Установка получения углеводородов с2+ из природного газа (варианты)

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2694746:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для получения 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 хладоагент 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 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 обеспечивает повышение выхода углеводородов С₂₊. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

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

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

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

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

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 кинематически или электрически с компрессором, 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 тепла, выделяющегося 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, первый и второй рекуперационные теплообменники 6 и 7, первый и второй детандеры 8 и 9, дефлегматор 10 и деметанизатор 11. Второй вариант установки взамен оборудования внешнего контура охлаждения включает компрессор 12, холодильник 13 и третий детандер 14. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 15 и компрессорной станцией 16 (показано пунктиром).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, подаваемый по линии 17, 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 18, и в теплообменнике 7, затем потоки объединяют, редуцируют в детандере 8 и подвергают дефлегмации в дефлегматоре 10 за счет охлаждения подаваемым по линии 19 газом низкого давления, который затем нагревают в теплообменнике 6 и выводят по линии 20. 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 21, редуцируют в детандере 9 и смешивают с метансодержащим газом, подаваемым по линии 22, образуя линию газа низкого давления 19. Из дефлегматора 10 по линии 23 флегму через теплообменник 7 подают в деметанизатор 11, из которого по линии 24 выводят углеводороды С₂₊, а по линии 22 - метансодержащий газ. Работа второго варианта (фиг. 2) отличается тем, что второй поток газа высокого давления сжимают с помощью компрессора 12, приводимого в движение детандерами 8, 9 и 14, охлаждают в холодильнике 13, теплообменнике 7 и редуцируют с помощью детандера 14. 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 15, располагаемом на линии 17, а газ низкого давления сжимают в компрессорной 16. Взамен углеводородов С₂₊, из деметанизатора 11 по линиям 25 и 26 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 получения 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, далее расположены 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 расположенным на ней 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.

2. Установка получения 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 линии, на первой установлен первый рекуперационный теплообменник, а на второй 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 расположенным на ней вторым рекуперационным теплообменником, а деметанизатор оборудован линией вывода углеводородов С₂₊ и линией подачи метансодержащего газа.

Изобретение относится к спиртовой промышленности. Способ совместного получения спирта и дистиллята осуществляется вывариванием этанола из бражки в бражной колонне, переходом спирта и сопутствующих примесей в дистиллят с паром, очисткой последнего в эпюрационной колонне, ректификацией эпюрата в спиртовой колонне с отбором фракций сивушного масла, сивушного спирта и непастеризованного спирта, концентрированием этих фракций в сивушной колонне, дополнительным извлечением метанола и головных примесей в колонне окончательной очистки, ректификацией фракций, содержащих головные и промежуточные соединения, в разгонной колонне, при этом дополнительно осуществляют очистку продукта от органических кислот и других хвостовых примесей, отбор зернового дистиллята с одной из секций брагоподогревателя, стабилизацию его крепости и химического состава купажированием с фракциями, отбираемыми из жидкой фазы средних концентрационных тарелок сивушной колонны, либо иными полупродуктами и озонирование полученного купажа в реакторе под действием ультразвуковых колебаний.

Тепловая интеграция в процессах диспропорционирования или переалкилирования // 2692264

Изобретение относится к двум вариантам способа переалкилирования и установке. При этом один из вариантов способа предусматривает стадии: (a) проведения в реакторе реакции потока сырья реактора, содержащего толуол, С9-ароматические вещества, С10-ароматические вещества и водород, на катализаторе для получения выходящего потока реактора, содержащего бензол и ксилолы; (b) охлаждения выходящего потока реактора с получением первой двухфазной смеси; (c) разделения первой двухфазной смеси на первый жидкий поток и первый парообразный поток; (d) подачи, по меньшей мере, части первого жидкого потока в колонну получения бензола, причем часть первого жидкого потока, подаваемого в колонну получения бензола, обходит стабилизационную колонну; и (e) извлечения бензола из первого сконденсированного жидкого потока в колонне получения бензола.

Тепловая интеграция в процессах диспропорционирования или переалкилирования // 2692264

Способ глубокой очистки хладагента r717 // 2689602

Изобретение относится к способам очистки веществ и касается разработки способа глубокой очистки хладагента R717 (аммиака), используемого в двухфазных системах терморегулирования (СТР) крупногабаритных конструкций космических летательных аппаратов.

Установка и способ для производства очищенного метанола // 2689594

Изобретение относится к установке для удаления углеводородов C6-C11 из метанола. Установка для удаления углеводородов С6-С11 из метанола содержит по меньшей мере один реактор для превращения монооксида углерода и водорода в неочищенный метанол, содержащий углеводороды, дистилляционную колонну со шлемовой частью и сборником для очистки метанола и по меньшей мере один трубопровод для направления неочищенного метанола по меньшей мере из одного реактора в дистилляционную колонну.

Способ переработки органического сырья с получением синтетического высококалорийного газа в установке высокотемпературного абляционного пиролиза // 2688568

Изобретение относится к области переработки органических веществ как моносостава, так и сложного состава (сырья), а именно к способу высокотемпературного абляционного пиролиза.

Способ разделения жидкости на фракции и устройство для его осуществления // 2688317

Изобретение относится к химической промышленности. Устройство для разделения жидкости на фракции выполнено в виде теплообменника, содержащего, как правило, термоизолированный корпус с как минимум одним входным и\или выходным патрубком и образующего второй контур теплообменника, при этом внутри корпуса расположен первый контур теплообменника, выполненный в виде трубки с установленными наружными радиаторами, расположенными во втором контуре теплообменника, причем полость трубки закольцована трубопроводами преимущественно через установленный насос и полностью заполнена рабочей жидкостью.

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.

Установка для выделения углеводородов c2+ из природного газа (варианты) // 2685098

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

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.