Установка низкотемпературной дефлегмации нтд для переработки природного газа с получением 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 2682595:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

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.

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для получения 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, соединенного кинематически и/или электрически с компрессором для сжатия хладоагента внешнего контура охлаждения или хладоагента смешения, а также за счет использования холода редуцированной флегмы для охлаждения верха деметанизатора и части газа высокого давления.

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, блок стабилизации и редуцирующие устройства, особенность заключается в том, что в качестве блока стабилизации установлен деметанизатор с верхней охлаждаемой и нижней обогреваемой секциями и зоной питания между ними, 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 параллельно расположены первый рекуперационный теплообменник и испаритель внешнего контура охлаждения со вторым рекуперационным теплообменником, затем размещены первое редуцирующее устройство и дефлегматор, соединенный с первым рекуперационным теплообменником линией газа низкого давления, которая образована линией подачи метансодержащего газа и линией подачи газа дефлегмации с расположенным на ней вторым редуцирующим устройством, кроме того, дефлегматор соединен с зоной питания деметанизатора линией подачи флегмы с расположенными на ней третьим редуцирующим устройством, выветривателем, оснащенным линией подачи газа выветривания в линию газа низкого давления до дефлегматора, насосом, охлаждающим устройством верхней секции деметанизатора и вторым рекуперационным теплообменником, при этом деметанизатор оборудован линией вывода углеводородов С₂₊ и линией подачи метансодержащего газа, а внешний контур охлаждения включает расположенные на линии циркуляции хладоагента испаритель, компрессор, конденсатор и редуцирующее устройство внешнего контура охлаждения.

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

Деметанизатор может быть соединен с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода этановой и пропан-бутановой фракций. 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 может быть установлена компрессорная станция. При необходимости снижения нагрузки на дефлегматор по жидкости, на линии газа высокого давления может быть расположен сепаратор, оснащенный линией подачи конденсата в линию подачи флегмы после дефлегматора. Насос может быть электрически или кинематически связан с одним из детандеров.

Установка оснащена блоком осушки газа высокого давления, например, адсорбционного или абсорбционного типа, или устройствами для подачи свежего и вывода отработанного ингибитора гидратообразования. Деметанизатор может быть выполнен в виде ректификационной колонны с охлаждаемой верхней и обогреваемой нижней секциями. 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, с помощью конденсатора внешнего контура охлаждения тепла, которое выделяется при сжатии циркулирующего хладоагента (первый вариант), или с помощью холодильника тепла, которое выделяется при сжатии части газа высокого давления (второй вариант), что снижает температуру газа, приводит к уменьшению содержания углеводородов С₂₊ в газе низкого давления и увеличивает их выход в жидком виде. Расположение на линии подачи флегмы устройства для охлаждения верхней секции деметанизатора позволяет использовать холод редуцированной флегмы для охлаждения верха деметанизатора, способствует конденсации углеводородов С₂₊ и снижает их потери с метансодержащим газом и увеличивает выход.

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

При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, подаваемый по линии 21 разделяют на два потока, первый охлаждают в теплообменнике 1, а второй - в испарителе 3 хладоагентом внешнего контура охлаждения, циркулирующим по линии 22, и в теплообменнике 2, затем потоки объединяют, редуцируют в устройстве 7, и подвергают дефлегмации в аппарате 12 за счет охлаждения подаваемым по линии 23 газом низкого давления, который затем нагревают в теплообменнике 2 и выводят по линии 24. При циркуляции хладоагент внешнего контура после нагрева в испарителе 3 сжимают компрессором 4, приводимым в движение с помощью по меньшей мере одного из детандеров 6, 7, 8, 9, охлаждают в конденсаторе 5 и редуцируют в устройстве 6. Газ дефлегмации выводят по линии 25, редуцируют в устройстве 8 и смешивают с метансодержащим газом, подаваемым по линии 26, образуя линию газа низкого давления 23. Из дефлегматора 12 по линии 27 выводят флегму, редуцируют ее с помощью устройства 9, выветривают в аппарате 11 с получением газа выветривания, подаваемого по линии 28 в линию 23, и остатка, который насосом 10 через охлаждающее устройство верхней секции деметанизатора 13 и теплообменник 2 подают в зону питания деметанизатора 13, из которого по линии 29 выводят углеводороды С₂₊ а по линии 26 - метансодержащий газ. Работа второго варианта (фиг. 2) отличается тем, что второй поток газа высокого давления сжимают компрессором 14, приводимого в движение с помощью по меньшей мере одного из детандеров 7, 8, 9, 16, охлаждают в холодильнике 15, теплообменнике 2 и редуцируют с помощью устройства 16. Возможные линии кинематической и/или электрической связи детандеров с компрессором показаны штрих-пунктиром.

При необходимости в обоих вариантах установки объединенный газовый поток осушают с блоке 17, очищают от углекислого газа в блоке 18, располагаемыми на линии 21, газ низкого давления сжимают в компрессорной 19, а из сепаратора 20 в линию 27 по линии 30 может подаваться конденсат (показано пунктиром). Углеводороды С₂+из деметанизатора 13 могут быть поданы на разделение с получением этановой и пропан-бутановой фракций (не показано).

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

1. Установка низкотемпературной дефлегмации НТД для переработки природного газа с получением углеводородов C₂₊, оснащенная линиями газа высокого и низкого давления, включающая два рекуперационных теплообменника, дефлегматор, блок стабилизации и редуцирующие устройства, отличающаяся тем, что в качестве блока стабилизации установлен деметанизатор с верхней охлаждаемой и нижней обогреваемой секциями и зоной питания между ними, 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 параллельно расположены первый рекуперационный теплообменник и испаритель внешнего контура охлаждения со вторым рекуперационным теплообменником, затем размещены первое редуцирующее устройство и дефлегматор, соединенный с первым рекуперационным теплообменником линией газа низкого давления, которая образована линией подачи метансодержащего газа и линией подачи газа дефлегмации с расположенным на ней вторым редуцирующим устройством, кроме того, дефлегматор соединен с зоной питания деметанизатора линией подачи флегмы с расположенными на ней третьим редуцирующим устройством, выветривателем, оснащенным линией подачи газа выветривания в линию газа низкого давления до дефлегматора, насосом, охлаждающим устройством верхней секции деметанизатора и вторым рекуперационным теплообменником, при этом деметанизатор оборудован линией вывода углеводородов C₂₊и линией подачи метансодержащего газа, а внешний контур охлаждения включает расположенные на линии циркуляции хладагента испаритель, компрессор, конденсатор и редуцирующее устройство внешнего контура охлаждения.

2. Установка низкотемпературной дефлегмации НТД для переработки природного газа с получением углеводородов C₂₊, оснащенная линиями газавысокого и низкого давления, включающая два рекуперационных теплообменника, дефлегматор, блок стабилизации и редуцирующие устройства, отличающаяся тем, что в качестве блока стабилизации установлен деметанизатор с верхней охлаждаемой и нижней обогреваемой секциями и зоной питания между ними, по меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, кинематически и/или электрически соединенного с компрессором, линия газа высокого давления разделена на две линии, на первой установлен первый рекуперационный теплообменник, а на второй расположены компрессор, холодильник, второй рекуперационный теплообменник и первое редуцирующее устройство, далее первая и вторая линии соединены в одну линию, на которой размещены второе редуцирующее устройство и дефлегматор, соединенный с первым рекуперационным теплообменником линией газа низкого давления, которая образована линией подачи метансодержащего газа и линией подачи газа дефлегмации с расположенным на ней третьим редуцирующим устройством, кроме того, дефлегматор соединен с зоной питания деметанизатора линией подачи флегмы с расположенными на ней четвертым редуцирующим устройством, выветривателем, оснащенным линией подачи газа выветривания в линию газа низкого давления перед дефлегматором, насосом, охлаждающим устройством верхней секции деметанизатора и вторым рекуперационным теплообменником, при этом деметанизатор оборудован линией вывода углеводородов C₂₊и линией подачи метансодержащего газа.

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.

Установка низкотемпературной сепарации с дефлегмацией нтсд для переработки природного газа с выделением углеводородов c2+ (варианты) // 2681897

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

Компоновка отверстий для парожидкостной контактной тарелки // 2681025

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.