Способ и устройство для получения газообразных продуктов и сжиженного метана из синтез-газа

Авторы патента:


Способ и устройство для получения газообразных продуктов и сжиженного метана из синтез-газа
Способ и устройство для получения газообразных продуктов и сжиженного метана из синтез-газа
Способ и устройство для получения газообразных продуктов и сжиженного метана из синтез-газа
Способ и устройство для получения газообразных продуктов и сжиженного метана из синтез-газа

 


Владельцы патента RU 2456517:

ЛИНДЕ АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к способу, а также к устройству для одновременного получения по меньшей мере одного газообразного продукта (8, 20), а также продукта (сжиженного метана) (10), состоящего в основном из жидкого метана (СН4), из исходной смеси (4), состоящей в основном из водорода (Н2), монооксида углерода (СО) и метана (СН4), причем исходную смесь разделяют на несколько фракций в устройстве для осуществления низкотемпературного разделения газов (С). Фракцию метана (10), имеющую товарную чистоту, отводят в виде жидкости после низкотемпературного разделения газов и предпочтительно после дополнительного охлаждения накапливают в виде сжиженного метана в промежуточной емкости (Т). Использование изобретения позволит низкозатратным способом производить из метансодержащего синтез-газа сжиженный товарный метан. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к способу для одновременного получения по меньшей мере одного газообразного продукта, а также продукта (сжиженного метана), состоящего в основном из жидкого метана (CH4), из исходной смеси, состоящей в основном из водорода (H2), монооксида углерода (CO) и метана (CH4), причем исходную смесь разделяют на несколько фракций в устройстве для осуществления низкотемпературного разделения газов.

Изобретение относится также к устройству для осуществления способа по настоящему изобретению.

Из углеродсодержащих исходных веществ различными способами получения газов получают так называемый синтез-газ, который большей частью состоит из H2 и CO, но также содержит метан (CH4), воду (H2O) и диоксид углерода (CO2). Из синтез-газа очисткой и разделением получают прежде всего CO, H2 или смеси H2/CO в качестве продуктов, которые находят разнообразное применение в промышленности. Образующуюся остаточную газовую фракцию, которая, как правило, также содержит CH4, используют, как правило, в качестве горючего газа или возвращают в исходную смесь.

В некоторых способах газификации, таких, например, как газификация угля в стационарном слое, достигается очень высокое содержание CH4 в синтез-газе. Для повышения рентабельности установки получения синтез-газа в целом получаемую в качестве побочного продукта фракцию метана стремятся использовать также экономически эффективно. При наличии чистой фракции метана в жидком виде появлялась бы возможность загружать его в цистерны или танкеры и транспортировать в качестве товарного метана другим удаленным потребителям.

Поэтому задачей данного изобретения является разработка способа, а также устройства для осуществления способа, которые наряду с газообразными продуктами позволяют низкозатратным способом производить из метансодержащего синтез-газа также и сжиженный товарный метан.

В технологическом отношении поставленная задача по настоящему изобретению решается за счет того, что фракцию метана, имеющую товарную чистоту, отводят в виде жидкости после низкотемпературного разделения газов и предпочтительно после дополнительного охлаждения накапливают в виде сжиженного метана в промежуточной емкости.

В других вариантах осуществления способа по настоящему изобретению предусмотрено, что:

- низкотемпературное разделение газов включает в себя технологические стадии абсорбционной очистки газов жидким CO и разделения смеси CO/CH4, причем разделение смеси CO/CH4 осуществляют в колонне ректификации CO/CH4;

- жидкую фракцию метана, имеющую товарную чистоту, выводят из куба колонны ректификации CO/CH4;

- потребность в холоде низкотемпературного разделителя газов покрывают за счет предпочтительно 2-ступенчатого процесса детандирования/компримирования (процесса расширения/сжатия), причем в качестве циркулирующей среды предпочтительно применяют азот и/или CO;

- потребность в холоде низкотемпературного разделителя газов покрывают за счет контура охлаждающей смеси, в который подают хладагент, состоящий по меньшей мере из двух компонентов, причем под компонентами хладагента понимают азот (N2), и/или метан (CH4), и/или этилен (C2H4), и/или этан (C2H6), и/или пропилен (C3H6), и/или пропан (C3H8), и/или бутан (C4H10), и/или пентан (C5H12);

- колонна ректификации CO/CH4 нагревается ребойлером, причем энергия для нагревания колонны ректификации CO/CH4 отбирается от исходной смеси;

- исходная смесь для низкотемпературного разделения газов содержит по меньшей мере 10% мол. метана;

- в качестве газообразного продукта получают синтез-газ, используемый для получения метанола, и/или синтез-газ, используемый в оксосинтезе, и/или монооксид углерода.

Изобретение относится также к устройству для одновременного получения по меньшей мере одного газообразного продукта, а также продукта (сжиженного метана), состоящего в основном из жидкого метана (CH4), из исходной смеси, состоящей в основном из водорода (H2), монооксида углерода (CO) и метана (CH4), представляющему собой устройство для низкотемпературного разделения газов (низкотемпературный разделитель газов), в котором может быть разделена исходная смесь.

В аппаратурном отношении поставленная задача по настоящему изобретению решается за счет того, что фракция метана, имеющая товарную чистоту, может быть выведена в виде жидкости из низкотемпературного разделителя газов и предпочтительно после дополнительного охлаждения может быть подана в виде сжиженного метана в емкость для промежуточного накопления.

В порядке усовершенствования устройства по настоящему изобретению предлагается, что:

- низкотемпературный разделитель газов содержит промывную колонну для осуществления абсорбционной очистки газов жидким CO, а также колонну ректификации CO/CH4;

- жидкая фракция метана, имеющая товарную чистоту, может быть выведена из куба колонны ректификации CO/CH4;

- для покрытия потребности в холоде низкотемпературного разделителя газов устройство содержит по меньшей мере один турбодетандер (расширитель), который соединен с компрессором (бустером) и в котором циркулирующий поток, состоящий предпочтительно из азота и/или CO, может расширяться с охлаждением, причем в каждом бустере компримируется по меньшей мере часть циркулирующего потока;

- для покрытия потребности в холоде низкотемпературного разделителя газов устройство содержит установку, в которой в контур охлаждения может быть подан хладагент, состоящий по меньшей мере из двух компонентов, причем под компонентами хладагента понимают азот (N2), и/или метан (CH4), и/или этилен (C2H4), и/или этан (C2H6), и/или пропилен (C3H6), и/или пропан (C3H8), и/или бутан (C4H10), и/или пентан (C5H12);

- колонна ректификации CO/CH4 содержит ребойлер, посредством которого может нагреваться колонна ректификации CO/CH4, причем энергия для нагрева может отбираться от исходной смеси.

Далее изобретение более подробно поясняется примерами осуществления, схематично показанными на фигурах 1-4.

На фигурах 3 и 4 более конкретно описаны установки низкотемпературного разделения газов, упомянутые в обоих первых примерах осуществления, вместе с устройствами обеспечения холодом.

На фигурах 1 и 2 показаны схемы установок получения синтез-газа для производства используемого для получения метанола синтез-газа, монооксида углерода и сжиженного метана (сжиженного CH4). В качестве исходной смеси в каждом случае используется сырой синтез-газ, состоящий в основном из водорода (H2), монооксида углерода (CO), метана (CH4) и диоксида углерода (CO2) и получаемый при газификации угля в стационарном слое.

Синтез-газ 1, получаемый предпочтительно газификацией угля, подают на физическую абсорбционную очистку глубокоохлажденным метанолом (абсорбция метанолом) R для удаления тяжелых углеводородов, CO2, соединений серы и других компонентов, содержащихся в следовых количествах. Очищенный синтез-газ 2 направляют на адсорбционную установку A, на которой удаляют оставшиеся примеси (следовые количества CO2, метанола и воды) посредством адсорбции. После адсорбционной установки A синтез-газ 3, очищенный в значительной степени от нежелательных веществ, возвращают в узел абсорбции метанолом R для нагревания охлаждаемыми технологическими потоками и затем по трубопроводу 4 подают в низкотемпературный разделитель газов C в качестве исходной смеси. Вещества, выделенные из синтез-газа 1, выводят из узла абсорбции метанолом R в виде товарного CO2 41, фракции кислого газа 50 и остаточного газа 60.

В низкотемпературном разделителе газов C исходную смесь 4 разделяют на газовую смесь 5, состоящую из водорода и монооксида углерода, фракцию жидкого CH4 10, имеющую товарную чистоту, и рециркулирующий поток 30 с высоким содержанием H2, возвращаемый через компрессор рециркуляции (не показан), расположенный в узле абсорбции метанолом R, в синтез-газ для повышения выхода. Низкотемпературный разделитель газов C соединен с компрессором V, предназначенным для компримирования циркулирующего потока 26 и одновременно служащим в качестве конечного компрессора для товарного CO 20 и части потока 21 с высоким содержанием CO, подаваемой в синтез-газ 8, используемый для получения метанола. Компримированный циркулирующий поток 25 возвращают в низкотемпературный разделитель газов, в котором его используют для получения холода. Газовая смесь 5, от которой отводят часть 6 в качестве регенерирующего газа для адсорбционной установки, вместе с фракцией CO2 40 и потоком 21 с высоким содержанием CO образует используемый для получения метанола синтез-газ 8, который в виде товарного продукта подают за пределы установки. Фракцию жидкого CH4 10 в виде товарного продукта выводят из низкотемпературного разделителя газов C и направляют в емкость T для промежуточного накопления.

Для покрытия потребности в холоде низкотемпературный разделитель газов C соединен с контуром охлаждающей смеси K, используемым так же, как и в случае сжижения природного газа, что достаточно хорошо известно специалистам в данной области техники. По трубопроводу 80 нагретую охлаждающую смесь выводят из низкотемпературного разделителя газов C, охлаждают в контуре охлаждающей смеси K и затем вновь возвращают в низкотемпературный разделитель газов C.

Пример осуществления, представленный на фигуре 2, отличается от примера, показанного на фигуре 1, вариантом производства холода для покрытия потребности в холоде низкотемпературного разделителя газов C. Монооксид углерода 25', имеющий товарную чистоту, выводят из компрессора V1, потом сжимают в бустере V3, затем подают в виде газового потока 27 в низкотемпературный разделитель газов C и далее направляют по трубопроводу 28 в турбодетандер E. Газовый поток 28, расширившийся с охлаждением в турбодетандере E, соединенном непосредственно с бустером B, по трубопроводу 29 возвращают в узел низкотемпературного разделения газов C, в нем нагревают охлаждаемыми технологическими потоками и затем по трубопроводу 26' подают в компрессор V циркуляционного контура.

На фигурах 3 и 4 более подробно поясняется низкотемпературный разделитель газов C, описанный в примере осуществления, показанном на фигуре 2, вместе с вариантом 2-ступенчатого узла расширения/сжатия для обеспечения холодом.

Соответственно фигуре 3 исходную смесь 4 охлаждают в теплообменнике W1 нагреваемыми потоками и по трубопроводу 101 подают дальше. Часть 102 охлажденного синтез-газа 101 используют для нагревания ребойлера W3 колонны ректификации CO/CH4 T2. Двухфазный поток 103, выходящий из ребойлера W3, разделяют в сепараторе D1 на жидкую и газовую фракции. Жидкую фракцию 104 с высоким содержанием углеводородов выводят из сепаратора D1 и после расширения в дроссельном устройстве a по трубопроводу 106 подают непосредственно в колонну ректификации CO/CH4 T2. Газовую фракцию 105, выходящую из сепаратора D1, смешивают со второй частью 110 синтез-газа 101 с образованием потока 111, частично конденсируют в теплообменнике W2 за счет охлаждения и по трубопроводу 112 подают в куб колонны промывки CO T1. В колонне промывки CO T1 восходящую газовую фазу с высоким содержанием H2 промывают жидким дополнительно охлажденным монооксидом углерода 159 для уменьшения содержания CH4 в головной фракции 120. Головную фракцию 120 нагревают сначала в теплообменнике W2, а потом в теплообменнике W1, к которому ее подают по трубопроводу 121, и затем по трубопроводу 5 выводят из низкотемпературного разделителя газов С и вводят в используемый для получения метанола синтез-газ, главный компонент которого она образует. Кубовую фракцию 130, выходящую из колонны промывки CO T1, после расширения в дроссельном устройстве b по трубопроводу 133 направляют в сепаратор D2 для удаления части содержащегося в ней водорода. Газовую фракцию 131 с высоким содержанием H2, выходящую из сепаратора D2, нагревают сначала в теплообменнике W2, а потом в теплообменнике W1, к которому ее подают по трубопроводу 132, и затем возвращают в качестве рециркулирующего газа 30 в непоказанный узел абсорбции метанолом. Жидкую фракцию 140, выходящую из сепаратора D2, разделяют. Одну часть 141 после расширения в дроссельном устройстве с по трубопроводу 142 подают непосредственно в верхнюю часть колонны ректификации CO/CH4 T2. Вторую часть 145 после расширения в дроссельном устройстве d испаряют и нагревают в теплообменнике W2, к которому ее подают по трубопроводу 143, и по трубопроводу 146 подают в нижнюю часть колонны ректификации CO/CH4 T2 в качестве промежуточного теплоносителя. В кубе колонны ректификации CO/CH4 T2 собирается жидкий метан товарного качества, который затем отводят по трубопроводу 180. В качестве головного продукта отводят фракцию CO 160 с небольшим содержанием CH4, которую получают прежде всего за счет жидкого CO в качестве флегмы 156. Жидкий CH4 180 дополнительно охлаждают в теплообменнике W2 и по трубопроводу 10 подают для промежуточного накопления в непоказанную емкость за пределами низкотемпературного разделителя газов C.

Компрессор V, выполненный в данном примере осуществления в виде двух секций V1 и V2, служит как в качестве конечного компрессора для товарного CO 20 и добавки CO 21 к синтез-газу, используемому для получения метанола, так и в качестве компрессора циркуляционного контура для получения холода для покрытия потребности в холоде низкотемпературного разделителя газов C. Циркулирующий поток 25' на напорной стороне второй секции компрессора V2 разделяют и подают в виде двух отдельных потоков 175 и 176, которые затем дополнительно компримируют параллельно в двух бустерах B1 и B2, соединенных с турбодетандерами (расширителями) E1 и E2. Компримированные газовые потоки 177 и 178 объединяют в газовый поток 170, охлаждают в теплообменнике W4 охлаждающей водой и по трубопроводу 171 подают в теплообменник W1. Внутри теплообменника W1 из потока CO 171 выделяют два отдельных потока 172 и 174 и со стороны выхода подают в виде входных потоков в два расширителя E1 и E2, где они расширяются с охлаждением. Оставшийся поток CO дальше охлаждают в теплообменнике W1, по трубопроводу 150 подают в теплообменник W2, в котором еще более охлаждают, конденсируют, дополнительно охлаждают и по трубопроводу 151 подают дальше. Часть потока 152 отводят от дополнительно охлажденного потока CO 151 и через дроссельное устройство e возвращают в теплообменник W2, в котором он покрывает пиковую потребность в холоде. Оставшийся поток CO 153 разделяют на два отдельных потока 157 и 158, которые после расширения в дроссельных устройствах f и g используют в обоих колоннах T1 и T2 в качестве флегмы 156 и 159.

Головной продукт 160, выходящий из колонны ректификации CO/CH4 T2 в виде CO, имеющего товарную чистоту, смешивают с потоком 175, выходящим из холодного расширителя E2, и потоком жидкого CO 152, испаряют и нагревают в теплообменнике W2 и по трубопроводу 154 направляют дальше в теплообменник W1. В теплообменнике W1 из потока 154 за счет добавки потока 173, выходящего из теплого расширителя E1, и нагревания получают поток CO 26', который подают в компрессор V со стороны всасывания.

Пример осуществления, представленный на фигуре 4, отличается от примера, показанного на фигуре 3, прежде всего вариантом обеспечения холодом низкотемпературного разделителя газов C, которое в данном случае осуществляют за счет контура циркуляции азота вместо контура циркуляции CO. Для предотвращения попадания азота в потоки CO, имеющие товарную чистоту, колонну ректификации CO/CH4 T2* оснащают конденсатором W5, охлаждаемым жидким азотом.

Исходную смесь 4 охлаждают в теплообменнике W1 нагреваемыми потоками и по трубопроводу 101 подают дальше. Часть 102 охлажденного синтез-газа 101 используют для нагревания ребойлера W3 колонны ректификации CO/CH4 T2. Двухфазный поток 103, выходящий из ребойлера W3, разделяют в сепараторе D1 на жидкую и газовую фракции. Жидкую фракцию 104 с высоким содержанием углеводородов выводят из сепаратора D1 и после расширения в дроссельном устройстве a по трубопроводу 106 подают непосредственно в колонну ректификации CO/CH4 T2*. Газовую фракцию 105, выходящую из сепаратора D1, смешивают со второй частью 110 синтез-газа 101 с образованием потока 111, частично конденсируют в теплообменнике W2 за счет охлаждения и по трубопроводу 112 подают в куб колонны промывки CO T1. В колонне промывки CO T1 восходящую газовую фазу с высоким содержанием H2 промывают жидким дополнительно охлажденным монооксидом углерода 159* для уменьшения содержания CH4 в головной фракции 120. Головную фракцию 120 нагревают сначала в теплообменнике W2, а затем в теплообменнике W1, к которому ее подают по трубопроводу 121, и далее по трубопроводу 5 вводят в используемый для получения метанола синтез-газ, главный компонент которого она образует. Кубовую фракцию 130, выходящую из колонны промывки CO T1, после расширения в дроссельном устройстве b по трубопроводу 133 направляют в сепаратор D2 для удаления части содержащегося в ней водорода. Газовую фазу 131 с высоким содержанием H2, выходящую из сепаратора D2, объединяют с газовой фракцией 134, выходящей из сепаратора D3, в поток 135, нагревают сначала в теплообменнике W2, а затем в теплообменнике W1, к которому ее подают по трубопроводу 132, и затем возвращают в качестве рециркулирующего газа 30 в непоказанный узел абсорбции метанолом. Жидкую фракцию 140, выходящую из сепаратора D2, разделяют. Одну часть 141 после расширения в дроссельном устройстве с по трубопроводу 142 подают непосредственно в верхнюю часть колонны ректификации CO/CH4 T2*. Вторую часть 145 после расширения в дроссельном устройстве d испаряют и нагревают в теплообменнике W2, к которому ее подают по трубопроводу 143, и по трубопроводу 146 подают в нижнюю часть колонны ректификации CO/CH4 T2* в качестве промежуточного теплоносителя. В кубе колонны ректификации CO/CH4 T2* собирается жидкий метан товарного качества, который по трубопроводу 180 отводят и после дополнительного охлаждения в теплообменнике W2 по трубопроводу 10 подают для промежуточного накопления в непоказанную емкость за пределами низкотемпературного разделителя газов C.

В качестве головного продукта из колонны ректификации CO/CH4 T2* отводят фракцию 161 с высоким содержанием CO и небольшим содержанием CH4. Из газообразной фракции 161 с высоким содержанием CO в конденсаторе W5 при охлаждении холодным азотом 155 получают двухфазную смесь 162, которую в сепараторе D3 разделяют на газовую фракцию 134 с высоким содержанием водорода и на жидкие фракции 156* и 190 в виде CO, имеющего товарную чистоту. Жидкую фракцию 156* возвращают в качестве флегмы в голову колонны ректификации CO/CH4 T2*, в то время как жидкую фракцию 190 перекачивают насосом P. Из насоса P жидкая фракция 191 выходит с давлением, достаточно высоким для того, чтобы, с одной стороны, обеспечить отвод части потока 157* и подачу в дроссельное устройство f* в качестве флегмы 159* для колонны промывки CO T1. С другой стороны, давление жидкой фракции 191 является достаточным также для того, чтобы часть потока 192 испарять в теплообменнике W2 и в нем, а также в теплообменнике W1, к которому ее подают по трубопроводу 193, нагревать ее, затем выводить по трубопроводу 194 из низкотемпературного разделителя газов C и подавать дальше в виде товарного CO 20, а также в качестве добавки 21 к синтез-газу, используемому для получения метанола.

Компрессор V* служит в качестве компрессора циркуляционного контура системы производства холода, в которой получают холод для покрытия потребности в холоде низкотемпературного разделителя газов C. Циркулирующий поток 25*, получаемый компримированием азота 26* в компрессоре V*, разделяют на два отдельных потока 175* и 176*, которые затем дополнительно компримируют параллельно в двух бустерах B1* и B2*, соединенных с расширителями E1* и E2*. Компримированные газовые потоки 177* и 178* объединяют в газовый поток 170*, охлаждают в теплообменнике W4* охлаждающей водой и по трубопроводу 171* подают в теплообменник W1. Внутри теплообменника W1 из потока азота 171* выделяют два отдельных потока 172* и 174* и со стороны выхода подают в виде входных потоков в два расширителя E1* и E2*, где они расширяются с охлаждением. Оставшийся поток азота дальше охлаждают в теплообменнике W1, по трубопроводу 150* подают в теплообменник W2, в котором еще более охлаждают, конденсируют, дополнительно охлаждают и по трубопроводу 151* подают дальше. Часть потока 152* отводят от дополнительно охлажденного потока азота 151* и через дроссельное устройство e* возвращают в теплообменник W2, в котором он покрывает пиковую потребность в холоде. Оставшийся поток азота 153* после расширения в дроссельном устройстве g* по трубопроводу 155 подают в конденсатор W5, в котором его нагревают головной фракцией 161, выходящей из колонны ректификации CO/CH4 T2*.

Нагретый поток азота 160*, выводимый из конденсатора W5, смешивают с потоком 175*, выходящим из холодного расширителя E2*, и жидким потоком азота 152*, испаряют и нагревают в теплообменнике W2 и по трубопроводу 154* направляют дальше в теплообменник W1. В теплообменнике W1 из потока азота 154* за счет добавки потока 173*, выходящего из теплого расширителя E1*, и нагревания получают общий поток 26*, который подают в компрессор V* со стороны всасывания.

1. Способ и устройство для одновременного получения по меньшей мере одного газообразного продукта (8, 20), а также продукта (сжиженного метана) (10), состоящего в основном из жидкого метана (СH4), из исходной смеси (4), состоящей в основном из водорода (Н2), монооксида углерода (СО) и метана (СН4), где исходную смесь разделяют на несколько фракций в устройстве для осуществления низкотемпературного разделения газов (С), отличающиеся тем, что фракцию метана (10), имеющего товарную чистоту, отводят в виде жидкости после низкотемпературного разделения газов и предпочтительно после дополнительного охлаждения накапливают в виде сжиженного метана в промежуточной емкости (Т).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что низкотемпературное разделение газов включает технологические стадии абсорбционной очистки газов жидким СО (Т1) и разделения смеси СО/СН4, причем разделение смеси СО/СН4 осуществляют в колонне ректификации СО/СН4 (Т2, Т2*).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что жидкую фракцию метана (180), имеющую товарную чистоту, выводят из куба колонны ректификации СО/СН4 (Т2, Т2*).

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что потребность в холоде низкотемпературного разделителя газов (С) покрывают за счет предпочтительно 2-ступенчатого процесса детандирования/компримирования (процесса расширения/сжатия) (E1, В1, Е2, В2, E1*, B1*, E2*, B2*), причем в качестве циркулирующей среды (25', 25*) предпочтительно применяют азот и/или СО.

5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что потребность в холоде низкотемпературного разделителя газов (С) покрывают за счет контура охлаждающей смеси (К), в который подают хладагент (80, 81), состоящий по меньшей мере из двух компонентов, причем под компонентами хладагента (80, 81) понимают азот (N2), и/или метан (СН4), и/или этилен (С2Н4), и/или этан (С2Н6), и/или пропилен (С3Н6), и/или пропан (С3Н8), и/или бутан (С4Н10), и/или пентан (С5Н12).

6. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что колонну ректификации СО/СН4 (Т2, Т2*) нагревают ребойлером (W3), причем энергия для нагрева колонны ректификации СО/СН4 (Т2, Т2*) отбирается от исходной смеси (4, 102).

7. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что исходная смесь для низкотемпературного разделения газов (4) содержит по меньшей мере 10 мол.% метана.

8. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве газообразного продукта получают синтез-газ, используемый для получения метанола, и/или синтез-газ, используемый в оксосинтезе, и/или монооксид углерода.

9. Устройство для одновременного получения по меньшей мере одного газообразного продукта (8, 20), а также одного продукта (сжиженного метана) (10), состоящего в основном из жидкого метана (СH4), из исходной смеси (4), состоящей в основном из водорода (Н2), монооксида углерода (СО) и метана (СН4) представляющее собой устройство для низкотемпературного разделения газов (низкотемпературный разделитель газов) (С), в котором может быть разделена исходная смесь (4), отличающееся тем, что фракция метана, имеющая товарную чистоту, может быть выведена в виде жидкости из низкотемпературного разделителя газов (С) и предпочтительно после дополнительного охлаждения подана в виде сжиженного метана (10) в емкость (Т) для промежуточного накопления.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что низкотемпературный разделитель газов (С) содержит промывную колонну для осуществления абсорбционной очистки газов жидким СО (Т1), а также колонну ректификации СО/СН4 (Т2, Т2*).

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что жидкая фракция метана (180), имеющая товарную чистоту, может быть выведена из куба колонны ректификации СО/СН4 (Т2, Т2*).

12. Устройство по любому из пп.9-11, отличающееся тем, что оно для покрытия потребности в холоде низкотемпературного разделителя газов (С) содержит по меньшей мере один компрессор (бустер) (В1, В2, В1*, В2*), соединенный с турбодетандером (расширителем) (Е1, Е1*, Е2, Е2*), в котором циркулирующий поток, состоящий предпочтительно из азота и/или СО, может расширяться с охлаждением, причем в каждом бустере (B1, В2, B1*, В2*) компримируется по меньшей мере часть циркулирующего потока.

13. Устройство по п.9 или 11, отличающееся тем, что оно содержит установку для покрытия потребности в холоде низкотемпературного разделителя газов (С), в которой в контур охлаждения (К) может быть подан хладагент (80, 81), состоящий по меньшей мере из двух компонентов, причем под компонентами хладагента понимают азот (N2), и/или метан (СН4), и/или этилен (С2Н4), и/или этан (С2Н6), и/или пропилен (С3Н6), и/или пропан (С3Н8), и/или бутан (С4Н10), и/или пентан (С5Н12).

14. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что колонна ректификации СО/СН4 (Т2, Т2*) содержит ребойлер (W3), посредством которого может нагреваться колонна ректификации СО/СН4 (Т2, Т2*), причем энергия для нагрева может отбираться от исходной смеси (4, 102).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к очистке и технологии низкотемпературной ректификации смесей, и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу рекуперации водорода и метана из потока крекинг-газа в низкотемпературной части установки для получения этилена, заключающемуся в том, что фракцию С 2, поступающую из устройства отделения этана (деэтанизатора), подают через теплообменник (Е1) в первую секцию (А) многосекционного отделителя (D1) конденсата, конденсат отбирают из первой секции (А) многосекционного отделителя (D1) конденсата и подают в отделитель (Т1) метана, газ из многосекционного отделителя (D1) конденсата подают в следующий теплообменник (Е2) и дополнительно охлаждают в нем, дополнительно охлажденный газ подают на отделение от него жидкости во второй секции (В) многосекционного отделителя (D1) конденсата, образовавшийся при этом конденсат вновь подают в отделитель (Т1) метана, газ из второй секции (В) многосекционного отделителя (D1) конденсата подают в расширитель (X1), расширяют в нем и затем подают в отделитель (Т1) метана и фракцию С 2 из низа отделителя (Т1) метана дросселируют с понижением ее давления до давления, преобладающего в колонне для отгонки углеводородов С2, частично испаряют в теплообменнике (Е1) и подают в колонну для отгонки углеводородов С2 .

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к технологии низкотемпературной ректификации смесей, и может быть использовано в химической, нефтехимической и металлургической промышленности.

Изобретение относится к способу отделения фракции, обогащенной N2, от фракции, обогащенной сжиженными углеводородами, в частности, от сжиженного природного газа, причем фракция, обогащенная сжиженными углеводородами, после ее сжижения и переохлаждения подводится к отгоночной колонке, которая служит для отделения фракции, обогащенной N2

Изобретение относится к области переработки природого газа

Изобретение относится к области переработки природного газа и может быть использовано для охлаждения и разделения углеводородного потока, например природного газа

Способ отделения одного или более С2+углеводородов из жидкого углеводородного потока включает подачу потока углеводородного сырья со смешанными фазами в виде потока частично испарившегося углеводородного сырья в первый газожидкостной сепаратор. Поток углеводородного сырья со смешанными фазами получают из одного или более резервуаров-хранилищ посредством пропускания через теплообменник жидкого углеводородного потока из одного или более резервуаров-хранилищ. Далее разделяют поток углеводородного сырья со смешанными фазами в первом газожидкостном сепараторе на первый газообразный поток, выходящий из первого выхода, и, по меньшей мере, один жидкий поток C2+. Первый газообразный поток пропускают через компрессор, в результате чего получают компримированный поток, который охлаждают в одном или более теплообменниках, в результате чего получают поток, по крайней мере, частично сконденсированного углеводородного продукта. Второй газообразный поток добавляют к потоку после первого выхода. Второй газообразный поток содержит испарившийся газ, собранный из одного или более резервуаров-хранилищ для жидких углеводородов, в газообразной форме. Использование изобретения позволит эффективно использовать испарившийся газ, образующийся при хранении. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Способ предлагает сжижать природный газ, осуществляя следующие стадии: охлаждают природный газ, вводят охлажденный природный газ в колонну для фракционирования таким образом, чтобы разделить газовую фазу, обогащенную метаном, и жидкую фазу, обогащенную соединениями, более тяжелыми, чем этан, извлекают вышеупомянутую жидкую фазу из нижней части колонны для фракционирования и удаляют вышеупомянутую газовую фазу из верхней части колонны разделения, частично сжижают вышеупомянутую газовую фазу таким образом, чтобы получить конденсат и газообразный поток, при этом конденсат возвращают в верхнюю часть колонны для фракционирования в качестве флегмы, сжижают вышеупомянутый газообразный поток, за счет теплообмена при давлении выше 50 бар. Рабочие условия колонны для фракционирования, функционирующей при давлении, находящемся в диапазоне от 40 до 60 бар, выбирают таким образом, чтобы вышеупомянутая жидкая фаза содержала молярное количество метана в интервале от 10% до 150% молярного количества этана, содержащегося в вышеупомянутой жидкой фазе. Использование изобретения позволит повысить эффективность сжижения. 3 ил. 1 табл.

Изобретение относится к способу удаления кислых компонентов из газового потока. Изобретение касается способа производства очищенного углеводородного газа из газового потока, содержащего углеводороды и кислые загрязнители, включающего: (а) охлаждение газового потока до температуры, при которой образуется смесь, содержащая твердые и, возможно, жидкие кислые загрязнители и пар, содержащий газообразные углеводороды; (b) подачу образованной смеси в аппарат и отделение твердых и, возможно, жидких кислых загрязнителей от смеси в этом аппарате, в результате чего получают очищенный углеводородный газ; (с) подачу тепла к по крайней мере части твердых и, возможно, жидких кислых загрязнителей, в результате чего расплавляется по крайней мере часть твердых кислых загрязнителей и образуется нагретый обогащенный загрязнителями поток; (d) отвод нагретого обогащенного загрязнителями потока из аппарата; и при этом способ дополнительно включает: (е) повторный нагрев по крайней мере части нагретого обогащенного загрязнителями потока с образованием повторно нагретого рециркуляционного потока; и (f) рециркуляцию по крайней мере части повторно нагретого обогащенного загрязнителями рециркуляционного потока в аппарат. Изобретение также касается способа производства сжиженного природного газа. Технический результат - повышение выхода очищенного углеводородного газа. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Установка для получения сжиженного природного газа использует улучшенную систему регенерации азота, которая концентрирует все количество азота в потоке исходных материалов в установке регенерации азота, для повышения эффективности разделения установки регенерации азота. В одном из вариантов осуществления, система регенерации азота содержит емкость для многоступенчатого разделения, действующую для выделения азота из охлажденного потока природного газа. По меньшей мере, часть полученного потока, содержащего азот, покидающего емкость для многоступенчатого разделения, может использоваться в качестве хладоагента, перерабатываться в установке регенерации азота и/или использоваться в качестве топливного газа для установки для получения сжиженного природного газа. 3 н. и 31 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх