Переработка углеводородного газа



Переработка углеводородного газа
Переработка углеводородного газа

 


Владельцы патента RU 2575457:

ОРТЛОФФ ИНДЖИНИРС, ЛТД. (US)

Предлагаются способ и установка для удаления диоксида углерода из потока углеводородного газа. Газовый поток охлаждают, расширяют до промежуточного давления и подают в ректификационную колонну в точку ввода питания в верхней части колонны. Паровой поток верхнего погона ректификационной колонны сжимают до более высокого давления и охлаждают, чтобы частично сконденсировать его с получением конденсированного потока. Конденсированный поток расширяют до промежуточного давления, используя его для переохлаждения части жидкого кубового продукта колонны, затем подают в точку ввода питания в средней части колонны. Переохлажденную часть жидкого кубового продукта колонны расширяют до более низкого давления и используют для охлаждения сжатого парового потока верхнего погона. Количества и температуры сырьевых потоков, входящих в ректификационную колонну, эффективны для того, чтобы поддерживать температуру верхней части ректификационной колонны такой, при которой извлекается большая часть диоксида углерода в жидком кубовом продукте колонны. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

 

УРОВЕНЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Углеводороды обнаружены во многих газах, таких как природный газ, нефтезаводской газ и потоки синтетического газа, получаемые из других углеводородных материалов, таких как уголь, сырая нефть, нефть, нефтеносный сланец, гудронный песок и лигнит. Во многих случаях газовые потоки из этих источников загрязнены высокими концентрациями диоксида углерода, из-за чего газовые потоки непригодны для использования в качестве топлива, сырья для химических заводов или других целей. Существует много способов, разработанных для удаления диоксида углерода с использованием химических, физических и смешанных растворителей. Разработаны другие способы, которые используют поток охлажденного абсорбента, содержащего тяжелые (С410 обычно) углеводороды, для удаления диоксида углерода в дистилляционной колонне, например, способ, описанный в патенте США №4318723. Все эти способы имеют повышенные капитальные затраты и эксплуатационные расходы, по мере повышения концентрации диоксида углерода в газовом потоке, что часто делает переработку таких газовых потоков нерентабельной.

[0002] Одним способом для повышения экономической эффективности переработки газовых потоков, содержащих высокие концентрации диоксида углерода, является обеспечение объемного выделения диоксида углерода из газового потока перед обработкой его растворителями или абсорбентами, так что только незначительную долю диоксида углерода необходимо затем удалять из газового потока. Например, полупроницаемые мембраны часто используют для объемного удаления диоксида углерода. Однако значительная доля более легких углеводородов в газовом потоке часто «теряется» в потоке диоксида углерода, который отделяют путем объемного удаления в способе переработки этого типа.

[0003] Более совершенной альтернативой объемного удаления диоксида углерода является использование дистилляции для фракционирования газового потока на поток легких углеводородов и поток углекислого газа, так что требуется только удаление остаточного диоксида углерода из потока легких углеводородов, чтобы получить газ, соответствующий требованиям транспортирования по трубопроводу, который используют в качестве топлива, как сырье для химических заводов и тому подобное. Большая часть удаляемого диоксида углерода извлекается как жидкость (а не как пар), что дает возможность перекачивать диоксид углерода (а не сжимать) для последующего использования в операциях третичной добычи нефти или для других целей, что приводит к существенному снижению капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

[0004] Настоящее изобретение, в основном, относится к удалению большей части диоксида углерода из таких газовых потоков. Типичный анализ газового потока, подлежащего переработке в соответствии с настоящим изобретением, приблизительно следующий, в мольных процентах: 44, 3% водорода, 13,0% моноксида углерода, 4,0% метана и 38,5% диоксида углерода и до баланса - азот и аргон. Также иногда присутствуют серосодержащие газы.

[0005] При типичной дистилляции для удаления диоксида углерода поток сырьевого газа под давлением охлаждают путем теплообмена с другими технологическими газовыми потоками и/или с помощью внешних источников охлаждения, таких как пропановая система сжатия-охлаждения. Газ конденсируется по мере охлаждения, и жидкость под высоким давлением расширяется до промежуточного давления, что приводит к дальнейшему охлаждению потока, обусловленному испарением, происходящим во время расширения жидкостей. Расширенный поток, содержащий смесь жидкости и пара, фракционируют в дистилляционной колонне, чтобы отделить остаточный метан, азот и другие летучие газы как пар верхнего погона, от диоксида углерода и более тяжелых углеводородных компонентов как жидкого кубового продукта. Часть жидкого диоксида углерода может быть мгновенно расширена до более низкого давления и в дальнейшем использована для обеспечения низкого уровня охлаждения технологических потоков, при желании.

[0006] Настоящее изобретение использует новые средства конденсации пара верхнего погона дистилляционной колонны, чтобы увеличить эффективность удаления диоксида углерода. Вместо охлаждения пара верхнего погона колонны, чтобы сконденсировать флегму для ректификационной колонны, пар верхнего погона сжимают до более высокого давления и затем охлаждают, чтобы частично сконденсировать его. Полученный конденсат является, в основном, жидким диоксидом углерода, который можно мгновенно расширить до промежуточного давления и использовать для обеспечения среднего уровня охлаждения технологических потоков перед возвратом его в ректификационную колонну в точку питания в средней части колонны. Кроме того, остаточный газ, который остается после удаления конденсата, является пригодным для направления на переработку без дальнейшего сжатия. Удивительно, но заявители обнаружили, что этот новый способ организации переработки не только позволяет удалить больше диоксида углерода, но также снижает потребляемую энергию, требуемую для достижения данного уровня удаления диоксида углерода, таким образом увеличивая эффективность способа переработки и снижая затраты на эксплуатацию установки.

[0007] Обнаружено, что в соответствии с настоящим изобретением можно удалить больше, чем 75% диоксида углерода, в то время как в потоке остаточного газа остается больше, чем 99,8% метана и более легких компонентов. Настоящее изобретение, хотя и применимо при пониженных давлениях и повышенных температурах, особенно выгодно, когда перерабатываемые сырьевые газы находятся в диапазоне от 400 до 1500 фунт/кв.дюйм [от 2758 до 10342 кПа(а)] или выше при условиях, требующих, чтобы температуры в верхней части дистилляционной колонны были равны -50°F [-46°C] или ниже.

[0008] Для лучшего понимания настоящего изобретения дается ссылка на следующие примеры и схемы. Ссылка на схемы:

[0009] ФИГ.1 - технологическая схема промышленной установки по переработке синтетического газа, базирующаяся на известном способе переработки; и

[0010] ФИГ.2 - технологическая схема промышленной установки по переработке синтетического газа в соответствии с настоящим изобретением.

[0011] Для объяснения вышеуказанных Фигур приведены таблицы, обобщающие скорости потоков, рассчитанные для представленных условий процесса переработки. В приведенных здесь таблицах значения скоростей потоков (в молях в час) округлены до ближайшего целого числа для удобства. Итоговые скорости потоков, приведенные в таблицах, включают все неуглеводородные компоненты и, следовательно, их значения больше, чем сумма скоростей потоков для углеводородных компонентов. Указанные температуры представляют собой приблизительные значения, округленные до ближайшего градуса. Следует также отметить, что технологические расчеты, выполненные с целью сравнения описанных на схемах способов, основаны на допущении, что не происходит утечки тепла от окружающей среды к установкам или от установок к окружающей среде. Качество промышленно выпускаемых изолирующих материалов является достаточным для такого допущения и это допущение таково, какое обычно делают специалисты в данной области.

[0012] Для удобства параметры способа указаны как в традиционных британских единицах, так и в единицах Международной системы измерений (СИ). Молярные скорости потоков, приведенные в таблицах, можно интерпретировать или как фунт-моль/час или кг-моль/час. Энергопотребление дано в лошадиных силах (л.с) и/или тысячах британских тепловых единиц в час (МВТЕ/час) и соответствует указанным мольным скоростям потоков в фунт-моль/час. Энергопотребление, выраженное через киловатты (кВт) соответствует указанным мольным скоростям потоков в кг-моль/час.

ОПИСАНИЕ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[0013] ФИГ.1 - технологическая схема установки, показывающая компоновку технологической установки для удаления диоксида углерода из синтетического газа, где используется известный способ переработки. В этой модели способа переработки входящий газ поступает в установку при температуре 120°F [49°C] и давлении 1080 фунт./кв. дюйм [7446 кПа(а)] как поток 31. Сырьевой поток обычно обезвоживают, чтобы предотвратить образование воды (льда) в криогенных условиях. Для этой цели используют как твердые, так и жидкие осушители.

[0014] Сырьевой поток 31 охлаждают до -20°F [-29°C] в теплообменнике 10 путем обмена теплом с жидкостями ребойлера колонны при 49°F [9°C] (поток 37), жидкостями бокового ребойлера колонны при 34°F [1°C] (поток 42), и пропановым хладоагентом. Поток 31 а дополнительно охлаждают в теплообменнике 50 путем обмена теплом с холодным паром диоксида углерода при -56°F [-49°C] (поток 43), холодным остаточным газом при -60°F [-51°C] (поток 35) и сжатой жидкостью при -60°F [-51°C] (поток 36а). Дополнительно охлажденный поток 31b поступает в сепаратор 11 при -27°F [-33°C] и 1049 фунт./кв. дюйм [7233 кПа(а)], где пар (поток 32) отделяется от конденсированной жидкости (поток 33).

[0015] Пар из сепаратора 11 (поток 32) поступает в рабочую расширительную машину 12, в которой энергия этой части пара сырьевого газа высокого давления превращается в механическую энергию. Расширительная машина 12 расширяет пар практически изоэнтропийно до рабочего давления (приблизительно 665 фунт./кв. дюйм [4583 кПа(а)]) ректификационной колонны 15, с рабочим расширением и охлаждением расширенного потока 32а до температуры приблизительно -48°F [-45°C]. Типичные коммерчески доступные расширительные машины способны получать порядка 80-88% всей работы, теоретически доступной при идеальном изоэнтропийном расширении. Получаемую работу часто используют для приведения в действие центробежного компрессора (такого как изделие 13), который можно использовать для повторного сжатия остаточного газа (поток 35b), например. Затем частично конденсированный расширенный поток 32а подают в ректификационную колонну 15 в точку ввода питания в верхней части колонны. Сепараторную жидкость (поток 33) расширяют до рабочего давления ректификационной колонны 15 посредством расширительного клапана 14, охлаждая поток 33а до -28°F [-33°C] прежде, чем подать его в ректификационную колонну 15 в верхнюю точку ввода питания в средней части колонны.

[0016] Паровой поток верхнего погона 34 выходит из ректификационной колонны 15 при -48°F [-45°C] и охлаждается и частично конденсируется в теплообменнике 18. Частично конденсированный поток 34а поступает в сепаратор 19 при -60°F [-51°C] и 658 фунт./кв. дюйм [4535 кПа(а)], где пар (поток холодного остаточного газа 35) отделяют от конденсированной жидкости (поток 36). Жидкостный поток 36 сжимают до давления, немного превышающего рабочее давление ректификационной колонны 15 с помощью насоса 51, перед тем, как поток 36а поступит в теплообменник 50 и нагреется до -26°F [-32°С] путем обмена теплом с сырьевым газом, как описано ранее. Затем нагретый поток 36b подают как питание в ректификационную колонну 15 в нижнюю точку ввода питания в средней части колонны.

[0017] Ректификационная колонна 15 является обычной дистилляционной колонной, содержащей множество вертикально пространственно расположенных тарелок, один или более слоев насадок или некоторую комбинацию тарелок и насадок. Она также включает ребойлеры (например, ребойлер и боковой ребойлер, описанные ранее), которые нагревают и испаряют часть жидкостей, стекающих вниз колонны, чтобы обеспечить отгонку паров, которые поднимаются вверх по колонне, чтобы отогнать метан и более легкие компоненты от кубового жидкого продукта колонны (поток 38). Тарелки и/или насадки обеспечивают необходимый контакт между отгоночными парами, поднимающимися вверх, и холодной жидкостью, стекающей вниз, так что поток кубового продукта 38 выходит из куба колонны при 50°F [10°C], исходя из снижения концентрации метана в кубовом продукте до 0,47% мольных.

[0018] Поток кубового продукта колонны 38 представляет собой преимущественно жидкий диоксид углерода. Небольшую часть (поток 39) переохлаждают в теплообменнике 21 посредством потока холодного остаточного газа 35а. Переохлажденную жидкость (поток 39а) при -20°F [-29°C] расширяют до более низкого давления посредством расширительного клапана 22 и частично испаряют, дополнительно охлаждая поток 39b до -65°F [-54°C] перед его поступлением в теплообменник 18. Остаточная жидкость в потоке 39b действует как хладоагент в теплообменнике 18, чтобы обеспечить охлаждение потока 34, как описано ранее, а полученный пар диоксида углерода выходит при -56°F [-49°C] как поток 43. Поскольку поток 39b может содержать небольшие количества более тяжелых углеводородов, небольшое количество продувочной жидкости (поток 44) может быть выведено из теплообменника 18, чтобы предотвратить накопление более тяжелых углеводородов в жидком хладоагенте, что могло бы повысить его точку кипения и снизить эффективность охлаждения в теплообменнике 18.

[0019] Холодный пар диоксида углерода из теплообменника 18 (поток 43) нагревают до -28°F [-33°C] в теплообменнике 50 путем обмена теплом с сырьевым газом, как описано ранее. Затем теплый пар диоксида углерода (поток 43а) при давлении 74 фунт./кв. дюйм [508 кПа(а)] сжимают до более высокого давления в три этапа с помощью компрессоров 23, 25 и 27 с охлаждением до 120°F [49°C] после каждого этапа сжатия посредством холодильников компрессоров 24, 26 и 28. Оставшуюся часть (поток 40) потока кубового продукта колонны 38 подкачивают до повышенного давления насосом 29, так что поток 40а можно объединить с газом высокого давления (поток 43g), выходящим из холодильника компрессора 28, с образованием потока диоксида углерода высокого давления 41, который затем направляют для повторного закачивания при 82°F [28°С] и 1115 фунт./кв. дюйм [7688 кПа(а)].

[0020] Холодный остаточный газ (поток 35а) выходит из теплообменника 50 при -28°F [-33°C] после обмена теплом с сырьевым газом, как описано ранее, и дополнительно нагревается до -8°F [-22°C] в теплообменнике 21 путем обмена теплом с жидкостным потоком диоксида углерода 39, как описано ранее. Затем теплый поток остаточного газа 35b повторно сжимают в два этапа компрессором 13, приводимым в движение расширительной машиной 12, и компрессором 17, приводимым в движение дополнительным источником энергии. Затем поток остаточного газа 35d направляют на обработку при 90°F [32°C] и 1115 фунт./кв. дюйм [7688 кПа(а)].

[0021] Обобщенные данные о скоростях потоков и энергопотреблении для способа переработки, показанного на ФИГ.1, представлены в следующей таблице:

Таблица I
(ФИГ. 1)
Обобщенные скорости потоков, выраженные в фунт-моль/час [кг-моль/час]
Поток Водород С. Метан С. Диоксид Итого
Моноксид
31 22177 6499 2014 19288 50115
32 21992 6311 1901 10700 41036
33 185 188 113 8588 9079
34 22201 6535 1981 9654 40509
36 24 36 24 2536 2622
38 0 0 57 12170 12228
39 0 0 15 3235 3250
43 0 0 15 3235 3250
44 0 0 0 0 0
40 0 0 42 8935 8978
35 22177 66499 1957 7118 37887
41 0 0 57 12170 12228
Извлечение/Удаление*
Метан и более легкие углеводороды 99,34% (извлекаются в Остаточном газе)
Диоксид углерода 63,10% (удаляется из Остаточного газа)
Концентрации диоксида углерода*
Остаточный газ 18,79%
Продуктовый диоксид углерода 99,50%
Мощность
Сжатие диоксида углерода 4955 л.с. [8146 кВт]
Сжатие остаточного газа 5717 л.с. [9398 кВт]
Сжатие хладоагента 14960 л.с. [24594 кВт]
Перекачивание диоксида углерода 324 л.с. [533 кВт]
Итого 25956 л.с. [42671 кВт]
* (На основе неокругленных значений потоков)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0022] ФИГ.2 иллюстрирует технологическую схему способа переработки в соответствии с настоящим изобретением. Состав сырьевого газа и условия, рассматриваемые в способе переработки, представленном на ФИГ.2, такие же, как для схемы на ФИГ.1. Соответственно, способ переработки на ФИГ.2 можно сравнить со способом переработки на ФИГ.1, чтобы показать преимущества настоящего изобретения.

[0023] В модели способа переработки на ФИГ.2 входящий газ поступает на установку при 120°F [49°C] и 1080 фунт./кв. дюйм [7446 кПа(а)] как поток 31 и охлаждается в теплообменнике 10 путем обмена теплом с жидкостями ребойлера колонны при 47°F [8°C] (поток 37), остаточным газом при 30°F [-1°C] (поток 35а), холодными расширенными жидкостями при 20°F [-7°С] (поток 36b) и пропановым хладоагентом. Охлажденный поток 31а поступает в сепаратор 11 при -30°F [-34°С] и 1049 фунт./кв. дюйм [7233 кПа(а)], где пар (поток 32) отделяется от конденсированной жидкости (поток 33).

[0024] Пар из сепаратора 11 (поток 32) входит в рабочую расширительную машину 12, в которой энергия этой части пара сырьевого газа высокого давления превращается в механическую энергию. Расширительная машина 12 расширяет пар практически изоэнтропийно до рабочего давления (приблизительно 640 фунт./кв. дюйм [4413 кПа(а)]) ректификационной колонны 15, с работой расширения и охлаждением расширенного потока 32а до температуры приблизительно -54°F [-48°C]. Затем частично конденсированный расширенный поток 32а подают в ректификационную колонну 15 в точку ввода питания в верхней части колонны. Сепараторную жидкость (поток 33) расширяют до рабочего давления ректификационной колонны 15 посредством расширительного клапана 14, охлаждая поток 33а до -30°F [-35°С] перед тем, как подать его в ректификационную колонну 15 в верхнюю точку ввода питания в средней части колонны.

[0025] Паровой поток верхнего погона 34 выходит из ректификационной колонны 15 при -52°F [-47°C] и сжимается в два этапа компрессором 13, приводимым в действие расширительной машиной 12, и компрессором 17, приводимым в действие дополнительным источником энергии. Затем сжатый поток 34b охлаждают и частично конденсируют в теплообменнике 18. Частично конденсированный поток 34с поступает в сепаратор 19 при -60°F [-51°C] и 1130 фунт./кв. дюйм [7791 кПа(а)], где пар (холодный поток остаточного газа 35) отделяют от конденсированной жидкости (поток 36). Жидкостный поток 36 расширяют до давления, немного превышающего рабочее давление ректификационной колонны 15 посредством расширительного клапана 20 прежде, чем поток 36а поступит в теплообменник 21. Расширенный поток 36а нагревают от -59°F [-51°С] до 20°F [-7°C] и частично испаряют путем обмена теплом с жидким потоком диоксида углерода 39 (который описан далее ниже в параграфе [0027]). Частично испарившийся поток 36b дополнительно испаряют в теплообменнике 10 путем обмена теплом с сырьевым газом, как описано ранее, и затем поток 36с при 38°F [3°C] подают в качестве питания в ректификационную колонну 15 в нижнюю точку ввода питания в средней части колонны.

[0026] Ректификационная колонна 15 является обычной дистилляционной колонной, содержащей множество вертикально пространственно расположенных тарелок, один или более слоев насадок или некоторую комбинацию тарелок и насадок. Она также включает ребойлеры (например, ребойлер, описанный ранее, и, в некоторых случаях, ребойлер 16, нагреваемый внешним источником тепла), которые нагревают и испаряют часть жидкостей, стекающих вниз колонны, чтобы обеспечить отгонку паров, которые поднимаются вверх по колонне, чтобы отогнать метан и более легкие компоненты от кубового жидкого продукта колонны (поток 38). Тарелки и/или насадки обеспечивают необходимый контакт между отгоночными парами, поднимающимися вверх, и холодной жидкостью, стекающей вниз, так что поток кубового продукта 38 выходит из куба колонны при 48°F [9°C], исходя из снижения концентрации метана в кубовом продукте до 0,30% мольных.

[0027] Поток кубового продукта колонны 38 является преимущественно жидким диоксидом углерода. Незначительную часть (поток 39) переохлаждают в теплообменнике 21 мгновенно расширенным жидким потоком 36а, как описано ранее. Переохлажденную жидкость (поток 39а) при -33°F [-36°C] расширяют до более низкого давления посредством расширительного клапана 22 и частично испаряют, дополнительно охлаждая поток 39b до -65°F [-54°C] прежде, чем он поступит в теплообменник 18. Остаточная жидкость в потоке 39b действует как хладоагент в теплообменнике 18, чтобы обеспечить часть охлаждения сжатого парового потока верхнего погона 34b, как описано ранее, с получением газообразного диоксида углерода, выходящего при 22°F [-6°C] (поток 39с).

[0028] Затем теплый поток диоксида углерода (поток 39 с) при 78 фунт./кв. дюйм [536 кПа(а)] сжимают до высокого давления в три этапа компрессорами 23, 25 и 27 с охлаждением до 120°F [49°C] после каждого этапа сжатия посредством холодильников компрессоров 24, 26 и 28. Оставшуюся часть (поток 40) потока кубового продукта колонны 38 подкачивают до высокого давления насосом 29, так что поток 40а можно объединить с газом высокого давления (поток 39i), выходящим из холодильника компрессора 28, с образованием потока диоксида углерода высокого давления 41, который затем направляют для повторного закачивания при 84°F [29°C] и 1115 фунт./кв. дюйм [7688 кПа(а)].

[0029] Холодный остаточный газ (поток 35) из сепаратора 19 входит в теплообменник 18 и нагревается до 30°F [-1°C] путем обмена теплом со сжатым паровым потоком верхнего погона 34b, как описано ранее. Поток холодного остаточного газа 35а дополнительно нагревают до 72°F [22°C] в теплообменнике 10 путем обмена теплом с сырьевым газом, как описано ранее. Затем теплый поток остаточного газа 35b направляют на обработку при 1115 фунт./кв. дюйм [7688 кПа(а)].

[0030] Обобщенные данные о скоростях потоков и энергопотреблении для способа переработки, показанного на ФИГ.2, представлены в следующей таблице:

Таблица II
(ФИГ.2)
Обобщенные скорости потоков, выраженные в фунт-моль/час [кг-моль/час]
Поток Водород С. Метан С. Диоксид Итого
Монооксид
31 22177 6499 2014 19288 50115
32 21984 6297 1892 10038 40343
33 193 202 122 9250 9772
34 22256 6607 2041 9052 40092
36 79 109 71 4257 4517
38 0 1 44 14493 14540
39 0 0 14 4493 4507
40 0 1 30 10000 10033
35 22177 6498 1970 4795 35575
41 0 1 44 14493 14540
Извлечение/Удаление*
Метан и более легкие углеводороды 99,85% (извлекается в Остаточном газе)
Диоксид углерода 75,15% (удаляется из Остаточного газа)
Концентрации диоксида углерода*
Остаточный газ 13,47%
Продукт диоксида углерода 99,69%
Мощность
Сжатие диоксида углерода 6742 л.с. [11084 кВт]
Сжатие пара верхнего погона 5095 л.с [8376 кВт]
Сжатие хладоагента 16184 л.с [26606 кВт]
Перекачивание диоксида углерода 378 л.с [621 кВт]
Итого 28399 л.с [46687 кВт]
* (На основе неокругленных значений потоков)

[0031] Сравнение Таблиц I и II показывает, что, по сравнению с известным способом, настоящее изобретение обеспечивает лучшее извлечение метана (99,85% по сравнению с 99,44% для известного способа), значительно большее удаление диоксида углерода (75,15% по сравнению с 63,10% для известного способа), значительно более низкую концентрацию диоксида углерода в остаточном газе (13,47% по сравнению с 18,79% для известного способа) и лучшую чистоту диоксида углерода (99,69% по сравнению с 99,50% для известного способа). Кроме того, дальнейшее сравнение Таблиц I и II показывает, что эффективность этого более совершенного способа достигается с меньшими затратами энергии на единицу удаляемого диоксида углерода по сравнению с известным способом. Если сравнивать конкретное энергопотребление, то настоящее изобретение предлагает улучшение в энергопотреблении на 8% по сравнению с известным способом, показанным на ФИГ.1, снижая потребление конкретной энергии с 2,13 л.с.-час/фунт-моль [3,51 кВт-час/кг-моль] удаляемого диоксида углерода для известного способа переработки до 1,96 л.с.-час/фунт-моль [3,22 кВт-час/кг-моль] для настоящего изобретения.

[0032] Улучшение в эффективности энергопотребления, обеспечиваемое настоящим изобретением, по сравнению с известным способом, представленным на ФИГ.1, обусловлено, главным образом, двумя факторами. Во-первых, сжатие парового потока верхнего погона 34 из ректификационной колонны 15 до более высокого давления перед подачей его в теплообменник 18 значительно облегчает конденсацию диоксида углерода из потока. Из сравнения потока 36 в Таблицах I и II видно, что содержание диоксида углерода, сконденсированного в потоке 36, увеличивается с 2536 фунт-моль/час [2536 кг-моль/час] для известного способа до 4257 фунт-моль/час [4257 кг-моль/час] для настоящего изобретения. В результате остаточный газ, который остается (поток 35), содержит значительно меньше диоксида углерода, 4795 фунт-моль/час [4795 кг-моль/час] для настоящего изобретения по сравнению с 7118 фунт-моль/час [7118 кг-моль/час] для известного способа в данной области.

[0033] Во-вторых, большее количество жидкости, сконденсированной в потоке 36 для настоящего изобретения, обеспечивает технологический поток, который можно использовать более эффективно для охлаждения среднего уровня в этом способе. Получаемый мгновенно расширенный поток 36а на 72% больше, чем сжатый поток 36а в известном способе, что позволяет ему переохладить большее количество жидкого диоксида углерода в потоке 39 (на 39% больше, чем в известном способе) до более низкой температуры (-33°F [-36°C], по сравнению с -20°F [-29°C] для известного способа), так что получаемый мгновенно расширенный поток диоксида углерода 39b в настоящем изобретении содержит значительно большее количество жидкости, которую можно использовать как хладоагент для того, чтобы сконденсировать диоксид углерода из парового потока верхнего погона 34 в теплообменнике 18.

[0034] Чистый результат этих двух факторов заключается в том, что значительно больше диоксида углерода улавливается потоком кубового продукта колонны 38 (на 19% больше по сравнению с известным способом, показанным на ФИГ.1) при значительно более эффективном использовании энергии. Это также означает, что значительно меньше диоксида углерода остается в потоке остаточного газа 35, существенно снижая (или, вероятно, полностью исключая) последующую обработку, необходимую для того, чтобы подготовить остаточный газ для последующей переработки или использования, кроме того, снижая общие эксплуатационные расходы для данной заявки.

Другие варианты воплощения изобретения

[0035] Как описано ранее для варианта воплощения настоящего изобретения, показанного на ФИГ.2, сырьевой поток 31 является частично конденсированным, когда он охлаждается в теплообменнике 10, и образующийся поток пара 32 и поток жидкости 33 затем расширяют до рабочего давления ректификационной колонны 15. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом воплощения. В зависимости от количества более тяжелых углеводородов в сырьевом газе и давления сырьевого газа охлажденный поток сырьевого газа 31а может не содержать никакой жидкости (поскольку он находится выше точки росы, или выше точки максимального давления, при которой могут сосуществовать две фазы). В таких случаях сепаратор 11 не требуется. Некоторые обстоятельства могут благоприятствовать полной конденсации сырьевого газа, сопровождающейся расширением жидкой или плотной текучей фазы до рабочего давления ректификационной колонны 15. В таких случаях также нет необходимости в сепараторе 11.

[0036] Параметры сырьевого газа, размер установки, наличие оборудования или другие факторы могут указывать на целесообразность исключения рабочей расширительной машины 12 или замены ее альтернативным расширительным устройством (например, расширительным клапаном). Хотя расширение отдельного потока изображено на примере конкретного расширительного устройства, в случае необходимости можно использовать альтернативные средства расширения. Например, параметры потока могут служить основанием для расширения потоков жидкости 33, 36 и/или 39а посредством рабочей расширительной машины.

[0037] В соответствии с настоящим изобретением можно использовать внешний источник охлаждения от других технологических потоков в качестве дополнительного охлаждения, доступного для входящего газа и/или сжатого парового потока верхнего погона 34b, особенно в случае обогащенного входящего газа. Использование и распределение сепараторных жидкостей и/или жидкостей бокового погона деметанизатора для теплообмена и, в частности, компоновку теплообменников для охлаждения входящего газа необходимо оценивать для каждого конкретного применения, так же как выбор технологических потоков для обслуживания конкретного теплообменника. Например, некоторые обстоятельства могут благоприятствовать подаче частично испарившегося потока 36b непосредственно в ректификационную колонну 15 (через поток 44 на ФИГ.2), а не дополнительному испарению его в теплообменнике 10 и затем подаче полученного потока 36с в ректификационную колонну 15.

[0038] В зависимости от температуры и обогащенности сырьевого газа и количества метана, который может присутствовать в потоке жидкого продукта 38, может оказаться, что тепла, доступного от сырьевого потока 31 недостаточно, чтобы жидкость, выходящая из ректификационной колонны 15, соответствовала требованиям спецификаций на продукт. В таких случаях ректификационная колонна 15 может включать один или более ребойлеров (таких как ребойлер 16), нагреваемых внешним источником тепла.

(0039] В некоторых обстоятельствах часть (поток 39) потока кубового продукта колонны 38, которую используют для обеспечения охлаждения, возможно, не нужно будет снова сжимать до высокого давления, после чего он нагревается (поток 39 с). В таких случаях может не возникнуть необходимости в сжатии и охлаждении (компрессоры 23, 25 и 27 и холодильники компрессоров 24, 26 и 28), и только поток 40а будет переходить в поток 41.

[0040] Настоящее изобретение обеспечивает улучшенное выделение диоксида углерода из потоков углеводородного газа в расчете на количество потребляемой энергии, требуемой для осуществления способа переработки. Усовершенствование в потреблении энергии, требуемой для осуществления способа переработки, может быть в виде требований пониженного количества энергии для осуществления сжатия или повторного сжатия, требований пониженного количества энергии для перекачки, требований пониженного количества энергии для внешних источников охлаждения, требований пониженного количества энергии для работы ребойлеров колонны или их комбинации.

[0041] Хотя здесь описаны варианты, которые считаются предпочтительными вариантами воплощения изобретения, специалисты в этой области понимают, что возможны другие и дальнейшие модификации предлагаемого изобретения, например, адаптирование изобретения к разным условиям, типам исходного сырья или к другим требованиям без отклонения от сути настоящего изобретения, как оно определено следующей формулой изобретения.

1. Способ разделения газового потока, содержащего по меньшей мере метан и диоксид углерода, на летучую фракцию остаточного газа, содержащую большую долю указанного метана, и относительно менее летучую фракцию, содержащую большую долю указанного диоксида углерода, согласно которому
(1) указанный газовый поток охлаждают, получая таким образом охлажденный поток;
(2) указанный охлажденный поток расширяют до промежуточного давления, дополнительно охлаждая;
(3) указанный расширенный охлажденный поток подают в качестве верхнего питания в дистилляционную колонну и фракционируют при указанном промежуточном давлении на паровой поток верхнего погона и указанную относительно менее летучую фракцию;
(4) указанный паровой поток верхнего погона сжимают до более высокого давления;
(5) указанный сжатый паровой поток верхнего погона охлаждают в достаточной степени для конденсации по меньшей мере части его, таким образом получая остаточный паровой поток и конденсированный поток;
(6) указанный конденсированный поток расширяют до указанного промежуточного давления и нагревают и затем подают в указанную дистилляционную колонну в точку питания в средней части колонны;
(7) указанную относительно менее летучую фракцию разделяют по меньшей мере на первый и второй потоки;
(8) указанный второй поток охлаждают, обеспечивая тем самым по меньшей мере частью тепла стадию (6);
(9) указанный охлажденный второй поток расширяют до более низкого давления, в результате чего он дополнительно охлаждается;
(10) указанный расширенный охлажденный второй поток нагревают, чтобы обеспечить тем самым по меньшей мере часть охлаждения стадии (5);
(11) указанный остаточный паровой поток нагревают, обеспечивая тем самым по меньшей мере часть охлаждения стадий (1) и (5), и затем выгружают указанный нагретый остаточный паровой поток как указанную летучую остаточную газовую фракцию; и
(12) количества и температуры указанных сырьевых потоков, входящих в указанную дистилляционную колонну, обеспечивают достаточно эффективными для поддержания температуры верхней части указанной дистилляционной колонны достаточной для извлечения большой части указанного диоксида углерода в указанной относительно менее летучей фракции.

2. Способ разделения газового потока, содержащего по меньшей мере метан и диоксид углерода, на летучую фракцию остаточного газа, содержащую большую долю указанного метана, и относительно менее летучую фракцию, содержащую большую долю указанного диоксида углерода, согласно которому
(1) указанный газовый поток охлаждают достаточно, чтобы частично сконденсировать его;
(2) указанный частично конденсированный газовый поток разделяют, обеспечивая таким образом паровой поток и по меньшей мере один жидкостный поток;
(3) указанный паровой поток расширяют до промежуточного давления;
(4) указанный расширенный паровой поток подают в качестве верхнего питания в дистилляционную колонну и фракционируют при указанном промежуточном давлении на паровой поток верхнего погона и указанную относительно менее летучую фракцию;
(5) указанный по меньшей мере один жидкостный поток расширяют до указанного промежуточного давления и затем подают в указанную дистилляционную колонну в верхнюю точку ввода питания в средней части колонны;
(6) указанный паровой поток верхнего погона сжимают до более высокого давления;
(7) указанный сжатый паровой поток верхнего погона охлаждают в достаточной степени, чтобы сконденсировать по меньшей мере часть его, таким образом получая остаточный паровой поток и конденсированный поток;
(8) указанный конденсированный поток расширяют до указанного промежуточного давления и нагревают и затем подают в указанную дистилляционную колонну в нижнюю точку ввода питания в средней части колонны ниже указанной верхней точки ввода питания в средней части колонны;
(9) указанную относительно менее летучую фракцию разделяют по меньшей мере на первый и второй потоки;
(10) указанный второй поток охлаждают, обеспечивая тем самым по меньшей мере частью тепла стадию нагрева (8);
(11) указанный охлажденный второй поток расширяют до более низкого давления, в результате чего он дополнительно охлаждается;
(12) указанный расширенный охлажденный второй поток нагревают, обеспечивая тем самым по меньшей мере часть охлаждения стадии (7);
(13) указанный остаточный паровой поток нагревают, обеспечивая тем самым по меньшей мере часть охлаждения стадий (1) и (7), и затем выгружают указанный нагретый остаточный паровой поток как указанную летучую фракцию остаточного газа; и
(14) количества и температуры указанных сырьевых потоков, входящих в указанную дистилляционную колонну, являются эффективными, чтобы поддерживать температуру верхней части указанной дистилляционной колонны такой, при которой извлекается большая часть указанного диоксида углерода в указанной относительно менее летучей фракции.

3. Установка для разделения газового потока, содержащего по меньшей мере метан и диоксид углерода, на летучую фракцию остаточного газа, содержащую большую долю указанного метана, и относительно менее летучую фракцию, содержащую большую долю указанного диоксида углерода, включающая
(1) первое теплообменное средство для охлаждения указанного газового потока, при этом получив охлажденный поток;
(2) первое расширительное средство, присоединенное к указанному первому теплообменному средству для получения указанного охлажденного потока и расширения его до промежуточного давления;
(3) дистилляционную колонну, присоединенную к указанному первому расширительному средству, чтобы принимать указанный расширенный охлажденный поток в качестве питания верхней части указанной дистилляционной колонны, и адаптированную для фракционирования указанного расширенного охлажденного потока при указанном промежуточном давлении на паровой поток верхнего погона и указанную относительно менее летучую фракцию;
(4) средство для сжатия, присоединенное к указанной дистилляционной колонне, чтобы принимать указанный паровой поток верхнего погона и сжимать его до более высокого давления;
(5) второе теплообменное средство, присоединенное к указанному средству для сжатия, чтобы принимать указанный сжатый паровой поток верхнего погона и охлаждать его в достаточной степени для конденсации по меньшей мере его части;
(6) сепарирующее средство, присоединенное к указанному второму теплообменному средству, чтобы принимать указанный частично конденсированный сжатый паровой поток верхнего погона и разделять его, получая таким образом остаточный паровой поток и конденсированный поток;
(7) второе расширительное средство, присоединенное к указанному сепарирующему средству, чтобы принимать указанный конденсированный поток и расширять его до указанного промежуточного давления;
(8) третье теплообменное средство, присоединенное к указанному второму расширительному средству, чтобы принимать указанный расширенный конденсированный поток и нагревать его, а также к указанной дистилляционной колонне, для подачи указанного нагретого расширенного конденсированного потока в указанную дистилляционную колонну в точку питания в средней части колонны;
(9) разделительное средство, присоединенное к указанной дистилляционной колонне, чтобы принимать указанную относительно менее летучую фракцию и разделять ее по меньшей мере на первый и второй потоки;
(10) указанное третье теплообменное средство, кроме того, присоединенное к указанному разделительному средству, чтобы принимать указанный второй поток и охлаждать его, тем самым обеспечивая по меньшей мере частью тепла стадию нагрева (8);
(11) третье расширительное средство, присоединенное к указанному третьему теплообменному средству, чтобы принимать указанный охлажденный второй поток и расширять его до более низкого давления;
(12) указанное второе теплообменное средство, дополнительно присоединенное к указанному третьему расширительному средству, чтобы принимать указанный расширенный охлажденный второй поток и нагревать его, тем самым обеспечивая по меньшей мере часть охлаждения стадии (5);
(13) указанное второе теплообменное средство, дополнительно присоединенное к указанному сепарирующему средству, чтобы принимать указанный остаточный паровой поток и нагревать его, тем самым обеспечивая по меньшей мере часть охлаждения стадии (5);
(14) указанное первое теплообменное средство, дополнительно присоединенное к указанному второму теплообменному средству, чтобы принимать указанный нагретый остаточный паровой поток и дополнительно нагревать его, тем самым обеспечивая по меньшей мере часть охлаждения стадии (1), и затем выгружать указанный дополнительно нагретый остаточный паровой поток как указанную летучую фракцию остаточного газа; и
(15) средства управления, адаптированные для регулирования количества и температуры указанных сырьевых потоков, входящих в указанную дистилляционную колонну, для поддержания температуры верхней части указанной дистилляционной колонны, достаточной для извлечения большой части указанного диоксида углерода в указанной относительно менее летучей фракции.

4. Установка для разделения газового потока, содержащего по меньшей мере метан и диоксид углерода, на летучую фракцию остаточного газа, содержащую большую долю указанного метана, и относительно менее летучую фракцию, содержащую большую долю указанного диоксида углерода, включающая
(1) первое теплообменное средство для охлаждения указанного газового потока в достаточной степени, чтобы частично сконденсировать его и, таким образом, получить частично конденсированный газовый поток;
(2) первое сепарирующее средство, присоединенное к указанному первому теплообменному средству, чтобы принимать указанный частично конденсированный газовый поток и разделять его на паровой поток и по меньшей мере один жидкостный поток;
(3) первое расширительное средство, присоединенное к указанному первому сепарирующему средству, чтобы принимать указанный паровой поток и расширять его до промежуточного давления;
(4) дистилляционную колонну, присоединенную к указанному первому расширительному средству, чтобы принимать указанный расширенный паровой поток в качестве питания верхней части указанной дистилляционной колонны, и адаптированную для фракционирования указанного расширенного парового потока при указанном промежуточном давлении на паровой поток верхнего погона и указанную относительно менее летучую фракцию;
(5) второе расширительное средство, присоединенное к указанному первому сепарирующему средству, чтобы принимать указанный по меньшей мере один жидкостный поток и расширять его до указанного промежуточного давления, при этом указанное второе расширительное средство присоединено к указанной дистилляционной колонне для подачи указанного расширенного по меньшей мере одного жидкостного потока в указанную дистилляционную колонну в верхнюю точку ввода питания в средней части колонны;
(6) средство для сжатия, присоединенное к указанной дистилляционной колонне, чтобы принимать указанный паровой поток верхнего погона и сжимать его до более высокого давления;
(7) второе теплообменное средство, присоединенное к указанному средству для сжатия, чтобы принимать указанный сжатый паровой поток верхнего погона и охлаждать его в достаточной степени для конденсации по меньшей мере его части;
(8) второе сепарирующее средство, присоединенное к указанному второму теплообменному средству, чтобы принимать указанный частично конденсированный сжатый паровой поток верхнего погона и разделять его с образованием остаточного парового потока и конденсированного потока;
(9) третье расширительное средство, присоединенное к указанному второму сепарирующему средству, чтобы принимать указанный конденсированный поток и расширять его до указанного промежуточного давления;
(10) третье теплообменное средство, присоединенное к указанному третьему расширительному средству, чтобы принимать указанный расширенный конденсированный поток и нагревать его, и к указанной дистилляционной колонне для подачи указанного нагретого расширенного конденсированного потока в указанную дистилляционную колонну в нижнюю точку ввода питания в средней части колонны ниже указанной верхней точки ввода питания в средней части колонны;
(11) разделительное средство, присоединенное к указанной дистилляционной колонне, чтобы принимать указанную относительно менее летучую фракцию и разделять ее по меньшей мере на первый и второй потоки;
(12) указанное третье теплообменное средство, кроме того, присоединенное к указанному разделительному средству, чтобы принимать указанный второй поток и охлаждать его, тем самым обеспечивая по меньшей мере частью тепла стадию нагрева (10);
(13) четвертое расширительное средство, присоединенное к указанному третьему теплообменному средству, чтобы принимать указанный охлажденный второй поток и расширять его до более низкого давления;
(14) указанное второе теплообменное средство, кроме того, присоединенное к указанному четвертому расширительному средству, чтобы принимать указанный расширенный охлажденный поток и нагревать его, тем самым обеспечивая по меньшей мере часть охлаждения стадии (7);
(15) указанное второе теплообменное средство дополнительно присоединенное к указанному второму сепарирующему средству, чтобы принимать указанный остаточный паровой поток и нагревать его, тем самым обеспечивая по меньшей мере часть охлаждения стадии (7);
(16) указанное первое теплообменное средство дополнительно присоединенное к указанному второму теплообменному средству, чтобы принимать указанный нагретый остаточный паровой поток и дополнительно нагревать его, тем самым обеспечивая по меньшей мере часть охлаждения стадии (1), и затем выгружать указанный дополнительно нагретый остаточный паровой поток как указанную летучую фракцию остаточного газа; и
(17) средства управления, адаптированные для регулирования количества и температуры указанных сырьевых потоков, входящих в указанную дистилляционную колонну, для поддержания температуры верхней части указанной дистилляционной колонны достаточной для извлечения большой части указанного диоксида углерода в указанной относительно менее летучей фракции.

5. Установка по п.3, отличающаяся тем, что указанное первое теплообменное средство дополнительно присоединено к указанному третьему теплообменному средству, чтобы принимать указанный нагретый расширенный конденсированный поток и дополнительно нагревать его, тем самым обеспечивая по меньшей мере часть охлаждения стадии (1), при этом указанное первое теплообменное средство присоединено к указанной дистилляционной колонне для подачи указанного дополнительно нагретого расширенного конденсированного потока в указанную дистилляционную колонну в указанную точку ввода питания в средней части колонны.

6. Установка по п.4, отличающаяся тем, что указанное первое теплообменное средство дополнительно присоединено к указанному третьему теплообменному средству, чтобы принимать указанный нагретый расширенный конденсированный поток и дополнительно нагревать его, тем самым обеспечивая по меньшей мере часть охлаждения стадии (1), а также к указанной дистилляционной колонне для подачи указанного дополнительно нагретого расширенного конденсированного потока в указанную дистилляционную колонну в указанную нижнюю точку ввода питания в средней части колонны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу термического разделения раствора, состоящего из термопластичного полимера и растворителя. Раствор нагревают под давлением выше критической точки растворителя и затем декомпрессируют в сепаратор высокого давления.

Изобретение предназначено для разделения неоднородной системы газ/пар-жидкость с низкой концентрацией дисперсной газовой/паровой фазы в жидкой фазе и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газовой, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности для разделения газожидкостных смесей.

Изобретение относится к области газовой промышленности и является усовершенствованным способом промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей. Способ деэтанизации нестабильного газового конденсата (НГК) включает разделение НГК на два потока.

Изобретение относится к процессам промысловой подготовки нефти. Способ дегазации и обезвоживания нефти заключается в подаче нефтегазоводяной смеси в двухсекционный нефтегазоводоразделитель, отделении в нем нефтяного газа и нагреве водонефтяной эмульсии посредством размещенных друг над другом верхней и нижней U-образных жаровых труб с горизонтально ориентированными друг относительно друга ветвями, причем в процессе дегазации и обезвоживания нефти контролируют тепловую мощность, требуемую для нагрева свободной воды в поступающей нефтегазоводяной смеси, по следующей зависимости: N=Qн(W1-W2) с Δt/(1-W1)(1-W2), где N - тепловая мощность, Qн - расход нефти, W1, - общее содержание воды в поступающей нефтегазоводяной смеси, W2 - содержание воды в водонефтяной эмульсии, с - теплоемкость воды, Δt - требуемый перепад температур на выходе и входе нефтегазоводоразделителя, сравнивают тепловую мощность, требуемую для нагрева свободной воды, с контрольной величиной тепловой мощности нижней жаровой трубы и при ее превышении этой контрольной величины производят отключение нижней жаровой трубы.

Изобретение относится к технологии гидравлических испытаний электрогидромеханических систем и их агрегатов. Устройство предусматривает установку патрубка слива в жидкостно-жидкостной эжектор конфузорно-диффузорного типа с перфорированным диффузором с экраном, который снабжен устройством углового поворота относительно оси патрубка слива, приводом поворота, причем поворот экрана меняет площадь перфорированной поверхности диффузора, через перфорацию которого поток вытекает в бак из эжектора.

Изобретение относится к оборудованию для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения газожидкостной смеси на газ и жидкость. Сепаратор-депульсатор содержит основной вертикальный вихревой циклон с тангенциальным подводом газожидкостной смеси, шнековым завихрителем, центральным трубопроводом для отвода газа и с расположенной под циклоном емкостью для сбора жидкости.

Изобретение относится к подготовке газа и газового конденсата и может найти применение в нефтегазовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений.

Изобретение относится к подготовке газа и газового конденсата и может найти применение в газовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений.

Изобретение относится к области оборудования для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения продукции нефтяных скважин на нефть и воду.

Изобретение относится к устройству для гидротермической обработки поглотительной кассеты, включающему резервуар, содержащий подающий патрубок для подачи газа и распределитель потока, расположенный в резервуаре.

Изобретение относится к установкам подготовки сероводородсодержащей нефти и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при подготовке сероводородсодержащей нефти. Установка подготовки сероводородсодержащей нефти включает подводящий трубопровод сероводородсодержащей нефти, сепараторы первой и второй ступени сепарации с газопроводами отвода газа, блок обезвоживания и обессоливания нефти, состоящий из нагревателя нефти, отстойников ступеней обезвоживания и обессоливания нефти с трубопроводом сброса отстоявшейся в них воды, трубопровода пресной промывочной воды, газопровод для подачи десорбирующего газа в нефть, сепаратор концевой ступени сепарации с трубопроводом отвода газа, узел химической нейтрализации. Установка дополнительно содержит водокольцевой насос, вход которого соединен с подводящим трубопроводом пресной промывочной воды и трубопроводом отвода газа с сепаратора концевой ступени сепарации, и газоводоотделитель, вход которого соединен трубопроводом с выходом водокольцевого насоса. При этом нижняя часть газоводоотделителя трубопроводом соединена с нефтепроводом перед отстойниками ступени обессоливания нефти, а верхняя часть - с газопроводом отвода газа из сепаратора второй ступени сепарации. Техническим результатом является повышение качества товарной нефти и степени очистки газа от сероводорода и двуокиси углерода, снижение энергетических затрат, возможность реализации на действующих объектах подготовки сероводородсодержащей нефти. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для предварительного разделения газожидкостной смеси в системе сбора и подготовки продукции нефтяных и газовых скважин. Устройство предварительной сепарации и фильтрации включает трубопровод, патрубки для подвода газожидкостной смеси и отвода жидкости и газа, а также перегородки. Трубопровод выполнен вертикальным, в центре расположен патрубок для подвода смеси, к которому присоединена наклонная труба, при этом оси труб образуют угол 30°. Трубопровод разделен перегородками на камеры, напротив патрубка для подвода смеси расположена камера первичной сепарации, ограниченная перегородками с отверстиями по центру, над верхней перегородкой расположена камера фильтрации, а под нижней перегородкой расположена камера вторичной сепарации. Перед патрубком в камере первичной сепарации установлен центробежный сепаратор в виде спирали, закрытой с торцов. На верхней перегородке закреплен второй центробежный сепаратор в виде спирали с открытым нижним торцом, при этом перед вторым сепаратором в трубопроводе выполнено отверстие, которое соединено трубой с коробом, установленным над пазом с фильтром, выполненным на боковой поверхности наклонной трубы по длине. Перед отверстием на втором сепараторе закреплен дефлектор, между сепараторами размещен второй дефлектор, на нижней перегородке установлен завихритель спирального типа, а над ним - конический конфузор. При этом в патрубке для подвода смеси расположен переходник, выполненный в виде усеченной неправильной призмы. В камере вторичной сепарации на перегородке установлен отражатель, выполненный в виде лопаток серповидной формы, скрепленных между плоским кольцом и конусным диском, а между ним и сливным патрубком расположен пеногаситель. В камере фильтрации перед патрубком для отвода газа расположен сепаратор газа с серповидными лопастями, а на перегородке установлен фильтр, расположенный в конусообразном дефлекторе, при этом в перегородках выполнены дренажные отверстия, в которые вставлены трубки длиной, выходящей за пределы сепаратора или конфузора. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности сепарации газоводонефтяной смеси с высоким газосодержанием при снижении габаритов конструкции. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для транспортировки газов по трубопроводам. Скважинную продукцию газоконденсатного месторождения (I) сепарируют (1) с получением газа входной сепарации (II), водного конденсата (III) и углеводородного конденсата (IV), который дросселируют и сепарируют с получением газа стабилизации (V) и стабилизированного углеводородного конденсата (VI), который фракционируют совместно с широкой фракцией легких углеводородов (VII) с получением дистиллята среднего (VIII) и широкого (IX) фракционного состава. Последний подвергают каталитической переработке и фракционируют с получением газа (X), бензина (XI) и компонента дизельного топлива (XII), который смешивают с дистиллятом среднего фракционного состава (VIII) и получают зимнее дизельное топливо (XIII). Газы стабилизации (V) и каталитической переработки (X) подвергают дегидроциклодимеризации с получением ароматических углеводородов (XIV) и газа (XV), который совместно с газом входной сепарации (II) подвергают комплексной подготовке с получением товарного газа (XVI) и широкой фракции легких углеводородов (VII), которую направляют на фракционирование со стабилизированным углеводородным конденсатом (VI). Изобретение позволяет расширить ассортимент товарных продуктов, производимых при подготовке скважинной продукции, в том числе получить моторные топлива. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к устройствам для вакуумной или комбинированной термической и вакуумной дегазации жидкостей, в том числе воды, с использованием центробежного эффекта. Вихревой струйный аппарат для дегазации жидкостей содержит корпус цилиндроконической формы с горловиной между конфузором и диффузором, один или несколько тангенциальных патрубков, присоединенный к ним при помощи трубок насос для подачи дегазируемой жидкости, отношение большего и меньшего диаметров конфузора и диффузора лежит в диапазоне 3-7, отношение большего диаметра конфузора к диаметру тангенциального патрубка лежит в диапазоне 4-6, угол при вершине конфузора составляет 28-32°, угол при вершине диффузора составляет 10-14°, при этом отношение длины горловины к ее диаметру лежит в диапазоне от 5-15, в диффузоре установлен сепаратор жидкой и газовой фаз, содержащий жестко закрепленный в диффузоре и соосно ему конический рассекатель с центральной трубкой, причем трубка выполнена с возможностью осевого перемещения, а в кольцевом пространстве между рассекателем и диффузором установлены одна или несколько лопаток, отношение высоты которых к высоте диффузора находится в диапазоне 0,3-0,7. Технический результат - повышение эффективности дегазации жидкостей и снижение энергетических затрат на проведение процесса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к созданию оборудования для разделения многофазных смесей, в частности к сепараторам газ/жидкость, действие которых основано на разности плотностей фаз. Газожидкостный сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус с патрубком подачи газожидкостной смеси, внутренний цилиндр с каналом, сообщенным рядом отверстий, выполненных вдоль центральной оси, с полостью канала и с полостью под нижней поверхностью направляющего аппарата и патрубком для отвода газа, винтовой направляющий аппарат, размещенный между ними и образующий в спиральном канале в потоке газожидкостной смеси участки с флуктуациями в скорости, камеру расширения с патрубком для отвода дегазированной жидкости в нижней части корпуса. Газожидкостный сепаратор снабжен диспергирующим элементом с по меньшей мере одним участком сопротивления, образующим в газожидкостной смеси участок с флуктуациями в скорости потока, участок сопротивления выполнен в виде перфорации или перфорации и выступов или перфорации и впадин на диспергирующем элементе. При этом диспергирующий элемент установлен первым со стороны патрубка подачи газожидкостной смеси над направляющим аппаратом с образованием между ними спирального канала. Техническим результатом является повышение степени отделения газа от жидкости. 1 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при подготовке сероводородсодержащей нефти. Способ включает многоступенчатую сепарацию и последующую отдувку углеводородным газом, не содержащим сероводорода. Дополнительно в зону десорбционной колонны, расположенную между точками ввода в нее сероводородсодержащей нефти и газа, не содержащего сероводорода, подают сероводородсодержащий газ в объеме 0,5-12 м3/т с мольной долей сероводорода не более 1,6%. Технический результат: повышение качества товарной нефти за счет исключения возможного образования термически нестабильных серосодержащих соединений в нефти в результате увеличения эффективности удаления сероводорода из нефти отдувкой в десорбционной колонне, степени очистки газа от сероводорода за счет снижения расхода сероводородсодержащего газа, подаваемого на нее, снижение расхода десорбирующего газа и затрат на очистку нефти от сероводорода. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам для обработки загрязненной газообразными соединениями и твердыми веществами технологической воды и может быть использовано для очистки технологической воды из установок мокрой очистки технологического газа, в частности из установок для восстановительной плавки или из плавильного газогенератора. Технологическую воду вводят в резервуар (1) в первой технологической ступени и дегазируют вследствие уменьшения растворимости растворенных газов при перепаде давления 0,1-10 бар. Резервуар (1) на своей верхней стороне имеет газосборную камеру (4), в которой собирают и из которой выводят отделенные газы. Обработанную технологическую воду выводят в области самого низкого места резервуара (1) через закрываемый выпуск, и/или насос, и/или гидроциклон (17), или через шлюзовую систему. Твердые вещества выводят из резервуара через шлюзовое разгрузочное устройство (13). Изобретение позволяет обеспечить возможность простой и надежной очистки технологической воды, а также исключить попадание токсичных газов в окружающий воздух и снизить коррозию оборудования. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх