Способ и устройство для разделения смеси веществ перегонкой

Авторы патента:

F25J3/02 - ректификацией, т.е. путем непрерывного обмена тепла и материала между потоком пара и потоком жидкости (F25J 3/08 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2573432:

ЛИНДЕ АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Группа изобретений относится к способу и устройству для разделения смеси веществ путем перегонки в системе перегонных колонн, а также к способу получения криптона и ксенона в этих колоннах. Система содержит одну первую перегонную колонну, причем смесь веществ вводится в первую перегонную колонну, головная фракция из первой перегонной колонны конденсируется частично в первом дефлегматоре в результате непрямого теплообмена с газообразной охлаждающей средой. Образованный при этом конденсат частично подается на первую перегонную колонну как флегма. При стационарной работе системы перегонных колонн в газообразную охлаждающую среду, за первым дефлегматором, добавляется жидкая фракция охлаждающей среды, образованная при этом смешанная охлаждающая среда проводится через теплообменник, в котором газообразная охлаждающая среда, выше по потоку первого дефлегматора, охлаждается в результате непрямого теплообмена. Температура охлаждающей среды при входе в первый дефлегматор, регулируется установкой количества добавляемой жидкой фракции. Смешанная охлаждающая среда за теплообменником или не возвращается в первый дефлегматор, или часть смешанной охлаждающей среды за теплообменником возвращается в первый дефлегматор, причем возвращенная охлаждающая среда в контуре расширяется без совершения работы. Благодаря методу регулирования можно быстро ввести в эксплуатацию установку, ее работа будет надежной и безопасной. 5 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу разделения смеси веществ перегонкой, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Такое охлаждение головной части колонны применяется, например, при получении криптона и ксенона, в котором из смеси веществ, содержащей криптон и ксенон, поступающей с установки разделения воздуха, получают чистые или, по существу, чистые криптоновые и ксеноновые продукты.

Способ указанного в начале типа известен, например, из документа DE 4202468 A1, который относится к охлаждению головы ксеноновой колонны. Здесь в "первом дефлегматоре" получается флегма для ксеноновой колонны, газообразный азот вводится как охлаждающая среда, которая нагревается в результате непрямого теплообмена в дефлегматоре. Здесь температура газообразной охлаждающей среды устанавливается прямой инжекцией жидкого азота ранее ввода в дефлегматор.

Альтернативно, температуру охлаждающей среды можно регулировать путем смешения двух потоков, которые доступны при разных температурах, например, теплого и криогенного сжатого азота. При этом теплый сжатый азот имеет температуру около температуры окружающей среды, а криогенный сжатый азот отбирается, как правило, прямо из колонны высокого давления установки разделения воздуха. Этот способ охлаждения можно использовать, например, в криптон-ксеноновой колонне или в криптоновой колонне для очистки криптона.

Оба описанных выше способа не являются полностью удовлетворительными с производственно-технической точки зрения.

Поэтому в основе изобретения стоит задача разработать способ указанного во введении типа, а также соответствующее устройство, которые позволяют получить особенно благоприятный режим производства, в частности, особенно надежное и стабильное функционирование процесса разделения.

Эта задача решена признаками пункта 1 формулы изобретения. Таким образом, охлаждающая среда не охлаждается до необходимой температуры путем добавления холодного потока, как в известных способах, но охлаждается путем непрямого теплообмена в теплообменнике. При этом холод предоставляется не в форме потока холодного газа, который часто непросто получить, но предоставляется жидкой фракцией, которую можно легко держать про запас в жидкостном резервуаре. Кроме того, установка температуры добавлением жидкости существенно проще с точки зрения автоматического регулирования, чем при смешении двух газовых потоков. При этом в изобретении отсутствует опасность, что жидкость попадет ненароком в дефлегматор, и температура там понизится настолько, что компоненты головного газа замерзнут и перекроют каналы первого дефлегматора.

Благодаря методу регулирования согласно изобретению можно особенно быстро ввести в эксплуатацию соответствующую установку, и ее работа будет особенно надежной и безопасной.

Объектом изобретения не является добавление жидкой фракции лишь в особых рабочих ситуациях, например при пуске, в частности холодном пуске установки. Напротив, в рамках изобретения жидкая фракция добавляется в охлаждающую среду предпочтительно непрерывно, при стационарной работе системы перегонных колонн. (Разумеется, сохранение или даже усиление подачи жидкости может быть целесообразным, кроме того, и при нестационарных рабочих ситуациях, например, при пуске).

В первом варианте изобретения без контура циркуляции, смешанная охлаждающая среда за теплообменником не возвращается в первый дефлегматор. В этом случае никакая часть охлаждающей среды не проводится в контур циркуляции, а "использованная" охлаждающая среда либо выбрасывается, либо отводится как продукт, либо применяется для других целей.

Во втором варианте изобретения система, аналогично документу DE 4202468 A1, содержит контур циркуляции, в котором часть смешанной охлаждающей среды возвращается за теплообменником в первый дефлегматор. Правда, этот контур циркуляции служит не для создания холода, а возвращенная охлаждающая среда расширяется в контуре, не совершая работы. Более того, все количество возвращенной охлаждающей среды проводится обратно на первый дефлегматор без того, чтобы часть его расширилась с совершением работы. Предпочтительно, возвращенная охлаждающая среда вообще не расширяется в контуре циркуляции, то есть не подвергается никакому определенному этапу расширения. Тем не менее, циркуляционная газодувка все же необходима; но она служит только для преодоления естественного перепада давлений в линиях, аппаратах и регуляторах. Степень сжатия в циркуляционной газодувке составляет, например, самое большее 1,0 бар, предпочтительно лежит в интервале от 150 до 500 мбар.

Общим для обоих вариантов является то, что холод для охлаждения первого дефлегматора создается не в результате расширения охлаждающей среды, а преимущественно или исключительно за счет теплоты испарения добавленной жидкой фракции. При этом добавленная жидкая фракция испаряется очень быстро, так что сама охлаждающая среда остается все время газообразной, даже тогда, когда она вводится в контур. Газообразная охлаждающая среда в линии подачи в первый дефлегматор остается в обоих вариантах полностью газообразной как при охлаждении в теплообменнике в результате непрямого теплообмена со смешанной охлаждающей средой, так и на пути от этого теплообменника в первый дефлегматор.

Использованную охлаждающую среду можно после добавления жидкой фракции и после непрямого теплообмена выпустить в атмосферу (первый вариант). Альтернативно она вводится в контур охлаждения; при этом речь может идти о контуре циркуляции, независимом от первого дефлегматора, требующим других давлений или температуры (первый вариант), или об упомянутом выше контуре циркуляции с возвратом через циркуляционную газодувку в первый дефлегматор (второй вариант).

Если охлаждающая среда, согласно второму варианту, вводится в контур циркуляции через первый дефлегматор, для этого используется охлаждающая среда, которая не конденсируется в контуре. Таким образом, вся охлаждающая среда, которая вводится в контур циркуляции, остается во всех точках контура газообразной.

Особенно, при низкотемпературном способе разделения благоприятно, если в качестве газообразной охлаждающей среды, и предпочтительно также в качестве жидкой фракции используется азот. Азот прост и безопасен в обращении и, кроме того, стоит недорого, даже в криогенной жидкой форме. Под "азотом" здесь понимается технически чистый или, по существу, чистый азот; его чистота составляет по меньшей мере 95 мол.%, предпочтительно более 99 мол.%. Альтернативно, в качестве охлаждающей среды может использоваться любое другое вещество, которое не конденсируется при имеющихся температурах, например, сухой воздух, например, в комбинации с жидким азотом как жидкой фракцией.

Охлажденная непрямым способом газообразная охлаждающая среда может параллельно применяться для охлаждения головной части двух или более перегонных колонн, если распределить охлажденную охлаждающую среду между двумя их дефлегматорами, как это подробно описано в п.4 формулы изобретения. Это особенно благоприятно тогда, когда поток из первой перегонной колонны (например, ее головной продукт, в частности обогащенный криптоном газ) разделяется дальше во второй перегонной колонне.

Изобретение относится, кроме того, к применению способа при получении криптона и ксенона согласно пп.5-7 формулы изобретения. Здесь, в частности, разделяется смесь веществ 1, содержащая криптон и ксенон, которая в остальном состоит в основном из кислорода и, например, образована из сырья с одной или нескольких установок разделения воздуха. Эта смесь веществ разделяется, например, в первой перегонной колонне, которая выполнена как криптон-ксеноновая колонна, на обогащенную криптоном головную фракцию и обогащенную ксеноном кубовую фракцию. Обогащенная криптоном головная фракция в криптоновой колонне разделяется дальше на чистый криптон и остаточную фракцию в кубе.

Далее, изобретение относится к устройству согласно пп.8-10 формулы изобретения. Смеситель устройства предназначен для добавления жидкой фракции в стационарном режиме работы системы перегонных колонн, то есть он имеет регулирующее устройство, которое автоматически управляет соответствующим образом смесителем при стационарной работе.

Изобретение, а также дальнейшие детали изобретения подробнее поясняются далее на одном примере осуществления, схематически представленном на чертеже. Пример осуществления показывает способ разделения смеси веществ, содержащей криптон и ксенон, путем низкотемпературной перегонки, которая непосредственно соединена с установкой низкотемпературного разделения воздуха или может быть выполнена независимо. В данном примере система перегонных колонн содержит две перегонные колонны (2, 5).

Содержащая криптон и ксенон смесь 1 веществ образована из сырья одной или нескольких установок разделения воздуха. Кроме криптона и ксенона, она содержит еще кислород. Содержащая криптон и ксенон смесь 1 веществ в данном примере вводится в жидком состоянии в криптон-ксеноновую колонну 2 ("первая перегонная колонна") и там разделяется на обогащенную криптоном головную фракцию 3 и обогащенную ксеноном кубовую фракцию 4. Обогащенную ксеноном кубовую фракцию 4 можно дополнительно обработать до чистого ксенона, например, в газопоглотительной установке (не показана). Обогащенную криптоном головную фракцию 3 в газообразном состоянии подают в криптоновую колонну 5 ("вторая перегонная колонна") как смесь веществ, которую нужно разделить. Из головы криптоновой колонны 5 отводится чистый жидкий криптон как конечный продукт. Из куба криптоновой колонны 5 отбирается жидкий остаточный поток.

Обе перегонные колонны 2, 5 содержат дефлегматоры, первый дефлегматор 101 и второй дефлегматор 201, а также средства 102, 202 обогрева куба, которые в примере обогревают электричеством. Согласно изобретению оба дефлегматора обогреваются от охлажденной непрямым способом газообразной охлаждающей среды 10, которая в данном примере является азотом. Оба они выполнены как конденсаторы обратного потока, то есть внутри каналов конденсации образованный конденсат течет под действием силы тяжести вниз и затем назад в голову перегонной колонны.

Теплый сжатый азот 11 вводится в теплообменник 19 примерно при температуре окружающей среды и там в результате непрямого теплообмена охлаждается до температуры примерно 130 K. Охлажденная охлаждающая среда 10 разделяется на первый парциальный поток 110 и второй парциальный поток 210, которые подаются соответственно на дефлегматоры 101, 201, где они подвергаются непрямому теплообмену с конденсирующимся головным газом соответствующей перегонной колонны и при этом поглощают тепло. После нагрева в дефлегматоре оба потока охлаждающей среды снова соединяются посредством вентилей 111, 211 и линий 112, 212 и текут вместе по линии 12 в смеситель 13, где в общий поток охлаждающей среды добавляются жидкий азот ("жидкая фракция охлаждающей среды"). Смешанная охлаждающая среда 18 проводится в теплообменник 19 и отбирает там тепло от потока 11. Количество добавляемой жидкости и, тем самым, температура охлаждающей среды 110, 210 на входе в дефлегматоры регулируются вентилем 17.

Криогенный жидкий азот 14, 16 берется из жидкостного резервуара, при необходимости насосом или в результате испарения при росте давления, у резервуара доводится до такого же давления, как газообразный сжатый азот 11 (до этого места на чертеже не показано), и затем проводится в сепаратор (устройство фазового разделения) 15 таким образом, чтобы удерживать возможную часть газа 20 вдали от средств 17 регулирования температуры окружающей среды, выполненных в виде вентиля. Газовая фракция 20 из сепаратора 15 вместе с нагретой смешанной охлаждающей средой 21 по линии 22 выводится в атмосферу. Альтернативно газовую фракцию 20 можно выпускать холодной.

В другом примере осуществления система перегонных колонн содержит одну перегонную колонну, выполненную в виде криптоновой колонны, в которой разделяется смесь веществ, представляющая собой обогащенную криптоном фракцию, содержащую ксенон. Обогащенная криптоном головная фракция в криптоновой колонне разделяется на чистый криптон и остаточную фракцию в кубе.

1. Способ разделения смеси веществ путем перегонки в системе перегонных колонн, которая содержит по меньшей мере одну первую перегонную колонну (2), причем в способе смесь (1) веществ вводится в первую перегонную колонну (2), головная фракция из первой перегонной колонны конденсируется по меньшей мере частично в первом дефлегматоре (101) в результате непрямого теплообмена с газообразной охлаждающей средой (11, 10, 110), и образованный при этом конденсат по меньшей мере частично подается на первую перегонную колонну (2) как флегма, отличающийся тем, что при стационарной работе системы перегонных колонн в газообразную охлаждающую среду (112, 12) за первым дефлегматором (101) добавляется жидкая фракция (14, 16) охлаждающей среды, образованная при этом смешанная охлаждающая среда (18) проводится через теплообменник (19), в котором газообразная охлаждающая среда (11) выше по потоку первого дефлегматора (101) охлаждается в результате непрямого теплообмена, температура охлаждающей среды (110) при входе в первый дефлегматор (101) регулируется установкой количества добавляемой жидкой фракции (16), и смешанная охлаждающая среда (18) за теплообменником (19) или не возвращается в первый дефлегматор (101), или часть смешанной охлаждающей среды (18) за теплообменником (19) в контуре, который содержит циркуляционную газодувку, возвращается в первый дефлегматор (101), причем возвращенная охлаждающая среда в контуре расширяется без совершения работы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вся охлаждающая среда, которая вводится в контур, во всех точках контура является газообразной.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве газообразной охлаждающей среды (11) используется азот.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что система перегонных колонн содержит вторую перегонную колонну (5), причем головная фракция из второй перегонной колонны (5) по меньшей мере частично конденсируется во втором дефлегматоре (201) в результате непрямого теплообмена и образованный при этом конденсат по меньшей мере частично подается на вторую перегонную колонну (5) как флегма, причем охлажденная газообразная охлаждающая среда (10) за теплообменником разделяется на первый и второй парциальные потоки (110, 210) и первый парциальный поток (110) подается в первый дефлегматор (101), а второй парциальный поток (210) подается во второй дефлегматор (201).

5. Способ получения криптона и ксенона путем перегонки в системе перегонных колонн, которая содержит по меньшей мере одну первую перегонную колонну (2), причем смесь (1) веществ вводится в первую перегонную колонну (2), головная фракция из первой перегонной колонны конденсируется по меньшей мере частично в первом дефлегматоре (101) в результате непрямого теплообмена с газообразной охлаждающей средой (11, 10, 110), и образованный при этом конденсат по меньшей мере частично подается на первую перегонную колонну (2) как флегма, и при стационарной работе системы перегонных колонн в газообразную охлаждающую среду (112, 12) за первым дефлегматором (101) добавляется жидкая фракция (14, 16) охлаждающей среды, образованная при этом смешанная охлаждающая среда (18) проводится через теплообменник (19), в котором газообразная охлаждающая среда (11) выше по потоку первого дефлегматора (101) охлаждается в результате непрямого теплообмена, температура охлаждающей среды (110) при входе в первый дефлегматор (101) регулируется установкой количества добавляемой жидкой фракции (16), и смешанная охлаждающая среда (18) за теплообменником (19) или не возвращается в первый дефлегматор (101), или часть смешанной охлаждающей среды (18) за теплообменником (19) в контуре, который содержит циркуляционную газодувку, возвращается в первый дефлегматор (101), причем возвращенная охлаждающая среда в контуре расширяется без совершения работы, причем первая перегонная колонна (2) образована криптон-ксеноновой колонной, в которой смесь (1) веществ, содержащая криптон и ксенон, разделяется на обогащенную криптоном (3) и обогащенную ксеноном (4) фракции.

6. Способ получения криптона и ксенона путем перегонки в системе перегонных колонн, которая содержит по меньшей мере одну первую перегонную колонну (2), причем смесь (1) веществ вводится в первую перегонную колонну (2), головная фракция из первой перегонной колонны конденсируется по меньшей мере частично в первом дефлегматоре (101) в результате непрямого теплообмена с газообразной охлаждающей средой (11, 10, 110), и образованный при этом конденсат по меньшей мере частично подается на первую перегонную колонну (2) как флегма, и при стационарной работе системы перегонных колонн в газообразную охлаждающую среду (112, 12) за первым дефлегматором (101) добавляется жидкая фракция (14, 16) охлаждающей среды, образованная при этом смешанная охлаждающая среда (18) проводится через теплообменник (19), в котором газообразная охлаждающая среда (11) выше по потоку первого дефлегматора (101) охлаждается в результате непрямого теплообмена, температура охлаждающей среды (110) при входе в первый дефлегматор (101) регулируется установкой количества добавляемой жидкой фракции (16), и смешанная охлаждающая среда (18) за теплообменником (19) или не возвращается в первый дефлегматор (101), или часть смешанной охлаждающей среды (18) за теплообменником (19) в контуре, который содержит циркуляционную газодувку, возвращается в первый дефлегматор (101), причем возвращенная охлаждающая среда в контуре расширяется без совершения работы, причем первая перегонная колонна (2) образована криптоновой колонной, в которой из обогащенной криптоном фракции (3) получают криптон (6).

7. Способ получения криптона и ксенона путем перегонки в системе перегонных колонн, которая содержит по меньшей мере одну первую перегонную колонну (2), причем смесь (1) веществ вводится в первую перегонную колонну (2), головная фракция из первой перегонной колонны конденсируется по меньшей мере частично в первом дефлегматоре (101) в результате непрямого теплообмена с газообразной охлаждающей средой (11, 10, 110), и образованный при этом конденсат по меньшей мере частично подается на первую перегонную колонну (2) как флегма, и при стационарной работе системы перегонных колонн в газообразную охлаждающую среду (112, 12) за первым дефлегматором (101) добавляется жидкая фракция (14, 16) охлаждающей среды, образованная при этом смешанная охлаждающая среда (18) проводится через теплообменник (19), в котором газообразная охлаждающая среда (11) выше по потоку первого дефлегматора (101) охлаждается в результате непрямого теплообмена, температура охлаждающей среды (110) при входе в первый дефлегматор (101) регулируется установкой количества добавляемой жидкой фракции (16), и смешанная охлаждающая среда (18) за теплообменником (19) или не возвращается в первый дефлегматор (101), или часть смешанной охлаждающей среды (18) за теплообменником (19) в контуре, который содержит циркуляционную газодувку, возвращается в первый дефлегматор (101), причем возвращенная охлаждающая среда в контуре расширяется без совершения работы, причем система перегонных колонн содержит вторую перегонную колонну (5), причем головная фракция из второй перегонной колонны (5) по меньшей мере частично конденсируется во втором дефлегматоре (201) в результате непрямого теплообмена, и образованный при этом конденсат по меньшей мере частично подается на вторую перегонную колонну (5) как флегма, причем охлажденная газообразная охлаждающая среда (10) за теплообменником разделяется на первый и второй парциальные потоки (110, 210) и первый парциальны поток (110) подается в первый дефлегматор (101), а второй парциальный поток (210) подается во второй дефлегматор (201), причем первая перегонная колонна (2) образована криптон-ксеноновой колонной, в которой смесь (1), содержащая криптон и ксенон, разделяется на обогащенную криптоном (3) и обогащенную ксеноном (4) фракцию, а вторая перегонная колонна (5) образована криптоновой колонной, в которой из обогащенной криптоном фракции (3) получают криптон (6).

8. Устройство для разделения смеси веществ путем перегонки с системой перегонных колонн, которая содержит по меньшей мере одну первую перегонную колонну (2) с линией подачи для ввода смеси (1) веществ в первую перегонную колонну (2), с первым дефлегматором (101) для конденсации головной фракции из первой перегонной колонны путем непрямого теплообмена с газообразной охлаждающей средой (11, 10, 110) и со средствами для подачи образованного в первом дефлегматоре конденсата как флегмы в первую перегонную колонну (2), отличающееся тем, что содержит смесительное устройство (13) для добавления жидкой фракции (14, 16) охлаждающей среды в газообразную охлаждающую среду (12) за первым дефлегматором (101) при стационарной работе системы перегонных колонн, теплообменник (19) для охлаждения газообразной охлаждающей среды (11) выше по потоку первого дефлегматора (101) путем непрямого теплообмена с образованной в смесительном устройстве смешанной охлаждающей средой (18) и средства (17) регулирования температуры охлаждающей среды (110) при входе в первый дефлегматор (101) путем установки количества добавляемой жидкой фракции (16), причем устройство не содержит никаких средств для возврата смешанной охлаждающей среды (18) ниже теплообменника (19) в первый дефлегматор (101), или устройство содержит контур с циркуляционной газодувкой для возврата части смешанной охлаждающей среды (18) за теплообменником (19) в первый дефлегматор (101), причем контур не содержит никаких средств для расширения возвращаемой охлаждающей среды с совершением работы.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что система перегонных колонн содержит вторую перегонную колонну (5) и второй дефлегматор (201) для конденсации головной фракции из второй перегонной колонны (5) путем непрямого теплообмена с газообразной охлаждающей средой (210), а также предусмотрены средства разделения охлажденной газообразной охлаждающей среды (10) за теплообменником (19) на первый и второй парциальные потоки (110, 210) и средства для подачи первого парциального потока (110) в первый дефлегматор (101) и второго парциального потока (210) во второй дефлегматор (201).

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что первая перегонная колонна (2) образована криптон-ксеноновой колонной или криптоновой колонной.

11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что первая перегонная колонна (2) образована криптон-ксеноновой колонной, а вторая перегонная колонна (5) образована криптоновой колонной.

Изобретение относится к способу получения фракции чистого гелия из исходной фракции, содержащей гелий, метан и азот. Исходную фракцию подвергают разделению N2/CH4 (А).

Способ сжижения природного газа путем непрерывного изменения состава по меньшей мере одной охлаждающей смеси // 2571697

Изобретение относится к способу сжижения природного газа путем непрерывного изменения состава по меньшей мере одной охлаждающей смеси. На одном этапе охлаждения природный газ охлаждают посредством теплообмена с одной охлаждающей смесью, циркулирующей в закрытом контуре охлаждения.

Способ переработки природного или попутного нефтяного газа // 2570736

Изобретение относится к производству этановой фракции, сжиженных углеводородных газов и к подготовке природного и попутного нефтяного газа для производства сжиженного природного газа и может быть реализовано на объектах нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности.

Способ низкотемпературной переработки газа и установка для его осуществления (варианты) // 2570540

Изобретение относится к технике и технологии низкотемпературной переработки газа и может быть использовано на объектах нефте- и газоперерабатывающей промышленности.

Способ сжижения природного газа при высоком давлении с предварительной обработкой, использующей растворитель // 2567538

Изобретение относится к способу сжижения природного газа, в котором: указанный природный газ приводят в контакт с водным раствором, обогащенным растворителем, с получением газовой фазы, обогащенной растворителем, и водной фазы, обедненной растворителем.

Удаление азота из природного газа // 2559413

Изобретение относится к способу разложения азотосодержащей исходной фракции с высоким содержанием углеводородов, предпочтительно природного газа, при этом: исходную фракцию частично сжижают и методом ректификации разделяют на обогащенную азотом фракцию и обедненную азотом фракцию с высоким содержанием углеводородов.

Способ для сжижения топочного газа от сжигательных установок // 2557945

Изобретение относится к способу производства жидкого СО2 из газообразных продуктов сгорания. Топочный газ сжимают в первом компрессоре, затем охлаждают в первом охладителе и частично конденсируют на двух ступенях разделения.

Способ обработки природного газа, содержащего диоксид углерода // 2549905

Группа изобретений относится к способу обработки природного газа, содержащего диоксид углерода. В способе обработки природный газ разделяют посредством криогенного процесса.

Способ удаления азота // 2537326

Изобретение относится к способу удаления фракции с высоким содержанием азота. Описан способ удаления фракции с высоким содержанием азота из исходной фракции, содержащей в основном азот и углеводороды, при этом исходную фракцию разделяют методом ректификации на фракцию с высоким содержанием азота и фракцию с высоким содержанием метана, и при этом фракцию с высоким содержанием метана с целью получения холода выпаривают и перегревают при возможно наибольшем давлении по отношению к подлежащей охлаждению исходной фракции.

Способ отделения азота // 2537110

Изобретение относится к способу отделения С2+-углеводородов от содержащей, в основном, азот и углеводороды исходной фракции. Согласно заявленному способу: а) исходная фракция частично конденсируется и ректификаторно разделяется на обогащенную и обедненную С2+-углеводородами фракции; b) обедненная С2+-углеводородами фракция частично конденсируется и разделяется на жидкую фракцию, образующую, по меньшей мере, частично обратный поток для ректификаторного разделения, и обедненную С2+-углеводородами газовую фракцию; c) обедненная С2+-углеводородами газовая фракция разделяется в двухколонном процессе на богатую азотом и богатую метаном фракции.

Способ отделения азота из природного газа // 2575337

Изобретение относится к способу разделения азотсодержащей загрузочной фракции с высоким содержанием углеводородов, предпочтительно природного газа. Способ разделения азотсодержащей загрузочной фракции с высоким содержанием углеводородов (1, 1') включает разделение загрузочной фракции (1, 1') путем ректификации (Т1, Т2) на обогащенную азотом фракцию (5) и на фракцию, обедненную азотом, с высоким содержанием углеводородов (10), причем ректификационное разделение осуществляют в ректификационной колонне, состоящей из предварительной разделительной колонны (Т1) и главной разделительной колонны (Т2), при этом из отобранной из предварительной разделительной колонны (Т1) и подведенной в главную разделительную колонну (Т2) фракции (7, 7', 7”) на главной разделительной колонне (Т2) выше места или мест загрузки отбирают жидкую фракцию (6) и как возврат подают на предварительную разделительную колонну (Т1). При этом место отбора и/или объем используемой как возврат для предварительной разделительной колонны (Т1) жидкой фракции (6) выбирают таким образом, что отобранная из куба главной разделительной колонны (Т2) обедненная азотом фракция с высоким содержанием углеводородов (10) содержит долю высших углеводородов в количестве менее 1 части на млн. Изобретение позволяет разделить азотсодержащую загрузочную фракцию, а также удалить высшие углеводороды из кубового продукта главной разделительной колонны без закупорки. 1 ил.

Способ отделения микрокомпонентов от фракции, содержащей по меньшей мере азот и гелий // 2579792

Изобретение относится к способу отделения микрокомпонентов от фракции, содержащей азот и гелий, где ее до обогащения гелием частично конденсируют, а затем частично сконденсированную фракцию частично направляют в одну ректификационную колонну и в ней разделяют на обогащенную гелием газообразную фракцию и обогащенную азотом жидкостную фракцию, которая содержит микрокомпоненты. Изобретение представляет собой более эффективный способ отделения и очистки и, кроме того, экономит энергию и затраты. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ переработки природного углеводородного газа // 2580453

Изобретение относится к технологии извлечения ценных компонентов из природного углеводородного газа и может быть использовано на предприятиях газоперерабатывающей промышленности. Способ переработки природного углеводородного газа включает систему взаимосвязанных между собой первого блока предварительного охлаждения газа, проходящего последовательно установленные теплообменник, пропановый холодильник, сепаратор первой ступени и турбодетандерный агрегат, второго блока конденсации и переохлаждения газа, проходящего теплообменники, сепараторы и отпарные колонны, третьего блока выделения этана и широкой фракции легких углеводородов из подготовленного газа, охлаждаемого в теплообменниках и пропановом испарителе и поступающего в деметанизатор с отводами метано-азотно-гелиевой смеси с верха и кубовой жидкости снизу, которую направляют в деэтанизатор со встроенным дефлегматором, с верха деэтанизатора отводят этановую фракцию, а снизу - кубовую жидкость в виде широкой фракции легких углеводородов, и четвертого блока получения гелиевого концентрата методом криогенного разделения метано-азотно-гелиевой смеси на метановую фракцию и гелиевый концентрат. Полученные потоки метановой фракции отправляют на дополнительный пятый блок компримирования, в котором метановую фракцию компримируют и разделяют на два потока, первый из которых отправляют потребителям в качестве товарного газа, а второй поток направляют в первый блок, где подвергают глубокому охлаждению, и подают в третий блок, полностью используя в качестве орошения в деметанизатор или полностью дросселируя и подавая в качестве хладагента в дефлегматор, встроенный в деэтанизатор, или разделяя на третий и четвертый потоки. Третий поток подают в качестве орошения в деметанизатор, а четвертый дросселируют и подают в качестве хладагента в дефлегматор, встроенный в деэтанизатор. Техническим результатом является увеличение отбора этана из исходного природного газа, сохранение гелия и увеличение энергоэффективности установки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Способ концентрирования изотопов азота // 2583808

Изобретение относится к области технологии разделения стабильных изотопов азота 14N и 15N. Способ концентрирования изотопов азота включает проведение противоточного массообменного процесса с использованием молекулярного азота в качестве рабочего вещества, при этом газообразную смесь изотопов азота приводят в контакт с раствором нитрогенильного комплексного соединения переходного металла, способного к термическому отщеплению молекулярного азота и вступающего с ним в реакцию химического изотопного обмена с накоплением 15N в одной из фаз, a 14N - в другой. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента разделения изотопов азота и эффективное и экологически безопасное концентрирование изотопа 15N. 2 з.п. ф-лы, 5 пр.

Способ низкотемпературного разделения газовых смесей с отличающимися температурами конденсации компонентов // 2584624

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к способам и устройствам получения компонентов газовых смесей методом ректификации. Способ низкотемпературного разделения газовой смеси заключается в том, что в колонну подают охлажденную разделяемую газовую смесь, подводят тепло к жидкой фракции высококипящего компонента разделяемой газовой смеси в кубе колонны от испарителя и электронагревателя, отводят тепло от разделяемой газовой смеси хладагентом в конденсаторе с образованием флегмы и газообразной фракции низкокипящего компонента и осуществляют контроль температуры по высоте колонны. Затем в колонну дополнительно подают промежуточный компонент, у которого при заданном давлении в колонне температура конденсации выше температуры конденсации низкокипящего компонента разделяемой газовой смеси, но ниже температуры конденсации высококипящего компонента разделяемой газовой смеси. Удерживают промежуточный компонент в укрепляющей части колонны путем регулирования расхода отбираемой газообразной фракции низкокипящего компонента разделяемой газовой смеси по температуре и давлению в укрепляющей части колонны. Подачу промежуточного компонента начинают после охлаждения флегмой как минимум на протяжении 20% высоты укрепляющей части колонны, примыкающей к конденсатору, и заканчивают подачу промежуточного компонента после охлаждения флегмой всей укрепляющей части колонны, а охлаждение отгонной части колонны сопровождают подачей разделяемой газовой смеси с ограничением расхода до 20…30% от полного расхода, который производят после появления в кубе колонны жидкой фракции высококипящего компонента разделяемой газовой смеси. Требуемый технический результат заключается в расширении области применения. 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Способ подготовки попутного нефтяного газа // 2592131

Изобретение относится к способам подготовки углеводородных газов. Способ подготовки попутного нефтяного газа включает низкотемпературную сепарацию газа за счет его последовательного охлаждения подготовленным газом и сторонним хладоагентом с конденсацией флегмы. Газ предварительно смешивают с газом стабилизации, компримируют с охлаждением компрессата в условиях дефлегмации за счет охлаждения сторонним хладоагентом с получением первого конденсата, затем компримируют в условиях дефлегмации за счет охлаждения сторонним хладоагентом и газом низкотемпературной сепарации с получением второго конденсата, смешивают с газом выветривания, редуцируют и сепарируют с получением газа и конденсата низкотемпературной сепарации. Второй конденсат редуцируют и сепарируют с получением газа выветривания и выветренного конденсата. Выветренный конденсат смешивают с первым конденсатом и нагретым конденсатом низкотемпературной сепарации. Полученную смесь стабилизируют с получением стабильного конденсата и газа стабилизации с использованием в качестве хладоагента конденсата низкотемпературной сепарации, а также внешних хладоагента и теплоносителя. Техническим результатом является повышение выхода подготовленного газа, получение стабильного конденсата и подготовка попутного нефтяного газа низкого давления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Удаление тяжелых углеводородов из потока природного газа // 2599582

Изобретение относится к способу удаления тяжелых углеводородов из исходного потока природного газа. Способ включает стадии: охлаждение исходного потока природного газа; введение охлажденного исходного потока природного газа в систему разделения газ-жидкость и разделение охлажденного исходного потока природного газа на паровой поток природного газа, обедненного тяжелыми углеводородами, и на поток жидкости, обогащенной тяжелыми углеводородами; нагревание парового потока природного газа, обедненного тяжелыми углеводородами; пропускание по меньшей мере части парового потока природного газа, обедненного тяжелыми углеводородами, через один или несколько слоев адсорбционной системы для адсорбирования из него тяжелых углеводородов с получением таким образом потока природного газа, обедненного тяжелыми углеводородами; и охлаждение по меньшей мере части потока природного газа, обедненного тяжелыми углеводородами, с получением охлажденного потока природного газа, обедненного тяжелыми углеводородами. При этом паровой поток природного газа, обедненный тяжелыми углеводородами, нагревают, и по меньшей мере часть потока природного газа, обедненного тяжелыми углеводородами, охлаждают в экономайзере-теплообменнике путем косвенного теплообмена между исходным паровым потоком природного газа, обедненного тяжелыми углеводородами, и по меньшей мере части потока природного газа, обедненного тяжелыми углеводородами. Также изобретение относится к устройству. Предлагаемое изобретение позволяет лучше извлекать тяжелые углеводороды из потоков природного газа. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 1 пр.

Извлечение сжиженного природного газа из синтез-газа с использованием смешанного хладагента // 2604632

Изобретение относится к способам и устройству для извлечения потока сжиженного природного газа (СПГ) из потока углеводородсодержащего исходного газа с использованием единственного замкнутого цикла со смешанным хладагентом. В заявленном способе охлаждают исходный поток газа. Затем разделяют его в первой дистилляционной колонне с образованием первого метан-обогащенного нижнего потока и первого метан-обедненного верхнего потока. Далее фракционируют первый метан-обогащенный поток во второй дистилляционной колонне и образованием второго метан-обогащенного нижнего потока и второго метан-обедненного верхнего поток. Затем извлекают второй метан-обогащенный нижний поток. Обеспечивается эффективное извлечение метана из синтез-газа и других углеводородсодержащих газов несмотря на присутствие монооксида углерода и водорода в этих газах. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Способ и устройство для удаления азота из криогенной углеводородной композиции // 2607198

Изобретение относится к способу и устройству для удаления азота из криогенной углеводородной композиции. По меньшей мере первая порция криогенной углеводородной композиции подается в колонну отпаривания азота в виде первого потока сырья для колонны отпаривания азота. Обедненная азотом жидкость отводится из колонны отпаривания азота. Получение потока жидкого углеводородного продукта и технологического пара включает по меньшей мере стадию сброса давления обедненной азотом жидкости до давления мгновенного испарения. Технологический пар сжимают и селективно делят на отпарную порцию и неотпарную порцию. Поток отпарного пара, содержащий по меньшей мере отпарную порцию, поступает в колонну отпаривания азота. Паровая фракция отводится в виде отходящего газа, содержащего отводимую фракцию пара головного погона из колонны отпаривания азота и по меньшей мере перепускаемую порцию из неотпарной порции сжатого пара, которая обходит десорбционную секцию, расположенную в колонне отпаривания азота. Техническим результатом является предотвращение нарушения равновесия в колонне отпаривания азота и уменьшение потери пара. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Способ и устройство для удаления азота из криогенной углеводородной композиции // 2607708

Изобретение относится к способу и устройству для удаления азота из криогенной углеводородной композиции. По меньшей мере первую часть криогенной углеводородной композиции подают в колонну десорбции азота. Колонна десорбции азота работает при давлении десорбции. В колонну десорбции азота подают десорбирующий пар, содержащий по меньшей мере десорбирующую часть сжатого технологического пара, который был получен из обедненной азотом жидкости, в которой было сброшено давление после отведения ее из колонны десорбции азота. Обратное орошение образуется с участием частично сконденсированного пара головного погона колонны десорбции азота с помощью передачи тепла от пара головного погона к потоку вспомогательного хладагента в количестве производительности по холоду. Отходящий газ, состоящий из несконденсированной паровой фракции из пара головного погона, отводится. Производительность по холоду корректируется для регулирования теплотворной способности отводимой паровой фракции. Техническим результатом является обеспечение возможности регулирования теплотворной способности отводимой паровой фракции. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.