе с отходящим газом в линии 80 отведения паровой фракции, не нарушая материальный баланс в колонне 20 десорбции азота. Перепускная линия 76 пара подходящим образом проходит вдоль обходного пути между перепускным делителем 79 и линией 30 отведения пара головного погона на стороне выше по ходу потока от конденсатора 35 головного погона. Обходной путь проходит между перепускным делителем 79 и линией 30 отведения пара головного погона и/или линией 80 отведения паровой фракции. Обходной путь не проходит через внутреннюю десорбционную секцию 24 в колонне 20 десорбции азота. Таким образом можно избежать прохождения недесорбирующей части через внутреннюю десорбционную секцию 24, что помогает избежать нарушения равновесия в колонне 20 десорбции азота.An optional bypass divider 79 is in fluid communication with the overhead
Система 100 сжижения в настоящем описании до сих пор была представлена очень схематично. Она может представлять любую подходящую систему сжижения углеводородов и/или процесс, в частности, любой процесс сжижения природного газа, дающий сжиженный природный газ, и изобретение не ограничено конкретным выбором системы сжижения. Примеры подходящих систем сжижения применяют процессы одноконтурного охлаждения хладагентом (обычно одноконтурное охлаждение смешанным хладагентом - SMR-процессы, такие как PRICO, описанный в работе K.R. Johnsen и Р. Christiansen «LNG Production on floating platforms», представленной на конференции Gastech 1998 (Дубай), но также возможно применение процесса однокомпонентного хладагента, как, например, процесс BHP-cLNG, также описанный в вышеупомянутой работе K.R. Johnsen и Р. Christiansen); процессы двухконтурного охлаждения хладагентом (например, часто используемый процесс со смешанным хладагентом и пропаном с частой аббревиатурой C3MR, описанный, например, в патенте US 4404008, или, например, процессы двухконтурного охлаждения со смешанным хладагентом - DMR, пример которых описан в патенте US 6658891, или, например, процессы с двумя контурами, в которых каждый контур хладагента содержит однокомпонентный хладагент); и процессы, основанные на трех или более последовательностях компрессоров для трех или более контуров охлаждения, пример которых описан в патенте US 7114351.The
Другие примеры подходящих систем сжижения описаны в патентах: US 5832745 (Shell SMR); US 6295833 и US 5657643 (оба являются вариантами Black & Veatch SMR); US 6370910 (Shell DMR). Другим подходящим примером процесса DMR является так называемый процесс LIQUEFIN от Axens, описанный, например, в статье P-Y Martin et al, озаглавленной «LIQUEFIN: AN INNOVATIVE PROCESS TO REDUCE LNG COSTS», представленной на 22-ой Всемирной газовой конференции в Токио, Япония (2003). Другие подходящие процессы с тремя контурами описаны, например, в патентах US 6962060; WO 2008/020044; US 7127914; DE3521060A1; US 5669234 (коммерчески известный как оптимизированный каскадный процесс); US 6253574 (коммерчески известный как каскадный процесс со смешанными хладагентами); US 6308531; в публикации заявки US 2008/0141711; Mark J. Roberts et al, «Large capacity single train AP-X(TM) Hybrid LNG Process», Gastech 2002, Доха, Катар (13-16 октября 2002). Эти ссылки приводятся, чтобы продемонстрировать широкую применимость изобретения, и не являются исключительным и/или исчерпывающим перечнем возможностей.Other examples of suitable liquefaction systems are described in patents: US 5832745 (Shell SMR); US 6295833 and US 5657643 (both are Black & Veatch SMR variants); US 6,370,910 (Shell DMR). Another suitable example of a DMR process is the so-called Axens LIQUEFIN process, described, for example, in an article by PY Martin et al entitled “LIQUEFIN: AN INNOVATIVE PROCESS TO REDUCE LNG COSTS” presented at the 22nd World Gas Conference in Tokyo, Japan ( 2003). Other suitable three-loop processes are described, for example, in US Pat. Nos. 6,962,060; WO 2008/020044; US 7127914; DE3521060A1; US 5669234 (commercially known as optimized cascade process); US 6253574 (commercially known as cascaded mixed refrigerant process); US 6308531; in the publication of application US 2008/0141711; Mark J. Roberts et al, "Large Capacity Single Train AP-X (TM) Hybrid LNG Process", Gastech 2002, Doha, Qatar (October 13-16, 2002). These references are provided to demonstrate the broad applicability of the invention, and are not an exclusive and / or exhaustive list of possibilities.
Предпочтительно, но не обязательно, любой компрессор, являющийся частью процесса сжижения углеводородов в системе сжижения, в частности любой компрессор хладагента, приводится в действие с помощью одного или нескольких электродвигателей, без механического приведения в действие любой паровой и/или газовой турбиной. Такой компрессор может приводиться в действие исключительно одним или несколькими электродвигателями. Не во всех приведенных выше примерах применяются электродвигатели в качестве приводов компрессоров хладагента. Должно быть понятно, что любые приводы, отличные от электродвигателей, могут быть заменены на электродвигатель, чтобы извлечь наибольшую пользу из настоящего изобретения.Preferably, but not necessarily, any compressor that is part of the hydrocarbon liquefaction process in the liquefaction system, in particular any refrigerant compressor, is driven by one or more electric motors, without mechanical actuation of any steam and / or gas turbine. Such a compressor can be driven solely by one or more electric motors. Not all examples above use electric motors as drives for refrigerant compressors. It should be understood that any drives other than electric motors can be replaced with an electric motor to benefit most from the present invention.
Пример, в котором система 100 сжижения основана, например, на C3MR или Shell DMR, кратко проиллюстрирован на фигуре 2. В ней используется криогенный теплообменник 180, в данном случае в виде спирального теплообменника, содержащего нижний и верхний пучки (соответственно, 181 и 182) труб для углеводородного продукта, нижний и верхний пучки (соответственно, 183 и 184) труб для легкого смешанного хладагента (LMR) и пучок 185 труб для тяжелого смешанного хладагента (HMR).An example in which the
Нижний и верхний пучки 181 и 182 труб для углеводородного продукта связывают по текучей среде линию 1 неочищенного сжиженного продукта с линией 110 подачи углеводородного сырья. По меньшей мере один теплообменник 115 предварительного охлаждения для охлажденного углеводорода может быть предусмотрен в линии 110 подачи углеводородного сырья выше по потоку от криогенного теплообменника 180.The lower and
Основной хладагент в виде смешанного хладагента подается в контур 101 циркуляции основного хладагента. Контур 101 циркуляции основного хладагента содержит линию 150 отработанного хладагента, соединяющую криогенный теплообменник 180 (в данном случае межтрубную зону 186 криогенного теплообменника 180) с основной стороной всасывания компрессора 160 основного хладагента, и линию 120 сжатого хладагента, соединяющую выпускное отверстие компрессора 160 основного хладагента с MR сепаратором 128 (сепаратором смешанного хладогента). Один или несколько теплообменников предусмотрено в линии 120 сжатого хладагента, включающей в себя в настоящем примере по меньшей мере один теплообменник 124, использующий теплоноситель с температурой окружающей среды, и по меньшей мере один теплообменник 125 предварительного охлаждения с охлажденным основным хладагентом. MR сепаратор 128 находится в сообщении по текучей среде с нижним пучком 183 труб для LMR через линию 121 легкого смешанного хладагента, и с пучком труб для HMR через линию 122 тяжелого смешанного хладагента.The primary refrigerant in the form of mixed refrigerant is supplied to the primary
По меньшей мере один теплообменник 115 предварительного охлаждения охлаждаемых углеводородов и по меньшей мере один теплообменник 125 предварительного охлаждения охлаждаемого основного хладагента охлаждаются хладагентом предварительного охлаждения (по линиям 127 и 126, соответственно). Этот же хладагент предварительного охлаждения может быть передан из этого же цикла для хладагента предварительного охлаждения. Кроме того, по меньшей мере один теплообменник 115 предварительного охлаждения для охлажденного углеводорода и по меньшей мере один теплообменник 125 предварительного охлаждения с охлажденным основным хладагентом могут быть объединены в одно теплообменное устройство предварительного охлаждения (не показано). Приводится ссылка на патент US 6370910 в качестве неограничивающего примера.At least one
Необязательная линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара (если предусмотрена) может подходящим образом соединяться с линией 110 подачи углеводородного сырья, или в точке выше по потоку от по меньшей мере одного теплообменника 115 предварительного охлаждения охлаждаемых углеводородов, ниже по потоку от по меньшей мере одного теплообменника 115 предварительного охлаждения охлаждаемых углеводородов, или (например, если возможно предусмотреть два или более теплообменника предварительного охлаждения охлаждаемых углеводородов) между двумя последовательными теплообменниками предварительного охлаждения охлаждаемых углеводородов, для получения части потока углеводородного сырья из линии 110 подачи углеводородного сырья.The optional external stripping steam supply line 74 (if provided) may suitably be connected to the
В точке перехода между верхними (182, 184) и нижними (181, 183) пучками труб пучок 185 труб для HMR находится в соединении по текучей среде с линией 141 HMR, в которой предусмотрен регулирующий клапан 144 HMR. Линия 141 HMR находится в сообщении по текучей среде с межтрубной зоной 186 криогенного теплообменника 180 и, через указанную межтрубную зону 186 и в теплообменной конфигурации с каждым одним из нижнего пучка 181 труб для углеводородного продукта, нижнего пучка 183 труб для LMR и пучка 185 труб для HMR, с линией 150 отработанного хладагента.At the transition point between the upper (182, 184) and lower (181, 183) tube bundles, the
Над верхними пучками 182 и 184 труб, возле верхней части криогенного теплообменника 180, пучок 184 труб для LMR находится в соединении по текучей среде с линией 131 LMR. Первая возвратная линия 133 LMR устанавливает сообщение по текучей среде между линией 131 LMR и межтрубной зоной 186 криогенного теплообменника 180. Регулирующий клапан 134 LMR предусмотрен в первой возвратной линии 133 LMR. Первая возвратная линия 133 LMR находится в сообщении по текучей среде с линией 150 отработанного хладагента через указанную межтрубную зону 186, и в теплообменной конфигурации с каждым одним из верхнего и нижнего пучков 182 и 181 труб для углеводородного продукта, и каждым одним из пучков 183 и 184 труб для LMR, и пучком 185 труб для HMR.Above the upper tube bundles 182 and 184, near the upper part of the
На фиг. 2 показан один возможный источник вспомогательного хладагента. Линия 131 LMR разделяется на линию 132 вспомогательного хладагента и первую возвратную линию 133 LMR. Вторая возвратная линия 138 LMR на ее расположенном выше по ходу потока конце соединяется по текучей среде с линией 132 вспомогательного хладагента через конденсатор головного погона (который может быть выполнен в виде встроенного внутреннего конденсатора 235 головного погона), а на расположенном ниже по ходу потока конце вторая возвратная линия 138 LMR в конечном счете соединяется с линией 150 отработанного хладагента, соответственно через первую линию 141 HMR.In FIG. 2 shows one possible source of auxiliary refrigerant. The
Линии вокруг колонны 20 десорбции азота на фигуре 2 аналогичны линиям, показанным на фигуре 1, и не будут подробно описываться снова. Необязательные линии, включающие в себя необязательную линию 13 рециркуляции жидкости, необязательную линию 74 подачи внешнего десорбирующего пара, необязательную перепускную линию 76 пара и необязательную линию 87 рециркуляции пара, могут быть предусмотрены, но не были отражены на фигуре 2 в целях ясности.The lines around the
Одно из отличий, которое следует отметить, сравнивая вариант осуществления фигуры 2 с вариантом осуществления фигуры 1, заключается в том, что конденсатор 35 головного погона, сепаратор 33 головного погона и система обратного орошения были выполнены в виде встроенного внутреннего конденсатора 235 головного погона, известного в области техники. При необходимости необязательная линия 13 рециркуляции жидкости может быть предусмотрена также и в случае, представленном на фигуре 2, например, с помощью обеспечения необязательного делителя 39 сконденсированной фракции в виде тарелки частичного отбора жидкости (не показана), расположенной по вертикали между встроенным внутренним конденсатором 235 головного погона и ректификационной секцией 22.One of the differences that should be noted when comparing the embodiment of FIG. 2 with the embodiment of FIG. 1 is that the
Устройство и способ для удаления азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метан-содержащую жидкую фазу может работать следующим образом.A device and method for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase can work as follows.
Криогенная углеводородная композиция 8, содержащую азот- и метансодержащую жидкую фазу, обеспечивается предпочтительно при начальном давлении от 2 до 15 бар абс. и предпочтительно при температуре ниже -130°C.The
Криогенная углеводородная композиции 8 может быть получена из коллекторов природного газа или нефти, или угольных пластов. В качестве альтернативы криогенная углеводородная композиция 8 также может быть получена из другого источника, включающего, например, искусственный источник, такой как процесс Фишера-Тропша. Предпочтительно криогенная углеводородная композиция 8 содержит по меньшей мере 50 мол.% метана, более предпочтительно по меньшей мере 80 мол.% метана.
В типичных вариантах осуществления температура ниже -130°C может быть достигнута прохождением потока 110 углеводородного сырья через систему 100 сжижения. В такой системе 100 сжижения поток 110 углеводородного сырья, содержащий парообразное углеводородсодержащее сырье, может быть подвергнут теплообмену, например, в криогенном теплообменнике 180, с потоком основного хладагента, тем самым вызывая сжижение парообразного сырья из потока сырья с образованием неочищенного сжиженного потока в линии 1 неочищенного сжиженного продукта. Желаемая криогенная углеводородная композиция 8 может затем быть получена из неочищенного сжиженного потока 1.In typical embodiments, a temperature below -130 ° C can be achieved by passing the
Поток основного хладагента может быть образован циркуляцией основного хладагента в контуре 101 циркуляции основного хладагента, при которой отработанный хладагент 150 сжимают в компрессоре 160 основного хладагента с образованием сжатого хладагента 120 из отработанного хладагента 150. Тепло отводится из сжатого хладагента, отводимого из компрессора 160 основного хладагента, через один или несколько теплообменников, предусмотренных в линии 120 сжатого хладагента. Это приводит к образованию частично сконденсированного сжатого хладагента, который подвергается фазовому разделению в MR сепараторе 128 на фракцию 121 легкого хладагента, состоящую из парообразных компонентов частично сконденсированного сжатого хладагента, и фракцию 122 тяжелого хладагента, состоящую из жидких компонентов частично сконденсированного сжатого хладагента.The main refrigerant stream can be generated by circulating the main refrigerant in the main
Фракция 121 легкого хладагента проходит последовательно через нижний пучок 183 LMR и верхний пучок 184 LMR криогенного теплообменника 180, в то время как фракция 122 тяжелого хладагента проходит через пучок 185 HMR криогенного теплообменника 180 к точке перехода. При прохождении через эти соответствующие пучки труб соответствующие легкие и тяжелые фракции хладагента охлаждаются с помощью легких и тяжелых фракций хладагента, которые испаряются в межтрубной зоне 186, снова образуя отработанный хладагент 150, который завершает цикл. Одновременно с этим, поток 110 углеводородного сырья проходит через криогенный теплообменник 180, последовательно через нижний пучок 181 для углеводородов и верхний пучок 182 для углеводородов, и подвергается сжижению и переохлаждению с помощью того же самого испарения легких и тяжелых фракций хладагента.The light
В зависимости от источника поток 110 углеводородного сырья может содержать различные количества компонентов, отличных от метана и азота, включающих один или несколько неуглеводородных компонентов, отличных от воды, таких как СО2, Hg, H2S и другие соединения серы; и один или несколько углеводородов, более тяжелых, чем метан, таких как, в частности, этан, пропан и бутаны и, возможно, меньшие количества пентанов и ароматических углеводородов. Углеводороды с молекулярной массой, соответствующей по меньшей мере массе пропана, могут называться здесь С3+ углеводородами, и углеводороды с молекулярной массой, соответствующей по меньшей мере массе этана, могут здесь называться С2+ углеводородами.Depending on the source, the
При необходимости поток 110 углеводородного сырья может быть предварительно обработан для уменьшения количества и/или удаления одного или нескольких нежелательных компонентов, таких как CO2 и H2S, или направляться на другие стадии, такие как предварительное сжатие или тому подобное. Такие стадии хорошо известны специалистам в данной области техники, и их механизмы не обсуждаются здесь дополнительно. Состав потока 110 углеводородного сырья, таким образом, меняется в зависимости от типа и местоположения источника газа и примененной предварительной обработки (обработок).Optionally, the
Неочищенный сжиженный поток 1 может содержать от 1 мол.% до 5 мол.% азота, иметь исходную температуру от -165°C до -120°C и обычно давление сжижения от 15 до 120 бар абс. Во многих случаях исходная температура может составлять от -155°C до -140°C. В пределах этого более узкого диапазона требуется более низкая холодопроизводительность в системе 100 сжижения, чем в случае, когда желательны более низкие температуры, тогда как величина переохлаждения при давлении выше 15 бар абс. достаточно высока, чтобы избежать избыточного образования паров мгновенного испарения при сбросе давления до 1-2 бар абс.The crude liquefied stream 1 may contain from 1 mol.% To 5 mol.% Nitrogen, have an initial temperature of from -165 ° C to -120 ° C and usually a liquefaction pressure of from 15 to 120 bar abs. In many cases, the initial temperature can be from -155 ° C to -140 ° C. Within this narrower range, lower cooling capacity in the
Криогенная углеводородная композиция 8 может быть получена из неочищенного сжиженного потока 1 с помощью основного сброса давления неочищенного сжиженного потока 1 от давления сжижения до начального давления. Когда криогенная углеводородная композиция 8 поступает в делитель 9 исходного потока, криогенная углеводородная композиция 8 разделяется в делителе 9 исходного потока на первую часть в виде первого потока сырья десорбера азота в первой линии 10 подачи сырья и вторую часть в виде обходного потока сырья во второй линии 11 подачи сырья. Вторая часть имеет тот же самый состав и фазу, что и первая часть.The
Первый поток 10 сырья десорбера азота получают из криогенной углеводородной композиции 8 и затем подают в колонну 20 десорбции азота при давлении десорбции через первую впускную систему 21.The first nitrogen
Давление десорбции обычно меньше или равно начальному давлению. Давление десорбции в предпочтительных вариантах осуществления выбирают в диапазоне от 2 до 15 бар абс.. Предпочтительно давление десорбции составляет по меньшей мере 4 бар абс., поскольку при немного более высоком давлении десорбции десорбирующий пар в линии 71 десорбирующего пара может выигрывать от некоторой дополнительной энтальпии (в виде теплоты сжатия), которая добавляется к технологическому потоку 60 в технологическом компрессоре 260. Предпочтительно давление десорбции составляет не более 8 бар абс., чтобы способствовать эффективности сепарации в колонне 20 десорбции азота. Кроме того, если давление десорбции находится в диапазоне от 4 до 8 бар абс., отходящий газ в линии 80 паровой фракции может быть легко использован в качестве так называемого потока топлива низкого давления без необходимости дополнительного сжатия.The desorption pressure is usually less than or equal to the initial pressure. The desorption pressure in preferred embodiments is selected in the range of 2 to 15 bar abs. Preferably, the desorption pressure is at least 4 bar abs, since with a slightly higher desorption pressure, the desorption vapor in the
В одном примере начальная температура неочищенного сжиженного потока 1 составляла -161°C, в то время как давление сжижения составляло 55 бар абс. Основной сброс давления может быть осуществлен в две стадии: первая динамическая стадия осуществляется с помощью турбо детандера 6 для снижения давления от 55 бар абс. до примерно 10 бар абс., за которой следует дальнейший сброс давления до 7 бар абс. на статической стадии с помощью клапана 7 Джоуля-Томсона. Предполагалось, что давление десорбции в данном случае составляло 6 бар абс.In one example, the initial temperature of the crude liquefied stream 1 was −161 ° C., while the liquefaction pressure was 55 bar abs. The main pressure relief can be carried out in two stages: the first dynamic stage is carried out using a turbo expander 6 to reduce the pressure from 55 bar abs. up to about 10 bar abs., followed by a further pressure relief up to 7 bar abs. at the static stage using Joule-
Поток 30 пара головного погона получают из головной части 26 колонны 20 десорбции азота. Паровая фракция 80, полученная из потока 30 пара головного погона и содержащая отводимую фракцию пара 30 головного погона, отводится в виде отходящего газа. Подходящим образом, по меньшей мере топливная часть паровой фракции 80 подается в устройство 220 сжигания при давлении топливного газа, которое не превышает давления десорбции.A stream of 30 steam overhead is obtained from the
Обедненную азотом жидкость 40 отводят из области 26 сборника колонны 20 десорбции азота. Температура обедненной азотом жидкости 40 обычно выше, чем температура первого потока 10 сырья десорбера азота. Как правило, предполагается, что температура обедненной азотом жидкости 40 выше, чем температура первого потока 10 сырья десорбера азота, и составляет от -140°C до -80°C, предпочтительно от -140°C до -120°C.The nitrogen-depleted
Обедненная азотом жидкость 40 далее подвергается сбросу давления, предпочтительно с помощью промежуточного устройства 45 сброса давления, до давления мгновенного испарения, которое ниже, чем давление десорбции, соответствуя диапазону от 1 до 2 бар абс. Предпочтительно давление мгновенного испарения находится в диапазоне от 1,0 до 1,4 бар абс. При немного более высокой разнице между давлением мгновенного испарения и давлением десорбции десорбирующий пар в линии 71 десорбирующего пара может выигрывать от некоторой дополнительной теплоты сжатия, которая добавляется к технологическому потоку 60 в технологическом компрессоре 260.The nitrogen-depleted
Промежуточное устройство 45 сброса давления может регулироваться регулятором LC уровня, настроенным на повышение расхода через промежуточное устройство сброса давления, если уровень жидкости, накопленной в области 26 сборника колонны 20 десорбции азота, превышает целевой уровень. В результате сброса давления температура обычно понижается ниже -160°C. Поток 90 жидкого углеводородного продукта, который при этом образуется, обычно может храниться при атмосферном давлении в открытом изотермическом криогенном резервуаре для хранения.The intermediate
Также образуется технологический пар 60. Технологический пар 60 может содержать пар 64 мгновенного испарения, который часто образуется в результате сброса давления обедненной азотом жидкости 40 и/или сброса давления обходного потока 11 сырья.
Вторая часть криогенной углеводородной композиции 8 в виде обходного потока 11 сырья, может подаваться, например, в необязательный конечный сепаратор 50 мгновенного испарения. Деление потока 8 криогенной углеводородной композиции на первую и вторую части является таким, что вторая часть 11 имеет тот же самый состав и фазу, что и первая часть 10.The second part of the
Отношение деления, определяемое как расход второй части относительно расхода криогенной углеводородной композиции в линии 8 криогенной углеводородной композиции, можно регулировать с помощью регулирующего клапана 15 обходного потока. Данный регулирующий клапан 15 обходного потока можно регулировать с помощью регулятора потока FC для сохранения заданного целевого расхода первого потока 10 сырья десорбера азота в колонну 20 десорбции азота. Регулятор потока FC будет увеличивать открытую часть регулирующего клапана 15 обходного потока, если существует избыточный расход, превышающий целевой расход, и уменьшать открытую часть, если существует недостаточный расход по сравнению с целевьм расходом.The division ratio, defined as the flow rate of the second part relative to the flow rate of the cryogenic hydrocarbon composition in
В качестве общей рекомендации, отношение деления можно предпочтительно выбрать от 50% до 95%. Более низкие значения, как правило, рекомендуются для более высокого содержания азота в криогенной углеводородной композиции, тогда как более высокие значения предпочтительны для более низкого содержания азота. В одном примере содержание азота в криогенной углеводородной композиции 8 составляло 3,0 мол.%, в результате чего выбранное отношение деления было 75%.As a general recommendation, the division ratio can preferably be selected from 50% to 95%. Lower values are generally recommended for a higher nitrogen content in the cryogenic hydrocarbon composition, while higher values are preferred for a lower nitrogen content. In one example, the nitrogen content in the
Вторая часть, выходящая из делителя 9 исходного потока, также может подвергаться сбросу давления до указанного давления мгновенного испарения перед ее последующей подачей по меньшей мере в одну линию из группы, состоящей из: линии 40 отведения обедненной азотом жидкости, линии 90 жидкого углеводородного продукта и линии 60 технологического пара; при этом обходя колонну 20 десорбции азота. Соответственно необязательная вторая часть подается в необязательный конечный сепаратор 50 мгновенного испарения. Однако вторая часть, происходящая из делителя 9 исходного потока, предпочтительно не подвергается какому-либо функциональному косвенному теплообмену по пути от делителя 9 исходного потока до указанной последующей подачи. В данном контексте выражение «функциональный косвенный теплообмен» предназначено для исключения характерного «нефункционального» теплообмена и/или незначительного теплообмена между второй частью во второй линии 11 подачи сырья и окружающей средой второй линии 11 подачи сырья.The second part, leaving the divider 9 of the initial stream, can also be depressurized to the indicated flash pressure before it is subsequently fed to at least one line from the group consisting of:
Отпарной газ 230 обычно образуется в результате добавления тепла в поток 90 жидкого углеводородного продукта, в результате чего часть потока 90 жидкого углеводородного продукта испаряется с образованием отпарного газа. В обычной установке СПГ образование отпарного газа может превышать расход пара мгновенного испарения в несколько раз, особенно во время эксплуатации установки в так называемом режиме загрузки, и, следовательно, важное преимущество заключается не только в повторной конденсации пара мгновенного испарения, но и в повторной конденсации отпарного газа, а также, если не хватает местной потребности в тепловой мощности для использования всего метана, содержащегося в отпарном газе.Stripping
Для того, чтобы облегчить передачу отпарного газа к потоку 60 технологического пара, предпочтительно необязательная линия 230 подачи отпарного газа соединяет область пара в криогенном резервуаре 210 для хранения с линией 60 технологического пара. Для того, чтобы облегчить передачу пара 64 мгновенного испарения в поток 60 технологического пара, и далее деазотировать поток 90 жидкого углеводородного продукта, предпочтительно, обедненную азотом жидкость после сброса давления подают в необязательный конечный сепаратор мгновенного испарения, где она подвергается фазовому разделению при давлении мгновенного разделения на поток 90 жидкого углеводородного продукта и пар 64 мгновенного испарения. Давление мгновенного разделения равно или ниже, чем давление мгновенного испарения, и соответственно находится в диапазоне от 1 до 2 бар абс. Предусмотрено, что в одном варианте осуществления давление мгновенного разделения составляет 1,05 бар абс.In order to facilitate the transfer of the off-gas to the
Технологический пар 60 сжимают до по меньшей мере давления десорбции, тем самым получая поток 70 сжатого пара. Поток 71 десорбирующего пара получают из потока 70 сжатого пара и направляют в колонну 20 десорбции азота через вторую впускную систему 23. Этот десорбирующий пар может просачиваться вверх через десорбционную секцию 23, контактируя в противотоке с жидкостями, просачивающимися вниз через десорбционную секцию 23.
Если линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара предусмотрена в сообщении по текучей среде со второй впускной системой 23, внешний десорбирующий пар может при необходимости подаваться в колонну 20 десорбции азота через вторую впускную систему 23. При этом можно избежать существенного нарушения работы колонны 20 десорбции азота, например, в случае, когда технологический компрессор 260 не обеспечивает подачу потока 70 сжатого пара в достаточных количествах.If the external desorption
Получение потока 71 десорбирующего пара из потока 70 сжатого пара может включать в себя разделение потока 70 сжатого пара на поток 71 десорбирующего пара и перепускаемую часть пара, которая не содержит десорбирующую часть и которая может быть избирательно введена в линию 30 пара головного погона, обходя таким образом колонну 20 десорбции азота. Избирательный ввод можно регулировать с помощью перепускного регулирующего клапана 77 пара. Соответственно, перепускной регулирующий клапан 77 пара регулируют с помощью регулятора давления в линии 70 сжатого пара, который настроен на увеличение открытой части перепускного регулирующего клапана 77 пара в ответ на повышение давления в линии 70 сжатого пара. Предполагается, что расход перепускаемой части пара, которая может проходить через перепускную линию 76 пара в поток 30 пара головного погона, является особенно высоким при так называемом режиме загрузки, во время которого количество отпарного газа обычно оказывается гораздо выше, чем обычно бывает во время так называемого режима хранения. Предпочтительно перепускной регулирующий клапан 77 пара полностью закрыт во время нормальной эксплуатации в режиме хранения.Obtaining a stripping
В предпочтительных вариантах осуществления частично сконденсированный промежуточный поток образуется из пара 30 головного погона. Это включает косвенный теплообмен пара 30 головного погона с потоком 132 вспомогательного хладагента, в результате чего тепло передается от пара 30 головного погона к потоку 132 вспомогательного хладагента при выбранной производительности по холоду. Образующийся в результате частично сконденсированный промежуточный поток содержит сконденсированную фракцию и паровую фракцию.In preferred embodiments, a partially condensed intermediate stream is generated from the
В контексте настоящего описания производительность по холоду отражает степень, с которой происходит теплообмен в конденсаторе, которая может быть выражена в единицах мощности (например, в ваттах или мегаваттах). Производительность по холоду связана с расходом вспомогательного хладагента, направляемого для теплообмена с паром головного погона.In the context of the present description, the performance of the cold reflects the degree to which heat exchange occurs in the capacitor, which can be expressed in units of power (for example, in watts or megawatts). Cold performance is associated with the consumption of auxiliary refrigerant sent for heat exchange with steam overhead.
Поток 132 вспомогательного хладагента предпочтительно имеет точку начала кипения в стандартных условиях при более низкой температуре, чем точка начала кипения потока 30 пара головного погона при стандартных условиях (стандартные условия по ISO 13443: 15°C при 1,0 атмосфере. Это облегчает повторную конденсацию относительно высокого количества метана, присутствующего в потоке 30 пара головного погона, что, в свою очередь, облегчает регулируемость содержания метана в паровой фракции 80. Например, вспомогательный хладагент может содержать от 5 мол.% до 75 мол.% азота. В предпочтительном варианте осуществления поток вспомогательного хладагента образуется с помощью отводимого потока из потока основного хладагента, более предпочтительно с помощью отводимого потока легкой фракции хладагента. Этот последний случай проиллюстрирован на фигуре 2, но также может применяться в варианте осуществления фигуры 1. Такой отводимый поток можно удобно направить обратно в контур основного хладагента через межтрубную зону 186 криогенного теплообменника 180, где он может еще способствовать отведению тепла из потока в верхних и/или нижних пучках труб.The auxiliary
Например, предусмотренный состав вспомогательного хладагента содержит от 25 мол.% до 40 мол.% азота; от 30 мол.% до 60 мол.% метана и до 30 мол.% С2 (этана и/или этилена), в результате чего вспомогательный хладагент содержит по меньшей мере 95% этих компонентов, и/или общее содержание азота и метана составляет по меньшей мере 65 мол.%. Состав в пределах данных диапазонов может быть легко доступен из основного контура циркуляции хладагента, если для переохлаждения сжиженного потока углеводородов используется смешанный хладагент.For example, the intended composition of the auxiliary refrigerant contains from 25 mol.% To 40 mol.% Nitrogen; from 30 mol.% to 60 mol.% methane and up to 30 mol.% C2 (ethane and / or ethylene), as a result of which the auxiliary refrigerant contains at least 95% of these components, and / or the total content of nitrogen and methane is at least 65 mol.%. Composition within these ranges can be easily accessed from the main refrigerant circuit if mixed refrigerant is used to supercool the liquefied hydrocarbon stream.
Также можно использовать отдельный контур охлаждения для частичной конденсации потока 30 пара головного погона. Тем не менее, использование потока, отводимого от основного потока хладагента, имеет преимущество в том, что количество дополнительного оборудования, которое должно быть установлено, является минимальным. Например, не потребуются дополнительный компрессор вспомогательного хладагента и конденсатор вспомогательного хладагента.You can also use a separate cooling circuit to partially condense a stream of 30 steam overhead. However, the use of a stream diverted from the main refrigerant stream has the advantage that the amount of additional equipment that needs to be installed is minimal. For example, an additional auxiliary refrigerant compressor and auxiliary refrigerant condenser are not required.
Сконденсированная фракция отделяется от паровой фракции в сепараторе 33 головного погона при давлении разделения, которое может быть ниже, чем давление десорбции, и предпочтительно находится в диапазоне от 2 до 15 бар абс. Паровая фракция отводится по линии 80 отведения паровой фракции. Сконденсированная фракция отводится из сепаратора 33 головного погона в систему обратного орошения, например, по линии 37 отведения сконденсированной фракции.The condensed fraction is separated from the vapor fraction in the
Таким образом, конденсатор 35 головного погона создает возможность для повторной конденсации парообразного метана, который ранее входил в состав неочищенного сжиженного продукта 1, при условии, что он превышает целевое содержание метана в отводимой паровой фракции 80, с помощью добавления любого такого парообразного метансодержащего потока к потоку (сжатого) технологического пара. Ранее образующий часть технологического пара 60 или сжатого технологического пара 70, парообразный метан может найти свой путь к теплообмену со вспомогательным хладагентом 132, с помощью которого он избирательно конденсируется из пара 30 головного погона колонны 20 десорбции азота, одновременно позволяя большей части азота отводиться с отходящим газом. При этом становится возможным удалить достаточное количество азота из криогенной углеводородной композиции 8 для получения потока 90 жидкого углеводородного продукта в пределах желаемого максимального норматива по содержанию азота, одновременно не создавая большей тепловой мощности в отходящем газе, чем необходимо.Thus, the
Парообразный метан, который ранее являлся частью неочищенного сжиженного продукта 1, может образовываться в силу различных причин. В нормальном режиме работы установки по сжижению природного газа метансодержащий пар образуется из (неочищенного) сжиженного продукта в виде:Vapor methane, which was previously part of the crude liquefied product 1, can be formed for various reasons. In the normal operation of a natural gas liquefaction plant, methane-containing steam is formed from a (crude) liquefied product in the form of:
- пара мгновенного испарения, образующегося в результате мгновенного испарения неочищенного сжиженного продукта во время сброса давления; и- flash vapor resulting from the flash evaporation of the crude liquefied product during pressure relief; and
- отпарного газа, образующегося в результате термического испарения, вызванного теплом, подведенным к сжиженному продукту, например, в виде утечки тепла в резервуары для хранения, трубопроводы СПГ, и поступления тепла от насосов установки СПГ. В данном режиме работы, известном как режим хранения, резервуары для хранения наполняются сжиженным углеводородным продуктом, в том виде, как он выходит из установки, без каких-либо загрузочно-транспортировочных операций, проводимых в это же время. В режиме хранения метансодержащие пары образуются на стороне установки резервуаров для хранения.- stripping gas resulting from thermal evaporation caused by heat supplied to the liquefied product, for example, in the form of heat leakage into storage tanks, LNG pipelines, and heat from the pumps of the LNG plant. In this mode of operation, known as the storage mode, the storage tanks are filled with a liquefied hydrocarbon product, as it leaves the unit, without any loading and transport operations being carried out at the same time. In storage mode, methane-containing vapors are formed on the installation side of the storage tanks.
Режим работы установки СПГ при одновременном проведении загрузочно-транспортировочных операций (обычно операций по загрузке судна) известен как работа в режиме загрузки. Во время работы в режиме загрузки отпарной газ дополнительно образуется в резервуарах для хранения на стороне судна, например, из-за первоначального охлаждения резервуаров судна; вытеснения пара из резервуаров судна; утечки тепла через трубопровод и емкости, соединяющие резервуары для хранения и суда, и поступления тепла от погрузочных насосов СПГ.The operating mode of the LNG facility while carrying out loading and transportation operations (usually ship loading operations) is known as loading mode operation. During operation in loading mode, stripping gas is additionally generated in the storage tanks on the side of the vessel, for example, due to the initial cooling of the vessel’s tanks; steam displacement from the vessel’s tanks; heat leakage through the pipeline and tanks connecting storage tanks and vessels, and heat from LNG loading pumps.
Предлагаемое решение может облегчить обращение с этими парами во время операций как режима хранения, так и режима загрузки. Оно совмещает удаление азота из криогенной углеводородной композиции 8 с повторной конденсацией избыточного парообразного метана. Это создает элегантное решение в ситуациях, когда требуется немного топлива для собственных нужд установки, как это может быть в случае установки с электрическим приводом, использующей электроэнергию из внешней электросети.The proposed solution can facilitate the handling of these pairs during operations of both storage mode and boot mode. It combines the removal of nitrogen from the
Теплотворная способность отводимой паровой фракции 80 соответственно регулируется корректировкой производительности по холоду в конденсаторе 35 головного погона. Это может осуществляться с помощью регулятора 34 производительности по холоду. С помощью корректировки производительности по холоду, при которой тепло передается от пара головного погона к потоку вспомогательного хладагента, можно регулировать относительное содержание метана в отходящем газе. В результате, можно регулировать теплотворную способность отводимой паровой фракции для соответствия определенной потребности в тепловой мощности. Это делает отходящий газ подходящим для использования в качестве потока топливного газа даже в обстоятельствах, в которых потребность в теплотворной способности оказывается переменной.The calorific value of the withdrawn
Когда паровая фракция 80 подается к устройству 220 сжигания и потребляется им в качестве топлива, теплотворную способность можно регулировать с помощью устройства 220 сжигания в соответствии с фактической потребностью в тепловой мощности.When the
Регулируемая теплотворная способность может быть выбрана в соответствии с возможными обстоятельствами предполагаемого использования отходящего газа в качестве топливного газа. Теплотворная способность может быть определена в соответствии со стандартами DIN 51857. Для многих случаев применения регулируемая теплотворная способность может быть пропорциональна низшей теплотворной способности (LHV; иногда называется калорийностью), которая может определяться как количество тепла, выделяющееся при сжигании определенного количества топлива (первоначально при 25°C) и приводящее температуру продуктов сгорания к 150°C. Это предполагает, что скрытая теплота парообразования воды в продуктах реакции не учитывается.Adjustable heating value may be selected in accordance with the possible circumstances of the intended use of the off-gas as fuel gas. The calorific value can be determined in accordance with DIN 51857. For many applications, the regulated calorific value can be proportional to the lower calorific value (LHV; sometimes called calorific value), which can be defined as the amount of heat released when a certain amount of fuel is burned (initially at 25 ° C) and bringing the temperature of the combustion products to 150 ° C. This suggests that the latent heat of water vaporization in the reaction products is not taken into account.
Однако для регулирования теплотворной способности в контексте настоящего изобретения фактическую теплотворную способность отводимой паровой фракции не нужно определять на абсолютной основе. Как правило, оказывается достаточным регулировать теплотворную способность относительно фактической потребности в тепловой мощности, с тем, чтобы привести к минимуму любой недостаток и избыток обеспечиваемой тепловой мощности.However, in order to control the calorific value in the context of the present invention, the actual calorific value of the vented vapor fraction does not need to be determined on an absolute basis. As a rule, it turns out to be sufficient to regulate the calorific value relative to the actual need for thermal power in order to minimize any drawback and excess of the provided thermal power.
Предпочтительно, производительность по холоду корректируется автоматически в ответ на сигнал, который связан причинно-следственной связью с регулируемой теплотворной способностью. В вариантах осуществления, в которых паровая фракция подается к одному или нескольким выборочным потребителям метана, таким как, например, устройство 220 сжигания, показанное на фигуре 1, регулирование может осуществляться в соответствии с требуемой тепловой мощностью, в силу чего частичный расход метана регулируют для достижения теплотворной способности, которая соответствует потребности. Соответственно, регулирующий клапан 135 потока вспомогательного хладагента можно регулировать с помощью регулятора давления PC для поддержания заданного целевого расхода потока 132 вспомогательного хладагента через конденсатор 35 головного погона. Фактическое давление в линии 80 отведения паровой фракции связано причинно-следственной связью с регулируемой теплотворной способностью. Регулятор давления PC будет настроен на уменьшение открытой части регулирующего клапана 135 потока вспомогательного хладагента, когда давление падает ниже предварительно заданного целевого уровня, который указывает на более высокую интенсивность потребления метана, чем интенсивность подачи в паровую фракцию 80. С другой стороны, регулятор давления PC будет настроен на увеличение открытой части регулирующего клапана 135 потока вспомогательного хладагента, если давление превышает предварительно заданный целевой уровень.Preferably, the cold performance is automatically adjusted in response to a signal that is associated with a causal relationship to the controlled calorific value. In embodiments in which the vapor fraction is supplied to one or more selective methane consumers, such as, for example, the
Предполагается, что паровая фракция 80 содержит от 50 мол.% до 95 мол.% азота, предпочтительно от 70 мол.% до 95 мол.% азота или от 50 мол.% до 90 мол.% азота, более предпочтительно от 70 мол.% до 90 мол.% азота, еще более предпочтительно от 75 мол.% до 95 мол.% азота, наиболее предпочтительно от 75 мол.% до 90 мол.% азота. Предполагается, что сконденсированная фракция 37 содержит менее 35 мол.% азота.It is assumed that the
Если колонна 20 десорбции азота оснащена необязательной внутренней ректификационной секцией 22, как описано выше, поток 30 пара головного погона предпочтительно получают из головной части колонны 20 десорбции азота над ректификационной секцией 22. По меньшей мере часть 36 обратного орошения из сконденсированной фракции поступает в колонну 20 десорбции азота, начиная с уровня над ректификационной секцией 22. В случае варианта осуществления фигуры 1, сконденсированная фракция может подаваться через необязательный насос 38 обратного орошения (и/или может стекать под действием силы тяжести). Часть обратного орошения получают далее из сконденсированной фракции и направляют в колонну 20 десорбции азота через систему 25 впуска обратного орошения и линию 36 части обратного орошения. В случае варианта осуществления фигуры 2, сконденсированная фракция отделяется внутри головной части колонны 20 десорбции азота и таким образом уже становится доступна над ректификационной секцией для просачивания вниз через ректификационную секцию 22, в контакте с парами, поднимающимися верх через ректификационную секцию 22.If the
Часть обратного орошения может содержать всю сконденсированную фракцию, но необязательно сконденсированная фракция разделяется в необязательно предусмотренном делителе 39 сконденсированной фракции на часть рециркулирующей жидкости, которая вводится по линии 13 рециркуляции жидкости, например, в первый поток 10 сырья, и часть обратного орошения, которая вводится в колонну 20 десорбции азота через систему 25 впуска обратного орошения и линию 36 части обратного орошения. Возможность разделения сконденсированной фракции на часть 36 обратного орошения и часть 13 рециркулирующей жидкости предпочтительна для направления любого излишка сконденсированной фракции вокруг ректификационной секции 22, чтобы не нарушать работу ректификационной секции 22. Рециркуляционный клапан 14 соответственно можно регулировать с помощью регулятора потока, предусмотренного в линии 37 отведения сконденсированной фракции, и/или регулятора уровня, предусмотренного на сепараторе 33 головного погона.The reverse irrigation portion may contain the entire condensed fraction, but the optionally condensed fraction is separated in the optionally provided
Частичная конденсация также может включать в себя прямой и/или косвенной теплообмен с другими потоками в других последовательно расположенных теплообменниках головного погона. Например, теплообменник 85 рекуперации холода может быть таким теплообменником головного погона, в котором частичная конденсация головного потока дополнительно включает косвенный теплообмен с паровой фракцией 80.Partial condensation may also include direct and / or indirect heat exchange with other streams in other successive overhead heat exchangers. For example, the cold
Необязательная линия 87 рециркуляции пара может использоваться селективно, соответственно с помощью селективного открывания регулирующего клапана 88 рециркуляции пара для повышения количества азота, которое остается в потоке 90 жидкого углеводородного продукта. Это можно осуществить путем отведения части рециркулирующего пара из паровой фракции, сбрасывая давление части рециркулирующего пара до давления мгновенного испарения и впоследствии закачивая часть рециркулирующего пара в обедненную азотом жидкость 40. Остающаяся часть паровой фракции 80, которая не поступает в линию 87 рециркуляции пара, может образовывать топливную часть, которая может передаваться к устройству 220 сжигания.The optional steam recirculation line 87 can be used selectively, respectively, by selectively opening the steam
В некоторых вариантах осуществления целевое количество азота, растворенного в потоке 90 жидкого углеводородного продукта, составляет от 0,5 до 1 мол.%, предпочтительно как можно ближе к 1,0 мол.%, но не более 1,1 мол.%. Рециркулирующий клапан 88 потока рециркуляции пара регулирует количество потока 80 паровой фракции, которое подается обратно, например, в конечный сепаратор 50 мгновенного испарения, при этом обходя колонну 20 десорбции азота. Посредством этого можно повлиять на количество азота в потоке 90 жидкого углеводородного продукта. Чтобы далее способствовать достижению целевого содержания азота, рециркулирующий клапан 88 потока рециркулирующего пара может регулироваться в соответствии с сигналом от прибора QMI измерения качества, который необязательно предусмотрен в линии 90 жидкого углеводородного продукта.In some embodiments, the target amount of nitrogen dissolved in the liquid
Статическая имитация была проведена на варианте осуществления, показанном на фигуре 1, как для режима хранения (таблица 1), так и для режима загрузки (таблица 2). Предполагалось, что криогенная углеводородная композиция 8 состоит из более чем 90 мол.% смеси азота и метана (98,204 мол.%). В примере количество азота (1,654 мол.%) и метана (98,204 мол.%) составляет более 99,8 мол.%, при этом оставшаяся часть (0,142 мол.%) состоит из углекислого газа (0,005 мол.%). Углекислый газ покидает процесс вместе с обедненной азотом жидкостью 40 и потоком 90 жидкого углеводородного продукта. Отношение деления в делителе 9 исходного потока было примерно 75% в обоих случаях.Static simulation was carried out on the embodiment shown in figure 1, both for the storage mode (table 1) and for the loading mode (table 2). It was assumed that the
Можно видеть, что как в режиме хранения, так и в режиме загрузки, несмотря на большое различие в количестве технологического пара, количество метана в отводимой паровой фракции 80 может сохраняться на уровне примерно 80 мол.% и, в значительной степени, в пределах от 10 мол.% до 25 мол.%, при этом одновременно содержание азота в потоке 90 жидкого углеводородного продукта сохраняется в пределах целевых значений, близко к 1,0 мол.%, но не превышая 1,1 мол.%.It can be seen that both in the storage mode and in the loading mode, despite the large difference in the amount of process steam, the amount of methane in the
В режиме хранения примерно 2,0 кг/с отпарного газа, состоящего из примерно 17 мол.% азота и 83 мол.% метана, добавлялось в процесс по линии 230 подачи отпарного газа, тогда как в режиме загрузки это количество составляло примерно 4,4 кг/с.In the storage mode, about 2.0 kg / s of stripping gas, consisting of about 17 mol.% Nitrogen and 83 mol.% Methane, was added to the process via the stripping
В режиме хранения пар не направлялся через перепускную линию 76 пара, тогда как в режиме загрузки 30% сжатого пара 70 направлялось через перепускную линию 76 пара, чтобы вместить дополнительный пар, вызванный дополнительным притоком отпарного газа. Количество рециркулирующей жидкости 13 в режиме загрузки также возрастало, от примерно 8% до примерно 41% сконденсированной фракции в линии 37 отведения сконденсированной фракции. Дополнительное поступление сконденсированной фракции является результатом дополнительного повторно сконденсированного метана.In the storage mode, steam was not directed through the
При расчете системы 100 сжижения использовалась схема, показанная на фигуре 2, со смешанным хладагентом в линии 120 сжатого хладагента с составом, приведенным в таблице 3 в столбце «120».When calculating the
В режиме хранения давление в линии 120 сжатого хладагента составляло 58 бар абс., в режиме загрузки было выше - 61 бар абс. Совокупный перепад давления в нижних и верхних пучках (183 и 184, соответственно) труб LMR криогенного теплообменника составлял 13 бар в обоих случаях. Перепад давления, вызванный клапаном 135 регулирования потока вспомогательного хладагента, составлял 39 бар в случае режима хранения и 42 бар при работе в режиме загрузки, так что давление в межтрубной зоне 186 криогенного теплообменника 180 было одинаковым как в режиме хранения, так и в режиме загрузки.In the storage mode, the pressure in the compressed
Относительный расход потока 132 вспомогательного хладагента составлял 11% от общего расхода LMR в линии 131 LMR. В режиме загрузки он составлял 18%. Кроме того, фактический расход был в 1,6 раза выше, чем в случае режима хранения, но разделение HMR и LMR в MR сепараторе 128 было немного больше в пользу HMR при работе в режиме загрузки, чем при работе в режиме хранения.The relative flow rate of auxiliary
В приведенном выше примере предполагалось, что криогенная углеводородная композиция не содержит углеводородов, тяжелее метана (С2+ углеводородов), как может быть в случае, если криогенная углеводородная композиция производится из нетрадиционных источников газа, таких как метан угольных пластов, сланцевый газ, или, возможно, некоторые искусственные источники. Однако предлагаемые способы и устройство также могут применяться, когда криогенная углеводородная композиция содержит до примерно 15 мол.% С2+ углеводородов, в том числе один или несколько углеводородов, выбранных из группы, состоящей из этана, пропана, и-бутана, н-бутана и пентана. В сущности, не ожидается, что эти дополнительные С2+ углеводороды изменят функционирование предлагаемых способов и устройства, поскольку предполагается, что ни один из таких С2+ углеводородов не будет обнаружен в паре 30 головного погона или отходящем газе в линии 80 отведения паровой фракции, как углекислый газ из примера.In the above example, it was assumed that the cryogenic hydrocarbon composition does not contain hydrocarbons heavier than methane (C 2 + hydrocarbons), as would be the case if the cryogenic hydrocarbon composition is made from unconventional gas sources such as coalbed methane, shale gas, or, perhaps some artificial sources. However, the proposed methods and device can also be used when the cryogenic hydrocarbon composition contains up to about 15 mol% of C 2 + hydrocarbons, including one or more hydrocarbons selected from the group consisting of ethane, propane, i-butane, n-butane and pentane. In fact, it is not expected that these additional C 2 + hydrocarbons will change the functioning of the proposed methods and devices, since it is assumed that none of these C 2 + hydrocarbons will be detected in the
Специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено различными путями без отклонения от объема прилагаемой формулы изобретения.One skilled in the art will understand that the present invention may be practiced in various ways without departing from the scope of the appended claims.
Claims (51)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11192921.2 | 2011-12-12 | ||
EP11192921 | 2011-12-12 | ||
PCT/EP2012/074958 WO2013087570A2 (en) | 2011-12-12 | 2012-12-10 | Method and apparatus for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014128650A RU2014128650A (en) | 2016-02-10 |
RU2622212C2 true RU2622212C2 (en) | 2017-06-13 |
Family
ID=47351659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014128650A RU2622212C2 (en) | 2011-12-12 | 2012-12-10 | Method and device for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103998882B (en) |
AU (1) | AU2012350743B2 (en) |
CA (1) | CA2858756C (en) |
MY (1) | MY178855A (en) |
RU (1) | RU2622212C2 (en) |
WO (1) | WO2013087570A2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9441877B2 (en) | 2010-03-17 | 2016-09-13 | Chart Inc. | Integrated pre-cooled mixed refrigerant system and method |
US11408673B2 (en) | 2013-03-15 | 2022-08-09 | Chart Energy & Chemicals, Inc. | Mixed refrigerant system and method |
CA3140415A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Chart Energy & Chemicals, Inc. | Mixed refrigerant system and method |
US11428463B2 (en) | 2013-03-15 | 2022-08-30 | Chart Energy & Chemicals, Inc. | Mixed refrigerant system and method |
US9816754B2 (en) | 2014-04-24 | 2017-11-14 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integrated nitrogen removal in the production of liquefied natural gas using dedicated reinjection circuit |
US20150308737A1 (en) | 2014-04-24 | 2015-10-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integrated Nitrogen Removal in the Production of Liquefied Natural Gas Using Intermediate Feed Gas Separation |
US9945604B2 (en) * | 2014-04-24 | 2018-04-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integrated nitrogen removal in the production of liquefied natural gas using refrigerated heat pump |
AR105277A1 (en) | 2015-07-08 | 2017-09-20 | Chart Energy & Chemicals Inc | MIXED REFRIGERATION SYSTEM AND METHOD |
CN108730766B (en) * | 2018-04-20 | 2024-03-08 | 江苏中伟机械制造有限公司 | Temperature and pressure reducing device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2133931C1 (en) * | 1997-04-02 | 1999-07-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Российское акционерное общество "Газпром" | Method of withdrawal of stable condensate from natural gas |
DE102007010032A1 (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-04 | Linde Ag | Procedure for separating a nitrogen-rich fraction from a liquefied natural gas, comprises supplying the natural gas after its liquefaction and super cooling, to a stripping column that serves the separation of the nitrogen-rich fraction |
RU2007110820A (en) * | 2004-08-24 | 2008-10-10 | Эдванст Экстрэкшн Текнолоджиз, Инк. (Us) | COMBINED USE OF EXTERNAL AND INTERNAL SOLVENTS IN THE PROCESSING OF GASES CONTAINING LIGHT, MEDIUM AND HEAVY COMPONENTS |
WO2011009832A2 (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for treating a multi-phase hydrocarbon stream and an apparatus therefor |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4404008A (en) | 1982-02-18 | 1983-09-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Combined cascade and multicomponent refrigeration method with refrigerant intercooling |
IT1176290B (en) | 1984-06-12 | 1987-08-18 | Snam Progetti | LOW-BOILING GAS COOLING AND LIQUEFATION PROCESS |
MY118329A (en) | 1995-04-18 | 2004-10-30 | Shell Int Research | Cooling a fluid stream |
US5657643A (en) | 1996-02-28 | 1997-08-19 | The Pritchard Corporation | Closed loop single mixed refrigerant process |
US5669234A (en) | 1996-07-16 | 1997-09-23 | Phillips Petroleum Company | Efficiency improvement of open-cycle cascaded refrigeration process |
DE19716415C1 (en) | 1997-04-18 | 1998-10-22 | Linde Ag | Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream |
TW477890B (en) | 1998-05-21 | 2002-03-01 | Shell Int Research | Method of liquefying a stream enriched in methane |
US6308531B1 (en) | 1999-10-12 | 2001-10-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hybrid cycle for the production of liquefied natural gas |
TW480325B (en) | 1999-12-01 | 2002-03-21 | Shell Int Research | Plant for liquefying natural gas |
US6266977B1 (en) * | 2000-04-19 | 2001-07-31 | Air Products And Chemicals, Inc. | Nitrogen refrigerated process for the recovery of C2+ Hydrocarbons |
US6295833B1 (en) | 2000-06-09 | 2001-10-02 | Shawn D. Hoffart | Closed loop single mixed refrigerant process |
US6698237B2 (en) * | 2001-12-11 | 2004-03-02 | Advanced Extraction Technologies, Inc. | Use of stripping gas in flash regeneration solvent absorption systems |
EG24658A (en) | 2002-09-30 | 2010-04-07 | Bpcorporation North America In | All electric lng system and process |
US7127914B2 (en) | 2003-09-17 | 2006-10-31 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hybrid gas liquefaction cycle with multiple expanders |
US6962060B2 (en) | 2003-12-10 | 2005-11-08 | Air Products And Chemicals, Inc. | Refrigeration compression system with multiple inlet streams |
MY141887A (en) * | 2004-07-12 | 2010-07-16 | Shell Int Research | Treating liquefied natural gas |
RU2447382C2 (en) | 2006-08-17 | 2012-04-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Method and device for liquefaction of hydrocarbon-containing raw materials flow |
US20080141711A1 (en) | 2006-12-18 | 2008-06-19 | Mark Julian Roberts | Hybrid cycle liquefaction of natural gas with propane pre-cooling |
-
2012
- 2012-12-10 CN CN201280061150.2A patent/CN103998882B/en active Active
- 2012-12-10 WO PCT/EP2012/074958 patent/WO2013087570A2/en active Application Filing
- 2012-12-10 AU AU2012350743A patent/AU2012350743B2/en active Active
- 2012-12-10 MY MYPI2014701218A patent/MY178855A/en unknown
- 2012-12-10 RU RU2014128650A patent/RU2622212C2/en active
- 2012-12-10 CA CA2858756A patent/CA2858756C/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2133931C1 (en) * | 1997-04-02 | 1999-07-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Российское акционерное общество "Газпром" | Method of withdrawal of stable condensate from natural gas |
RU2007110820A (en) * | 2004-08-24 | 2008-10-10 | Эдванст Экстрэкшн Текнолоджиз, Инк. (Us) | COMBINED USE OF EXTERNAL AND INTERNAL SOLVENTS IN THE PROCESSING OF GASES CONTAINING LIGHT, MEDIUM AND HEAVY COMPONENTS |
DE102007010032A1 (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-04 | Linde Ag | Procedure for separating a nitrogen-rich fraction from a liquefied natural gas, comprises supplying the natural gas after its liquefaction and super cooling, to a stripping column that serves the separation of the nitrogen-rich fraction |
WO2011009832A2 (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for treating a multi-phase hydrocarbon stream and an apparatus therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2012350743A1 (en) | 2014-05-22 |
CA2858756C (en) | 2020-04-28 |
CN103998882B (en) | 2016-04-13 |
CN103998882A (en) | 2014-08-20 |
WO2013087570A2 (en) | 2013-06-20 |
MY178855A (en) | 2020-10-21 |
CA2858756A1 (en) | 2013-06-20 |
AU2012350743B2 (en) | 2015-08-27 |
RU2014128650A (en) | 2016-02-10 |
WO2013087570A3 (en) | 2014-05-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2607708C2 (en) | Method and apparatus for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition | |
RU2622212C2 (en) | Method and device for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition | |
RU2554736C2 (en) | Method of purifying multi-phase hydrocarbon flow and installation intended therefore | |
CN107642949B (en) | System for removing heavy hydrocarbon from liquefied lean gas | |
AU2015231891B2 (en) | Liquefied natural gas facility employing an optimized mixed refrigerant system | |
US20100293996A1 (en) | Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream and floating vessel or offshore platform comprising the same | |
RU2533044C2 (en) | Method and device for cooling flow of gaseous hydrocarbons | |
RU2750778C2 (en) | System and method for liquefaction with a combined cooling agent | |
RU2607198C2 (en) | Method and apparatus for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition | |
US20180356150A1 (en) | Method for optimising liquefaction of natural gas | |
RU2612974C2 (en) | Method and apparatus for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition | |
RU2423653C2 (en) | Method to liquefy flow of hydrocarbons and plant for its realisation | |
AU2009216745B2 (en) | Method and apparatus for cooling and separating a hydrocarbon stream |