Установка и способ извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения

Предложена установка для извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения, которая содержит холодильник, низкотемпературный сепаратор, деметанизатор, деэтанизатор, систему теплообмена с пропаном или пропиленом и систему теплообмена с этиленом, при этом выпускной элемент для природного газа холодильника связан с низкотемпературным сепаратором; с выпускным элементом для жидкой фазы низкотемпературного сепаратора последовательно связаны деметанизатор, деэтанизатор, конденсатор деэтанизатора, емкость орошения деэтанизатора, система теплообмена с пропаном или пропиленом и система теплообмена с этиленом; газовая фаза из верхней части деметанизатора последовательно проходит через холодильник, детандер и компрессор получаемого газа; выпускной элемент для природного газа системы теплообмена с этиленом связан с впускным элементом в верхней части деметанизатора; компрессор пропана или пропилена, конденсатор пропана или пропилена и система теплообмена с пропаном или пропиленом соединены с образованием циркуляционного контура; компрессор этилена, система теплообмена с пропаном или пропиленом и система теплообмена с этиленом соединены с образованием циркуляционного контура. Также предложен способ извлечения этана из природного газа с помощью установки, которая описывается выше, с применением каскадного охлаждения. Технический результат - обеспечить сравнительно низкую температуру предварительного охлаждения и повысить объём получения этана с помощью технологии «каскадного охлаждения + охлаждения детандере», применяемой при изменяющемся давлении поступающего газа, а также обеспечить невысокое потребление энергии и упростить конструкцию для облегчения эксплуатации установки. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области извлечения легких углеводородов, в частности к области извлечения этана, и, в частности, оно относится к установке и способу извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения, которые можно применять при изменяющемся давлении поступающего газа, тогда как на заводах по извлечению этана характерным условием является давление поступающего газа меньше чем 5 МПа, и обладает такими преимуществами, как сравнительно высокая эффективность извлечения этана, а также сокращение капиталовложений и снижение потребления энергии.

Уровень техники

Этан является высококачественным сырьем для получения этилена быстрым охлаждением и термическим крекингом и характеризуется многочисленными преимуществами, например высоким выходом олефинов, малым объемом побочных продуктов, относительно простой технологией получения, сокращением соответствующих вложений, коротким циклом получения, быстрой окупаемостью и т. д.; широко применяется на Ближнем Востоке и в США; в странах и областях, которые менее богаты в отношении собственных запасов нефти, объем импорта этилена с каждым годом увеличивается; ввиду высокой прибыли при низких затратах спрос на увеличение процентного содержания олефинов в сырье все более увеличивается, при этом в выводимом получаемом природном газе содержится много этана; сегодня коэффициент использования сравнительно низкий, поэтому, чтобы с учетом текущих потребностей использовать природный газ с высокой эффективностью, осуществляют диверсификацию продуктов, получаемых из природного газа, при этом важное значение имеет активное развитие технологии извлечения этана.

На большинстве современных заводах по извлечению этана из природного газа в основном применяют технологию «предварительного охлаждения пропана/пропилена + охлаждения в детандере». Поскольку применяемый односоставный хладагент предварительно охлаждают, а температура предварительного охлаждения поступающего газа сравнительно низкая, то определенное количество холода в основном обеспечивают за счет охлаждения расширением; если давление поступающего газа не слишком высокое и невозможно обеспечить достаточное количество холода, объем получения этана относительно более низкий и не соответствует связанным с ним затратам. Следовательно, обеспечить сравнительно низкую температуру предварительного охлаждения и повысить объем получения этана может технология «каскадного охлаждения + охлаждения в детандере», применяемая при изменяющемся давлении поступающего газа и, если давление поступающего газа не высокое, которая может решить проблемы, связанные с высокими капиталовложениями, высоким потреблением энергии и сложностью эксплуатации.

Суть изобретения

Чтобы преодолеть недостатки аналогов, известных из уровня техники, согласно настоящему изобретению предложена установка и способ извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения, которые характеризуются такими преимуществами, как низкое потребление энергии, простое управление, сравнительно низкая мощность отдельных компрессоров, сокращение капиталовложений, а также простота и гибкость эксплуатации.

Технические решения, применяемые в настоящем изобретении, следующие: установка для извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения, содержащая холодильник, низкотемпературный сепаратор, деметанизатор, деэтанизатор, систему теплообмена с пропаном и систему теплообмена с этиленом, при этом выпускной элемент для природного газа холодильника связан с низкотемпературным сепаратором; с выпускным элементом для жидкой фазы низкотемпературного сепаратора последовательно связаны деметанизатор, деэтанизатор, конденсатор деэтанизатора, емкость орошения деэтанизатора, система теплообмена с пропаном и система теплообмена с этиленом; газовая фаза из верхней части деметанизатора последовательно проходит через холодильник, детандер и компрессор получаемого газа; выпускной элемент для природного газа системы теплообмена с этиленом связан с впускным элементом в верхней части деметанизатора; компрессор пропана, конденсатор пропана и система теплообмена с пропаном соединены с образованием циркуляционного контура; компрессор этилена, система теплообмена с пропаном и система теплообмена с этиленом соединены с образованием циркуляционного контура.

Согласно настоящему изобретению также предложен способ извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения, включающий следующие этапы:

1) ректификацию поступающего природного газа с разделением на продукт в виде этана, C3+ и получаемый природный газ:

осушенный содержащий этан природный газ с 3,0–7,0 МПа изб. после предварительного охлаждения посредством холодильника до -35 – -75°C вводят в низкотемпературный сепаратор для разделения на газовую и жидкую фазу; большую часть отделенной газовой фазы после расширения посредством детандера до давления, составляющего 2,0–4,0 МПа изб., вводят в деметанизатор; меньшую часть отделенной газовой фазы вводят в холодильник и после конденсирования до -80 – -95°C со сжижением снова вводят в верхнюю часть деметанизатора; жидкую фазу, отделенную в низкотемпературном сепараторе, после регулирования потока до 2,2–4,0 МПа изб. вводят в деметанизатор; давление в деметанизаторе регулируют в диапазоне 1,8–3,8 МПа изб.;

выходящий из нижней части деметанизатора C2+ вводят в деэтанизатор; давление в деэтанизаторе регулируют в диапазоне 1,6–3,5 МПа изб.; выходящую из деэтанизатора после ректификации газовую фазу после конденсирования посредством конденсатора деэтанизатора до -30 – 5°C повергают сепарации в емкости орошения деэтанизатора, и полученную жидкость посредством оросительного насоса деэтанизатора подают в деэтанизатор в виде обратного потока; газовая фаза, полученная сепарацией посредством емкости орошения деэтанизатора, представляет собой продукт в виде этана, который вводят в систему теплообмена с пропаном;

большую часть выходящей из деметанизатора газовой фазы после доведения до температуры 10–35°C за счет теплообмена в холодильнике и после последующего последовательного увеличения давления посредством соосного концевого элемента детандера для увеличения давления и компрессора получаемого газа выводят в виде получаемого природного газа; оставшуюся меньшую часть вводят в систему теплообмена с пропаном;

2) обеспечение посредством системы теплообмена с пропаном определенного количества холода для сжижения и переохлаждения получаемого этана:

пропан в качестве хладагента, давление которого посредством компрессора пропана увеличивают до 1300–1700 кПа изб., после конденсирования и охлаждения посредством конденсатора пропана до 30–50°C вводят в систему теплообмена с пропаном; посредством системы теплообмена с пропаном продукт в виде этана в газовой фазе конденсируют и охлаждают до -34 – -37°C; получаемый природный газ обратного потока предварительно охлаждают до -34 – -37 °C; и этилен в качестве хладагента конденсируют и охлаждают до -34 – -37 °C;

3) обеспечение посредством системы теплообмена с этиленом определенного количества холода для сжижения и переохлаждения получаемого газа обратного потока:

этилен в качестве хладагента, давление которого посредством компрессора этилена увеличивают до 1600–2400 кПа изб., после последовательных конденсирования и охлаждения посредством системы теплообмена с этиленом до -36 – -34 °C вводят в систему теплообмена с этиленом; посредством системы теплообмена с этиленом конденсированный продукт в виде этана переохлаждают до -90 – -85 °C; получаемый природный газ обратного потока сжижают и переохлаждают до -95 – -90 °C.

По сравнению с аналогами, известными из уровня техники, преимущества настоящего изобретения следующие: его можно применять на заводах по извлечению этана при изменяющемся давлении поступающего газа, тогда как на заводах по извлечению этана давление составляет меньше чем 5 МПа; настоящее изобретение может осуществлять многоэтапное регулирование потока односоставного хладагента, повысить эффективность охлаждения и до определенной степени снизить нагрузку на компрессор хладагента на этапе охлаждения в установке для извлечения этана. Изобретение характеризуется такими преимуществами, как простая конструкция, возможность лучшего регулирования под изменения состава поступающего газа, сравнительно низкая мощность отдельных компрессоров, сокращение капиталовложений, низкое потребление энергии, а также простота и гибкость эксплуатации.

Описание прилагаемых графических материалов

Настоящее изобретение описано посредством вариантов осуществления и прилагаемых графических материалов, в которых:

на фиг. 1 представлена схема последовательности основных технологических операций в заявляемой установке.

Конкретный способ осуществления

Как видно на фиг. 1, установка для извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения содержит: холодильник 1, низкотемпературный сепаратор 2, детандер 3, деметанизатор 4, ребойлер 5 кубового продукта деметанизатора, деэтанизатор 6, конденсатор 7 деэтанизатора, емкость 8 орошения деэтанизатора, оросительный насос 9 деэтанизатора, ребойлер 10 кубового продукта деэтанизатора, компрессор 11 получаемого газа, компрессор 12 пропана, конденсатор 13 пропана, систему 14 теплообмена с пропаном, компрессор 15 этилена, систему 16 теплообмена с этиленом. Установка для извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения в основном содержит три части, а именно ректификационную часть, систему теплообмена с пропаном и систему теплообмена с этиленом.

1. Ректификационная часть: в этой части происходит ректификация поступающего природного газа для разделения на продукт в виде этана, C3+ и получаемый природный газ.

Холодильник 1 представляет собой место в установке для извлечения этана, в котором происходит предварительное охлаждение поступающего газа и переохлаждение низкотемпературного газа; с холодильником 1 последовательно соединены низкотемпературный сепаратор 2, детандер 3, деметанизатор 4 и компрессор 11 получаемого газа.

Жидкая фаза из выпускного элемента низкотемпературного сепаратора 2 непосредственно проходит в деметанизатор 4; жидкая фаза из выпускного элемента деметанизатора 4 непосредственно проходит в деэтанизатор 6; с деэтанизатором 6 последовательно соединены конденсатор 7 деэтанизатора, емкость 8 орошения деэтанизатора и оросительный насос 9 деэтанизатора; выпускной элемент оросительного насоса 9 деэтанизатора выполнен в сообщении с впускным элементом деэтанизатора 6; деметанизатор 4 в нижней части снабжен ребойлером 5 кубового продукта деметанизатора, предназначенным для обеспечения в нижней части деметанизатора 4 определенного количества тепла; деэтанизатор 6 в нижней части снабжен ребойлером 10 кубового продукта деэтанизатора, предназначенным для обеспечения в нижней части деэтанизатора 6 определенного количества тепла.

2. Система теплообмена с пропаном: в этой части в основном обеспечивается определенное количество холода для сжижения и переохлаждения получаемого этана.

Газовая фаза из выпускного элемента емкости 8 орошения деэтанизатора представляет собой продукт в виде этана и после попадания в систему 14 теплообмена с пропаном и систему 16 теплообмена с этиленом для конденсации с целью сжижения подается в резервуар для хранения этана.

Газ из выпускного элемента компрессора 12 пропана последовательно проходит через конденсатор 13 пропана и систему 14 теплообмена с пропаном и завершает цикл системы охлаждения пропаном.

3. Система теплообмена с этиленом: в этой части в основном обеспечивается определенное количество холода для сжижения и переохлаждения получаемого газа обратного потока. Большая часть получаемого газа, выходящая из компрессора 11 через выпускной элемент, непосредственно выводится из установки; оставшуюся часть необходимо конденсировать для обеспечения количества холода в деметанизаторе 4, поэтому она последовательно проходит через систему 14 теплообмена с пропаном и систему 16 теплообмена с этиленом и после конденсации с целью сжижения снова попадает в деметанизатор 4.

Газовая фаза из выпускного элемента компрессора 15 этилена последовательно проходит через систему 14 теплообмена с пропаном и систему 16 теплообмена с этиленом и завершает цикл системы охлаждения этиленом.

Согласно настоящему изобретению также предложен способ извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения, включающий следующие этапы.

1. Ректификация

Осушенный содержащий этан природный газ с 3,0–7,0 МПа изб. подают в холодильник 1; после предварительного охлаждения посредством холодильника 1 до приблизительно -35 – -75 °C большая часть (приблизительно 60–80 %) газовой фазы, полученной сепарацией в низкотемпературном сепараторе 2, входит в детандер 3; расширенная газовая фаза, после того как ее давление достигает 2,0–4,0 МПа изб., непосредственно входит в деметанизатор 4; оставшаяся часть газовой фазы продолжает поступать в холодильник 1 и после дополнительного конденсирования до -80 – -95 °C с целью сжижения повторно входит в верхнюю часть деметанизатора 4. Жидкая фаза, полученная сепарацией в низкотемпературном сепараторе 2, после регулирования потока до 2,2–4,0 МПа изб., непосредственно входит в деметанизатор 4. Давление в деметанизаторе регулируют в диапазоне 1,8–3,8 МПа изб.

Выходящий из нижней части деметанизатора 4 C2+ непосредственно входит в деэтанизатор 6; давление в деэтанизаторе 6 регулируют в диапазоне 1,6–3,5 МПа изб.; выходящая из деэтанизатора 6 после ректификации газовая фаза проходит через конденсатор 7 деэтанизатора, и жидкость, полученная сепарацией после ее частичного конденсирования до приблизительно -30 – 5 °C посредством емкости 8 орошения деэтанизатора, подается посредством оросительного насоса 9 деэтанизатора в деэтанизатор 6 в виде обратного потока; газовая фаза, полученная сепарацией посредством емкости 8 орошения деэтанизатора, представляет собой продукт в виде этана.

80 % – 90 % выходящей из деметанизатора 4 газовой фазы после ее доведения до температуры 10–35 °C за счет теплообмена в холодильнике 1 и после последующего последовательного увеличения давления посредством соосного концевого элемента детандера 3 для увеличения давления и компрессора 11 получаемого газа выводится в виде получаемого природного газа.

2. Охлаждение пропаном

Система 14 теплообмена с пропаном содержит теплообменник с пропаном высокого давления, теплообменник с пропаном среднего давления и теплообменник с пропаном низкого давления; в этой системе продукт в виде этана в газовой фазе конденсируют и охлаждают до -34 – -37 °C; получаемый природный газ обратного потока предварительно охлаждают до -34 – -37 °C; и этилен в качестве хладагента конденсируют и охлаждают до -34 – -37 °C.

Пропан в качестве хладагента, давление которого посредством компрессора 12 пропана увеличивают до 1300–1700 кПа изб., после конденсирования и охлаждения до 30–50 °C посредством конденсатора 13 пропана вводят в систему 14 теплообмена с пропаном; путем регулирования потока до 15–23 °C в теплообменнике с пропаном высокого давления обеспечивают определенное количество холода; получаемый природный газ обратного потока и этилен в качестве хладагента после предварительного охлаждения до 18–26 °C вводят в теплообменник с пропаном среднего давления. Пропан в газовой фазе в теплообменнике с пропаном высокого давления возвращают во впускной элемент увеличения давления третьего уровня компрессора 12 пропана; в отношении отделенного жидкого пропана продолжают регулирование потока до -15 – -5 °C с введением в теплообменник с пропаном среднего давления, в котором обеспечивают определенное количество холода; продукт в виде этана, получаемый природный газ обратного потока и этилен в качестве хладагента после охлаждения до -12 – -2 °C вводят в теплообменник с пропаном низкого давления. Пропан в газовой фазе в теплообменнике с пропаном среднего давления возвращают во впускной элемент увеличения давления второго уровня компрессора пропана; в отношении отделенного жидкого пропана продолжают регулирование потока до -39 – -37 °C с введением в теплообменник с пропаном низкого давления, в котором обеспечивают определенное количество холода; продукт в виде этана, получаемый природный газ обратного потока и этилен в качестве хладагента охлаждают до -36 – -34 °C с введением в систему теплообмена с этиленом. Отделенную газовую фазу из теплообменника с пропаном низкого давления вводят во впускной элемент увеличения давления первого уровня компрессора 12 пропана. Завершают цикл охлаждения пропаном.

3. Охлаждение этиленом

Система 16 теплообмена с этиленом содержит теплообменник с этиленом высокого давления, теплообменник с этиленом среднего давления и теплообменник с этиленом низкого давления; в этой системе конденсированный продукт в виде этана переохлаждают до -90 – -85 °C; получаемый природный газ обратного потока сжижают и переохлаждают до -95 – -90 °C.

В теплообменнике с этиленом высокого давления с помощью этилена в качестве хладагента, давление которого посредством компрессора 15 этилена увеличивают до 1600–2400 кПа изб., после последовательных конденсирования и охлаждения посредством системы теплообмена с этиленом до -36 – -34 °C обеспечивают путем регулирования потока до -60 – -50 °C определенное количество холода; получаемый природный газ обратного потока и этан после предварительного охлаждения до -57 – 47 °C вводят в теплообменник с этиленом среднего давления. Этилен в газовой фазе в теплообменнике с этиленом высокого давления возвращают во впускной элемент увеличения давления третьего уровня компрессора 15 этилена; в отношении отделенного жидкого этилена продолжают регулирование потока до -81 – -73 °C с введением в теплообменник с этиленом среднего давления, в котором обеспечивают определенное количество холода; получаемый природный газ обратного потока и этан после охлаждения до -78 – -70 °C вводят в теплообменник с этиленом низкого давления. Этилен в газовой фазе в теплообменнике с этиленом среднего давления возвращают во впускной элемент увеличения давления второго уровня компрессора 15 этилена; в отношении отделенного жидкого этилена продолжают регулирование потока до -98 – -93 °C с введением в теплообменник с этиленом низкого давления, в котором обеспечивают определенное количество холода; получаемый природный газ обратного потока после охлаждения до -95 – -90 °C направляют в верхнюю часть деметанизатора 4 в виде обратного потока; этан после охлаждения до -90 – -85 °C подают в резервуар для хранения этана с целью хранения. Отделенную газовую фазу из теплообменника с этиленом низкого давления вводят во впускной элемент увеличения давления первого уровня компрессора 15 этилена. Завершают цикл охлаждения этиленом.

Согласно настоящему изобретению части для охлаждения пропаном можно охлаждать пропиленом, а часть для охлаждения этиленом можно охлаждать этаном.

Согласно настоящему изобретению каждый из деметанизатора и деэтанизатора снабжен ребойлером.

Согласно настоящему изобретению деметанизатор представляет собой тарельчатую колонну, а также может быть выполнен в виде сочетания насадочной и тарельчатой колонн; деэтанизатор может представлять собой тарельчатую колонну, а также может представлять собой насадочную колонну.

Согласно настоящему изобретению система теплообмена с пропаном в зависимости от давления продукта в виде этана также может обеспечивать теплообмен первого уровня, а также может обеспечивать теплообмен второго уровня или теплообмен четвертого уровня; соответствующий впускной элемент компрессора пропана может обеспечивать увеличение давления первого уровня, а также может обеспечивать увеличение давления второго уровня или обеспечивать увеличение давления четвертого уровня.

Согласно настоящему изобретению средством для охлаждения пропана также может быть пропилен.

Согласно настоящему изобретению на основании того, что давление в выпускном элементе компрессора пропана изменяется, конденсатор 13 пропана осуществляет конденсирование циркулирующей водой, а также может осуществлять конденсирование с помощью воздушного охладителя.

Согласно настоящему изобретению система теплообмена с этиленом в зависимости от давления получаемого природного газа обратного потока может обеспечивать теплообмен второго уровня или теплообмен четвертого уровня; соответствующий впускной элемент компрессора этилена может обеспечивать увеличение давления второго уровня или увеличение давления четвертого уровня.

Согласно настоящему изобретению на основании разных требований к условиям хранения этана и температур охлаждения получаемого природного газа обратного потока средство для охлаждения этилена также можно заменить этаном.

Согласно настоящему изобретению выходящая из нижней части деэтанизатора жидкая фаза представляет собой C3+ и может непосредственно продаваться, и в зависимости от потребности пользователей можно решить, получать ли путем сепарирования посредством депропанизатора и дебутанизатора продукты в виде пропана и бутана (LPG), а также стабильный продукт в виде легких углеводородов для продажи и тем самым диверсифицировать продукцию.

1. Установка для извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения, отличающаяся тем, что содержит холодильник, низкотемпературный сепаратор, деметанизатор, деэтанизатор, систему теплообмена с пропаном или пропиленом и систему теплообмена с этиленом, при этом выпускной элемент для природного газа холодильника связан с низкотемпературным сепаратором; с выпускным элементом для жидкой фазы низкотемпературного сепаратора последовательно связаны деметанизатор, деэтанизатор, конденсатор деэтанизатора, емкость орошения деэтанизатора, система теплообмена с пропаном или пропиленом и система теплообмена с этиленом; газовая фаза из верхней части деметанизатора последовательно проходит через холодильник, детандер и компрессор получаемого газа; выпускной элемент для природного газа системы теплообмена с этиленом связан с впускным элементом в верхней части деметанизатора; компрессор пропана или пропилена, конденсатор пропана или пропилена и система теплообмена с пропаном или пропиленом соединены с образованием циркуляционного контура; компрессор этилена, система теплообмена с пропаном или пропиленом и система теплообмена с этиленом соединены с образованием циркуляционного контура.

2. Установка для извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что выпускной элемент для газовой фазы низкотемпературного сепаратора выполнен раздваивающимся по двум маршрутам, при этом на одном маршруте он последовательно связан с детандером и деметанизатором, а на другом маршруте он последовательно связан с холодильником и впускным элементом в верхней части деметанизатора.

3. Установка для извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что выпускной элемент для жидкой фазы емкости орошения деэтанизатора последовательно связан с оросительным насосом деэтанизатора и впускным элементом для обратного потока в верхней части деэтанизатора.

4. Установка для извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из указанных деметанизатора и деэтанизатора в нижней части снабжен ребойлером.

5. Установка для извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что указанный деметанизатор представляет собой тарельчатую колонну или выполнен в виде сочетания насадочной и тарельчатой колонн; деэтанизатор представляет собой тарельчатую колонну или насадочную колонну.

6. Способ извлечения этана из природного газа с помощью установки по п. 1 с применением каскадного охлаждения, отличающийся тем, что включает следующие этапы:

1) ректификацию поступающего природного газа с разделением на продукт в виде этана, C3+ и получаемый природный газ:

осушенный содержащий этан природный газ с 3,0-7,0 МПа изб. после предварительного охлаждения посредством холодильника до -35 - -75 °C вводят в низкотемпературный сепаратор для разделения на газовую и жидкую фазу; большую часть отделенной газовой фазы после расширения посредством детандера до 2,0-4,0 МПа изб. вводят в деметанизатор; меньшую часть отделенной газовой фазы вводят в холодильник и после конденсирования до -80 - -95 °C со сжижением снова вводят в верхнюю часть деметанизатора; жидкую фазу, отделенную в низкотемпературном сепараторе, после регулирования потока до 2,2-4,0 МПа изб. вводят в деметанизатор; давление в деметанизаторе регулируют в диапазоне 1,8-3,8 МПа изб.;

выходящий из нижней части деметанизатора C2+ вводят в деэтанизатор; давление в деэтанизаторе регулируют в диапазоне 1,6-3,5 МПа изб.; выходящую из деэтанизатора после ректификации газовую фазу после конденсирования посредством конденсатора деэтанизатора до -30 - 5 °C повергают сепарации в емкости орошения деэтанизатора, и полученную жидкость посредством оросительного насоса деэтанизатора подают в деэтанизатор в виде обратного потока; газовая фаза, полученная сепарацией посредством емкости орошения деэтанизатора, представляет собой продукт в виде этана, который вводят в систему теплообмена с пропаном или пропиленом;

большую часть выходящей из деметанизатора газовой фазы после доведения до температуры 10-35 °C за счет теплообмена в холодильнике и после последующего последовательного увеличения давления посредством соосного концевого элемента детандера для увеличения давления и компрессора получаемого газа выводят в виде получаемого природного газа; оставшуюся меньшую часть вводят в систему теплообмена с пропаном или пропиленом;

2) обеспечение посредством системы теплообмена с пропаном или пропиленом определенного количества холода для сжижения и переохлаждения получаемого этана:

пропан или пропилен в качестве хладагента, давление которого посредством компрессора пропана или пропилена увеличивают до 1300-1700 кПа изб., после конденсирования и охлаждения посредством конденсатора пропана или пропилена до 30-50 °C вводят в систему теплообмена с пропаном или пропиленом; посредством системы теплообмена с пропаном или пропиленом продукт в виде этана в газовой фазе конденсируют и охлаждают до -34 - -37 °C; получаемый природный газ обратного потока предварительно охлаждают до -34 - -37 °C; и этилен в качестве хладагента конденсируют и охлаждают до -34 - -37 °C;

3) обеспечение посредством системы теплообмена с этиленом определенного количества холода для переохлаждения продукта в виде этана, а также сжижения и переохлаждения получаемого газа обратного потока:

этилен в качестве хладагента, давление которого посредством компрессора этилена увеличивают до 1600–2400 кПа изб., после последовательных конденсирования и охлаждения посредством системы теплообмена с этиленом до -36 - -34 °C вводят в систему теплообмена с этиленом; посредством системы теплообмена с этиленом конденсированный продукт в виде этана переохлаждают до -90 - -85 °C; получаемый природный газ обратного потока сжижают и переохлаждают до -95 - -90 °C.

7. Способ извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения по п. 6, отличающийся тем, что указанная система теплообмена с пропаном или пропиленом содержит теплообменник с пропаном или пропиленом высокого давления, теплообменник с пропаном или пропиленом среднего давления и теплообменник с пропаном или пропиленом низкого давления; в отношении пропана или пропилена в качестве хладагента, поступающего в систему теплообмена с пропаном или пропиленом, регулируют поток до 15-23 °C с обеспечением определенного количества холода в теплообменнике с пропаном или пропиленом высокого давления; получаемый природный газ обратного потока и этилен в качестве хладагента после предварительного охлаждения до 18-26 °C вводят в теплообменник с пропаном или пропиленом среднего давления; пропан или пропилен в газовой фазе в теплообменнике с пропаном или пропиленом высокого давления возвращают во впускной элемент увеличения давления третьего уровня компрессора пропана или пропилена; отделенный жидкий пропан или пропилен после дополнительного регулирования потока до -15 - -5 °C вводят в теплообменник с пропаном или пропиленом среднего давления; продукт в виде этана, получаемый природный газ обратного потока и этилен в качестве хладагента после охлаждения до -12 - -2 °C вводят в теплообменник с пропаном или пропиленом низкого давления; пропан или пропилен в газовой фазе в теплообменнике с пропаном или пропиленом среднего давления возвращают во впускной элемент увеличения давления второго уровня компрессора пропана или пропилена; отделенный жидкий пропан или пропилен после регулирования потока до -39 - -37 °C вводят в теплообменник с пропаном или пропиленом низкого давления; продукт в виде этана, получаемый природный газ обратного потока и этилен в качестве хладагента после охлаждения до -36 - -34 °C вводят в систему теплообмена с этиленом; отделенную газовую фазу из теплообменника с пропаном или пропиленом низкого давления вводят во впускной элемент увеличения давления первого уровня компрессора пропана или пропилена; завершают цикл охлаждения пропаном или пропиленом.

8. Способ извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения по п. 6, отличающийся тем, что указанная система теплообмена с этиленом содержит теплообменник с этиленом высокого давления, теплообменник с этиленом среднего давления и теплообменник с этиленом низкого давления; в отношении этилена в качестве хладагента, поступающего в систему теплообмена с этиленом, регулируют поток до -60 - -50 °C с обеспечением определенного количества холода в теплообменнике с этиленом высокого давления; получаемый природный газ обратного потока и этан после предварительного охлаждения до -57 - 47 °C вводят в теплообменник с этиленом среднего давления; этилен в газовой фазе в теплообменнике с этиленом высокого давления возвращают во впускной элемент увеличения давления третьего уровня компрессора этилена; отделенный жидкий этилен после регулирования потока до -81 - -73 °C вводят в теплообменник с этиленом среднего давления; получаемый природный газ обратного потока и этан после охлаждения до -78 - -70 °C вводят в теплообменник с этиленом низкого давления; этилен в газовой фазе в теплообменнике с этиленом среднего давления возвращают во впускной элемент увеличения давления второго уровня компрессора этилена; отделенный жидкий этилен после регулирования потока до -98 - -93 °C вводят в теплообменник с этиленом низкого давления; получаемый природный газ обратного потока после охлаждения до -95 - -90 °C направляют в верхнюю часть деметанизатора в виде обратного потока; этан после охлаждения до -90 - -85 °C подают в резервуар для хранения этана с целью хранения; отделенную газовую фазу из теплообменника с этиленом низкого давления вводят во впускной элемент увеличения давления первого уровня компрессора этилена; завершают цикл охлаждения этиленом.

9. Способ извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения по п. 6, отличающийся тем, что указанный конденсатор пропана или пропилена осуществляет конденсирование циркулирующей водой или осуществляет конденсирование с помощью воздушного охладителя.



 

Похожие патенты:

Установка низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР для комплексной подготовки газа с выработкой СПГ, включающая входной сепаратор, блок низкотемпературной конденсации с редуцирующими устройствами, содержащий первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор с теплообменной секцией, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с низкотемпературным сепаратором, оснащенным линией вывода подготовленного природного газа, а также блок стабилизации конденсата.

Изобретение относится к системам и способам для извлечения легких углеводородов из газообразных отходов рафинирования с использованием турбодетандера в оконечной части системы.

Изобретение относится к системам и способам для извлечения легких углеводородов из газообразных отходов рафинирования с использованием турбодетандера в оконечной части системы.

Установка и способ служат для получения кислорода низкотемпературным разделением воздуха в системе дистилляционных колонн. Установка содержит колонну (1) высокого давления и колонну (2) низкого давления, главный конденсатор (3), линию (37) для продуктового кислорода, которая соединена с колонной (2) низкого давления, вспомогательную колонну (4), устройство для введения газообразной фракции (12), содержание кислорода в которой равно содержанию его в воздухе или выше, в сборник вспомогательной колонны (4), линию (19, 20, 20b) для флегмовой жидкости, для введения потока жидкости из колонны (1) высокого давления, главного конденсатора (3) или колонны (2) низкого давления в качестве флегмы на верх вспомогательной колонны (4), причем поток жидкости имеет содержание азота, которое по меньшей мере равно содержанию его в воздухе.

Способ сжижения сырьевого потока природного газа и удаления азота из него включает в себя пропускание сырьевого потока природного газа через главный теплообменник с образованием первого потока СПГ и разделение сжиженного или частично сжиженного потока природного газа в дистилляционной колонне с образованием обогащенного азотом парообразного продукта.

Изобретение относится к способу регенерации компонентов этилена и пропилена на установке целевого получения пропилена. Способ осуществляют при помощи системы целевого получения пропилена, включающий: охлаждение смешанного потока легкого пара в верхней части деэтанизатора и пара крекинг-газа с образованием первого частичного конденсата и первого остаточного пара; пропускание первого частичного конденсата в нижнюю часть ректификационной колонны; пропускание первого остаточного пара вверх через наполнитель ректификационной колонны во время контакта первого остаточного пара со встречным потоком, с получением потока в верхней части ректификационной колонны, и потока жидкости в нижней части ректификационной колонны; пропускание потока жидкости из нижней части ректификационной колонны в деэтанизатор; частичную конденсацию потока в верхней части ректификационной колонны на одной или нескольких ступенях теплообмена для охлаждения потока в верхней части ректификационной колонны с получением второго частичного конденсата со вторым остаточным паром.

Изобретение относится к разделению газов. Система для удаления азота и получения метанового продуктового потока высокого давления содержит первый делитель, в котором первый подаваемый поток делится на второй и третий подаваемые потоки, первую фракционирующую колонну, в которой второй и третий подаваемые потоки разделяются на первый головной поток и первый кубовый поток, и вторую фракционирующую колонну с конденсатором и ребойлером, в которой первый головной поток разделяется на второй головной поток и второй кубовый поток.

Изобретение относится к разделению газов. Система для удаления азота и получения метанового продуктового потока высокого давления содержит первый делитель, в котором первый подаваемый поток делится на второй и третий подаваемые потоки, первую фракционирующую колонну, в которой второй и третий подаваемые потоки разделяются на первый головной поток и первый кубовый поток, и вторую фракционирующую колонну с конденсатором и ребойлером, в которой первый головной поток разделяется на второй головной поток и второй кубовый поток.

Изобретение относится к способу получения сжиженного углеводородного газа с низким содержанием азота. Способ получения сжиженной обогащенной углеводородом фракции (фракции продукта) с содержанием азота ≤ 1 мол.% осуществляют следующим образом.

Описан способ выделения газообразной продуктовой фракции (11) с высоким содержанием этана из газообразной сырьевой фракции (1) с высоким содержанием углеводородов, предпочтительно из природного газа.

Установка низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР для комплексной подготовки газа с выработкой СПГ, включающая входной сепаратор, блок низкотемпературной конденсации с редуцирующими устройствами, содержащий первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор с теплообменной секцией, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с низкотемпературным сепаратором, оснащенным линией вывода подготовленного природного газа, а также блок стабилизации конденсата.

Изобретение предназначено для очистки газа, обогащенного углеводородами. Способ очистки газа, обогащенного углеводородами и содержащего по меньшей мере 10 ч./млн по объему углеводородов, имеющих по меньшей мере шесть углеродных атомов, содержит стадии: а) охлаждение указанного газа до температуры в между -20°С и -60°С в результате теплообмена с, по меньшей мере, одним хладагентом в теплообменнике; b) очистка от соединений, содержащих, по меньшей мере, шесть углеродных атомов, газа, частично сжиженного на стадии а) в промывочной колонне, содержащей верхнюю часть колонны на ее самом высоком конце и емкость колонны на ее самом нижнем конце, для того, чтобы образовать на верхней части промывочной колонны газовый поток, содержащий менее 5 ч./млн по объему соединений, имеющих, по меньшей мере, шесть углеродных атомов, и в сосуде промывочной колонны поток жидкости, обогащенный соединениями, имеющими, по меньшей мере, пять углеродных атомов; с) по меньшей мере, частичная конденсация указанного газового потока, получаемого на стадии b), в теплообменнике для того, чтобы образовать двухфазный поток; d) разделение двухфазного потока в сепараторе при температуре в интервале от -60°С до -80°С для того, чтобы образовать газовый поток в верхней части сепаратора и поток жидкости в кубовой части сепаратора (16); е) использование потока жидкости, получаемого на стадии d), в качестве флегмы верхней части промывочной колонны; f) конденсация газового потока, получаемого на стадии d), теплообменом в теплообменнике при температуре ниже -100°С для того, чтобы образовать сжиженный газ, содержащий менее 5 ч./млн по объему соединений, имеющих, по меньшей мере, шесть углеродных атомов.

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

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

Изобретение относится к переработке углеводородных газов. Сжатый парообразный выходящий поток подвергают уменьшению перегрева в системе пароохладителя.

Изобретение относится к способу получения сжиженного углеводородного газа с низким содержанием азота. Способ получения сжиженной обогащенной углеводородом фракции (фракции продукта) с содержанием азота ≤ 1 мол.% осуществляют следующим образом.

Изобретение относится к транспортировке природного газа. Способ транспортировки природного газа включает транспортировку жидкой смеси с применением морского танкера из первого местоположения во второе местоположение и высвобождение газа из жидкой смеси во втором местоположении путем понижения давления жидкой смеси.

Изобретение относится к установкам низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности. Изобретение касается двух вариантов установки, включающих входной сепаратор, дефлегматор, низкотемпературный сепаратор, выветриватель, деметанизатор, деэтанизатор (второй вариант), дебутанизатор, три рекуперационных теплообменника, два холодильника, сепаратор, блоки осушки и очистки, два детандера, два компрессора и два редуцирующих устройства.

Изобретение относится к способу получения сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов. Способ включает: обеспечение смеси углеводородов в паровой фазе и пропускание указанной смеси углеводородов через входной газоочиститель, содержащий входную ёмкость, посредством которой из входного газоочистителя отводятся пары углеводородов; транспортирование паров, поступающих из входного газоочистителя, через приемный газоочиститель компрессора, содержащий всасывающую ёмкость, посредством которой из приемного газоочистителя компрессора отводят поток паров, поступающих в компрессор; cжатие поступающего в компрессор парообразного потока в агрегате, образованном из одного или большего числа компрессоров, с получением более высокого давления и образованием при этом сжатого парообразного выходящего потока; уменьшение перегрева сжатого парообразного выходящего потока в системе для уменьшения перегрева, содержащей теплообменник-пароохладитель, включающее приведение, по меньшей мере, части сжатого парообразного выходящего потока в косвенный контакт с теплообменом с потоком из окружающей среды в теплообменнике- пароохладителе, что позволяет передавать теплоту от сжатого парообразного выходящего потока потоку из окружающей среды с получением в результате из сжатого парообразного выходящего потока охлажденного потока перегретых паров углеводородов, причем система для уменьшения перегрева снабжена регулятором температуры, который функционально связан с клапаном регулирования температуры для изменения степени открытия клапана в зависимости от температуры потока перегретых паров углеводородов; транспортирование, по меньшей мере, части охлажденного потока перегретых паров углеводородов из системы уменьшения перегрева в конденсатор через выходной трубопровод пароохладителя и дополнительное охлаждение части охлажденного перегретого потока углеводородов в указанном конденсаторе с помощью косвенного теплообмена указанной части охлажденного перегретого потока углеводородов с охлаждающим потоком, при этом указанную часть охлажденного перегретого потока углеводородов, по меньшей мере, частично конденсируют с образованием сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов; отделение от охлажденного перегретого потока углеводородов, проходящего через выходной трубопровод пароохладителя, рециркуляционной части с образованием рециркуляционного потока с определенным расходом на рециркуляцию, поступающего из выходного трубопровода пароохладителя в агрегат, состоящий из одного или большего количества компрессоров, через барабан-сепаратор для противопомпажной рециркуляции, клапан противопомпажной рециркуляции и приемный газоочиститель компрессора, при этом расход на рециркуляцию регулируется с помощью клапана противопомпажной рециркуляции, и извлечение жидких компонентов из рециркуляционной части охлажденного перегретого потока углеводородов и отвод через выпускной патрубок для жидкости, имеющийся в барабане-сепараторе противопомпажной рециркуляции; подачу жидких компонентов, отведенных из рециркуляционной части охлажденного потока перегретых паров углеводородов, во входной газоочиститель.

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для разделения природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам.

Изобретение относится к системам и способам для извлечения легких углеводородов из газообразных отходов рафинирования с использованием турбодетандера в оконечной части системы.

Предложена установка для извлечения этана из природного газа с применением каскадного охлаждения, которая содержит холодильник, низкотемпературный сепаратор, деметанизатор, деэтанизатор, систему теплообмена с пропаном или пропиленом и систему теплообмена с этиленом, при этом выпускной элемент для природного газа холодильника связан с низкотемпературным сепаратором; с выпускным элементом для жидкой фазы низкотемпературного сепаратора последовательно связаны деметанизатор, деэтанизатор, конденсатор деэтанизатора, емкость орошения деэтанизатора, система теплообмена с пропаном или пропиленом и система теплообмена с этиленом; газовая фаза из верхней части деметанизатора последовательно проходит через холодильник, детандер и компрессор получаемого газа; выпускной элемент для природного газа системы теплообмена с этиленом связан с впускным элементом в верхней части деметанизатора; компрессор пропана или пропилена, конденсатор пропана или пропилена и система теплообмена с пропаном или пропиленом соединены с образованием циркуляционного контура; компрессор этилена, система теплообмена с пропаном или пропиленом и система теплообмена с этиленом соединены с образованием циркуляционного контура. Также предложен способ извлечения этана из природного газа с помощью установки, которая описывается выше, с применением каскадного охлаждения. Технический результат - обеспечить сравнительно низкую температуру предварительного охлаждения и повысить объём получения этана с помощью технологии «каскадного охлаждения + охлаждения детандере», применяемой при изменяющемся давлении поступающего газа, а также обеспечить невысокое потребление энергии и упростить конструкцию для облегчения эксплуатации установки. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх