Способ переработки природного углеводородного газа

Авторы патента:

Мнушкин Игорь Анатольевич (RU)

Ерохин Евгений Викторович (RU)

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 2580453:

Мнушкин Игорь Анатольевич (RU)

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.

Изобретение относится к технологии дополнительного извлечения ценных компонентов из природного углеводородного газа и может быть использовано на предприятиях газоперерабатывающей промышленности.

Природный углеводородный газ, основным компонентом которого является метан, широко используется в качестве газообразного топлива промышленного и бытового назначения. Однако наряду с метаном в составе природного углеводородного газа содержится значительное количество примесных органических и неорганических компонентов: этан и более тяжелые углеводороды, вода, сероводород, меркаптаны, диоксид углерода, гелий, азот. Одним из основных ценных примесных органических компонентов является этан, который используется в качестве сырья для газохимических производств, в частности для получения этилена и дальнейших продуктов его переработки.

Известен способ выделения этановой фракции путем низкотемпературной ректификации, который включает подачу углеводородного газа в ректификационную колонну на деэтанизацию, низкотемпературную конденсацию полученных паров в теплообменнике и подачу их в рефлюксную емкость, отвод части сконденсированной жидкости в ректификационную колонну на орошение и вывод товарных продуктов (Способ выделения этановой фракции: пат. 2459160 Рос. Федерация. Заявка № 2010136352/06; заявл. 30.08.2010; опубл. 20.08.2012).

Недостатками данного способа являются:

• проведение процесса деэтанизации сырья при низком давлении

(1,01 МПа вместо 2,63 МПа) приводит к необходимости поддерживания отрицательной температуры (минус 27,6ºС), обеспечиваемой за счет дорогостоящего пропанового охлаждения вместо положительной температуры (6,8 ºС), обеспечиваемой менее затратной захоложенной водой, что приведет к фактическому увеличению энергозатрат в денежном выражении, несмотря на их некоторое снижение в калорийном выражении;

• после извлечения фракции С₂ и выше из исходного природного газа образуется метановая фракция, загрязненная азотом, сероводородом, диоксидом углерода и другими примесями, снижающими калорийность метановой фракции как топлива.

Известен способ переработки природного газа, который предусматривает многостадийное низкотемпературное охлаждение газа с конденсацией за счет рекуперации тепла в холодильниках, одноступенчатого сепарирования, сброса давления на потоках газа путем его расширения при дросселировании и расширении в турбодетандере, подачу всех холодных потоков в ректификационную колонну, с получением метановой газовой фракции и фракции, содержащей в основном этан, пропан и тяжелые углеводороды (Переработка углеводородного газа: пат. 4889545 US.

Заявка № 07/275102; заявл. 21.11.88; опубл. 26.12.89). Недостатками данного способа являются:

• однократная сепарация, при которой жидкий конденсат смешивается с третьей паровой фазой, что резко снижает качество сепарирования в целом;

• в ректификационной колонне в данном процессе происходит разделение исходного сырья только на два продукта: газовый поток сверху колонны и жидкий продукт снизу колонны;

• в результате фракционирования всего исходного сырья в одной ректификационной колонне, часть этана неизбежно переходит в газовый поток, отводимый сверху колонны, что, с одной стороны, снижает теплотворную способность метановой фракции, а, с другой, приводит к потере ценного сырья для нефтехимии.

Известен способ переработки сжиженного природного и углеводородного газа, который предусматривает низкотемпературное охлаждение газа с конденсацией за счет рекуперации тепла в холодильнике, двухступенчатое сепарирование получившегося двухфазного потока, сброса давления на потоках газов путем их расширения в двух турбодетандерах, дросселирования жидкой фазы и подачу жидкой и газовой фазы в ректификационную колонну, с получением метановой газовой фракции и фракции, содержащей в основном этан, пропан и тяжелые углеводороды (Переработка сжиженного природного и углеводородного газа: пат. US 8794030. Заявка № 13/790873; заявл. 08.03.2013; опубл. 05.08.2014).

Недостатками данного способа являются:

• переработка исходного сжиженного углеводородного газа при условии его предварительного нагрева и испарения приводит к дополнительным энергетическим затратам на стадии подготовки исходного сырья, так как природный газ необходимо сначала сжижать, а потом испарять;

• при наличии гелия в природном газе происходит его переход в метановую фракцию с последующей потерей гелия в атмосферу при сжигании метановой фракции в качестве топлива.

Известен способ переработки природного углеводородного газа, реализуемый в установке, состоящей из системы взаимосвязанных блоков, а именно из первого блока предварительного охлаждения газа, в который входят последовательно установленные теплообменник, пропановый холодильник и сепаратор первой ступени, второго блока конденсации и переохлаждения газа, в который входят теплообменники, сепараторы второй и третьей ступени, отпарные колонны и турбодетандерный агрегат, третьего блока выделения этана и широкой фракции легких углеводородов, в который входят теплообменники, пропановый испаритель, деметанизатор с трубопроводом отвода кубовой жидкости в деэтанизатор со встроенным дефлегматором, на трубопроводе отвода кубовой жидкости из которого установлен холодильник, четвертого блока получения гелиевого концентрата (Установка низкотемпературного разделения углеводородного газа: пат. 44801 Рос. Федерация, заявка № 2004126522/22; заявл. 02.09.2004; опубл. 27.03.2005).

Недостатками данного изобретения, реализуемого в системе из шести ректификационных колонн и четырёх сепараторов, являются:

• получение широкой фракции лёгких углеводородов не предусматривает вариантов её дальнейшего использования, при этом при остановке продуктопровода, установка переводится на режим с выработкой этановой фракции и широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), при котором усложняется хранение и транспортировка газообразной этановой фракции;

• для функционирования процесса необходима пропановая холодильная установка и криогенная установка получения жидкого азота;

• технология не предусматривает рекуперацию тепла, что существенно увеличивает затраты и стоимость переработки природного газа;

• пропановое охлаждение не позволяет четко отделить азот от метана, что приведёт к загрязнению товарной метановой фракции азотом и снижению теплотворной способности метановой фракции.

При создании изобретения ставилась задача увеличения отбора этана из исходного природного газа, сохранения гелия и увеличения энергоэффективности установки.

Поставленная задача решается за счет того, что способ переработки природного углеводородного газа реализуется в системе 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, которая поступает 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 отправляются на дополнительный пятый блок компримирования, в котором метановая фракция компримируется и разделяется на два потока, первый из которых отправляется потребителям в качестве товарного газа, а второй поток поступает 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, причем третий поток подают в качестве орошения в деметанизатор, а четвертый дросселируют и подают в качестве хладагента в дефлегматор, встроенный в деэтанизатор.

Предложенная структурная схема способа переработки природного углеводородного газа позволяет:

- повысить степень отбора этана из потока метановой фракции за счет компримирования метановой фракции и возвращения части ее в качестве рецикла в процесс, что снижает концентрацию этана в сырье колонны деметанизаторе третьего блока и, соответственно, повышает четкость разделения в этой колонне;

- снизить энергозатраты на фракционирование деметанизированного газа в колонне деэтанизаторе за счет того, что четвертый поток метановой фракции дросселируется и подается в третий блок в конденсатор деэтанизатора в качестве хладоагента, благодаря чему можно отказаться от дополнительной дорогостоящей пропановой холодильной установки;

- обеспечить вариативность функционирования технологической схемы, поскольку в зависимости от состава сырья второй поток метановой фракции после глубокого охлаждения в первом блоке может быть использован в третьем блоке в качестве орошения деэтанизатора, хладагента деэтанизатора или в обоих технологических ситуациях после разделения второго потока метановой фракции на третий и четвертый потоки.

Целесообразно, в блоке компримирования метановые фракции компримировать до давления 5,5-6,5 МПа.

Целесообразно, в первом блоке предварительного охлаждения газа, втором блоке конденсации и переохлаждения газа, третьем блоке выделения этана и широкой фракции легких углеводородов в теплообменниках использовать холод отходящих низкотемпературных потоков метановой фракции, этановой фракции, гелиевого концентрата.

На фигуре 1 представлена блок-схема установки, на которой может быть реализован заявляемый способ и которая включает следующие блоки и трубопроводы, объединяющие блоки:

101 - блок предварительного охлаждения газа;

102 - блок конденсации и переохлаждения газа;

103 - блок выделения этана и широкой фракции легких углеводородов из подготовленного газа;

104 - блок получения гелиевого концентрата;

105 - блок компримирования;

1-23 - трубопроводы.

Предварительно очищенный от сероводорода и диоксида углерода природный газ по трубопроводу 1 подается в блок предварительного охлаждения газа 101, где проходит последовательно установленные теплообменник, пропановый холодильник, затем часть газовых потока, составляющая около 25% от исходного сырья, при температуре 303 К поступает по трубопроводу 2 в блок выделения этана и широкой фракции легких углеводородов из подготовленного газа 103, где используется в качестве теплоносителя в ребойлерах боковых погонов колонны-деметанизатора (первой ректификационной колонны), после чего по трубопроводу 3 возвращается в блок предварительного охлаждения газа 101. Оставшаяся часть газового потока, составляющая около 75% от исходного сырья, поступает в многопоточный охладитель блока 101 на захолаживание обратными потоками метановой фракции среднего давления и смешанным потоком метановых фракций высокого давления, поступающими по трубопроводам, соответственно, 4 и 5 из переохладителя блока конденсации и переохлаждения газа 102, и потоком метано-азотной смеси, подаваемого по трубопроводу 6 из переохладителя блока конденсации и переохлаждения газа 102.

Возвращаемая по трубопроводу 3 из блока 103 в блок 101 часть исходного сырья также поступает на захолаживание, после которого объединенные потоки исходного сырья направляются в сепаратор первой ступени. Полученный в сепараторе первой ступени газовый поток одной частью по трубопроводу 7 направляется в блок выделения этана и широкой фракции легких углеводородов из подготовленного газа 103 на глубокое охлаждение в конденсатор, затем дросселируется и поступает в верхнюю часть колонны-деметанизатора (первой ректификационной колонны), а второй частью направляется на расширение в турбодетандер, и затем направляется по трубопроводу 8 в блок выделения этана и широкой фракции легких углеводородов из подготовленного газа 103 в колонну-деметанизатор (первую ректификационную колонну).

Отсепарированная жидкая фаза из сепаратора первой ступени блока 101 подается в блок выделения этана и широкой фракции легких углеводородов из подготовленного газа 103 по трубопроводу 9, где дросселируется и подается в качестве холодного питания в колонну-деметанизатор (первую ректификационную колонну). Кубовая жидкость колонны-деметанизатора (первой ректификационной колонны) дросселируется до давления 2,3 МПа и подается в качестве холодного питания во вторую ректификационную колонну - колонну-деэтанизатор.

Газовая фаза с верха колонны-деэтанизатора (второй ректификационной колонны) подается на охлаждение в дефлегматор колонны, а затем в сепаратор рефлюкса, из которого жидкая фаза насосом рефлюкса возвращается в колонну в качестве орошения. Этановая фракция, содержащая не менее 98,5% мас, этана, из сепаратора рефлюкса выводится за пределы установки по трубопроводу 10 в качестве товарного продукта или сырья для дальнейшей переработки. Остаток, отводимый из куба колонны-деэтанизатора (второй ректификационной колоны), выводится за пределы установки по трубопроводу 11 в качестве широкой фракции легких углеводородов.

Отпаренный в колонне-деметанизаторе (первой ректификационной колонне) деэтанизированный газовый поток нагревается потоком сырьевого газа, и направляется по трубопроводу 12 в блок конденсации и переохлаждения газа 102 в многопоточный переохладитель.

Деэтанизированный газовый поток конденсируется в переохладителе, часть его после захолаживания подается в ребойлер отпарной колонны (третьей ректификационной колонны) и поступает в сепаратор второй ступени. Полученный в сепараторе отсепарированный газовый поток проходит переохладитель, дросселируется и подается на верхнюю тарелку третьей ректификационной колонны. Отсепарированная жидкая фаза из сепаратора дросселируется и подается в трубопровод метановой фракции высокого давления 5.

Остаток, отводимый из куба третьей ректификационной колонны, отдает холод в переохладителе и формирует потоки метановой фракции среднего и высокого давления с содержанием метана не менее 96% масс, и по трубопроводам, соответственно, 4 и 5 поступают в блок предварительного охлаждения газа 101, дополнительно отдают свой холод в охладителе этого блока и выводятся по трубопроводам 13 и 14 из блока предварительного охлаждения газа 101 в блок компримирования 105.

Отпаренная в третьей ректификационной колонне метано-азотно-гелиевая смесь с температурой 152 К проходит многопоточный переохладитель в блоке 102 и поступает по трубопроводу 6 в блок предварительного охлаждения газа 101 в многопоточный охладитель, после которого выводится из блока предварительного охлаждения газа 101 по трубопроводу 15 в блок получения гелиевого концентрата 104.

Метано-азотно-гелиевая смесь, поступающая по трубопроводу 15 в блок получения гелиевого концентрата 104, последовательно охлаждается, конденсируется и разделяется в системе многопоточных холодильников и ректификационных колонн на метановую фракцию низкого давления, которая по трубопроводу 16 отправляется в блок компримирования 105, азот среднего и низкого давления соответственно по трубопроводам 17 и 18 отводятся с установки, гелиевый концентрат и жидкий азот по трубопроводам 19 и 20 соответственно отправляются потребителям.

Метановые фракции, поступающие по трубопроводам 13, 14 и 16 на блок компримирования 105, в несколько ступеней компримируются до давления 5,5 МПа с получением товарного газа. После этого поток товарного газа разделяется на два потока: первый поток товарного газа по трубопроводу 21 отправляется потребителям, а второй поток (около 10%) возвращается по трубопроводу 22 в блок предварительного охлаждения газа 101, где захолаживается и по трубопроводу 23 поступает в блок выделения этана и широкой фракции легких углеводородов из подготовленного газа 103, где разделяется на третий и четвертый поток топливного газа. Третий поток топливного газа дросселируется и подается в колонну-деметанизатор в качестве орошения. Четвертый поток топливного газа дросселируется и используется в качестве хладагента в конденсаторе колонны-деэтанизатора, после чего по трубопроводу 24 возвращается в блок предварительного охлаждения газа 101, где объединяется с потоком метановой фракции высокого давления.

По предлагаемому способу переработки природного углеводородного газа, содержащего также азот и гелий, проведено математическое моделирование процесса. В таблице 1 приведен материальный баланс установки по прототипу без учета подачи рецикла товарного газа на установку. В таблице 2 приведен материальный баланс установки, позволяющей реализовать заявляемое изобретение при переработки 673,658 т/ч природного углеводородного газа. В таблице 3 указаны технологические характеристики ректификационных колонн, используемых в процессе как по прототипу, так и по заявляемому изобретению.

Из сравнения приведенных в таблицах 1 и 2 материальных балансов видно, что при технологических режимах колонн, указанных в таблице 3, введение в процесс рецикла топливного газа (метановой фракции) при сохранении качества, получаемых конечных и промежуточных продуктов выработка этановой фракции увеличивается на 11300 т/год за счет увеличения отбора этана с 92,00 до 94,48%.

Таким образом, заявляемое изобретение решает задачу комплексного извлечения практически покомпонентно из природного углеводородного газа всех примесей, содержащихся в метановой фракции и снижающих ее теплотворную способность, формирования из выделенных примесей потоков товарных продуктов или сырья ассоциированных газохимических производств, а также оптимального распределения систем нагрева и охлаждения технологических потоков, обеспечивающих максимальную рекуперацию тепла в системе и, как следствие, снижение энергозатрат для создания холодильных циклов криогенного разделения газов.

1. Способ переработки природного углеводородного газа, включающий 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, отличающийся тем, что 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, причем третий поток подают в качестве орошения в деметанизатор, а четвертый дросселируют и подают в качестве хладагента в дефлегматор, встроенный в деэтанизатор.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что метановые фракции в блоке компримирования компримируют до давления 5,5-6,5 МПа.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в первом блоке предварительного охлаждения газа, втором блоке конденсации и переохлаждения газа, третьем блоке выделения этана и широкой фракции легких углеводородов в теплообменниках используют холод отходящих низкотемпературных потоков метановой фракции, этановой фракции и гелиевого концентрата.

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.

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).

Способ и устройство для разделения смеси веществ перегонкой // 2573432

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.

Способ получения фракции чистого гелия // 2573083

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 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.

Способ переработки попутного нефтяного газа // 2610627

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Способ переработки попутного нефтяного газа включает компримирование газа путем сжатия и охлаждения компрессата в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы с получением сжатого газа и жидкого продукта. Газ смешивают с газами сепарации и компримируют в две ступени с редуцированием и сепарацией жидких продуктов с получением газов сепарации и стабильных жидких продуктов. Сжатый газ второй ступени подвергают низкотемпературной сепарации с получением конденсата и газа, который подают на вторую ступень в качестве хладоагента и выводят в качестве подготовленного газа. Сепарацию редуцированного жидкого продукта на второй ступени осуществляют совместно с конденсатом низкотемпературной сепарации. В качестве стабильного жидкого продукта на первой ступени получают газовый бензин, а на второй - пропан-бутановую фракцию. При необходимости перед одной из ступеней компримирования газ очищают от сероводорода и меркаптанов и/или осушают. Техническим результатом является расширение ассортимента, увеличение выхода и повышение качества жидких продуктов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ подготовки попутного нефтяного газа // 2611212

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности. Способ подготовки попутного нефтяного газа включает компримирование газа путем сжатия и охлаждения компрессата хладагентом в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы за счет нагрева компрессатом с получением подготовленного газа и конденсата. Газ сжимают в смеси с газом сепарации и циркулирующим конденсатом после его использования в качестве хладагента. Для нагрева используют по меньшей мере часть компрессата. Конденсат охлаждают, редуцируют и разделяют на циркулирующий конденсат и балансовый конденсат. Балансовый конденсат сепарируют с получением газа сепарации и товарного конденсата. Компрессат перед охлаждением в условиях дефлегмации дополнительно охлаждают внешним хладагентом. Техническим результатом является повышение качества конденсата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ получения обработанного природного газа, фракции, обогащённой c3+- углеводородами, и, необязательно, потока, обогащённого этаном, а также относящаяся к данному способу установка // 2620601

Изобретение относится к способу одновременного получения обработанного природного газа, фракции обогащенной С3+ углеводородами и обогащенного этаном потока. Способ характеризуется тем, что включает следующие стадии: отбор рециркуляционного потока в верхнем потоке, выходящем из колонны выделения; установление определенного теплообменного взаимодействия между рециркуляционным потоком и по меньшей мере одной частью верхнего потока, выходящего из колонны выделения; повторное введение, после расширения, охлажденного и расширенного рециркуляционного потока в колонну выделения; отбор в кубе колонны выделения по меньшей мере одного кубового потока повторного кипячения и обеспечение теплообмена между потоком повторного кипячения и по меньшей мере одной частью исходного природного газа или/и с рециркуляционным потоком, при этом осуществление повторного кипячения кубовой жидкости обеспечивается за счет калорий, поглощаемых из исходного потока природного газа или/и рециркуляционного потока. Изобретение также относится к устройству. Предлагаемое изобретение позволяет снизить энергопотребление. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил., 9 табл.