RU2743086C1 - Extraction of helium from natural gas - Google Patents
Extraction of helium from natural gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743086C1 RU2743086C1 RU2019128439A RU2019128439A RU2743086C1 RU 2743086 C1 RU2743086 C1 RU 2743086C1 RU 2019128439 A RU2019128439 A RU 2019128439A RU 2019128439 A RU2019128439 A RU 2019128439A RU 2743086 C1 RU2743086 C1 RU 2743086C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- helium
- stream
- natural gas
- depleted
- fraction
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0228—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
- F25J3/028—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 noble gases
- F25J3/029—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 noble gases of helium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
- C01B23/001—Purification or separation processes of noble gases
- C01B23/0036—Physical processing only
-
- 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
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0029—Obtaining noble gases
- C01B2210/0031—Helium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0043—Impurity removed
- C01B2210/0046—Nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0043—Impurity removed
- C01B2210/0051—Carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0043—Impurity removed
- C01B2210/0053—Hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0043—Impurity removed
- C01B2210/0068—Organic compounds
- C01B2210/007—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
- 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
- F25J2200/70—Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/72—Refluxing the column with at least a part of the totally condensed overhead gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/74—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
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/40—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using hybrid system, i.e. combining cryogenic and non-cryogenic separation techniques
-
- 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
- F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
-
- 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
- F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
- F25J2205/66—Regenerating the adsorption vessel, e.g. kind of reactivation 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
- F25J2205/82—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using a reactor with combustion or catalytic reaction
-
- 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
- F25J2210/60—Natural gas or synthetic natural gas [SNG]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
- F25J2215/30—Helium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/08—Cold compressor, i.e. suction of the gas at cryogenic temperature and generally without afterstage-cooler
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/32—Compression of the product 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
- F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
- F25J2235/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being (a mixture of) hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
- F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed 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
- F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
- F25J2240/40—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/02—Internal refrigeration with liquid vaporising loop
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/04—Internal refrigeration with work-producing gas expansion loop
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
[0001] Настоящее изобретение относится к способам и устройствам для извлечения гелия. В частности, изобретение относится к отделению гелия от потока природного газа, содержащего метан, азот и гелий, с применением криогенной дистилляции. [0001] The present invention relates to methods and apparatus for recovering helium. In particular, the invention relates to the separation of helium from a natural gas stream containing methane, nitrogen and helium using cryogenic distillation.
[0002] Гелий присутствует во многих месторождениях природного газа по всему миру, но растет интерес к эффективному извлечению гелия из месторождений природного газа с низкими концентрациями гелия, например, ниже чем 2000 млн 1 об. Извлечение гелия из природного газа при таких низких уровнях долгое время считалось неэкономичным. Обычно происходит извлечение гелия из природного газа в качестве побочного продукта производства сжиженного природного газа (LNG) или выброса азота. В обоих случаях метан конденсируется, и более легкий гелий легко выделяется в виде газа. Настоящее изобретение относится к случаю, когда поток природного газа не требует сжижения или удаления азота. В этом случае газ все еще может содержать значительное количество азота, но этого недостаточно, чтобы помешать использованию природного газа в трубопроводе или газовой турбине. [0002] Helium is present in many natural gas fields around the world, but the growing interest in the efficient extraction of helium from natural gas fields with low concentrations of helium, for example, less than about 2000 ppm 1. Recovering helium from natural gas at such low levels has long been considered uneconomical. Typically, helium is extracted from natural gas as a by-product of liquefied natural gas (LNG) production or nitrogen emissions. In both cases, the methane condenses and the lighter helium is easily released as a gas. The present invention relates to the case where the natural gas stream does not require liquefaction or nitrogen removal. In this case, the gas may still contain a significant amount of nitrogen, but this is not enough to prevent the use of natural gas in a pipeline or gas turbine.
[0003] Известно извлечение гелия из природного газа. Gottier (US5011521) описывает извлечение гелия с использованием отпарной колонны для обогащения концентрации гелия по сравнению с составом исходного газа. В приведенном примере, обогащение гелием ограничивается действием отпарной колонны примерно на один порядок, с 0,44% до 5,16% гелия. Целью обогащения гелия в головном потоке является уменьшение потока к гелиевому очистителю путем увеличения молярной доли гелия. Никаких дополнительных средств для обогащения гелия в потоке, покидающем верхнюю часть отпарной колонны, перед входом в очиститель не раскрыто. [0003] It is known to extract helium from natural gas. Gottier (US5011521) describes the recovery of helium using a stripper to enrich the concentration of helium relative to the composition of the feed gas. In the example shown, the helium enrichment is limited by the stripping column by about one order of magnitude, from 0.44% to 5.16% helium. The goal of overhead helium enrichment is to reduce the flow to the helium purifier by increasing the helium mole fraction. No additional means for enriching the helium in the stream leaving the top of the stripper before entering the purifier is not disclosed.
[0004] Дополнительно, Gottier раскрывает использование детандера плотной текучей среды (DFE) для извлечения энергии из расширения потока более высокого давления до более низкого давления для подачи в дистилляционную колонну. Эксплуатация дистилляционной колонны при более высоком давлении сопряжена с более высокими капитальными затратами из-за сложности осуществления разделения при высоком давлении и сложности подачи нагрузки ребойлера на дистилляционную колонну. Сложное разделение приводит к более высокой нагрузке ребойлера при заданном выходе гелия, что дает более высокий расход пара. Более высокий расход пара в сочетании с неблагоприятным поверхностным натяжением и соотношением плотности пара-жидкости приводит к увеличению диаметров колонны. Чтобы избежать этих недостатков, давление сырья понижают до входа в дистилляционную колонну. [0004] Additionally, Gottier discloses the use of a dense fluid expander (DFE) to extract energy from the expansion of a higher pressure stream to a lower pressure for feeding to a distillation column. Operating the distillation column at a higher pressure is associated with higher capital costs due to the difficulty of performing separation at high pressure and the difficulty of feeding the reboiler load to the distillation column. Complex separation results in higher reboiler loading for a given helium output, resulting in higher steam consumption. Higher steam flow rates combined with unfavorable surface tension and vapor-to-liquid density ratios result in increased column diameters. To avoid these disadvantages, the pressure of the feed is reduced before entering the distillation column.
[0005] Oeflke (US2014/0137599) описывает дополнительное разделение для дополнительного обогащения содержания гелия в головном потоке из отпарной колонны. Головной поток охлаждают и давление понижают, чтобы получить поток обогащенного гелием пара и поток обедненной гелием жидкости. Поток обедненной гелием жидкости, который все еще содержит некоторое количество гелия, перекачивают и объединяют с обедненным гелием природным газом из нижней части отпарной колонны. Гелий, не извлеченный из потока обедненной гелием жидкости, снижает общий выход на 0,4% в соответствии с приведенным примером. Кроме того, в этом примере давление потока пара, обогащенного гелием, снижается с 550 фунт а. д./кв. дюйм до 100 фунт а. д./кв. дюйм, что может потребовать повторного сжатия для входа в даунстрим стадию очистки гелия. [0005] Oeflke (US2014 / 0137599) describes additional separation to further enrich the helium content of the overhead stream from the stripper. The overhead stream is cooled and the pressure reduced to provide a helium-rich vapor stream and a helium-depleted liquid stream. A helium-depleted liquid stream, which still contains some helium, is pumped and combined with helium-depleted natural gas from the bottom of the stripper. Helium not recovered from the helium-depleted liquid stream reduces the overall yield by 0.4% in accordance with the above example. In addition, in this example, the pressure of the helium-rich steam stream decreases from 550 psi. d / sq. inch to 100 lb. d / sq. inch, which may require re-compression to enter the downstream helium purification stage.
[0006] Mitchell и др. (US4758258) описывают многоступенчатое разделение для извлечения гелия из природного газа наряду с отделением этана, пропана и более тяжелых углеводородов от основного вещества, метана. Имеется сходство с Oeflke в двух отношениях. Во-первых, охлаждение для окончательного отделения гелия и азота от метана достигается путем понижения давления подачи в сепаратор с образованием потока неочищенного гелия. Во-вторых, гелий, содержащийся в потоке жидкости из сепаратора, не извлекается, что снижает общий выход гелия. [0006] Mitchell et al. (US4758258) describe multistage separation for recovering helium from natural gas while separating ethane, propane and heavier hydrocarbons from the base material, methane. There are two similarities to Oeflke. First, cooling for the final separation of helium and nitrogen from methane is achieved by lowering the feed pressure to the separator to form a crude helium stream. Second, the helium contained in the liquid stream from the separator is not recovered, which reduces the overall helium yield.
[0007] Agrawal (US5167125) описывает способ, в котором легкие газы, такие как гелий, удаляются путем частичной конденсации паров верхнего погона из дистилляционной колонны. Образующийся поток жидкости обеспечивает дефлегмацию в дистилляционной колонне, и поток пара, обогащенного гелием, может быть дополнительно очищен. [0007] Agrawal (US5167125) describes a process in which light gases such as helium are removed by partial condensation of overhead vapor from a distillation column. The resulting liquid stream provides reflux in the distillation column and the helium-rich vapor stream can be further purified.
[0008] Чтобы минимизировать мощность, требуемую для способов извлечения гелия, описанных в предшествующем уровне техники, промежуточные потоки, которые содержат небольшие, но значительные количества гелия, отводятся в обедненный гелием готовый природный газ, снижая общий выход гелия. Существует необходимость в достижении максимально возможного общего выхода гелия путем извлечения гелия из промежуточных потоков энергосберегающим способом. [0008] To minimize the power required for the helium recovery methods described in the prior art, intermediate streams that contain small but significant amounts of helium are diverted into helium-depleted finished natural gas, reducing the overall helium yield. There is a need to achieve the highest possible overall helium yield by recovering helium from intermediate streams in an energy efficient manner.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0009] Настоящее изобретение относится к многостадийному способу извлечения гелия из потока природного газа, оптимизированному для высокого выхода гелия и низкого энергопотребления. Сначала загрязняющие вещества удаляются по мере необходимости, например, CO2 путем аминной абсорбции, вода и тяжелые углеводороды путем адсорбции при переменной температуре, и/или ртуть путем адсорбции на активированном угле. Затем гелий извлекают с использованием системы криогенной дистилляционной колонны. Содержание гелия в головном потоке колонны увеличивается при помощи конденсатора для извлечения азота и метана, что повышает выход метана и снижает скорость потока для очистки гелия ниже по потоку. Поток неочищенного гелия проходит криогенный процесс частичной конденсации для дальнейшего увеличения концентрации гелия перед удалением водорода путем каталитического сжигания. Окончательная очистка производится методом адсорбции при переменном давлении (PSA), после которой остаточный газ повторно сжимают, высушивают и рециркулируют. Чистый гелиевый продукт из PSA может быть в дальнейшем сжижен для транспортировки и продажи. [0009] The present invention relates to a multi-stage process for recovering helium from a natural gas stream optimized for high helium yield and low energy consumption. First, contaminants are removed as needed, for example CO 2 by amine absorption, water and heavy hydrocarbons by adsorption at variable temperature, and / or mercury by adsorption on activated carbon. The helium is then recovered using a cryogenic distillation column system. The column overhead helium is increased with a condenser to recover nitrogen and methane, which increases the methane yield and reduces the flow rate for downstream helium purification. The raw helium stream undergoes a cryogenic partial condensation process to further increase the concentration of helium before removing hydrogen by catalytic combustion. Final purification is carried out by pressure swing adsorption (PSA), after which the tail gas is re-compressed, dried and recirculated. The pure PSA helium product can then be liquefied for shipping and sale.
[0010] Обедненная гелием жидкость из нижней части системы дистилляционной колонны используется для обеспечения охлаждения способа. Для хладагента выбрано несколько значений давления, чтобы оптимизировать кривые охлаждения и, следовательно, эффективность теплопередачи. Часть обедненной гелием жидкости перекачивают, чтобы минимизировать общую мощность повторного сжатия. Все возвращающиеся потоки природного газа повторно сжимают, чтобы обеспечить соответствие давлению подачи при возврате в трубопровод, или сжимают до того давления, которое требуется для утилизации природного газа, например, путем сжигания в газовой турбине. [0010] The helium-depleted liquid from the bottom of the distillation column system is used to provide cooling to the process. Several pressures have been selected for the refrigerant to optimize the cooling curves and therefore the heat transfer efficiency. A portion of the helium-depleted liquid is pumped to minimize the overall recompression power. All returning natural gas streams are recompressed to match the feed pressure when returned to the pipeline, or compressed to the pressure required to recover natural gas, for example by combustion in a gas turbine.
[0011] Давление в системе дистилляционной колонны выбирают таким образом, чтобы снизить риск плохого разделения в результате работы при слишком высоком давлении. Чтобы уменьшить повышенную потребность в мощности, можно использовать детандер плотной текучей среды (DFE) для выработки мощности, которая может быть использована в процессе путем расширения потока подачи до давления в колонне. Изоэнтропическое расширение текучей среды через DFE также приводит к более низкой температуре в выходном потоке, чем это было бы при изоэнтальпическом расширении через клапан. Использование DFE экономит мощность для увеличения капитальных затрат и должно быть соответственно оптимизировано. Кроме того, в способе можно использовать детандер в одном или большем количестве возвратных потоков, чтобы снизить общее потребление мощности и обеспечить охлаждение для способа. [0011] The pressure in the distillation column system is selected to reduce the risk of poor separation as a result of operating at too high a pressure. To reduce the increased demand for power, a dense fluid expander (DFE) can be used to generate power that can be used in the process by expanding the feed stream to column pressure. Isentropic expansion of the fluid through the DFE also results in a lower temperature in the outlet stream than would be the case with isenthalpic expansion through the valve. The use of DFE saves power to increase capital costs and should be optimized accordingly. In addition, the process may use an expander in one or more return streams to reduce overall power consumption and provide cooling to the process.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF THE GRAPHIC MATERIALS
[0012] Настоящее изобретение далее будет описано со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых подобными ссылочными позициями обозначены подобные элементы: [0012] The present invention will now be described with reference to the accompanying figures, in which like reference numerals designate like elements:
[0013] ФИГ. 1 представляет собой схему технологического процесса, иллюстрирующую способ предварительной обработки, извлечения, очистки и сжижения гелия из потока природного газа. [0013] FIG. 1 is a process flow diagram illustrating a method for pretreating, recovering, purifying and liquefying helium from a natural gas stream.
[0014] ФИГ. 2 представляет собой схему технологического процесса, иллюстрирующую способ извлечения гелия в соответствии с настоящим изобретением. [0014] FIG. 2 is a flow diagram illustrating a method for recovering helium in accordance with the present invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0015] Последующее подробное описание иллюстрирует только предпочтительные типичные варианты реализации изобретения и не предназначено для ограничения объема, области применения или конфигурации изобретения. Скорее, последующее подробное описание предпочтительных типичных вариантов реализации изобретения предоставит специалистам в данной области техники описание, позволяющее реализовать предпочтительные типичные варианты реализации изобретения. Различные модификации могут быть внесены в функцию и расположение элементов без отклонения от сущности и объема изобретения, которые определяются прилагаемой формулой изобретения. [0015] The following detailed description illustrates only preferred exemplary embodiments of the invention and is not intended to limit the scope, scope, or configuration of the invention. Rather, the following detailed description of the preferred exemplary embodiments of the invention will provide those skilled in the art with a description to enable the preferred exemplary embodiments of the invention to be practiced. Various modifications may be made to the function and arrangement of elements without departing from the spirit and scope of the invention, which are defined by the appended claims.
[0016] Как используется в данном документе, формы единственного числа существительных означают один или большее количество применительно к любому признаку в вариантах реализации настоящего изобретения, описанных в описании и формуле изобретения. Использование форм единственного числа не ограничивает значение одним признаком, если в тексте прямо не указано такое ограничение. Определенный артикль, предшествующий существительным или выражениям с существительными в единственном или множественном числе, обозначает конкретный указанный признак или конкретные указанные признаки и может обозначать единственное или множественное число в зависимости от контекста, в котором он используется. [0016] As used herein, the singular form of the noun means one or more in relation to any feature in the embodiments of the present invention described in the description and the claims. The use of the singular forms does not limit the meaning to one feature, unless such limitation is expressly indicated in the text. The definite article preceding singular or plural nouns or expressions denotes a specific specified feature or specific specified features and may denote singular or plural depending on the context in which it is used.
[0017] Как используется в данном документе, выражение «и/или», помещенное между первым объектом и вторым объектом, включает в себя любое из значений (1) только первого объекта, (2) только второго объекта и (3) первого объекта и второго объекта. Термин «и/или», помещенный между двумя последними объектами списка из 3 или большего количества объектов, обозначает по меньшей мере один из объектов в указанном списке, включая любую конкретную комбинацию объектов в этом списке. Например, «A, B и/или C» имеет то же значение, что и «A и/или B и/или C», и включает в себя следующие комбинации A, B и C: (1) только A, (2) только B, (3) только C, (4) A и B, но не C, (5) A и C, но не B, (6) B и C, но не A и (7) A и B и C. [0017] As used herein, the expression "and / or" placed between the first object and the second object includes any of the values of (1) only the first object, (2) only the second object, and (3) the first object, and second object. The term "and / or", placed between the last two items of a list of 3 or more items, denotes at least one of the items in the specified list, including any particular combination of items in this list. For example, “A, B and / or C” has the same meaning as “A and / or B and / or C” and includes the following combinations of A, B and C: (1) only A, (2 ) only B, (3) only C, (4) A and B but not C, (5) A and C but not B, (6) B and C but not A and (7) A and B and C.
[0018] Термин «несколько (множество)» означает «два или более двух». [0018] The term "multiple (plural)" means "two or more of two".
[0019] Прилагательное «любой» означает один, несколько или все, независимо от количества. [0019] The adjective "any" means one, several or all, regardless of the number.
[0020] Фраза «по меньшей мере часть» означает «часть или полностью». «По меньшей мере часть потока» имеет тот же состав, с той же концентрацией каждого из видов молекул, что и поток, из которого она получена [0020] The phrase "at least part" means "part or all". "At least part of the stream" has the same composition, with the same concentration of each of the types of molecules, as the stream from which it is obtained
[0021] Как используется в данном документе, «первый», «второй», «третий», и т. д. используются для различения из множества стадий и/или признаков и не являются показателем общего количества или относительного положения во времени и/или пространстве, если это прямо не указано в тексте как таковое. [0021] As used herein, "first", "second", "third", etc. are used to distinguish from a variety of stages and / or features and are not indicative of a total number or relative position in time and / or space, unless it is expressly indicated in the text as such.
[0022] Все значения состава будут указаны в мольных процентах. [0022] All composition values will be indicated in mole percent.
[0023] Термины «обедненный» или «бедный» означают, что концентрация указанного компонента в молярном процентном соотношении меньше, чем в исходном потоке, из которого он был получен. «Обедненный» и «бедный» не означает, что в потоке полностью отсутствует указанный компонент. [0023] The terms "lean" or "lean" mean that the concentration of the specified component in molar percentage is less than in the original stream from which it was obtained. "Depleted" and "poor" does not mean that the specified component is completely absent in the stream.
[0024] Термины «обогащенный» или «богатый» означают, что концентрация указанного компонента в мольных процентах выше, чем в исходном потоке, из которого он был получен. [0024] The terms "enriched" or "rich" mean that the concentration of the specified component in mole percent is higher than in the original stream from which it was obtained.
[0025] Термины «ниже по потоку» и «выше по потоку» относятся к предполагаемому направлению потока перемещаемой технологической жидкости. Если предполагается направление потока технологической жидкости от первого устройства ко второму устройству, то второе устройство находится ниже по потоку относительно первого устройства. В случае рециркуляционного потока, ниже по потоку и выше по потоку относятся к первому проходу технологической жидкости. [0025] The terms "downstream" and "upstream" refer to the intended direction of flow of the transferred process fluid. If the direction of flow of the process fluid from the first device to the second device is assumed, then the second device is located downstream of the first device. In the case of recycle flow, downstream and upstream refer to the first process fluid pass.
[0026] Термин «детандер плотной текучей среды», сокращенно DFE, также известный как детандер жидкости, относится к оборудованию, которое извлекает механическую работу из понижения давления плотной текучей среды, такой как жидкость или сверхкритическая текучая среда, по своей функции аналогичному детандеру газов. Такое расширение лучше всего аппроксимируется как изоэнтропийный процесс, в отличие от клапана, который лучше всего аппроксимируется как изоэнтальпический процесс. [0026] The term "dense fluid expander," abbreviated DFE, also known as a liquid expander, refers to equipment that derives mechanical work from the depressurization of a dense fluid, such as a liquid or supercritical fluid, similar in function to a gas expander. This expansion is best approximated as an isentropic process, as opposed to a valve, which is best approximated as an isenthalpic process.
[0027] Термин «непрямой теплообмен» относится к процессу передачи физической теплоты и/или потенциальной теплоты между двумя или более текучими средами без физического контакта между указанными жидкостями. Тепло может передаваться через стенку теплообменника или с применением промежуточной теплообменной текучей среды. Термин «горячий поток» относится к любому потоку, который выходит из теплообменника при температуре меньшей, чем при входе в теплообменник. И наоборот, термин «холодный поток» представляет собой поток, который выходит из теплообменника при температуре выше, чем при входе в теплообменник. [0027] The term "indirect heat transfer" refers to the process of transferring physical heat and / or potential heat between two or more fluids without physical contact between said fluids. Heat can be transferred through the wall of the heat exchanger or using an intermediate heat exchange fluid. The term "hot stream" refers to any stream that exits a heat exchanger at a temperature lower than entering the heat exchanger. Conversely, the term "cold stream" is a stream that leaves the heat exchanger at a temperature higher than when entering the heat exchanger.
[0028] Термин «дистилляционная колонна» включает в себя фракционирующие колонны, ректифицирующие колонны и отпарные колонны. Дистилляционная колонна может относится к одиночной колонне или множеству колонн, соединениях последовательно или параллельно, где множество колонн может представлять собой любую комбинацию указанных выше видов. Каждая колонна может содержать одну или более секций тарелок и/или укладок. [0028] The term "distillation column" includes fractionation columns, fractionation columns, and stripping columns. A distillation column may refer to a single column or a plurality of columns, connected in series or in parallel, where the plurality of columns can be any combination of the above. Each column may contain one or more trays and / or stacks.
[0029] Термин «повторное кипячение» относится к частичному испарению жидкости, присутствующей в дистилляционной колонне, посредством непрямого теплообмена с более горячим технологическим потоком. Это производит пар, который способствует переносу массы в дистилляционной колонне. Жидкость может происходить из жидкости кубового остатка или из промежуточной стадии в колонне. Тепловая нагрузка для повторного кипячения может быть направлена в дистилляционную колонну посредством применения in situ ребойлера или внешнего теплообменником, предназначенным для этой цели, или части более большой теплообменной системы. Парожидкостное разделение может также иметь место в дистилляционной колонне или во внешнем испарительном резервуаре. [0029] The term "reboil" refers to the partial evaporation of liquid present in a distillation column by indirect heat exchange with a hotter process stream. This produces steam which aids in mass transfer in the distillation column. The liquid can come from the bottoms liquid or from an intermediate stage in the column. The heat load for reboiling can be directed to the distillation column through the use of an in situ reboiler or an external heat exchanger designed for this purpose, or part of a larger heat exchange system. Vapor-liquid separation can also take place in a distillation column or in an external flash tank.
[0030] Настоящее устройство и способ описаны со ссылкой на чертежи. В данном документе единая ссылочная позиция может применяться для идентификации потока технологического газа и линии передачи технологического газа, которая несет указанный поток технологического газа. К какому признаку относится ссылочная позиция, будет понятно из контекста. [0030] The present apparatus and method are described with reference to the drawings. As used herein, a single reference numeral may be used to identify a process gas stream and a process gas transfer line that carries a specified process gas stream. Which attribute the reference position refers to will be clear from the context.
[0031] В целях простоты и ясности подробные описания известных устройств, схем и способов опущены, чтобы не затуманивать описание настоящего изобретения ненужными подробностями. [0031] For the sake of simplicity and clarity, detailed descriptions of prior art devices, circuits, and methods are omitted so as not to obscure the description of the present invention with unnecessary detail.
[0032] Подача природного газа, описанная в настоящем изобретении, относится к газу, содержащему углеводороды, обычно происходящие из-под земли в геологической формации. Природный газ обычно добывают при давлении в диапазоне от около 1 до около 200 бар. Все указанные значения давления представляют собой абсолютное, а не манометрическое давление. Давление природного газа предпочтительно составляет от около 10 до около 100 бар. [0032] The natural gas supply described in the present invention refers to a gas containing hydrocarbons typically originating from underground in a geological formation. Natural gas is typically produced at pressures ranging from about 1 to about 200 bar. All pressures indicated are absolute, not gauge pressure. The natural gas pressure is preferably from about 10 to about 100 bar.
[0033] Содержание метана в природном газе обычно составляет от около 50% до около 99%. Все указанные процентные доли состава приведены в объемном или молярном соотношении, а не в пересчете на массу. [0033] The methane content of natural gas is typically from about 50% to about 99%. All composition percentages indicated are on a volume or molar basis and not on a weight basis.
[0034] Содержание азота в природном газе обычно составляет от около 1% до около 50% или от около 10% до около 35%. [0034] The nitrogen content of natural gas is typically from about 1% to about 50%, or from about 10% to about 35%.
[0035] Содержание гелия в природном газе обычно составляет от около 0,01 до около 10%. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения направлены на извлечение гелия из природного газа, содержащего от около 0,05% до около 1,0% или от около 0,05% до около 0,2% гелия. [0035] The helium content of natural gas is typically from about 0.01 to about 10%. Some embodiments of the present invention are directed to recovering helium from natural gas containing from about 0.05% to about 1.0%, or from about 0.05% to about 0.2% helium.
[0036] Фигура 1 иллюстрирует общий способ производства гелия из источника природного газа. Необработанный природный газ 1 поступает в блок удаления кислых газов A, необходимый для удаления газов, таких как CO2, H2S и COS, которые замерзали бы в криогенных установках ниже по потоку. Кислые газы в потоке 2 могут быть выброшены в атмосферу или, при необходимости, направлены на удаление серы. Существует несколько вариантов удаления кислых газов, включая адсорбцию при переменном давлении, короткоцикловую безнагревную вакуумную адсорбцию или абсорбцию метанола, которая в следующих примерах, представленных в настоящем документе, предполагается как поглотитель амина, регенерируемый паром. [0036] Figure 1 illustrates a general method for producing helium from a natural gas source. Raw
[0037] Природный газ, обедненный загрязнителями, который выходит из потока А в потоке 3, теперь содержит приемлемо низкий уровень кислотных газов, обычно со спецификацией менее чем около 100 млн-1 об. Если используется аминный поглотитель, то поток 3 будет насыщен водяным паром, который затвердевал бы в криогенном процессе ниже по потоку. Поток 3, следовательно, будет подаваться в модуль дегидратации сырья D, который предпочтительно содержит поглотитель при переменной температуре (TSA) и защитный слой против ртути, содержащий активированный уголь, оба хорошо известные в данной области техники для удаления воды и ртути, соответственно. TSA удаляет воду, CO2 и ароматические соединения, такие как бензол, толуол и ксилол (все вместе известные как BTX). Спецификации устанавливаются для предотвращения образования твердой фазы в криогенном способе; например, спецификация воды часто составляет около 1 млн-1 об. [0037] The pollutant-depleted natural gas that exits stream A in
[0038] Примеси адсорбируются и затем удаляются при регенерации TSA. Регенерация требует как тепла, которое может быть обеспечено электрическими нагревателями или технологическим паром, так и технологического потока для переноса примесей из TSA, таких как азот или часть обедненного гелием потока, из модуля извлечения гелия X. В зависимости от давления, необходимого для регенерации TSA, этот поток может быть по меньшей мере частью возвратного потока низкого давления 27 или потока обедненного гелием природного газа 29. На Фигуре 1 представлен случай, когда может использоваться поток низкого давления, в этом случае поток 27' используется в качестве регенерационного газа. Насыщенный примесями поток природного газа 27'' затем может быть повторно объединен с остатком потока 27 перед повторным сжатием. Если азот используется для регенерации TSA, то газообразный азот с примесями может быть выброшен в атмосферу или направлен на дальнейшую обработку для удаления углеводородов, в соответствии с правилами, регулирующими загрязнение воздуха. Если в сырьевом потоке присутствует парофазная ртуть, то для TSA требуется защитный слой против ртути, чтобы предотвратить агрессивное воздействие парофазной ртути на алюминий в теплообменниках ниже по потоку. [0038] Impurities are adsorbed and then removed during TSA regeneration. Regeneration requires both heat, which can be supplied by electric heaters or process steam, and a process stream to transport impurities from the TSA, such as nitrogen or a portion of the helium-depleted stream, from the Helium Recovery Module X. Depending on the pressure required to regenerate the TSA, this stream may be at least part of the low
[0039] Сырьевой поток природного газа 5 поступает в модуль извлечения гелия X, который является предметом настоящего изобретения. Установка для извлечения гелия представляет собой криогенный способ, в ходе которого отделяется по меньшей мере 99% гелия или по меньшей мере 99,5% гелия от сырьевого потока природного газа, который может содержать от 0,05% до 1,0% гелия по объему или от 0,05%. до 0,2% гелия по объему, с получением потока неочищенного гелия, который может содержать от 4 до 20% гелия по объему. Криогенный способ спроектирован для максимальной эффективности при высоком выходе гелия, что требует тщательной интеграции тепла, чтобы снизить общий расход мощности в способе. [0039] The natural
[0040] Обратный поток низкого давления 27 повторно сжимают в компрессоре R, если необходимо его вернуть в трубопровод, сжигать в газовой турбине или иным образом утилизировать в качестве обедненного гелием природного газа 29. Возвратный поток низкого давления может выходить из модуля извлечения в виде одного или большего количества потоков при разных значениях давления. Например, см. потоки 27 и 28 на Фигуре 2. Потоки более высокого давления могут входить на более позднюю стадию сжатия или полностью обходить сжатие и объединяться с обедненным гелием природным газом. [0040] The low
[0041] Поток неочищенного гелия 16 направляют в модуль очистки гелия Р для получения потока чистого гелия 30 с типичной спецификацией 99,99% или 99,999%. Внутри модуля очистки гелия (и, следовательно, не показано на Фигуре 1) поток 16 охлаждают до криогенных температур, частично конденсируя поток сырья, таким образом, что большая часть азота и практически весь метан конденсируется, оставляя поток пара, содержащий от около 50 до 90% гелия или от около 70 до 85% гелия, и обычно около 80% гелия. Этот поток пара нагревают, а затем водород удаляют в процессе каталитического сжигания, прежде чем он поступает в PSA гелия. Давление потока жидкости, выходящего из процесса частичной конденсации, понижают, чтобы извлечь гелий путем продувки и удаления потока пара. Поток пара подогревают, повторно сжимают и объединяют с потоком неочищенного гелия, поступающим в очиститель. При понижении давления жидкого потока, полученный жидкий поток с более низкой температурой обеспечивает охлаждение для процесса частичной конденсации. Этот небольшой поток 31 выходит из процесса очистки гелия и может быть повторно сжат в поток товарного газа в качестве потока 31' или выброшен в атмосферу в виде потока 31 после прохождения процесса каталитического сжигания для удаления метана, если это необходимо. Остаточный газ из PSA гелия высушивают при помощи TSA для удаления воды, образующейся при каталитическом сжигании водорода с воздухом или потоком, обогащенным кислородом, затем повторно сжимают и смешивают с потоком 16 по мере его поступления в очиститель. Кроме того, для рециркуляции в очиститель повторно используют гелий, собранный в «газовом мешке», чтобы минимизировать общие потери гелия в способе. [0041] A
[0042] Альтернативные варианты выполнения модуля очистки гелия хорошо известны в данной области техники. Blackwell и Kalman (US 3599438) описывают очистку гелия более подробно, включая стадии удаления водорода каталитическим окислением, дегидратацию адсорбцией и обогащение гелия частичной конденсацией. Кроме того, Blackwell и Kalman демонстрируют рециркуляцию потока гелия промежуточного давления (16). Дополнительно, Kirk-Othmer в Encyclopedia of Chemical Technology, «Cryogenic technology» (2012), описывает альтернативные технологические схемы для очистки гелия. Например, на Фигуре 13 в этой главе проиллюстрирован способ с одной вспышкой давления на холодном конце гелия, которая вызывает более высокую потерю гелия из-за растворения гелия в потоке жидкости, покидающей систему. На Фигуре 14 в той же главе проиллюстрирован другой порядок операций: сначала частичная конденсация, за которой следует каталитическое окисление и окончательная очистка при помощи PSA, причем остаточный газ PSA повторно сжимают, дегидратируют и рециркулируют на стадию частичной конденсации. Gottier и Herron (US 5017204) описывают цикл очистки гелия с использованием дефлегматора, который объединяет стадии теплопередачи и массопереноса в одном теплообменнике. Любой из этих способов или аналогичные способы очистки могут быть применены для получения продукта в форме чистого гелия из потока неочищенного гелия. [0042] Alternative embodiments of the helium purification module are well known in the art. Blackwell and Kalman (US 3599438) describe the purification of helium in more detail, including the steps of removing hydrogen by catalytic oxidation, dehydration by adsorption and enrichment of helium by partial condensation. In addition, Blackwell and Kalman demonstrate the recirculation of an intermediate pressure helium flow (16). Additionally, Kirk-Othmer in the Encyclopedia of Chemical Technology, "Cryogenic technology" (2012), describes alternative process flowsheets for helium purification. For example, Figure 13 in this chapter illustrates a single pressure burst at the cold end of helium that causes a higher loss of helium due to the dissolution of helium in the fluid stream leaving the system. Figure 14 in the same chapter illustrates a different order of operations: first partial condensation followed by catalytic oxidation and final purification with PSA, the PSA residual gas being recompressed, dehydrated and recycled to the partial condensation stage. Gottier and Herron (US 5017204) describe a helium purification cycle using a reflux condenser that combines heat transfer and mass transfer steps in a single heat exchanger. Any of these methods, or similar purification methods, can be used to obtain a pure helium product from a crude helium stream.
[0043] Поток чистого гелия 30 можно продавать в виде газообразного продукта, но чаще его сжижают в ожижителе гелия L, чтобы получить поток жидкого гелия 32, который можно более эффективно транспортировать на большие расстояния. Дополнительно, ожижитель удаляет следы неона, если он присутствует. В ожижителе может использоваться жидкий азот для охлаждения на теплом конце способа, поставляемый небольшим генератором азота или импортируемый грузовиком в жидком виде, или в нем может применяться любой другой вариант охлаждения, известный в данной области техники. На холодном конце способа обычно используется рециркулируемый гелий в технологической схеме с тепловым насосом для охлаждения. [0043] The
[0044] При желании, по меньшей мере часть потока кислого газа 2' и/или остаточного газа 31' может быть смешана с обедненным гелием природным газом 29 перед повторным сжатием или на промежуточной стадии повторного сжатия. Это может быть предпочтительным, если обедненный гелием природный газ был предназначен для заданного массового расхода, например, для газовой турбины. Если в потоке кислого газа присутствует небольшое количество H2S, то повторное сжатие и разбавление помогут избежать осложнений, связанных с вентиляцией H2S-содержащего CO2, или затрат на окисление H2S или затрат на высокую вентиляционную трубу. Точно так же, повторное сжатие потока 31' помогает избежать дополнительных затрат на окисление оставшегося метана в потоке остаточного газа, если это необходимо, перед выбросом. [0044] If desired, at least a portion of the acid gas stream 2 ' and / or tail gas 31' may be mixed with the helium-depleted
[0045] На Фигуре 2 подробно проиллюстрирован модуль извлечения гелия X. Сырьевой поток природного газа 5 подается в теплообменник 101 после выхода из модулей предварительной обработки А и D на Фигуре 1. Теплообменник обычно представляет собой паяный алюминиевый ребристый пластинчатый теплообменник, обычный для криогенной промышленности, и он может быть выполнен в форме одного или большего количества теплообменников, последовательных или параллельных. Поток охлаждается в теплообменнике путем непрямого теплообмена с потоками, возвращающимися из секции криогенной дистилляции, по меньшей мере частично конденсируется и выходит из теплообменника в виде подачи охлажденного природного газа 6. При необходимости, давление потока 6 может быть понижено для обеспечения эффективного разделения в дистилляционной колонне. Параметром для обеспечения эффективного разделения может быть соотношение плотности жидкой фазы к плотности паровой фазы, причем желаемое соотношение составляет выше 4 или выше 6 или выше 8. Кроме того, параметр может быть поверхностным натяжением жидкой фазы, причем желаемое значение составляет более чем 0,5 дин/см или более чем 1 дин/см или более чем 2 дин/см. Если требуется понижение давления, оно представлено на Фигуре 2 как происходящее в клапане 102, но также может быть достигнуто при помощи детандера плотной текучей среды. Затем сырьевой поток, подаваемый в колонну 7 поступает в дистилляционную колонну 103, предпочтительно на верхней ступени. [0045] Figure 2 illustrates in detail the helium recovery module X. The natural
[0046] Дистилляционная колонна 103 отделяет гелий от потока сырья 7, подаваемого в колонну, который покидает верхнюю часть колонны в виде обогащенного гелием пара 8, отводимого сверху колонны. Верхняя часть дистилляционной колонны требует ребойлера, который представлен на Фигуре 2 как внешний ребойлер. В этой конфигурации поток жидкости 9 покидает дно колонны, и затем нагревается путем непрямого теплообмена с сырьевым природным газом 5 в теплообменник 101. Далее частично испаренный поток 10 отделяют в сепараторе ребойлера 104. Дистилляционная колонна 103, сепаратор ребойлера 104 и часть теплообменника 101, используемая для передачи тепла потоку 9, составляют систему дистилляционной колонны. Поток пара 11 возвращается в дистилляционную колонну 103, а кубовая жидкость, обедненная гелием, выходит из системы дистилляционной колонны в виде потока 12. [0046] A
[0047] Система дистилляционной колонны представлена на Фигуре 2 в виде технологической схемы с внешним ребойлером, где 104 представляет собой сепаратор ребойлера. Кроме того, ребойлер может быть внутренним по отношению к колонне, или внешний ребойлер скорее может представлять собой отдельный теплообменник, чем быть интегрированным в многопоточный теплообменник с другими горячими и холодными потоками, что продемонстрировано как 101 на Фигуре 2. Ребойлер обеспечивает подачу пара в нижнюю часть колонны путем кипячения части жидкости, выходящей из нижней части колонны в виде потока 9. Как известно в данной области техники, это можно сделать несколькими способами. Ребойлер, такой как термосифонный ребойлер, может находиться в отстойном резервуаре для жидкости, чтобы вскипятить жидкость внутри отстойного резервуара. В этом случае поток с температурой, промежуточной между потоками 5 и 6, будет подаваться в ребойлер для обеспечения необходимого нагрева, а параметры потока жидкости, выходящего из отстойного резервуара колонны, будут такими же, что и для потока 12 на Фигуре 2. В системе дистилляционной колонны может использоваться одна из конфигураций ребойлера, описанных выше, или любой другой известный ребойлер. [0047] The distillation column system is illustrated in Figure 2 as a flow diagram with an external reboiler, where 104 is a reboiler separator. In addition, the reboiler may be internal to the column, or the external reboiler may be a separate heat exchanger rather than integrated into a multi-flow heat exchanger with other hot and cold streams, as shown as 101 in Figure 2. The reboiler provides steam to the bottom the column by boiling part of the liquid leaving the bottom of the column in the form of
[0048] Обогащенный гелием пар 8, отводимый сверху колонны, затем частично конденсируется в теплообменнике 105. Частично сконденсированный головной погон 13 поступает в верхний сепаратор 106. Указанный сепаратор верхнего погона 106 может представлять собой простой испарительный резервуар или дистилляционную колонну с несколькими ступенями. Верхний погон из 106 представляет собой поток неочищенного гелиевого пара 14. Поток неочищенного гелиевого пара 14 обеспечивает охлаждение, проходя сквозь оба теплообменника 105 и 101, прежде чем покинуть модуль извлечения гелия в виде потока 16. Указанный неочищенный гелиевый пар 14 теперь находится на достаточно высоком уровне концентрации, обычно от 4% до 20% по объему, для ввода в гелиевый очиститель, представленный как модуль P на Фигуре 1. [0048] The helium-
[0049] Поток рециркулирующей жидкости 17 выходит из нижней части сепаратора верхнего погона 106 и возвращается в дистилляционную колонну 103. Хотя поток 17 появляется в том же месте в технологической схеме, в котором появился бы поток флегмы в обычном способе дистилляции, рециркулирующая жидкость в настоящем изобретении не подходит для обеспечения обратного стока, по двум причинам. Во-первых, расход потока 17 невелик по сравнению с подаваемым в колонну потоком 7, в отличие от потока флегмы, который должен иметь достаточно высокий расход для вымывания пара, протекающего вверх по колонне. Поскольку поток рециркулирующей жидкости 17 имеет относительно небольшой расход потока, он не влияет на разделение и возвращается в дистилляционную колонну только для извлечения гелия, содержащегося в потоке 17. Во-вторых, дистилляционная колонна 103 работает как отпарная колонна с подачей сырья в колонну на верхней ступени. Рециркулирующая жидкость 17 может поступать на верхнюю ступень или на любую из нижних ступеней, поэтому она не может использоваться для вымывания пара, выходящего с верхней ступени. [0049] The
[0050] Давление в верхнем сепараторе 106 должно поддерживаться настолько близким, насколько это возможно, к давлению системы дистилляционной колонны, таким образом, чтобы давление в верхней части жидкости в потоке 17 было достаточным для преодоления падения давления и протекания в дистилляционную колонну 103. Это снижает общую потребляемую в способе мощность, поскольку поток неочищенного гелиевого пара из сепаратора верхнего погона 106, таким образом, не требует повторного сжатия. Необходимо отметить, что более высокое давление в сепараторе верхнего погона приводит к тому, что больше гелия улавливается в потоке 17, но этот жидкофазный гелий извлекается путем рециркуляции потока 17 обратно в дистилляционную колонну 103. [0050] The pressure in the
[0051] Обедненная гелием кубовая жидкость 12 может быть разделена по меньшей мере на два потока, каждый из которых обеспечивает охлаждение при различном давлении и, таким образом, различной температуре. Поток 12 может быть разделен на столько потоков, чтобы их было на один больше, чем количество ступеней сжатия, доступных в рекомпрессоре R. Это происходит потому, что каждая ступень сжатия может принимать один поток при своем давлении всасывания, и один дополнительный поток может обходить R, если он находится под тем же давлением, что и выходное отверстие R. В варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фигуре 2, поток 12 разделен на три потока: 18, 21 и 23. Использование потоков продукта для охлаждения способа называется автоохлаждением. и повышает эффективность по сравнению с внешним охлаждением. Использование нескольких уровней давления возвратных технологических потоков сводит к минимуму перепады температур во всей системе теплообменника, повышая эффективность и приводя к снижению общих требований к мощности повторного сжатия. Давление первой обедненной гелием фракции 18 кубового остатка понижают с получением потока 19. Понижение давления представлено как клапан 105, но также может быть достигнуто при помощи DFE. Поток 19 обеспечивает охлаждение для частичной конденсации потока 8 в теплообменнике 105, после чего поток 20 обеспечивает дополнительное охлаждение для теплообменника 101. Давление второй фракции 21 обедненного гелием кубового остатка может быть понижено с образованием потока 22, если это необходимо для дополнительного охлаждения. При необходимости, понижение давления может быть осуществлено в клапане 107 или при помощи DFE. Поток 22 обеспечивает охлаждение в теплообменнике 101. Поскольку его давление понижают до промежуточного давления, которое превышает давление потока 19, температура потока 22 не такая низкая, как температура потока 19. Давление третьей фракции 23 обедненного гелием кубового остатка может быть повышено в насосе 108 для получения потока 24. Далее поток 24 обеспечивает охлаждение путем испарения в теплообменнике 101. Накачка потока жидкости перед его испарением, как показано здесь, более эффективна, чем испарение потока жидкости, а затем сжатие пара, поскольку жидкости невозможно эффективно сжать. [0051] The helium-depleted bottoms liquid 12 can be split into at least two streams, each of which provides cooling at a different pressure and thus a different temperature.
[0052] После того как поток 22 нагревается в теплообменнике 101, полученная в результате подогретая вторая фракция 25 обедненного гелием кубового остатка, при желании, может быть расширена в детандере 109, что одновременно охлаждает поток и генерирует мощность. Полученную в результате расширенную вторую фракцию 26 обедненного гелием кубового остатка можно вернуть в теплообменник 101, чтобы обеспечить дополнительное охлаждение, затем объединить с потоком 20 и, наконец, вывести из теплообменника в качестве возвратного потока низкого давления 27. Затем поток 27 повторно сжимают в возвратном компрессоре R. Поток 24 выходит из теплообменника 101 в качестве возвратного потока среднего давления 28, который может быть повторно сжат путем подачи в межступенчатый возвратный компрессор R. В зависимости от давления, требуемого для конечного, обедненного гелием готового природного газа, насос 108 мог бы повышать давление потока 23 до достаточно высокого значения, чтобы не требовалось дальнейшего сжатия. [0052] After
[0053] Теплообменники 101 и 105 представляют собой систему теплообменника, которая в различных вариантах реализации изобретения может быть представлена одним или большим количеством теплообменников или может быть разделена на два или большее количество теплообменников, расположенных последовательно или параллельно. Например, теплообменник 101 может быть разделен на два отдельных теплообменника в точке, где расширенная вторая фракция 26 обедненного гелием кубового остатка возвращается в обменник и смешивается с потоком 20 по мере того, как он возвращается из 105. Кроме того, нагрузка, требуемая для ребойлера, может обеспечиваться отдельным теплообменником либо параллельно со 101, либо на холодном конце 101, с обменом теплом исключительно между потоком 6 и потоком 9, чтобы упростить работу системы дистилляционной колонны. В общем, чем более интегрирована система теплообменника, тем более эффективен теплообмен между всеми желаемыми потоками. Тем не менее, теплообменник часто разделяется, что снижает эффективность, поскольку небольшое увеличение общего энергопотребления обеспечивает такое преимущество, как упрощенная эксплуатация, меньшие размеры системы теплообменника, более простая конструкция системы теплообменника или снижение риска для способа. [0053]
[0054] Возвратный компрессор R может представлять собой один компрессор с одной или большим количеством ступеней, с промежуточными охладителями между ступенями или без них, или множество компрессоров, подключенных последовательно или параллельно. При последовательном расположении поток 27 мог бы поступать в первый из компрессоров, а поток 28 мог бы поступать в компрессор, расположенный дальше в ряду. При параллельном расположении отдельные компрессоры могли бы сжимать потоки 27 и 28 до желаемого конечного давления нагнетания. Повторно сжатый газ выходит из модуля извлечения гелия в виде потока обедненного гелием природного газа 29, который затем может подаваться в трубопровод, сжигаться или утилизироваться иным образом. Если потоки отходов 2' и/или 31' необходимо повторно сжать и объединить с потоком обедненного гелием природного газа, то они также поступают в R. [0054] The return compressor R may be a single compressor with one or more stages, with or without intercoolers between stages, or a plurality of compressors connected in series or in parallel. In a series arrangement,
[0055] Существуют ситуации, в которых повторное сжатие возвратного потока среднего давления может не потребоваться. Все значения давления возвратных потоков 20, 22 и 24 должны быть ниже, чем давление сырьевого потока 5, поскольку для обеспечения эффективной работы теплообменника 101 возвратные потоки должны кипеть при более низком давлении, чем давление, при котором конденсируется сырьевой поток. Если требуемое давление потока 29 меньше, чем давление потока 5, тогда поток 24 может нагнетаться до давления, равного давлению потока 29, и не нуждается в дополнительном сжатии. В этом случае возвратный поток среднего давления 28′ может вместо этого обходить возвратный компрессор и смешиваться непосредственно с потоком 29. [0055] There are situations in which recompression of the medium pressure return flow may not be required. All pressures of the return streams 20 , 22, and 24 must be lower than the pressure of the
[0056] Некоторые варианты реализации и признаки изобретения были описаны с использованием набора числовых верхних пределов и набора числовых нижних пределов. Для целей краткости, в данном документе явно раскрыты только определенные диапазоны. Однако необходимо понимать, что предусмотрены диапазоны от любого нижнего предела до любого верхнего предела, если в тексте явно не указано противоположное. Точно так же, диапазоны от любого нижнего предела могут быть объединены с любым другим нижним пределом, чтобы обозначить диапазон, не указанный в тексте явно, и диапазоны от любого верхнего предела могут быть объединены с любым другим верхним пределом, чтобы обозначить диапазон, не указанный в тексте явно. Кроме того, диапазон включает в себя каждую точку или отдельное значение между его конечными точками, даже если это явно не указано в тексте. Таким образом, каждая точка или отдельное значение может служить в качестве своего собственного нижнего или верхнего предела в сочетании с любой другой точкой или отдельным значением или любым другим нижним или верхним пределом, чтобы обозначить диапазон, не указанный в тексте явно. Все числовые значения представляют собой значения, указанные «приблизительно» или «около» указанного значения и учитывают экспериментальную ошибку и отклонения, которых может ожидать обычный специалист в данной области техники. [0056] Several embodiments and features of the invention have been described using a set of numerical upper limits and a set of numerical lower limits. For the sake of brevity, only certain ranges are explicitly disclosed herein. However, it should be understood that ranges from any lower limit to any upper limit are contemplated, unless the text clearly indicates otherwise. Likewise, ranges from any lower limit can be combined with any other lower limit to indicate a range not explicitly stated in the text, and ranges from any upper limit can be combined with any other upper limit to indicate a range not specified in the text. text explicitly. In addition, the range includes every point or individual value between its endpoints, even if not explicitly stated in the text. Thus, each point or individual value can serve as its own lower or upper limit in combination with any other point or individual value or any other lower or upper limit to denote a range not explicitly stated in the text. All numerical values are values that indicate "approximately" or "about" the specified value and take into account the experimental error and variance that might be expected by one of ordinary skill in the art.
[0057] Аспекты настоящего изобретения включают в себя: [0057] Aspects of the present invention include:
№ 1: Способ извлечения гелия из сырьевого природного газа, содержащего метан, азот и гелий, причем указанный способ включает в себя:# 1: Method for recovering helium from raw natural gas containing methane, nitrogen and helium, said method comprising:
охлаждение указанного сырьевого природного газа для получения охлажденного сырьевого природного газа, который по меньшей мере частично сконденсирован;cooling said natural gas feed to obtain a cooled natural gas feed that is at least partially condensed;
разделение охлажденного сырьевого природного газа в системе дистилляционной колонны с получением обогащенного гелием пара, отводимого сверху колонны, и обедненной гелием кубовой жидкости;separating the cooled natural gas feed in a distillation column system to obtain a helium-rich vapor discharged from the top of the column and a helium-depleted bottom liquid;
охлаждение указанного обогащенного гелием пара, отводимого сверху колонны, для получения частично конденсированного головного потока;cooling said helium-rich vapor discharged from the top of the column to obtain a partially condensed overhead stream;
отделение указанного частично сконденсированного головного потока в сепараторе верхнего погона для получения неочищенного гелиевого пара и рециркулирующей жидкости;separating said partially condensed overhead stream in an overhead separator to obtain crude helium vapor and recycle liquid;
расширение по меньшей мере части обедненной гелием кубовой жидкости, с получением первой фракции обедненного гелием кубового остатка;expanding at least a portion of the helium-depleted bottoms liquid to provide a first fraction of the helium-depleted bottoms;
причем охлаждающая нагрузка для указанного обогащенного гелием пара, отводимого сверху колонны, по меньшей мере частично обеспечивается за счет непрямого теплообмена с указанной первой фракцией обедненного гелием кубового остатка.wherein the cooling load for said helium-enriched steam discharged from the top of the column is at least partially provided by indirect heat exchange with said first fraction of helium-depleted bottoms.
№ 2. Способ по № 1, отличающийся тем, что давление указанного охлажденного сырьевого природного газа понижают, чтобы достичь соотношения плотности жидкости и пара в дистилляционной колонне выше 4.No. 2. The method according to No. 1, characterized in that the pressure of said cooled natural gas feed is lowered to achieve a liquid to vapor density ratio in the distillation column above 4.
№ 3. Способ по любому из №№ 1-2, отличающийся тем, что давление указанного охлажденного сырьевого природного газа понижают для достижения поверхностного натяжения жидкой фазы в дистилляционной колонне выше 0,5 дин/см.No. 3. A method according to any one of Nos. 1-2, characterized in that the pressure of said cooled natural gas feed is lowered to achieve a surface tension of the liquid phase in the distillation column above 0.5 dynes / cm.
№ 4. Способ по любому из №№ 1-3, отличающийся тем, что разница между давлением в верхней части системы дистилляционной колонны и давлением в сепараторе верхнего погона составляет не более чем 1 бар.No. 4. A method according to any one of Nos. 1-3, characterized in that the difference between the pressure at the top of the distillation column system and the pressure in the overhead separator is not more than 1 bar.
№ 5. Способ по любому из №№ 1-4, отличающийся тем, что нагрузка повторного кипячения для указанной системы дистилляционной колонны по меньшей мере частично обеспечивается посредством непрямого теплообмена с подачей природного газа.No. 5. A method according to any one of Nos. 1-4, characterized in that the reboil load for said distillation column system is at least partially provided by indirect heat exchange with natural gas feed.
№ 6. Способ по любому из №№ 1-5, отличающийся тем, что указанную рециркулирующую жидкость вводят в дистилляционную колонну.No. 6. A method according to any one of Nos. 1-5, characterized in that said recycle liquid is introduced into a distillation column.
№ 7. Способ по № 6, отличающийся тем, что рециркулирующую жидкость вводят в дистилляционную колонну на той же или более низкой ступени, что и место, где охлажденный природный газ подается в дистилляционную колонну.No. 7. The method according to No. 6, characterized in that the recycle liquid is introduced into the distillation column at the same or lower stage as the place where the cooled natural gas is fed into the distillation column.
№ 8. Способ по любому из №№ 1-7, дополнительно включающий в себя стадию расширения по меньшей мере части обедненного гелием кубового остатка, с получением второй фракции, обедненной гелием.No. 8. A method according to any of Nos. 1-7, further comprising the step of expanding at least a portion of the helium-depleted bottoms residue to form a second helium-depleted fraction.
№ 9. Способ по № 8, отличающийся тем, что давление указанной второй фракции обедненного гелием кубового остатка выше, чем давление указанной первой фракции обедненного гелием кубового остатка.No. 9. The method according to No. 8, characterized in that the pressure of said second fraction of helium-depleted bottoms is higher than the pressure of said first fraction of helium-depleted bottoms.
№ 10. Способ по любому из №№ 8-9, дополнительно включающий в себя стадии нагревания указанной второй фракции обедненного гелием кубового остатка, чтобы обеспечить по меньшей мере часть охлаждающей нагрузки для охлаждения и конденсации указанного сырьевого природного газа и получения нагретой второй фракции обедненного гелием кубового остатка;No. 10. The method according to any of Nos. 8-9, further comprising the steps of heating said second fraction of helium-depleted bottoms to provide at least a portion of the cooling load for cooling and condensing said natural gas feed and obtaining a heated second fraction of helium-depleted VAT residue;
и расширение указанной подогретой второй фракции обедненного гелием кубового остатка для обеспечения мощности и получения расширенной второй фракции обедненного гелием кубового остатка.and expanding said preheated second fraction of the helium-depleted bottoms to provide power and obtain an expanded second fraction of the helium-depleted bottoms.
№ 11. Способ по любому из №№ 8-10, дополнительно включающий в себя объединение и сжатие указанных первой и второй фракций обедненного гелием кубового остатка или полученных из них потоков для получения потока обедненного гелием природного газа.No. 11. A method according to any of Nos. 8-10, further comprising combining and compressing said first and second helium-depleted bottoms fractions or streams obtained therefrom to obtain a helium-depleted natural gas stream.
№ 12. Способ по любому из №№ 8-11, дополнительно включающий в себя стадии повышения давления по меньшей мере части указанной обедненной гелием кубовой жидкости для получения третьей фракции обедненного гелием кубового остатка;No. 12. The method according to any of Nos. 8-11, further comprising the steps of increasing the pressure of at least a portion of the specified helium-depleted bottoms liquid to obtain a third fraction of helium-depleted bottoms;
и нагревание указанной третьей фракции обедненного гелием кубового остатка, чтобы обеспечить по меньшей мере часть охлаждающей нагрузки для процессов охлаждения и конденсации указанного сырьевого природного газа.and heating said third helium-depleted bottoms fraction to provide at least a portion of the cooling load for the cooling and condensation processes of said natural gas feed.
№ 13. Способ по № 12, дополнительно включающий в себя объединение и сжатие указанной первой, второй и третьей фракций обедненного гелием кубового остатка или полученных из них потоков для получения обедненного гелием потока природного газа.No. 13. The method of No. 12, further comprising combining and compressing said first, second, and third fractions of helium-depleted bottoms or streams obtained therefrom to obtain a helium-depleted natural gas stream.
№ 14. Установка по переработке природного газа для извлечения гелия из сырьевого природного газа, содержащего метан, азот и гелий, причем указанная установка содержит:No. 14. Installation for processing natural gas for the extraction of helium from raw natural gas containing methane, nitrogen and helium, and the specified installation contains:
систему теплообменника;heat exchanger system;
систему дистилляционной колонны, содержащую выходное отверстие для пара и выходное отверстие для жидкости;a distillation column system having a vapor outlet and a liquid outlet;
первый трубопровод для перемещения охлажденного сырьевого газа из указанной системы теплообменника в указанную дистилляционную колонну;a first conduit for transferring cooled feed gas from said heat exchanger system to said distillation column;
второй трубопровод для перемещения обогащенного гелием пара, отводимого сверху колонны, из указанного выходного отверстия для пара указанной дистилляционной колонны в указанную систему теплообменника;a second conduit for transferring helium-enriched steam discharged from the top of the column from said vapor outlet of said distillation column to said heat exchanger system;
сепаратор верхнего погона, содержащий выходное отверстие для пара и выходное отверстие для жидкости;an overhead separator containing a vapor outlet and a liquid outlet;
третий трубопровод для перемещения частично конденсированного верхнего погона из указанной системы теплообменника в указанный сепаратор верхнего погона;a third conduit for transferring the partially condensed overhead from said heat exchanger system to said overhead separator;
четвертый трубопровод для перемещения первой фракции обедненного гелием кубового остатка из указанного выходного отверстия для жидкости указанной дистилляционной системы в указанную систему теплообменника;a fourth conduit for transferring a first fraction of helium-depleted bottoms from said liquid outlet of said distillation system to said heat exchanger system;
и, при этом, четвертый трубопровод содержит устройство для понижения давления.and the fourth conduit includes a pressure reducing device.
№ 15. Установка по переработке природного газа по № 14, отличающаяся тем, что указанный первый трубопровод содержит устройство для понижения давления.No. 15. Installation for processing natural gas according to No. 14, characterized in that said first pipeline contains a device for reducing the pressure.
№ 16. Установка по переработке природного газа по любому из №№ 14-15, дополнительно содержащая пятый трубопровод, предназначенный для перемещения рециркулирующей жидкости из указанного выходного отверстия для жидкости указанного сепаратора верхнего погона в указанную дистилляционную колонну.# 16. A natural gas processing plant according to any one of # 14-15, further comprising a fifth conduit for transferring recirculating liquid from said liquid outlet of said overhead separator to said distillation column.
№ 17. Установка по переработке природного газа по № 16, отличающаяся тем, что указанный пятый трубопровод соединяется с указанной дистилляционной колонной на той же ступени или на более низкой ступени, чем место, где указанный первый трубопровод соединяется с указанной дистилляционной колонной.No. 17. Plant for processing natural gas according to No. 16, characterized in that said fifth line is connected to said distillation column at the same stage or at a lower stage than the place where said first line is connected to said distillation column.
№ 18. Установка по переработке природного газа по любому из № 14-17, дополнительно содержащая шестой трубопровод для перемещения второй фракции обедненного гелием кубового остатка из указанного выходного отверстия для жидкости указанной дистилляционной системы в указанную систему теплообменника, причем указанный шестой трубопровод дополнительно содержит понижающее давление устройство.No. 18. Installation for processing natural gas according to any one of No. 14-17, further comprising a sixth pipeline for transferring the second fraction of helium-depleted bottoms from said liquid outlet of said distillation system to said heat exchanger system, wherein said sixth pipeline further comprises a reducing pressure device.
№ 19. Установка по переработке природного газа по № 18, дополнительно содержащая:No. 19. Installation for processing natural gas according to No. 18, additionally containing:
детандер;expander;
седьмой трубопровод для перемещения нагретой второй фракции обедненного гелием кубового остатка из указанного теплообменника в указанный детандер;a seventh pipeline for transferring the heated second fraction of the helium-depleted bottoms from said heat exchanger to said expander;
и восьмой трубопровод для перемещения расширенной второй фракции обедненного гелием кубового остатка из указанного детандера в указанную систему теплообменника.and an eighth conduit for transferring the expanded second helium-depleted bottoms fraction from said expander to said heat exchanger system.
№ 20. Установка по переработке природного газа №№ 18-19, дополнительно содержащая:No. 20. Installation for processing natural gas No. 18-19, additionally containing:
насос;pump;
девятый трубопровод для перемещения третьей фракции обедненного гелием кубового остатка из указанного выходного отверстия для жидкости указанной дистилляционной системы в указанный насос;a ninth conduit for transferring a third fraction of helium-depleted bottoms from said liquid outlet of said distillation system to said pump;
и десятый трубопровод для перемещения находящейся под давлением третьей фракции обедненного гелием кубового остатка из указанного насоса в указанную систему теплообменника.and a tenth conduit for transferring the pressurized third fraction of the helium-depleted bottoms from said pump to said heat exchanger system.
№ 21. Установка по переработке природного газа по любому из №№ 18-20, дополнительно содержащая:No. 21. Installation for processing natural gas according to any of No. 18-20, additionally containing:
возвратный компрессор;return compressor;
и одиннадцатый трубопровод для перемещения возвратного потока низкого давления из указанной системы теплообменника в указанный возвратный компрессор.and an eleventh conduit for transferring a low pressure return stream from said heat exchanger system to said return compressor.
№ 22. Установка по переработке природного газа по № 21, дополнительно содержащая двенадцатый трубопровод для перемещения возвратного потока среднего давления из указанной системы теплообменника в указанный возвратный компрессор.No. 22. Installation for processing natural gas according to No. 21, additionally containing a twelfth pipeline for moving the return flow of medium pressure from the specified heat exchanger system to the specified return compressor.
№ 23. Установка по переработке природного газа по № 21, дополнительно содержащая:No. 23. Installation for processing natural gas according to No. 21, additionally containing:
смесительное устройство;mixing device;
тринадцатый трубопровод для перемещения потока сжатого, обедненного гелием природного газа из указанного возвратного компрессора в указанное смесительное устройство;a thirteenth pipeline for moving a stream of compressed, helium-depleted natural gas from said return compressor to said mixing device;
и четырнадцатый трубопровод для перемещения возвратного потока среднего давления из указанной системы теплообменника в указанное смесительное устройство.and a fourteenth conduit for transferring a medium pressure return stream from said heat exchanger system to said mixing device.
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
[0058] Компьютерное моделирование способа, проиллюстрированного на Фигурах 1 и 2, было выполнено в Aspen Plus, коммерчески доступном пакете программного обеспечения для моделирования способов. Сырьевой поток природного газа содержит 35% азота и 0,14% гелия. Основные параметры потока, такие как состав, давление, температура и расход, приведены в Табл. 1, вместе с общим потреблением мощности. [0058] Computer simulations of the method illustrated in Figures 1 and 2 were performed in Aspen Plus, a commercially available method simulation software package. The natural gas feed stream contains 35% nitrogen and 0.14% helium. The main flow parameters such as composition, pressure, temperature and flow rate are shown in Table. 1, together with the total power consumption.
[0059] Для целей Примера 1, в способ, представленный на Фигурах 1 и 2, были внесены два изменения. В этом примере предполагается, что пар 31' на Фигуре 1 повторно сжимают с потоком обедненного гелием природного газа, но поток 2 отводится в атмосферу. Дополнительно, в этом примере предполагается, что поток 5 на Фигуре 2 охлаждается, конденсируется и расширяется через DFE вместо клапана 102. [0059] For the purposes of Example 1, two changes were made to the method shown in Figures 1 and 2. In this example, it is assumed that the steam 31 ' in Figure 1 is recompressed with a helium-depleted natural gas stream, but
[0060] Как показано в Табл. 1, модель извлечения гелия X производит поток неочищенного гелия 16, содержащий более чем 12% гелия, с достаточно высокой концентрацией, чтобы подавать его на установку для очистки гелия P, при этом поддерживая в модуле извлечения гелия выход 99,9%. Выход в модуле X определяется как содержание гелия в потоке 16, выходящем из модуля, деленное на содержание гелия в потоке 5, поступающем в модуль. Такой высокий выход возможен благодаря тому, что рециркулирующий жидкий поток 17, в котором содержится 6,8% гелия, содержащегося в конденсированном, обогащенном гелием головном потоке 12, возвращается в дистилляционную колонну. В известных способах, в которых верхний погон дистилляционной колонны дополнительно концентрируется, этот жидкофазный гелий не был бы потерян, поскольку эквивалент потока 17 был бы направлен в эквивалент обедненного гелием потока природного газа 29. Выход гелия 99,9% в модуле извлечения гелия X обеспечивает общий выход гелия 99,6% вследствие небольшой потери гелия в потоке 31', где общий выход гелия определяется как содержание гелия в потоке чистого гелия 30, деленное на содержание гелия в потоке неочищенного природного газа 1. [0060] As shown in Table. 1, the helium recovery model X produces a
[0061] Этот способ обеспечивает гибкость по сравнению с составом потока неочищенного гелия 16. Мольная доля гелия в потоке 16 может быть увеличена либо путем увеличения скорости потока, либо путем понижения давления возвратного потока низкого давления 19. Любой из двух вариантов приводит к более высокой концентрации гелия в потоке 16 за счет увеличения расхода мощности при сжатии потока 27. [0061] This method provides flexibility over the composition of the
[0062] Если поток отходов способа очистки гелия должен быть выброшен в виде потока 31, то оптимизация, которая минимизирует мощность, увеличивала бы расход метана в потоке 16, чтобы избежать повторного сжатия в компрессоре R. Оптимизация должна была бы включать значение метана в вентиляционном отверстии 31, чтобы уравновесить увеличение потока 16. [0062] If the waste stream from the helium purification process is to be discarded as
Таблица 1Table 1
ПРИМЕР 2EXAMPLE 2
[0063] Компьютерное моделирование способа, проиллюстрированного на Фигурах 1 и 2, было выполнено в Aspen Plus, коммерчески доступном пакете программного обеспечения для моделирования способов. Сырьевой поток природного газа содержит 10% азота и 0,065% гелия. В Табл. 2 приведены условия для потоков на Фигурах 1 и 2, а также общий расход мощности. [0063] Computer simulations of the method illustrated in Figures 1 and 2 were performed in Aspen Plus, a commercially available method simulation software package. The natural gas feed stream contains 10% nitrogen and 0.065% helium. Table. 2 shows the conditions for the flows in Figures 1 and 2, as well as the total power consumption.
[0064] Для целей Примера 2, в способ, представленный на Фигурах 1 и 2, были внесены два изменения. В этом примере предполагается, что пар 31' на Фигуре 1 повторно сжимают с возвратом природного газа, но поток 2 выбрасывается в атмосферу. Кроме того, в этих примерах предполагается, что поток 5 на Фигуре 2 охлаждают, конденсируют и расширяют при помощи DFE вместо клапана 102. [0064] For the purposes of Example 2, two changes were made to the method shown in Figures 1 and 2. In this example, it is assumed that the steam 31 'of Figure 1 is recompressed to return natural gas, but
[0065] Пример 2 имеет много таких же характеристик, что и Пример 1, такой же высокий общий выход гелия, но отличается содержанием азота в сырье. Более низкое содержание азота в Примере 2 приводит к более высоким температурам в дистилляционной колонне 103, как представлено потоком 8, который на 20 °С теплее, чем его аналог в Примере 1. Поскольку для дистилляционной колонны не требуется такая низкая температура, нет необходимости понижать давление потока 19 до такого низкого давления: 7,7 бар, в противоположность 5,5 бар. Поток 19, работающий при более высоком давлении, уменьшает нагрузку повторного сжатия, что приводит к уменьшению полезной мощности до 7,75 МВт по сравнению с 9,01 МВт в Примере 1. [0065] Example 2 has many of the same characteristics as Example 1, the same high overall helium yield, but differs in the nitrogen content of the feed. The lower nitrogen content in Example 2 results in higher temperatures in
Таблица 2table 2
часkmol /
hour
[0066] Хотя принципы изобретения были описаны выше в связи с предпочтительными вариантами реализации изобретения, необходимо четко понимать, что такое описание сделано только в качестве примера и не предназначено для ограничения объема изобретения. [0066] Although the principles of the invention have been described above in connection with the preferred embodiments of the invention, it should be clearly understood that such description is made by way of example only and is not intended to limit the scope of the invention.
Claims (21)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/130,198 | 2018-09-13 | ||
US16/130,198 US20200088465A1 (en) | 2018-09-13 | 2018-09-13 | Helium Extraction from Natural Gas |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2743086C1 true RU2743086C1 (en) | 2021-02-15 |
Family
ID=69773652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019128439A RU2743086C1 (en) | 2018-09-13 | 2019-09-11 | Extraction of helium from natural gas |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200088465A1 (en) |
AU (1) | AU2019226280A1 (en) |
CA (1) | CA3054907C (en) |
RU (1) | RU2743086C1 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111928574A (en) * | 2020-07-27 | 2020-11-13 | 合肥万豪能源设备有限责任公司 | Helium gas recovery system and method |
CN111854324A (en) * | 2020-08-14 | 2020-10-30 | 上海迎飞能源科技有限公司 | System and method for extracting helium from natural gas |
CN111981768B (en) * | 2020-08-20 | 2024-07-05 | 中国石油工程建设有限公司 | Device and method for extracting helium from natural gas by low-temperature throttling |
CN112919437B (en) * | 2021-03-24 | 2022-08-19 | 北京中科富海低温科技有限公司 | Refining method and system for crude helium with high hydrogen content |
CN113566493A (en) * | 2021-08-06 | 2021-10-29 | 安徽万瑞冷电科技有限公司 | Cryogenic separation system for helium recovery |
CN114646187B (en) * | 2021-09-15 | 2023-08-29 | 中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司成都天然气化工总厂 | Three-tower low-temperature helium extraction system suitable for low-helium-content natural gas |
CN113959176B (en) * | 2021-10-20 | 2023-06-16 | 北京石油化工工程有限公司 | System and method for separating helium from liquefied natural gas flash gas |
CN114669164B (en) * | 2022-03-24 | 2023-03-28 | 浙江大学 | System and method for preparing high-purity helium from natural gas BOG |
CN116951900B (en) * | 2023-08-30 | 2024-08-09 | 宁夏天利丰能源利用有限公司 | Natural gas liquefaction and high-purity helium extraction integrated process |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3324626A (en) * | 1964-12-03 | 1967-06-13 | Sinclair Research Inc | Process for the recovery of helium |
US20080196587A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-21 | Bao Ha | Co2 separation apparatus and process for oxy-combustion coal power plants |
US20110174017A1 (en) * | 2008-10-07 | 2011-07-21 | Donald Victory | Helium Recovery From Natural Gas Integrated With NGL Recovery |
US20130255311A1 (en) * | 2010-10-20 | 2013-10-03 | Sandra Armelle Karen Thiebault | Simplified method for producing a methane-rich stream and a c2+ hydrocarbon-rich fraction from a feed natural-gas stream, and associated facility |
US20140260417A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Conocophillips Company | Mixed-reflux for heavies removal in lng processing |
US20170176099A1 (en) * | 2014-03-14 | 2017-06-22 | Lummus Technology Inc. | Process and apparatus for heavy hydrocarbon removal from lean natural gas before liquefaction |
-
2018
- 2018-09-13 US US16/130,198 patent/US20200088465A1/en not_active Abandoned
-
2019
- 2019-09-09 AU AU2019226280A patent/AU2019226280A1/en not_active Abandoned
- 2019-09-10 CA CA3054907A patent/CA3054907C/en not_active Expired - Fee Related
- 2019-09-11 RU RU2019128439A patent/RU2743086C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3324626A (en) * | 1964-12-03 | 1967-06-13 | Sinclair Research Inc | Process for the recovery of helium |
US20080196587A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-21 | Bao Ha | Co2 separation apparatus and process for oxy-combustion coal power plants |
US20110174017A1 (en) * | 2008-10-07 | 2011-07-21 | Donald Victory | Helium Recovery From Natural Gas Integrated With NGL Recovery |
US20130255311A1 (en) * | 2010-10-20 | 2013-10-03 | Sandra Armelle Karen Thiebault | Simplified method for producing a methane-rich stream and a c2+ hydrocarbon-rich fraction from a feed natural-gas stream, and associated facility |
US20140260417A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Conocophillips Company | Mixed-reflux for heavies removal in lng processing |
US20170176099A1 (en) * | 2014-03-14 | 2017-06-22 | Lummus Technology Inc. | Process and apparatus for heavy hydrocarbon removal from lean natural gas before liquefaction |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200088465A1 (en) | 2020-03-19 |
CA3054907C (en) | 2021-09-28 |
CA3054907A1 (en) | 2020-03-13 |
AU2019226280A1 (en) | 2020-04-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2743086C1 (en) | Extraction of helium from natural gas | |
RU2730344C1 (en) | Extraction of helium from natural gas | |
CA2543510C (en) | A membrane/distillation method and system for extracting co2 from hydrocarbon gas | |
US10254042B2 (en) | Purification of carbon dioxide | |
KR102339234B1 (en) | Systems and methods for recovering non-condensable gases such as neon, helium, xenon, and krypton from an air separation unit | |
JP2015132464A (en) | Nitrogen removal with iso-pressure open refrigeration natural gas liquids recovery | |
CN111033160B (en) | Systems and methods for recovering neon and helium from an air separation unit | |
EP2865979B1 (en) | Purification of carbon dioxide | |
CA3097220C (en) | Lights removal from carbon dioxide | |
US20180031314A1 (en) | System and Method for Separating Wide Variations in Methane and Nitrogen | |
AU2009313087B2 (en) | Method for removing nitrogen | |
US11745136B2 (en) | System and method for treating a methane system to remove carbon dioxide, hydrogen sulfide, and water in a single process |