Способ разделения газового потока под высоким давлением

 

Изобретение относится к технике низкотемпературного разделения углеводородных газовых смесей и позволяет повысить эффективность. Поток газа под высоким давлением охлаждают в теплообменнике (ТО) 2 и разделяют в испарителе (И) 3 на жидкость и газ. Отходящий из И 3 газ расширяется в турбине 6, служащей приводом для компрессора 7, до первого промежуточного давления и подается в И 4 с одной ступенью равновесия, из которого газ после подогрева в ТО 11 и сжатия в компрессоре 7 отводится в виде целевого продукта, а поток жидкости сжимается до второго промежуточного давления насосом 8 и после теплообмена с входящим потоком газа высокого давления в ТО 2 подается в колонну (К) 14, которая представляет собой зону разделения с множеством ступеней равновесия. Из К 14 поток газа, содержащий этан, подается после охлаждения в ТО 9 и в И 5 с одной ступенью равновесия при втором промежуточном давлении. Выходящий из И 5 газ после извлечения холода в ТО 10 объединяется с потоком целевого газа из компрессора 7, а жидкость дросселируется в вентиле 12 до первого промежуточного давления и подается в И 4. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ()е (и) А3 (51)5 F 25 7 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

" " ИЙФ

К ПАТЕНТУ (21) 4203807/23-06 (22) 18.12.87 (31) 944272 (32) 19. 12. 86 (33) US (46) 23.03.90. Бюл, Ф 11 (71) Дэе М.В. Келлог Компани (JS) (72) Шанмук Шарма (IN), Донни К.Хилл и Чарльз А,Дурр (US) (53). 621.57(088.8) (56) Mackenzie D.Н., Donnelly S.Т.

Nixed refrigerants proven efficient

in natural-gas-Liquids recovery process. - 0il and Gas Journal, 1985, айаг 4, v. 85, рр. 116 — 120. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЛ ГАЗОВОГО ПОТОКА ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к технике низкотемпературного разделения углеводородных газовых смесей и позволяет повысить эффективность. Поток газ а под высоким давлением охлаждают в теплообменнике (ТО) 2 и разделяют в испарителе (И) 3 на жидкость и газ.

Отходящей иэ И 3 газ расаиряется в турбине Ь, служащей приводом для компрессора 7, до первого промежуточного давления и подается в И 4 с одной ступенью равновесия, из которого гаэ после подогрева в ТО 11 и сжатия в компрессоре 7 отводится в виде целев ого продук та, а поток жидкости сжимается до второго промежуточного давления насосом 8 и после теплообмена с входящим потоком газа высокого давления в ТО 2 подается в колонну (К)

14, которая представляет собой зону разделения с множеством ступеней равновесия. Из К 14 поток газа, содержащий этан, подается после охлаждения в ТО 9 и в И 5 с одной ступенью равновесия при втором промежуточном давлении. Выходящий из И 5 гаэ после извлечения холода в ТО 10 объединяется с потоком целевого газа иэ компрессора

7, а жидкость дросселируется в вентиле 12 до первого промежуточного давления и подается в И 4. 3 э.п. лы, 1 нл.

СЛ

1553018

Изобретение относится к криогенной технике, а конкретнее к способам .криогенного разделения углеводородных/ газов под высоким давлением.

Цель изобретения — повышение эф фективн ости.

На чертеже представлена схема установки, позволяющей реализовать способ разделения газов.

Установка содержит линию 1 подачи газа переработки, двухпоточный теплообменник 2, испарители 3 — 5, турбину 6, установленную на одном валу с компрессором 7, насос 8, теплообмен15 ники 9 — 11, клапаны 12 и 13, колонну. 14 и линию 15 отвода продукционl0 ного газа.

Установка работает следующим образом.

Ле гкий газ, например газ нефте переработки, преимущественно содержащий метан, С -углеводороды и водород с небольшими количествами азота и Сз-углеводородов, подается в систему разделения по линии 1, охлаждается н теплообменнике 2 и разделяется в испарителе 3. Поток пара, выходящий иэ испарителя 3, представляе т собой поток газа под высоким давлением, содержащий смесь легких углеводородов, по

30 составу сходных с исходным ле гким газом, но с уменьшенным содержанием С Сз-углеводородов. При получении легкого газа из природного газа, который добывают, улучшая нефтеотдачу вводом 35 азота или двуокиси углерода, существенным составляющим потока газа вы— сокого давления может быть соответственноо азот или двуокись углерода в зависимости от характера нефтеотдачи 40 скнажины, Азот сопутствует метану, а двуокись углерода — этану. Если наличие таких бинарных смесей нежелательно, то они могут быть разделены в специальных расположенных ниже по 45 линиы движения потока разделительных системах .

Исходная газообразная смесь должна находиться под достаточно высоким давлением, чтобы обе,спечить по крайней 50 мере одну ступень расширения для получения холода, а с выходом еще и целевого гаЭа из фракции расширенного газа — под давлением 3 — 28 кг/см . Высокое давление находится в диапазоне от 5 до 55 кг/см .

Поток газа под высоким давлением предварительно охлажденный в теплообменнике 2, расширяется на турбине 6 до первого промежуточного данления 3

35 кг/см и вводится в испаритель 4, который представляет собой первую зону разделения.

Работа вала турбины 6 используется для повторного сжатия первого паооного потока из испарителя 4 в компрессоре 7 до давления подачи после извлечения холода иэ парового потока в те плообменн ике 1 1, Первый поток жидкости извлекают из испарителя 4 отдельно от потока пара и сжимают до повторного промежуточного давления насосом 8. Второе промежуточное давление также находится между 3 и 35 кг/см, но оно должно быть выше первого промежуточного давления. Затем из первого потока жидкости извлекают холод в теплообменнике 2 и полученный частично вновь испаренный поток вводят в верхнюю точку колонны 14, которая представляет собой зону разделения с множеством ступеней равновесия. Когда первый поток жидкости объединяется с опускающейся жидкостью из испарителя 3, то сырьем колонны 14 (деэтанизатора) являются н основном С -С>-углеводороды, однако составляющая С представляет собой лишь небольшую часть от содержания С в исходном легком газе в линии 10.

При обработке газа нефтепереработки в колонну 14 также поступает некоторое количество более тяжелых потоков (не показаны) из других ступеней газоразделения. Головной поток иэ колонны 14 содержит в основном этан и этилен с небольшими количествами метана и С -углеводородов. Когда этот процесс применяется в случае повышения нефтеотдачи с помощью азота, этот поток, также как и первый поток, представляет главным образом азот.

Головной поток, выходящий из колонны, охлаждают до -54 С в теплообменнике

9, а затем испаряют во второй зоне разделения (в испарителе 5) . Из второго парового потока, выходящего из испарителя, извлекают холод и этот второй паровой поток объединяют с первым паровым потоком, выходящим из компрессора 7, с образованием н случае газа нефте пе ре раб о тки обо гащени ого метаном газа, который î l водят по линии 15.

5 15530

Поскольку головной поток иэ колонны 14 находится под вторым промежуточным давлением, которое в данном случае на 1,5 кг/см превышает первое промежуточное давление, то действие

5 второй эоны разделения состоит в получении второго потока жидкости, который расширяют на клапане 12 и объединяют в потоком, расширенным в турбине 6. Смесь этих холодных потоков увеличивает количество холода по сравнению с количеством, получаемым лишь при расширении в турбине, и тем самым повышается извлечение холода в теплообменнике 2.

Фо рм ула из об ре те н ия

1. Способ разделения газового по,тока под высоким давлением, содержащего смесь легких углеводородов, путем расширения газового потока под высоким давлением до значения

3, Способпоп, 1, о тличаюшийся тем, что газовый поток под высоким давлением содержит в ос" i новном водород, метан и этан, значения. первого и второго промежуточных давлений находятся в пределах 3 и

3035кгс / см,адавлениегазово опото ка под высоким давлением — в пределах

5 и 55 кгс/см, 4. Способ по и. 1, о тличаюшийся тем, что газовый поток под высоким давлением содержит 10—

35 90 об.7. азота, а первый и второй паровые потоки содержат в основном азот.

Со с та в итель И. Тайдако в

ТехРед Д.Олийнык Корректор Н. Ревская

Редактор И. Дербак

Заказ 343 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5!!роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 первого промежуточного давления и подачи полученного расширенного потока в первую сепарационную зону с. одной ступенью равновесия, удаления из первой сепарационной зоны первого пароного потока и отделения первого жидкостного потока, подачи первого жидкостного потока в сепарационную зону с несколькими ступенями равновесия, причем газовый поток под высоким давлением перед расширением охлаждают, а расширение производят на турбине, отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности, давлен ие пе рво ro жидкостно ro по тока увеличивают до второго промежуточного давления и извлекают иэ этого потока холод до полного испарения перед подачей в сепарационную зону с несколькими ступенями равновесия, выделяют из этой зоны газовую смесь, содержа" щую этан, охлаждают ее и направляют во вторую зону сепарации с одной сту пенью равновесия, откуда отводят второй паровой поток и второй жидкостный поток, равширяют второй жидкостный-;поток в первой сепарацчонной зоне с одной ступенью равновесия.

2, Способ по п. 1, о тличакшийся тем, что охлаждение гаэово" го потока под высоким давлением производят путем теплообмена через стенку с первым жидкостным потока под вторым промежуточным давлением.