Установка для выделения углеводородов c2+ из природного газа (варианты)

Авторы патента:

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

B01D3/14 - фракционная перегонка

Владельцы патента RU 2685098:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для выделения углеводородов С₂₊из природного газа. Предложена установка, включающая в варианте 1 блок осушки, внешний контур охлаждения в составе испарителя, компрессора, конденсатора и редуцирующего устройства, два рекуперационных теплообменника, два детандера, насос, дефлегматор и деметанизатор. Вариант 2 взамен внешнего контура охлаждения включает компрессор, холодильник и третий детандер. При работе варианта 1 газ высокого давления осушают и разделяют на два потока, первый охлаждают в первом рекуперационном теплообменнике, а второй - в испарителе и во втором рекуперационном теплообменнике, затем потоки объединяют, редуцируют в первом детандере 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 детандерами, охлаждают в конденсаторе и редуцируют. Газ дефлегмации редуцируют во втором детандере и смешивают с метансодержащим газом, образуя газ низкого давления. Из дефлегматора флегму через второй рекуперационный теплообменник насосом 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 детандерами, охлаждают в холодильнике, втором рекуперационном теплообменнике и редуцируют с помощью третьего детандера. Изобретение позволяет повысить выхода углеводородов С₂₊. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

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

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

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

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

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 детандеров, соединенных кинематически и/или электрически с компрессором для сжатия хладоагента внешнего цикла охлаждения или хладоагента смешения.

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

Технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, оснащенной линиями газа высокого и низкого давления, включающей два рекуперационных теплообменника, дефлегматор и редуцирующие устройства, особенность заключается в том, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически и/или электрически соединенные с компрессором внешнего контура охлаждения, на линии газа высокого давления установлен блок осушки, затем параллельно расположены первый рекуперационный теплообменник и испаритель внешнего контура охлаждения со вторым рекуперационным теплообменником, и далее - первый детандер 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 детандером, кроме того, дефлегматор соединен с деметанизатором линией подачи флегмы с расположенными на ней насосом и вторым рекуперационным теплообменником, а деметанизатор оборудован линией вывода углеводородов С₂₊ и линией подачи метансодержащего газа, при этом 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 еще одного детандера.

Деметанизатор может быть оснащен 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 компрессорную станцию.

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

Установка в качестве редуцирующих устройств детандеров, соединенных с компрессором кинематически или электрически, позволяет использовать механическую энергию редуцирования технологических потоков для дополнительного охлаждения газа путем выведения из установки тепла, выделяющегося при сжатии циркулирующего хладоагента, с помощью конденсатора (первый вариант) или, при сжатии части газа высокого давления, с помощью холодильника (второй вариант), что снижает температуру газа, приводит к уменьшению содержания углеводородов С₂₊ в газе низкого давления и увеличивает их выход в жидком виде.

Установка в первом варианте включает блок адсорбционной осушки 1, внешний контур охлаждения в составе испарителя 2, компрессора 3, конденсатора 4 и редуцирующего устройства 5, рекуперационные теплообменники 6 и 7, детандеры 8 и 9, насос 10, дефлегматор 11 и деметанизатор 12. Второй вариант установки взамен оборудования внешнего контура охлаждения включает компрессор 13, холодильник 14 и третий детандер 15. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 16 и компрессорной станцией 17 (показано пунктиром).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, подаваемый по линии 18, осушают в блоке 1 и разделяют на два потока, первый охлаждают в теплообменнике 6, а второй - в испарителе 2 хладоагентом внешнего контура охлаждения, циркулирующим по линии 19, и в теплообменнике 7, затем потоки объединяют, редуцируют в детандере 8 и подвергают дефлегмации в дефлегматоре 11 за счет охлаждения подаваемым по линии 20 газом низкого давления, который затем нагревают в теплообменнике 6 и выводят по линии 21. При циркуляции хладоагент внешнего контура после нагрева в испарителе 2 сжимают компрессором 3, приводимым в движение детандерами 8, 9 и, возможно, 5, охлаждают в конденсаторе 4 и редуцируют в устройстве 5. Газ дефлегмации выводят по линии 22, редуцируют в детандере 9 и смешивают с метансодержащим газом, подаваемым по линии 23, образуя газ низкого давления. Из дефлегматора 11 по линии 24 флегму насосом 10 через теплообменник 7 подают в деметанизатор 12, из которого по линии 25 выводят углеводороды С₂₊, а по линии 23 - метансодержащий газ. Работа второго варианта (фиг. 2) отличается тем, что второй поток газа высокого давления сжимают компрессором 13, приводимым в движение детандерами 8, 9 и 15, охлаждают в холодильнике 14, теплообменнике 7 и редуцируют с помощью детандера 15. Линии кинематической и/или электрической связи детандеров с компрессором показаны штрих-пунктиром.

При необходимости в обоих вариантах установки объединенный газовый поток очищают от углекислого газа в блоке 16, располагаемом на линии 18, а газ низкого давления сжимают в компрессорной 17. Взамен углеводородов С₂₊из деметанизатора 12 по линиям 26 и 27 могут раздельно выводиться этановая и пропан-бутановая фракции (показано пунктиром).

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

1. Установка для выделения углеводородов С₂₊ из природного газа, оснащенная линиями газа высокого и низкого давления, включающая два рекуперационных теплообменника, дефлегматор и редуцирующие устройства, отличающаяся тем, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически и/или электрически соединенные с компрессором внешнего контура охлаждения, на линии газа высокого давления установлен блок осушки, затем параллельно расположены первый рекуперационный теплообменник и испаритель внешнего контура охлаждения со вторым рекуперационным теплообменником, и далее - первый детандер 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 детандером, кроме того, дефлегматор соединен с деметанизатором линией подачи флегмы с расположенными на ней насосом и вторым рекуперационным теплообменником, а деметанизатор оборудован линией вывода углеводородов С₂₊ и линией подачи метансодержащего газа, при этом внешний контур охлаждения включает расположенные на линии циркуляции хладаагента испаритель, компрессор, конденсатор и редуцирующее устройство внешнего контура охлаждения.

2. Установка для выделения углеводородов С₂₊ из природного газа, оснащенная линиями газа высокого и низкого давления, включающая два рекуперационных теплообменника, дефлегматор и редуцирующие устройства, отличающаяся тем, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с компрессором, на линии газа высокого давления установлен блок осушки, затем линия газа высокого давления разделена на две, на первой линии установлен первый рекуперационный теплообменник, а на второй линии расположены компрессор, холодильник, второй рекуперационный теплообменник и первый детандер, далее первая и вторая линии соединены в одну линию, на которой установлен второй детандер 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 детандером, кроме того, дефлегматор соединен с деметанизатором линией подачи флегмы с расположенными на ней насосом и вторым рекуперационным теплообменником, а деметанизатор оборудован линией вывода углеводородов С₂₊ и линией подачи метансодержащего газа.

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам для разделения газов с помощью обработки холодом, и может быть использовано на нефтяных месторождениях для создания мобильных модульных комплексов для разделения попутного нефтяного газа на газовый конденсат, который может быть компаундирован с минеральной нефтью, и на сухой газ, который может быть транспортирован в магистральный газопровод, либо полезно использован для собственных нужд, либо сожжен на факельной установке.

Установка для отбензинивания попутного нефтяного газа // 2676829

Обработка газообразных углеводородов // 2674807

Раскрыты способ и устройство для компактной установки для обработки для улучшения выделения C2 (или C3) и тяжелых углеводородных компонентов из углеводородного газового потока.

Обработка газообразных углеводородов // 2674807

Способ удаления кислотных газов из природного газа // 2671253

Изобретение относится к способу удаления кислотных газов, прежде всего диоксида углерода и сероводорода, из богатой углеводородом фракции, прежде всего природного газа.

Способ производства сжиженного природного газа // 2659870

Изобретение относится к газоперерабатывающей отрасли промышленности. Посредством фильтра проводят очистку природного газа от механических примесей и капельной жидкости.

Установка разделения воздуха, способ получения продукта, содержащего аргон, и способ изготовления установки разделения воздуха // 2659698

Предложена установка (100) разделения воздуха для получения продукта, содержащего аргон, низкотемпературным разделением сжатого и охлажденного исходного воздуха и способы ее работы.

Способ переработки природного газа // 2659311

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано на газоконденсатных месторождениях для переработки природного газа и его подготовки к транспортированию.

Способы разделения углеводородных газов // 2658010

Изобретение относится к способу разделения углеводородного газа, содержащего, по меньшей мере, этан и С3 и более тяжелые компоненты на фракцию, содержащую преобладающую порцию этана и более легкие компоненты, и фракцию, содержащую преобладающую порцию С3 и более тяжелые компоненты, в котором (a) сырой газ обрабатывают в одном или более теплообменниках, а также на этапах расширения для обеспечения, по меньшей мере, одного частично конденсированного углеводородного газа, обеспечивая тем самым, по меньшей мере, один первый остаточный пар и, по меньшей мере, одну С2 или С3-содержащую жидкость, которая также содержит более легкие углеводороды; и (b) по меньшей мере, одну из С2 или С3-содержащих жидкостей направляют в дистилляционную колонну, в которой упомянутую жидкость разделяют на второй остаток, содержащий более легкие углеводороды, и С2 или С3-содержащий продукт.

Способ отделения диоксида углерода // 2656493

Изобретение относится к нефтяной, газовой и химической промышленности и может быть использовано при разделении смесей, содержащих диоксид углерода. Разделяемая газообразная смесь содержит первый компонент, содержащий диоксид углерода, и второй компонент, содержащий углеводород.

Способ модернизации установки низкотемпературной сепарации газа // 2683091

Изобретение относится к способам модернизации установок низкотемпературной сепарации природного газа и может быть использовано в газовой промышленности. Предложен способ модернизации установки низкотемпературной сепарации газа, который заключается в установке на линии подачи газа входной сепарации в узел редуцирования дефлегматора, верхняя и нижняя части которого соединены с линией подачи газа низкотемпературной сепарации, а линия вывода флегмы соединена с линией подачи конденсата входной сепарации.

Распределительная тарелка для колонны обмена между газом и жидкостью с дефектором жидкости, колонна обмена теплом и использование колонны // 2682606

Изобретение предназначено для тепломассообмена. Распределительная тарелка для колонны обмена теплом и/или массой между газом и жидкостью содержит средства (4) для прохождения указанного газа через указанную тарелку (2) и по меньшей мере один канал (6) для прохождения указанной жидкости через указанную тарелку (2).

Способ непрерывного разделения смеси этилхлорсиланов // 2682330

Изобретение относится к химической технологии элементоорганического синтеза. Предложен способ непрерывного разделения смеси этилхлорсиланов, получаемой в процессе синтеза этилхлорсиланов из кремния и хлористого этила, заключающийся в том, что разделение смеси этилхлорсиланов после предварительной очистки от хлористого этила осуществляют на двух последовательно установленных сложных ректификационных колоннах с внутренней разделяющей стенкой, имеющих собственные дефлегматоры и кипятильники.

Способ непрерывного разделения смеси этилхлорсиланов // 2682330

Способ фракционирования углеводородного сырья с применением устройства, содержащего взаимозаменяемые донные зоны // 2680847

Предложен способ фракционирования углеводородного сырья с применением по меньшей мере одной зоны фракционирования, снабженной внутренними разделительными элементами, и по меньшей мере двух взаимозаменяемых донных зон, которые могут быть соединены с дном зоны фракционирования таким образом, что по меньшей мере первая из донных зон функционирует с указанной зоной фракционирования, поочередно, в течение времени, самое большее, равного времени забивания, так что, когда по меньшей мере первая из донных зон забивается или перед ее забиванием, она отсоединяется от зоны фракционирования, чтобы быть очищенной, в то время как процесс фракционирования сырья продолжается с по меньшей мере одной другой из донных зон.

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.

Разделительная стенка в способе очистки этилового спирта // 2678100

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.

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

Способы и устройство для выделения этанола из ферментированной биомассы // 2685209

Изобретение относится к процессам и устройству для выделения этанола из ферментированной биомассы. Способ выделения этанола из ферментированной биомассы, при этом указанный способ включает стадии: (a) предоставления ферментированной биомассы с высоким содержанием этанола; (b) набивки указанной ферментированной биомассы с высоким содержанием этанола в вертикальную дистилляционную колонну; (c) добавления воды в нижнюю часть указанной вертикальной дистилляционной колонны; (d) нагревания нижней части указанной вертикальной дистилляционной колонны для кипячения указанной воды с получением таким образом пара из нижней части; (e) охлаждения верхней части указанной вертикальной дистилляционной колонны для конденсации пара с верхней части с получением таким образом жидкости с верхней части с высоким содержанием этанола и (f) повторного введения фракции указанной жидкости с верхней части с высоким содержанием этанола в верхнюю часть указанной вертикальной дистилляционной колонны, при этом стадии с (d) по (f) выполняют одновременно. Технический результат – увеличение выхода этанола. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.