Установка низкотемпературной сепарации с дефлегмацией нтсд для переработки природного газа с выделением углеводородов c2+ (варианты)

Авторы патента:

B01D3/00 - Перегонка или родственные обменные процессы, в которых жидкости контактируют с газовой средой, например отгонка легких фракций (газовая хроматография B01D 15/08; деструктивная перегонка C10B; производство алкогольных напитков перегонкой C12G 3/12)

Владельцы патента RU 2681897:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для выделения углеводородов С₂₊ из природного газа. Предложена установка, в варианте 1 включающая блок осушки, внешний контур охлаждения в составе испарителя, компрессора, конденсатора и редуцирующего устройства, рекуперационные теплообменники, редуцирующие устройства, в числе которых по меньшей мере один детандер, насос, выветриватель, низкотемпературный сепаратор, дефлегматор и деметанизатор. Вариант 2 взамен оборудования внешнего контура охлаждения включает компрессор, холодильник и редуцирующее устройство. Изобретение обеспечивает повышение выхода углеводородов С₂₊. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для выделения углеводородов С₂₊ из природного газа.

Известен способ сжижения богатого углеводородами потока с одновременным извлечением С₃₊ - богатой фракции с высоким выходом [RU 2317497, опубл. 20.02.2008 г., МПК F25J 1/02, F25J 3/00], осуществляемый на установке, включающей три холодильных каскада со смешанными хладоагентами разного состава и блок фракционирования, состоящий из сепаратора, детандер-компрессорного агрегата, насоса, рекуперационного теплообменника, абсорбера и отпарной колонны.

Недостатками известной установки являются неполное извлечение углеводородов С₃₊ и невозможность выделения этана.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка комплексной подготовки газа [RU 2624710, опубл. 05.07.2017 г., МПК F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], включающая входной сепаратор, два рекуперационных теплообменника, дефлегматор, редуцирующие устройства, блок низкотемпературной сепарации и блок стабилизации.

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С₂₊ из-за недостаточного охлаждения газа.

Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С₂₊.

Техническим результатом является повышение выхода углеводородов С₂₊ за счет установки в качестве редуцирующих устройств по меньшей мере одного детандера, кинематически и/или электрически соединенного с компрессором для сжатия хладоагента внешнего цикла охлаждения или хладоагента смешения (части газа высокого давления), а также за счет соединения устройства для охлаждения верха деметанизатора с линией подачи флегмы.

Предложено два варианта установки, в первом из которых установлен компрессор хладоагента внешнего контура охлаждения, а во втором -компрессор части газа высокого давления.

Технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, оснащенной линиями газа высокого и низкого давления, включающей два рекуперационных теплообменника, дефлегматор, редуцирующие устройства, блоки низкотемпературной сепарации и стабилизации, особенность заключается в том, что в качестве блока стабилизации установлен деметанизатор с верхней охлаждаемой и нижней обогреваемой секциями и зоной питания между ними, соединенный линией подачи метансодержащего газа с линией подачи газа дефлегмации, в качестве блока низкотемпературной сепарации расположен низкотемпературный сепаратор, оснащенный линией вывода конденсата в линию подачи флегмы перед выветривателем, а также линией подачи газа в устройство охлаждения дефлегматора, по меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, кинематически и/или электрически соединенного с компрессором внешнего контура охлаждения, на линии газа высокого давления установлен блок осушки, затем параллельно расположены первый рекуперационный теплообменник и испаритель внешнего контура охлаждения со вторым рекуперационным теплообменником, далее размещены первое редуцирующее устройство и дефлегматор, соединенный линией подачи газа низкотемпературной сепарации с первым рекуперационным теплообменником, оснащенным линией вывода газа низкого давления, с низкотемпературным сепаратором - линией подачи газа дефлегмации с расположенным на ней вторым редуцирующим устройством, а с зоной питания деметанизатора - линией подачи флегмы, на которой расположены третье редуцирующее устройство, выветриватель, оснащенный линией подачи газа выветривания в линию подачи газа дефлегмации, насос, охлаждающее устройство верхней секции деметанизатора и второй рекуперационный теплообменник, при этом внешний контур охлаждения включает расположенные на линии циркуляции хладоагента испаритель, компрессор, конденсатор и редуцирующее устройство внешнего контура охлаждения.

Второй вариант установки отличается размещением на линии газа высокого давления, параллельно первому рекуперационному теплообменнику, компрессора, холодильника, второго рекуперационного теплообменника и третьего редуцирующего устройства взамен оборудования внешнего контура охлаждения.

При необходимости установку оснащают блоком очистки газа от углекислоты, например, адсорбционного или абсорбционного типа, размещаемым на линии газа высокого давления, а на линии газа низкого давления устанавливают компрессорную станцию и теплообменник предварительного охлаждения газа высокого давления. При необходимости снижения нагрузки по жидкости на дефлегматор, на линии газа высокого давления может быть расположен сепаратор, оснащенный линией подачи конденсата в линию подачи флегмы перед третьим редуцирующим устройством. Для снижения нагрузки низкотемпературного сепаратора по газу по меньшей мере часть метансодержащего газа может подаваться минуя его, непосредственно в линию газа низкотемпературной сепарации. Насос может быть электрически или кинематически связан с одним из детандеров.

Установка оборудована блоком осушки, например, адсорбционного или абсорбционного типа. Деметанизатор может быть выполнен в виде ректификационной колонны. Редуцирующие устройства могут быть выполнены в виде дроссельного вентиля или вихревой трубы или детандера. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Установка в качестве по меньшей мере одного из редуцирующих устройств детандера, соединенного кинематически или электрически с компрессором, позволяет использовать механическую энергию редуцирования технологического потока для дополнительного охлаждения газа путем выведения из установки тепла, которое выделяется (первый вариант) при сжатии циркулирующего хладоагента, с помощью конденсатора, или (второй вариант), при сжатии части газа высокого давления, с помощью холодильника, что снижает температуру газа, уменьшает содержание углеводородов С₂₊ в газе низкотемпературной сепарации и увеличивает их выход в жидком виде. Увеличение выхода углеводородов С₂₊ за счет уменьшения потерь с газом низкотемпературной сепарации достигается путем соединения устройства для охлаждения верха деметанизатора с линией подачи флегмы, что позволяет снизить температуру верха деметанизатора.

Установка в первом варианте включает блок осушки 1, внешний контур охлаждения в составе испарителя 2, компрессора 3, конденсатора 4 и редуцирующего устройства 5, рекуперационные теплообменники 6 и 7, редуцирующие устройства 8, 9 и 10, насос 11, выветриватель 12, дефлегматор 13, деметанизатор 14 и низкотемпературный сепаратор 15. Второй вариант установки взамен оборудования внешнего контура охлаждения включает компрессор 16, холодильник 17 и четвертое редуцирующее устройство 18. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 19, компрессорной станцией 20, сепаратором 21 и теплообменником 22 (показано пунктиром). Все редуцирующие устройства условно показаны в виде детандеров.

При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, подаваемый по линии 23, осушают в блоке 1 и разделяют на два потока, первый охлаждают в теплообменнике 6, а второй - в испарителе 2 хладоагентом, циркулирующим по линии 24, и в теплообменнике 7, затем потоки объединяют, редуцируют в устройстве 8, и подвергают дефлегмации в аппарате 13, который охлаждают подаваемым по линии 25 газом низкотемпературной сепарации, который затем нагревают в теплообменнике 6 и выводят по линии 26 в качестве газа низкого давления. При циркуляции хладоагент после нагрева в испарителе 2 сжимают компрессором 3, приводимым в движение с помощью по меньшей мере одного из детандеров 5, 8, 9, 10, охлаждают в конденсаторе 4 и редуцируют в устройстве 5. Газ дефлегмации выводят из аппарата 13 по линии 27, редуцируют в устройстве 9, смешивают с газом выветривания, подаваемым по линии 28 и метансодержащим газом, подаваемым по линии 29, разделяют в низкотемпературном сепараторе 15 на газ, выводимый по линии 25, и конденсат, подаваемый по линии 30 в линию 31, по которой из низа аппарата 13 выводят флегму. Флегму редуцируют с помощью устройства 10, смешивают с конденсатом низкотемпературной сепарации, выветривают в аппарате 12 с получением газа выветривания и остатка, который насосом 11, через устройство для охлаждения верхней секции деметанизатора 14 и теплообменник 7, подают в зону питания деметанизатора 14, из которого по линии 29 выводят метансодержащий газ, а по линии 32 - углеводороды С₂₊. Работа второго варианта установки (фиг. 2) отличается тем, что второй поток газа высокого давления сжимают компрессором 16, приводимым в движение с помощью по меньшей мере одного из детандеров 8, 9, 10 и 18, охлаждают в холодильнике 17, теплообменнике 7 и редуцируют с помощью устройства 18. Возможные линии кинематической и/или электрической связи детандеров с компрессором показаны штрих-пунктиром.

При необходимости в обоих вариантах установки объединенный газовый поток очищают от углекислого газа в блоке 19, располагаемом на линии 23, а газ низкого давления сжимают в компрессорной 20, при этом из сепаратора 21 в линию 31 по линии 33 может подаваться конденсат, кроме того, по меньшей мере часть метансодержащего газа может подаваться из линии 29 в линию 25 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход углеводородов С₂₊ и может найти применение в газовой промышленности.

1. Установка низкотемпературной сепарации с дефлегмацией НТСД для переработки природного газа с выделением углеводородов C₂₊, оснащенная линиями газа высокого и низкого давления, включающая два рекуперационных теплообменника, дефлегматор, редуцирующие устройства, блоки низкотемпературной сепарации и стабилизации, отличающаяся тем, что в качестве блока стабилизации установлен деметанизатор с верхней охлаждаемой и нижней обогреваемой секциями и зоной питания между ними, соединенный с линией подачи газа дефлегмации линией подачи метансодержащего газа, в качестве блока низкотемпературной сепарации расположен низкотемпературный сепаратор, оснащенный линией вывода конденсата в линию подачи флегмы перед выветривателем, а также линией подачи газа в устройство охлаждения дефлегматора, по меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, кинематически и/или электрически соединенного с компрессором внешнего контура охлаждения, на линии газа высокого давления установлен блок осушки, затем параллельно расположены первый рекуперационный теплообменник и испаритель внешнего контура охлаждения со вторым рекуперационным теплообменником, далее размещены первое редуцирующее устройство и дефлегматор, соединенный линией подачи газа низкотемпературной сепарации с первым рекуперационным теплообменником, оснащенным линией вывода газа низкого давления, с низкотемпературным сепаратором -линией подачи газа дефлегмации с расположенным на ней вторым редуцирующим устройством, а с зоной питания деметанизатора - линией подачи флегмы, на которой расположены третье редуцирующее устройство, выветриватель, оснащенный линией подачи газа выветривания в линию подачи газа дефлегмации, насос, охлаждающее устройство верхней секции деметанизатора и второй рекуперационный теплообменник, при этом внешний контур охлаждения включает расположенные на линии циркуляции хладоагента испаритель, компрессор, конденсатор и редуцирующее устройство внешнего контура охлаждения.

2. Установка низкотемпературной сепарации с дефлегмацией НТСД для переработки природного газа с выделением углеводородов C₂₊, оснащенная линиями газа высокого и низкого давления, включающая два рекуперационных теплообменника, дефлегматор, редуцирующие устройства, блоки низкотемпературной сепарации и стабилизации, отличающаяся тем, что в качестве блока стабилизации установлен деметанизатор с верхней охлаждаемой и нижней обогреваемой секциями и зоной питания между ними, соединенный с линией подачи газа дефлегмации линией подачи метансодержащего газа, в качестве блока низкотемпературной сепарации расположен низкотемпературный сепаратор, оснащенный линией вывода конденсата в линию подачи флегмы перед выветривателем, а также линией подачи газа в устройство охлаждения дефлегматора, по меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, кинематически и/или электрически соединенного с компрессором, блок осушки установлен на линии газа высокого давления, которая затем разделена на две линии, на первой линии установлен первый рекуперационный теплообменник, а на второй линии расположены компрессор, холодильник, второй рекуперационный теплообменник и первое редуцирующее устройство, далее размещены первое редуцирующее устройство и дефлегматор, соединенный линией подачи газа низкотемпературной сепарации с первым рекуперационным теплообменником, оснащенным линией вывода газа низкого давления, с низкотемпературным сепаратором - линией подачи газа дефлегмации с расположенным на ней вторым редуцирующим устройством, а с зоной питания деметанизатора - линией подачи флегмы, на которой расположены третье редуцирующее устройство, выветриватель, оснащенный линией подачи газа выветривания в линию подачи газа дефлегмации, насос, охлаждающее устройство верхней секции деметанизатора и второй рекуперационный теплообменник.

Изобретение относится к парожидкостному контактному тарельчатому устройству для использования в разделительной колонне. Согласно первому аспекту изобретения парожидкостное контактное тарельчатое устройство включает тарелку, имеющую множество отверстий для прохождения жидкости.

Колонна и способ для диспропорционирования хлорсиланов на моносилан и тетрахлорсилан и установка для получения моносилана // 2681016

Изобретение предназначено для диспропорционирования хлорсиланов на моносилан и тетрахлорсилан при одновременном ректификационном разделении полученных при этом силанов.

Разделительная стенка в способе очистки этилового спирта // 2678100

Предложен способ очистки этилового спирта, содержащий стадии: перегонку в дистилляционной колонне потока поступающего сырья, содержащего этиловый спирт в количестве ниже его азеотропной концентрации, воду и примеси из одного или нескольких высших спиртов в количестве от 1 до 25000 мг/л абсолютного спирта, и сбор потока продукта, имеющего более высокую чистоту этилового спирта по сравнению с таковым в потоке поступающего сырья, сбор одного или нескольких потоков, имеющих более высокую чистоту в одном или большем количестве высших спиртов по сравнению с таковыми в потоке поступающего сырья.

Насадка для контактирования газа и жидкости // 2678058

Изобретение относится к тепло-, массообменном оборудованию. Насадка содержит образующие пакет ячейки.

Системы, способы и устройства отделения алкиленоксидов // 2677460

Изобретение относится к системе отделения окиси пропилена. В соответствии с изобретением система содержит ректификационную колонну, приемный сосуд и систему промывки водой, отгонную колонну растворителя и экстракционную колонну.

Экстракционная колонна и способ экстрагирования компонента из текучей среды // 2676072

Изобретение касается экстракционной колонны. Экстракционная колонна, имеющая по крайней мере по участкам цилиндрический вертикально направленный корпус колонны, который образует внутренний объем колонны, который имеет горизонтальную максимальную протяженность, причем в корпусе колонны выполнены по меньшей мере одна первая подводящая линия для экстрагирующего агента, по меньшей мере одна вторая подводящая линия для текучей среды, подлежащей экстракции, и по меньшей мере одна отводящая линия для экстрактивной смеси и по меньшей мере одна отводящая линия для рафината, отличающаяся тем, что во внутреннем объеме колонны расположено вертикально направленное разделительное устройство, которое разделяет внутренний объем колонны на несколько вертикально направленных и горизонтально отделенных областей, причем горизонтальная максимальная протяженность каждой области при каждом горизонтальном сечении через корпус колонны, который разделяет разделительное устройство, меньше, чем горизонтальная максимальная протяженность внутреннего объема колонны, области у их верхних краев заканчиваются в совместной головной части колонны, а у их нижних краев - в совместной кубовой части колонны, причем в области головной части колонны и в области кубовой части колонны горизонтальная протяженность внутреннего объема колонны не разделяется разделительным устройством, и у головной части колонны расположена одна из подводящих линий, а у кубовой части колонны расположена другая из подводящих линий.

Газораспределитель для теплообменной и/или массообменной колонны // 2674424

Изобретение относится к газораспределителю. Газораспределитель для теплообменной и/или массообменной колонны, расположенный внутри указанной колонны и содержащий: впускной патрубок для подаваемого газа, проходящий через стенку корпуса колонны, по существу перпендикулярный продольной оси указанной колонны, для направления подаваемого газа перпендикулярно к вертикальной внутренней разделенной на участки цилиндрической отклоняющей стенке, которая содержит отверстие в круговую внутреннюю открытую область внутри газораспределителя, нижнюю секцию, которая продолжает внутреннюю цилиндрическую отклоняющую стенку и соответствует контуру стенки корпуса, при этом нижняя секция содержит отверстие в сливную емкость внутри колонны, и в целом горизонтальный потолок над впускным патрубком для подаваемого газа между внутренней цилиндрической отклоняющей стенкой и стенкой корпуса с заданием в целом кольцевого канала протекания газа, который образован между стенкой корпуса и внутренней цилиндрической отклоняющей стенкой, причем указанный потолок содержит отверстие.

Улучшения, относящиеся к очистке пропиленоксида // 2672591

Изобретение относится к способу отделения примесей от неочищенного пропиленоксида (ПО). Предложенный способ включает стадию, на которой дистиллируют неочищенный ПО в зоне экстрактивной дистилляции с ароматическим углеводородом, содержащим 6-12 атомов углерода.

Способ получения ректификованного спирта и установка для его осуществления // 2672499

Способ предусматривает смешивание сырья с водой, внесение ферментных препаратов или солода, подогрев замеса, сбраживание и перегонку бражки. Для производства ректификованного спирта используют брагоректификационную установку, включающую обогреваемые паром бражную, эпюрационную и ректификационную колонны, и теплообменную аппаратуру, которая состоит из подогревателя бражки, дефлегматоров, конденсаторов, запорных вентилей и емкостного оборудования.

Способ удаления растворенного газа из сырьевого потока испарителя // 2671746

Изобретение относится к способам удаления растворенных газов из сырьевого потока испарителя. Способ добычи нефти из нефтяной скважины, в котором осуществляют: извлечение водонефтяной смеси из скважины; разделение водонефтяной смеси с образованием нефтепродукта и добытой воды; направление добытой воды через деаэратор; после направления добытой воды через деаэратор, направление добытой воды в испаритель и образование концентрированного рассола и пара; конденсацию пара с образованием дистиллята; направление дистиллята в парогенератор и производство пара; введение по меньшей мере части пара в нагнетательную скважину; десорбцию растворенного газа из добытой воды выше по потоку от испарителя с помощью направления пара из испарителя через деаэратор; поддержание давления пара в деаэраторе ниже атмосферного давления и перед поступлением добытой воды в деаэратор нагревание добытой воды до температуры выше температуры насыщенного пара в деаэраторе, и устанавливают давление и температуру пара в деаэраторе путем подвергания пара, направляемого из испарителя в деаэратор, падению давления в месте между испарителем и деаэратором.

Способ непрерывного разделения смеси этилхлорсиланов // 2682330

Изобретение относится к химической технологии элементоорганического синтеза. Предложен способ непрерывного разделения смеси этилхлорсиланов, получаемой в процессе синтеза этилхлорсиланов из кремния и хлористого этила, заключающийся в том, что разделение смеси этилхлорсиланов после предварительной очистки от хлористого этила осуществляют на двух последовательно установленных сложных ректификационных колоннах с внутренней разделяющей стенкой, имеющих собственные дефлегматоры и кипятильники. По сравнению с известным способом разделения смеси этилхлорсиланов путем последовательного выделения компонентов на простых ректификационных колоннах использование сложных ректификационных колонн с внутренней разделяющей стенкой позволяет в два раза сократить число единиц оборудования, обслуживающих колонны (подогрев питания, дефлегматоры, кипятильники, флегмовые емкости, флегмовые насосы), в три раза сократить объем емкостного парка, необходимый для хранения промежуточных продуктов разделения, и не менее чем на 25% снизить общие энергозатраты на разделение исходной смеси. 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Установка низкотемпературной дефлегмации нтд для переработки природного газа с получением углеводородов c2+ (варианты) // 2682595

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности. Предложена установка, включающая в варианте 1 два рекуперационных теплообменника, внешний контур охлаждения в составе испарителя, компрессора, конденсатора и редуцирующего устройства, три редуцирующих устройства, сепаратор, дефлегматор и деметанизатор. По второму варианту взамен оборудования внешнего контура охлаждения включает компрессор, холодильник и четвертое редуцирующее устройство. При работе варианта 1 установки газ высокого давления разделяют на два потока, первый охлаждают в первом рекуперационном теплообменнике, а второй - в испарителе и во втором рекуперационном теплообменнике, затем потоки объединяют, редуцируют и направляют в дефлегматор, охлаждаемый газом низкого давления, который затем нагревают в первом рекуперационном теплообменнике и выводят. При циркуляции хладагент внешнего контура после нагрева в испарителе сжимают компрессором, приводимым в движение с помощью по меньшей мере одного из детандеров, охлаждают в конденсаторе и редуцируют. Газ дефлегмации редуцируют и смешивают с метансодержащим газом, получая газ низкого давления. Из дефлегматора выводят флегму, редуцируют ее, выветривают с получением газа выветривания, подаваемого в линию газа низкого давления, и насосом через второй рекуперационный теплообменник подают в деметанизатор, из которого выводят углеводороды С2+ и метансодержащий газ. Работа варианта 2 отличается тем, что второй поток газа высокого давления сжимают компрессором, приводимым в движение с помощью по меньшей мере одного из детандеров, охлаждают в холодильнике, втором рекуперационном теплообменнике и редуцируют. Изобретение обеспечивает повышение выхода углеводородов С2+. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.