Способы выделения двухступенчатой ректификацией инертных газов из хвостовых газов и устройство для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2528786:

Открытое акционерное общество "Газпром" (RU)

Изобретение относится к области газохимии, предназначено для получения инертных газов. Способ выделения инертных газов из газов, содержащих в своем составе аргон, ксенон, криптон, азот и водород, включает охлаждение исходного потока газа, ожижение и разделение посредством двухступенчатой ректификации с получением жидких продуктов разделения: аргона, криптоноксеноновой смеси, и газообразных продуктов разделения: азота и азото-водородной смеси. На первой ступени ректификации осуществляют предварительное разделение с получением флегмы. На второй ступени ректификации используют для орошения флегму, полученную на первой ступени ректификации. Перед ректификацией на второй ступени большую часть потока газов после охлаждения подвергают предварительному разделению на газообразную фракцию, которую конденсируют и сепарируют, и жидкостную фракцию - флегму, которую возвращают в первую ступень ректификации и затем направляют на переохлаждение перед использованием для орошения на второй ступени ректификации. Меньшую часть потока газов перед охлаждением подвергают сжатию. Охлаждение меньшей части потока газов производят в три стадии, а между второй и третьей стадиями охлаждения меньшую часть потока газов фильтруют. Технический результат: снижение вредных выбросов и возможность извлечения из хвостовых газов инертных газов с максимальным выходом аргона. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области газохимии, предназначено для получения инертных газов и может быть использовано для выделения инертных газов из хвостовых газов, например, установок получения газовой серы.

Известен способ получения криптоноксенонового концентрата, включающий сжатие исходного потока газа, его очистку и охлаждение с образованием основного потока и детандерного потока, очистку детандерного потока, разделение основного потока и детандерного потока с образованием потока кубовой жидкости, циркуляционного потока кислорода и потока криптоноксенонового концентрата, очистку потока кубовой жидкости, очистку циркуляционного потока, очистку циркуляционного потока кислорода и извлечение жидких продуктов разделения - аргона и криптоноксенонового концентрата и газообразного продукта разделения - азота (RU 2146552, 2000).

Известный способ сводится к получению криптоноксенонового концентрата очисткой и разделением воздуха, однако он не может быть реализован при использовании в качестве исходного потока газа хвостовых газов, например, отходящих газов установки Сульфрин.

Известно устройство для получения криптоноксенонового концентрата, содержащее линию подачи входного потока воздуха с размещенным на ней устройством сжатия воздуха, линию сжатого входного потока воздуха, входом соединенную с устройством сжатия воздуха, а выходом - с входным узлом очистки и охлаждения воздуха, линию детандерного потока с размещенным на ней адсорбционным узлом очистки детандерного потока, входом соединенную с входным узлом очистки и охлаждения воздуха, а выходом - с узлом разделения, линию основного потока воздуха, входом соединенную с входным узлом очистки и охлаждения воздуха, а выходом - с узлом разделения, включающим линию потока кубовой жидкости с размещенным на ней адсорбционным узлом очистки потока кубовой жидкости, линию циркуляционного потока кислорода с размещенным на ней адсорбционным узлом очистки циркуляционного потока кислорода и линию потока криптоноксенонового концентрата, при этом, по крайней мере, один из адсорбционных узлов очистки детандерного потока, и/или потока кубовой жидкости, и/или циркуляционного потока кислорода снабжен дополнительной линией перерабатываемого выходного регенерирующего потока соответствующего адсорбционного узла очистки, причем, по крайней мере, одна из дополнительных линий перерабатываемых выходных регенерирующих потоков адсорбционного узла очистки детандерного потока, и/или адсорбционного узла очистки потока кубовой жидкости, и/или адсорбционного узла очистки циркуляционного потока кислорода входом соединена с соответствующим узлом очистки, а выходом - с линией подачи входного потока воздуха с размещенным на ней устройством сжатия воздуха (RU 2146552, 2000).

Недостатком известных способа и устройства является ограниченность условий их применения, поскольку они предназначены для получения инертных газов из воздуха и не позволяют использовать в качестве исходного газа, например, хвостовые газы установки Сульфрин.

Известен способ производства инертных газов и кислорода посредством перегонки в системе колонн, содержащей, по меньшей мере, одну колонну среднего давления, одну колонну низкого давления и одну вспомогательную колонну. Способ состоит из следующих стадий: отводят выпуск промежуточного потока с промежуточного уровня колонны среднего давления и перемещают его в колонну низкого давления; отводят выпуск потока из колонны среднего давления, который обогащен кислородом по отношению к выпуску промежуточного потока, и перемещают его в резервуар вспомогательной колонны; отводят выпуск богатого азотом потока из верхней части колонны низкого давления; отводят выпуск потока жидкости, богатого кислородом, из резервуара колонны низкого давления как продукт, чтобы образовать газообразный продукт; и отводят выпуск потока жидкости, обогащенного кислородом, из вспомогательной колонны, который также обогащен криптоном и ксеноном по отношению к выпуску второго обогащенного кислородом потока, и перемещают выпуск потока жидкости, содержащий, по меньшей мере, 78 мол.% азота, в виде флегмы во вспомогательную колонну (RU 2319084, 2008).

Известна установка для производства инертных газов и кислорода, содержащая колонну (К01) среднего давления, колонну (К02) низкого давления и вспомогательную колонну (К03), средство (1) для направления потока охлажденного и очищенного воздуха (исх. газа) в колонну К01 для разделения, средство для отвода первого обогащенного азотом потока (11) из колонны К01 и средство для направления части этого потока, напрямую или не напрямую, в колонну К02, средство для отвода богатого азотом потока (ОА2) из верхней части колонны К02, средство для отвода промежуточного потока (БЖ1) с промежуточного уровня колонны К01, средство для направления потока (5, 15) жидкости в виде флегмы в колонну К03, средство для отвода богатого кислородом потока (ЖК) из нижней части колонны К02 в виде продукта, необязательно после степени испарения, чтобы образовать готовый продукт, средство для отвода третьего обогащенного кислородом потока (продувка), который также обогащен криптоном и ксеноном по отношению ко второму обогащенному кислородом потоку, из колонны К03, и средство для направления в качестве потока флегмы в колонну К03 сжиженного воздуха или потока жидкости, обогащенного азотом по отношению к потоку жидкого воздуха, направляемому в колонну К01 (RU 2319084, 2008).

Недостатком известных способа и установки для производства инертных газов является то, что они основаны на криогенной перегонке воздуха и не предназначены для осуществления процессов выделения инертных газов из хвостовых газов.

Техническим результатом предложенной группы изобретений, связанных единым изобретательским замыслом, является снижение вредных выбросов и возможность извлечения из хвостовых газов ценных компонентов - инертных газов с максимальным выходом аргона.

Технический результат достигается тем, что способ выделения инертных газов из хвостовых газов включает охлаждение исходного потока газов, ожижение и разделение посредством двухступенчатой ректификации с получением жидких продуктов разделения: аргона, криптоноксеноновой смеси, и газообразных продуктов разделения: азота и азото-водородной смеси, при этом на первой ступени ректификации осуществляют предварительное разделение с получением флегмы, а на второй ступени ректификации используют для орошения флегму, полученную на первой ступени ректификации.

Способствует достижению технического результата то, что перед ректификацией на второй ступени большую часть потока газов после охлаждения подвергают предварительному разделению на газообразную фракцию, которую конденсируют и сепарируют, и жидкостную фракцию - флегму, которую возвращают в первую ступень ректификации и затем направляют на переохлаждение перед использованием для орошения на второй ступени ректификации, а меньшую часть потока газов перед охлаждением подвергают сжатию.

Обычно охлаждение меньшей части потока газов производят в три стадии, между второй и третьей стадиями охлаждения ее фильтруют, а из азото-водородной смеси выделяют водород.

В конкретном случае используют исходный поток газов, имеющий состав: азот до 96%, водород до 2%, окись углерода до 1%, ксенон от 0.1 ppm, криптон от 1.5 ppm, аргон от 1%.

Технический результат достигается также тем, что устройство для выделения инертных газов включает средство 1 разделения исходного потока газа, основной теплообменник 2, переохладитель 3, основную, криптоновую и дополнительную колонны 4, 5, 6, конденсатор- испаритель 7, ожижитель 8, оборудованный линией 9 слива товарного аргона, и блок 10 подготовки криптоноксеноновой смеси, оборудованный сливом 11 товарной криптоноксеноновой смеси, при этом средство 1 разделения исходного потока газа связано одной из выходных магистралей 39, пропущенной через основной теплообменник 2, и последовательно расположенную дополнительную колонну 6, с конденсатором-испарителем 7 и переохладителем 3, имеющим линию 23 связи с ожижителем 8, другой из выходных магистралей 12 через дожимной узел 13 - с основной колонной 4, которая имеет связи с переохладителем 3, ожижителем 8 и, через конденсатор-испаритель 7 - с сепаратором 14, а через криптоновую колонну 5 - с блоком 10 подготовки криптоноксеноновой смеси, причем связи основной колонны 4 с переохладителем 3 представлены трубопроводом 15 отвода азотной фракции из переохладителя 3 в основную колонну 4 и трубопроводом 16, связывающим верхний вывод основной колонны 4 с одним из входов переохладителя 3, три других входа которого сообщены с выводами дополнительной колонны 6, связи основной колонны 4 с ожижителем 8 представлены трубопроводом 17 отвода части чистого газообразного аргона из основной колонны 4 в ожижитель 8 и трубопроводом 18 вывода пара из ожижителя 8 в среднюю часть основной колонны 4, связи основной колонны 4 через конденсатор-испаритель 7 с сепаратором 14 представлены трубопроводом 19 вывода жидкого аргона из основной колонны 4 в конденсатор-испаритель 7, трубопроводом 20 подачи газообразного потока из конденсатора-испарителя 7 в основную колонну 4 и трубопроводом 21 отвода жидкой фракции из конденсатора-испарителя 7 в сепаратор 14, замкнутый своей линией 22 отвода жидкой фракции на дополнительную колонну 6, а связь основной колонны 4 через криптоновую колонну 5 - с блоком 10 подготовки криптоноксеноновой смеси представлена трубопроводом 24 отвода жидкости из средней части конденсатора-испарителя 7 на вход криптоновой колонны 5, трубопроводом 25, связывающим верхнюю часть криптоновой колонны 5 с конденсатором-испарителем 7, при этом газовый выход 26 сепаратора 14 и трубопровод 27, предназначенный для отвода азота из переохладителя 3, пропущены через основной теплообменник 2.

Предпочтительно, чтобы дожимной узел 13 был выполнен в виде турбодетандерного агрегата по схеме «компрессор 28 - турбина 29», гидравлически связанных между собой через последовательно установленные дополнительный теплообменник 30 и фильтр 31. Причем дополнительный теплообменник 30 выполнен с собственным водяным контуром 32 охлаждения, а связь (линия) между последовательно установленными дополнительным теплообменником 30 и фильтром 31 пропущена через основной теплообменник 2.

Оптимально, когда блок 10 подготовки криптоноксеноновой смеси выполнен в виде испарителя 33 и двухфазного сепаратора 34, последовательно связанных по жидкости и параллельно по газу.

В конкретном воплощении устройства два из трех входов переохладителя 3, сообщенных с выводами дополнительной колонны 6, связаны единым трубопроводом 44, присоединенным к выводу, расположенному в нижней части дополнительной колонны 6, а третий его вход связан трубопроводом 45 с одним из выводов, расположенных в верхней части упомянутой дополнительной колонны 6.

На графическом изображении приведена схема устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство (установка) для выделения инертных газов включает средство 1 разделения исходного потока газа, основной теплообменник 2, переохладитель 3, основную, криптоновую и дополнительную колонны 4, 5, 6, конденсатор-испаритель 7, ожижитель 8, оборудованный линией 9 слива товарного аргона, и блок 10 подготовки криптоноксеноновой смеси, оборудованный сливом 11 товарной криптоноксеноновой смеси. Средство 1 одной из своих выходных магистралей 12 связано через дожимной узел 13 - с основной колонной 4, которая имеет связи с переохладителем 3, ожижителем 8 и через конденсатор-испаритель 7 - с сепаратором 14. Основная колонна 4 через криптоновую колонну 5 сообщена с блоком 10 подготовки криптоноксеноновой смеси. Связи основной колонны 4 с переохладителем 3 представлены трубопроводом 15 отвода азотной фракции из переохладителя 3 в основную колонну 4 и трубопроводом 16, связывающим верхний вывод основной колонны 4 с одним из входов переохладителя 3. Три других входа переохладителя 3 сообщены с выводами дополнительной колонны 6. Связи основной колонны 4 с ожижителем 8 представлены трубопроводом 17 отвода части чистого газообразного аргона из основной колонны 4 в ожижитель 8 и трубопроводом 18 вывода пара из ожижителя 8 в среднюю часть основной колонны 4. Связи основной колонны 4 через конденсатор-испаритель 7 с сепаратором 14 представлены трубопроводом 19 вывода жидкого аргона из основной колонны 4 в конденсатор-испаритель 7, трубопроводом 20 подачи газообразного потока из конденсатора-испарителя 7 в основную колонну 4 и трубопроводом 21 отвода жидкой фракции из конденсатора-испарителя 7 в сепаратор 14, замкнутый своей линией 22 отвода жидкой фракции на дополнительную колонну 6. Переохладитель 3 имеет линию 23 связи с ожижителем 8. Связь основной колонны 4 через криптоновую колонну 5 с блоком 10 подготовки крипто ноксеноновой смеси представлена трубопроводом 24 отвода жидкости из средней части конденсатора-испарителя 7 на вход криптоновой колонны 5, трубопроводом 25, связывающим верхнюю часть криптоновой колонны 5 с конденсатором-испарителем 7. Газовый выход 26 сепаратора 14 и трубопровод 27, предназначенный для отвода азота из переохладителя 3, пропущены через основной теплообменник 2. Дожимной узел 13 выполнен в виде турбодетандерного агрегата по схеме «компрессор 28 - турбина 29», гидравлически связанных между собой через последовательно установленные дополнительный теплообменник 30 и фильтр 31. Причем дополнительный теплообменник 30 выполнен с собственным водяным контуром 32 охлаждения, а связь (линия) между последовательно установленными дополнительным теплообменником 30 и фильтром 31 пропущена через основной теплообменник 2. Блок 10 подготовки криптоноксеноновой смеси выполнен в виде испарителя 33 и двухфазного сепаратора 34, последовательно связанных по жидкости и параллельно по газу. Испаритель 33 оборудован контуром активной текучей среды с подводящим и отводящим трубопроводами 35, 36. Газовый выход 26 сепаратора 14 и трубопровод 27, предназначенный для отвода азота из переохладителя 3, после основного теплообменника 2 оканчиваются выводами 37, 38 азото-водородной смеси и водорода, соответственно.

Средство 1 разделения исходного потока газа связано другой из выходных магистралей 39, пропущенной через основной теплообменник 2 и последовательно расположенную дополнительную колонну 6 с конденсатором-испарителем 7 и переохладителем 3, имеющим линию 23 связи с ожижителем 8.

Для обеспечения вывода охлажденного в переохладителе (ПЕ-01) 3 потока (1-17) и направления его на орошение в середину основной колонны (К-01) 4 служит трубопровод 40. Связь дожимного узла 13 с основной колонной 4 осуществлена трубопроводом 41. Трубопровод 40 оборудован дросселем 42. Для направления потока (1-14) из выходной магистрали 39 после основного теплообменника 2 в дополнительную колонну 6 служит трубопровод 43.

Два из трех входов переохладителя 3, сообщенных с выводами дополнительной колонны 6, связаны единым трубопроводом 44, присоединенным к выводу, расположенному в нижней части дополнительной колонны 6, а третий его вход связан трубопроводом 45 с одним из выводов, расположенных в верхней части упомянутой дополнительной колонны 6.

Для отвода потока газа (1-1), обогащенного легколетучими компонентами, из верхней части дополнительной колонны (К-03) 6 в конденсатор-испаритель (КИ-01) 7 служит трубопровод 46. Криптоновая колонна 5 сообщена с блоком 10 подготовки криптоноксеноновой смеси жидкостным выводом 47 и газовым входом 48.

Способ осуществляется в процессе работы устройства следующим образом.

Исходный поток газов (исходный газ) поступает в средство 1 разделения исходного потока газа и делится на два потока 12, 39, при этом поток 12 составляет меньшую часть исходного потока газа. Поток (большая часть исходного потока газа) 39 направляют на охлаждение в основной теплообменник 2, а затем по трубопроводу 43 в дополнительную колонну (в куб нижней ректификационной колонны К-03) 6 на предварительное разделение.

Газ, поднимаясь по колонне 6, обогащается легколетучими компонентами и из ее верхней части отводится (1-1) в конденсатор-испаритель (КИ-01) 7, где частично конденсируется и выводится из конденсатора-испарителя 7 в виде пара по трубопроводу 20 подачи газообразного потока в основную колонну 4, а жидкость, обогащенная легколетучими компонентами, по трубопроводу 24 подается на вход криптоновой колонны (в верхнюю ее часть) 5.

После охлаждения в конденсаторе-испарителе 7 оставшаяся жидкая фракция отводится по трубопроводу 21 в сепаратор 14, из которого по линии 22 жидкая фракция подается в дополнительную колонну 6 в виде флегмы на орошение. По трубопроводу 45 из колонны 6 азотная фракция (1-15) отводится на переохлаждение в переохладитель (ПЕ-01) 3, а затем по трубопроводу 15 поступает (1-6) в верхнюю часть основной колонны 4.

Кубовая жидкость (1-16) подается по единому трубопроводу 44 из дополнительной колонны и делится на две части, которые направляются в переохладитель (ПЕ-01) 3.

После охлаждения в переохладителе (ПЕ-01) 3 одна часть (1-17) потока выводится по трубопроводу 40, проходит дроссель 42 (дросселируется) и направляется в середину основной колонны (К-01) 4 в виде флегмы на орошение, а другая часть (1-10) переохлажденного потока по линии 23 поступает в ожижитель 8.

Поток (меньшая часть исходного потока газа) 12 перед охлаждением подвергают сжатию в дожимном узле (турбодетандерном агрегате, выполненном по схеме «компрессор 28 - турбина 29») 13, при этом поток 12 газа поступает сначала в компрессор 28, затем проходит через дополнительный и основной теплообменники 30, 2, фильтр 31 и, пройдя турбину 29, в которой расширяясь охлаждается, поступает в трубопровод 41 и далее в середину основной (насадочной) колонны (К-01) 4. Таким образом, охлаждение меньшей части потока газов осуществляется в три стадии с фильтрацией между второй и третьей стадиями охлаждения.

Часть чистого газообразного аргона (1-9) выводится из колонны (К-01) 4 и подается по трубопроводу 17 также в ожижитель (ОЖ-01) 8. При испарении в ожижителе 8 поступившей по линии 23 части (1-10) переохлажденного потока часть чистого газообразного аргона (1-9), поступившего по трубопроводу 17, конденсируется. Из верхней части основной колонны (К-01) 4 по трубопроводу 16 направляются газообразные фракции в один из входов переохладителя 3 на переохлажедение.

Товарный жидкий аргон сливается из ожижителя (ОЖ-01) 8 по линии 9 слива товарного аргона в криогенную емкость (не показана) продуктового аргона.

Поток пара (1-11) из ожижителя (ОЖ-01) 8 по трубопроводу 18 отводится в среднюю часть основной колонны (К-01) 4.

Поток жидкости (1-2), обогащенный легколетучими компонентами (криптоноксеноновой смесью), поданный по трубопроводу 24 в криптоновую колонну 5, разделяется в ней, и газовая составляющая возвращается в куб основной колонны (К-01) 4 по трубопроводу 25, а криптоноксеноновая смесь в жидком виде поступает в блок 10 подготовки криптоноксеноновой смеси, оборудованный сливом 11 товарной криптоноксеноновой смеси.

Пример. В качестве исходного потока газов (исходного газа) поступают хвостовые газы установки Сульфрин следующего состава: (в мольных долях): 0.017 Н2, 0.961 N2, 0.012 Ar, 0.010 CO, 0.01 ppm Xe, 1.5 ppm Kr.

Давление потока исходного газа составляет 7 бар, температура - 228К, объемный расход газовой смеси - 1.13∗105 нм3/ч.

Состав и характеристика продуктов газоразделения представлены в таблице.

Таблица
Состав и характеристика продуктов газоразделения
Название потока Kr+Xe жидкие Азото-водородная смесь Азот Аргон жидкий
Температура, К 125.1 225 224.9 89.73
Давление,bar 1.4 6.85 1.2 1.297
Объемный расход, нм3/ч (для газа) 0.1783 5000 1.05Е+05 1203
Состав, моль. доля:
Водород 0 0.3235 0.0016 0
Азот 0 0.6753 0.9882 0
Аргон 0 0.0001 0.0007 1
Криптон 0.9374 0 0 0
Ксенон 0.0626 0 0 0
Монооксид углерода 0 0.0011 0.0095 0

1. Способ выделения инертных газов из газов, содержащих в своем составе, как минимум, аргон, ксенон, криптон, азот и водород, включающий охлаждение исходного потока газа, ожижение и разделение посредством двухступенчатой ректификации с получением жидких продуктов разделения: аргона, криптоноксеноновой смеси, и газообразных продуктов разделения: азота и азото-водородной смеси, при этом на первой ступени ректификации осуществляют предварительное разделение с получением флегмы, а на второй ступени ректификации используют для орошения флегму, полученную на первой ступени ректификации, отличающийся тем, что перед ректификацией на второй ступени большую часть потока газов после охлаждения подвергают предварительному разделению на газообразную фракцию, которую конденсируют и сепарируют, и жидкостную фракцию - флегму, которую возвращают в первую ступень ректификации и затем направляют на переохлаждение перед использованием для орошения на второй ступени ректификации, а меньшую часть потока газов перед охлаждением подвергают сжатию, при этом охлаждение меньшей части потока газов производят в три стадии, а между второй и третьей стадиями охлаждения меньшую часть потока газов фильтруют.

2. Способ по п.1, в котором используют исходный поток газов, имеющий состав: азот до 96%, водород до 2%, окись углерода до 1%, ксенон от 0.1 ppm, криптон от 1.5 ppm, аргон от 1%.

3. Способ по п.1, в котором из азото-водородной смеси выделяют водород.

4. Устройство для выделения инертных газов, включающее средство разделения исходного потока газа, основной теплообменник, переохладитель, основную, криптоновую и дополнительную колонны, конденсатор-испаритель, ожижитель, оборудованный линией слива товарного аргона, и блок подготовки криптоноксеноновой смеси, оборудованный сливом товарной криптоноксеноновой смеси, при этом средство разделения исходного потока газа связано одной из выходных магистралей, пропущенной через основной теплообменник и последовательно расположенную дополнительную колонну, с конденсатором-испарителем и переохладителем, имеющим линию связи с ожижителем, другой из выходных магистралей через дожимной узел с основной колонной, которая имеет связи с переохладителем, ожижителем и через конденсатор-испаритель с сепаратором, а через криптоновую колонну с блоком подготовки криптоноксеноновой смеси, причем связи основной колонны с переохладителем представлены трубопроводом отвода азотной фракции из переохладителя в основную колонну и трубопроводом, связывающим верхний вывод основной колонны с одним из входов переохладителя, три других входа которого сообщены с выводами дополнительной колонны, связи основной колонны с ожижителем представлены трубопроводом отвода части чистого газообразного аргона из основной колонны в ожижитель и трубопроводом вывода пара из ожижителя в среднюю часть основной колонны, связи основной колонны через конденсатор-испаритель с сепаратором представлены трубопроводом вывода жидкого аргона из основной колонны в конденсатор-испаритель, трубопроводом подачи газообразного потока из конденсатора-испарителя в основную колонну и трубопроводом отвода жидкой фракции из конденсатора-испарителя в сепаратор, замкнутый своей линией отвода жидкой фракции на дополнительную колонну, а связь основной колонны через криптоновую колонну с блоком подготовки криптоноксеноновой смеси представлена трубопроводом отвода жидкости из средней части конденсатора-испарителя на вход криптоновой колонны, трубопроводом, связывающим верхнюю часть криптоновой колонны с конденсатором-испарителем, при этом газовый выход сепаратора и трубопровод, предназначенный для отвода азота из переохладителя, пропущены через основной теплообменник.

5. Устройство по п.4, в котором дожимной узел выполнен в виде турбодетандерного агрегата.

6. Устройство по п.5, в котором турбодетандерный агрегат выполнен по схеме «компрессор - турбина», гидравлически связанных между собой через последовательно установленные дополнительный теплообменник и фильтр.

7. Устройство по п.6, в котором дополнительный теплообменник выполнен с собственным водяным контуром охлаждения.

8. Устройство по одному из пп.5-7, в котором связь (линия) между последовательно установленными дополнительным теплообменником и фильтром пропущена через основной теплообменник.

9. Устройство по п.4, в котором блок подготовки криптоноксеноновой смеси выполнен в виде испарителя и двухфазного сепаратора, последовательно связанных по жидкости и параллельно по газу.

10. Устройство по п.4, в котором два из трех входов переохладителя, сообщенных с выводами дополнительной колонны, связаны единым трубопроводом, присоединенным к выводу, расположенному в нижней части дополнительной колонны, а третий его вход связан трубопроводом с одним из выводов, расположенных в верхней части упомянутой дополнительной колонны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды. Исходная фракция частично конденсируется и ректификационным методом разделяется на фракцию с высоким содержанием азота и фракцию с высоким содержанием метана.

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к технологии низкотемпературной ректификации смесей. Способ получения из многокомпонентного раствора криптоноксеноновой смеси и растворителя особой чистоты включает подачу многокомпонентного раствора в линию первичного раствора, предварительную физико-химическую очистку от взрывоопасных и отвердевающих примесей, охлаждение и ректификационное разделение в колоннах.

Предложен способ удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды, при этом исходную фракцию методом ректификации разделяют на фракцию с высоким содержанием азота и фракцию с высоким содержанием метана, фракцию с высоким содержанием метана выпаривают и перегревают при возможно наибольшем давлении с целью получения холода, и фракцию с высоким содержанием азота, по меньшей мере, временно и/или, по меньшей мере, частично сжимают и подают на ректификацию в виде возвратного потока.

Изобретение относится к циклонному сепаратору для текучей среды, содержащему горловинную часть (4), которая размещается между секцией впуска сходящейся текучей среды и секцией выпуска расходящейся текучей среды.

Изобретение может быть использовано в установках, предназначенных для дегидратации газов, содержащих углекислый газ. Способ дегидратации газа, содержащего CO2, основан на получении двухфазной смеси при ее расширении и выделении из смеси жидкой фазы в сепараторе.

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.

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.

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.

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.

Разработаны способ и устройство сжижения газообразного потока, который содержит углеводороды и кислые соединения и в котором кислые соединения удаляются в сжиженном состоянии, когда очищенный от кислых соединений газообразный поток постепенно охлаждается до температуры сжижения. Способ включает охлаждение газообразного потока таким образом, чтобы получить охлажденный газообразный поток, который содержит газообразные углеводороды и остаточные кислые соединения. Затем полученный охлажденный газообразный поток, очищенный от кислых соединений, дополнительно охлаждается, чтобы получить жидкие углеводороды. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу отделения С2+-углеводородов от содержащей, в основном, азот и углеводороды исходной фракции. Согласно заявленному способу: а) исходная фракция частично конденсируется и ректификаторно разделяется на обогащенную и обедненную С2+-углеводородами фракции; b) обедненная С2+-углеводородами фракция частично конденсируется и разделяется на жидкую фракцию, образующую, по меньшей мере, частично обратный поток для ректификаторного разделения, и обедненную С2+-углеводородами газовую фракцию; c) обедненная С2+-углеводородами газовая фракция разделяется в двухколонном процессе на богатую азотом и богатую метаном фракции. Полученная на этапе b) жидкая фракция, по меньшей мере, частично также подается в двухколонный процесс и разделяется в нем на богатую азотом и богатую метаном фракции. Изобретение направлено на повышение эффективности отделения С2+-углеводородов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу удаления фракции с высоким содержанием азота. Описан способ удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды, при этом исходную фракцию разделяют методом ректификации на фракцию с высоким содержанием азота и фракцию с высоким содержанием метана, и при этом фракцию с высоким содержанием метана с целью получения холода выпаривают и перегревают при возможно наибольшем давлении по отношению к подлежащей охлаждению исходной фракции. В соответствии с изобретением еще жидкую или частично выпаренную фракцию с высоким содержанием метана подводят к циркуляционной емкости, образующуюся в циркуляционной емкости жидкую долю фракции с высоким содержанием метана предпочтительно при естественной циркуляции полностью выпаривают, и головной продукт циркуляционной емкости перегревают. Изобретение направлено на надежное и стабильное выпаривание фракции с высоким содержанием азота. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к способу обработки природного газа, содержащего диоксид углерода. В способе обработки природный газ разделяют посредством криогенного процесса. С возможностью получения, с одной стороны, потока жидкого диоксида углерода, содержащего углеводороды, и с другой стороны - очищенного природного газа. Одну часть природного газа охлаждают в первом теплообменнике, затем во втором теплообменнике перед указанным криогенным процессом и/или перед возвратом в указанный криогенный процесс. Одну часть потока жидкого диоксида углерода возвращают с целью получения потока рециркулированного диоксида углерода. Поток рециркулированного диоксида углерода делят на первую порцию и вторую порцию. Первую порцию расширяют, затем ее нагревают в первом теплообменнике с целью получения первого потока нагретого диоксида углерода. Вторую порцию охлаждают, затем по меньшей мере одну часть второй порции расширяют, затем нагревают во втором теплообменнике с целью получения второго потока нагретого диоксида углерода. Некоторые из углеводородов, содержащиеся в первом потоке нагретого диоксида углерода и во втором потоке нагретого диоксида углерода, выделяют путем разделения газа и жидкости. Также описана установка для осуществления данного способа. Группа изобретений позволяет снизить потери углеводородов при криогенном отделении. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способу производства жидкого СО2 из газообразных продуктов сгорания. Топочный газ сжимают в первом компрессоре, затем охлаждают в первом охладителе и частично конденсируют на двух ступенях разделения. Две ступени разделения охлаждают расширяющимся отходящим газом и расширяющимся жидким СО2. Вторая ступень разделения включает второй теплообменник и стриппер CO2, в котором поток жидкого CO2 из первой ступени разделения поступает в стриппер CO2 непосредственно и поток CO2 из первой ступени разделения поступает в стриппер СО2 через второй теплообменник. Жидкий СО2 в стриппере кипятят ребойлером и из верхней части стриппера СО2 отходящий газ выделяют, расширяют в регулирующем давление клапане и используют в ступенях разделения для целей охлаждения. Также жидкий СО2 из ребойлера и стриппера CO2 собирают в буферном барабане. Технический результат заключается в повышении чистоты сжиженного СО2 без увеличения потребности в энергии. 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу разложения азотосодержащей исходной фракции с высоким содержанием углеводородов, предпочтительно природного газа, при этом: исходную фракцию частично сжижают и методом ректификации разделяют на обогащенную азотом фракцию и обедненную азотом фракцию с высоким содержанием углеводородов. В верхней зоне ректификации обогащенный азотом поток отводят, охлаждают и частично подают на ректификацию в качестве возвратного продукта и/или обогащенную азотом фракцию охлаждают и частично конденсируют, частично подают на ректификацию в качестве возвратного продукта и остаточный поток обогащенной азотом фракции подвергают процессу в двух колоннах. В средней зоне ректификации поток с низким содержанием двуокиси углерода, который используют для охлаждения обогащенного азотом частичного потока и/или охлаждения обогащенной азотом фракции, отводят. Ректификацию исходной фракции осуществляют в снабженной разделительной перегородкой разделительной колонне, при этом разделительная перегородка расположена в той зоне, где в разделительную колонну подводят исходную фракцию и отводят поток с низким содержанием двуокиси углерода. Изобретение позволяет обойтись без удаления двуокиси углерода из исходной фракции и потока природного газа, которое осуществляется виде промывки амином. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу сжижения природного газа, в котором: указанный природный газ приводят в контакт с водным раствором, обогащенным растворителем, с получением газовой фазы, обогащенной растворителем, и водной фазы, обедненной растворителем. Указанную газовую фазу, обогащенную растворителем, охлаждают и частично конденсируют посредством теплообмена, получая охлажденную газовую фазу и конденсаты. Охлажденную газовую фазу отделяют от указанных конденсатов. Охлажденную газовую фазу приводят в контакт с одним твердым адсорбентом с получением очищенной газовой фазы, причем твердый адсорбент поглощает одно их следующих соединений: вода, растворитель и тяжелые углеводороды. Указанную очищенную газовую фазу, полученную на предыдущем этапе, охлаждают и сжижают посредством теплообмена. Причем на одном из этапов охлажденную газовую фазу приводят в контакт с первым твердым адсорбентом А1, поглощающим воду, а затем со вторым твердым адсорбентом А2, поглощающим растворитель и тяжелые углеводороды. Техническим результатом является возможность обработки природного газа независимо от его состава и возможность сжижения сухих газов, содержащих ароматику или тяжелые парафины. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике и технологии низкотемпературной переработки газа и может быть использовано на объектах нефте- и газоперерабатывающей промышленности. Способ и установка включает охлаждение газа, разделение охлажденного и сконденсированного газового потока в одном средстве разделения с получением газовой и жидкой фаз. Расширение газовой фазы и ее подачу в ректификационную колонну. Получение в верхней части ректификационной колонны отбензиненного газа, в средней части - потока паров перегонки и в нижней части - жидкого продукта. Подогрев отбензиненного газа, охлаждение потока паров перегонки и его сепарация с получением газовой фазы, направляемой на теплообмен с потоком газа, и жидкой фазы, направляемой на орошение ректификационной колонны. Полученную в средстве разделения жидкую фазу охлаждают путем теплообмена с потоком отбензиненного газа, дросселируют и направляют на теплообмен с потоком паров перегонки, после чего поток жидкой фазы направляют на теплообмен с потоком газа и затем подают в нижнюю часть ректификационной колонны. Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение извлечения целевых углеводородов и выработки широкой фракции легких углеводородов, а также снижение капитальных затрат. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к производству этановой фракции, сжиженных углеводородных газов и к подготовке природного и попутного нефтяного газа для производства сжиженного природного газа и может быть реализовано на объектах нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности. Способ заключается в том, что в донной части и/или контактных устройствах ректификационной колонны создают ультразвуковое волновое поле с заданными частотой и мощностью с использованием ультразвукового генератора, излучателей волнового ультразвукового поля с магнитострикционными или пьезокерамическими преобразователями и волноводами, разделяют природный или попутный нефтяные газы на метановую фракцию и ШФЛУ при заданных давлении и температуре и разделяют ШФЛУ. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении скорости массообмена в ректификационной колонне, а также интенсивности образования паровой фазы и четкости разделения природного или попутного нефтяного газа, что позволит снизить число ректификационных тарелок и мощность нагревательного оборудования. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу сжижения природного газа путем непрерывного изменения состава по меньшей мере одной охлаждающей смеси. На одном этапе охлаждения природный газ охлаждают посредством теплообмена с одной охлаждающей смесью, циркулирующей в закрытом контуре охлаждения. В систему разделения подают одну часть потока природного газа. Также измеряют температуру окружающей среды в зависимости от времени для обнаружения повышения или понижения температуры окружающей среды, и при обнаружении повышения или понижения температуры окружающей среды осуществляют этапы, на которых: из контура охлаждения отбирают одну часть потока охлаждающей смеси; отобранную часть потока охлаждающей смеси подают в систему разделения; в системе разделения часть потока природного газа и отобранную часть потока охлаждающей смеси разделяют с получением двух компонентов; в охлаждающий контур вводят один компонент, полученный на предыдущем этапе разделения, для изменения состава охлаждающей смеси с целью изменения температуры кипения охлаждающей смеси. Технический результат заключается в том, что способ является более экономичным и менее загрязняющим окружающую среду. 15 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх