|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] В данном изобретении предложен способ запуска дистилляционной колонны, предусматривающий производство чистого метана. Способ включает в себя поддержание ректификационной секции и нижней секции в работоспособном состоянии в дистилляционной колонне, подачу потока в нижнюю секцию, непосредственную подачу метана по меньшей мере в одно из ректификационной секции и выпускного трубопровода ректификационной секции, имеющегося в ректификационной секции, когда концентрация загрязняющего вещества, выходящего в виде пара на верхнем участке нижней секции, находится за пределами заданной концентрации, и введение пара из нижней секции в ректификационную секцию, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции, находится в пределах упомянутой заданной концентрации. 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
В данном изобретении предложен способ запуска дистилляционной колонны, предусматривающий производство чистого метана. Способ включает в себя поддержание ректификационной секции и нижней секции в работоспособном состоянии в дистилляционной колонне, подачу потока в нижнюю секцию, непосредственную подачу метана по меньшей мере в одно из ректификационной секции и выпускного трубопровода ректификационной секции, имеющегося в ректификационной секции, когда концентрация загрязняющего вещества, выходящего в виде пара на верхнем участке нижней секции, находится за пределами заданной концентрации, и введение пара из нижней секции в ректификационную секцию, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции, находится в пределах упомянутой заданной концентрации.
Евразийское (21) 201692099 (13) Al
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. F25J3/02 (2006.01)
2017.02.28 F25J3/08 (2006.01)
(22) Дата подачи заявки 2015.03.18
(54) СПОСОБ ЗАПУСКА ДИСТИЛЛЯЦИОННОЙ КОЛОННЫ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(31) (32)
61/982,689 2014.04.22
(33) US
(86) PCT/US2015/021237
(87) WO 2015/163997 2015.10.29
(88) 2016.02.04
(71) Заявитель:
(72) (74)
ЭКСОНМОБИЛ АПСТРИМ РИСЕРЧ КОМПАНИ (US)
Изобретатель:
Валенсия Хайме А. (US)
Представитель: Медведев В.Н. (RU) (57) В данном изобретении предложен способ запуска дистилляционной колонны, предусматривающий производство чистого метана. Способ включает в себя поддержание ректификационной секции и нижней секции в работоспособном состоянии в дистилляционной колонне, подачу потока в нижнюю секцию, непосредственную подачу метана по меньшей мере в одно из ректификационной секции и выпускного трубопровода ректификационной секции, имеющегося в ректификационной секции, когда концентрация загрязняющего вещества, выходящего в виде пара на верхнем участке нижней секции, находится за пределами заданной концентрации, и введение пара из нижней секции в ректификационную секцию, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции, находится в пределах упомянутой заданной концентрации.
2420-535737ЕА/062 СПОСОБ ЗАПУСКА ДИСТИЛЛЯЦИОННОЙ КОЛОННЫ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Перекрестная ссылка на родственную заявку
[0001] В этой заявке заявляются притязания на приоритет согласно заявке № 61/982689 на патент США, поданной 22 апреля 2014 г. под названием "METHOD AND SYSTEM FOR STARTING UP A DISTILLATION TOWER" ("СПОСОБ ЗАПУСКА ДИСТИЛЛЯЦИОННОЙ КОЛОННЫ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ") , которая во всей ее полноте включена сюда посредством ссылки. Уровень техники
Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Изобретение относится в основном к области разделения текучих сред в дистилляционной колонне. Более конкретно, изобретение относится к запуску дистилляционной колонны.
Описание предшествующего уровня техники
[0003] Этот раздел предназначен для представления различных аспектов уровня техники, которые могут быть связаны с данным изобретением. Это обсуждение имеет целью обеспечение концептуальной базы для лучшего понимания практических аспектов данного изобретения. Соответственно, должно быть ясно, что этот раздел следует прочесть в этом свете, а не обязательно как подачу информации об уровне техники.
[0004] Добыча углеводородов природного газа, таких, как метан и этан, из пластового резервуара зачастую проходит с попутной добычей неуглеводородных газов. Такие газы включают в себя загрязняющие вещества, такие, как, по меньшей мере, один из углекислого газа ("С02") , сероводорода ("H2S") , карбонилсульфида, сероуглерода и различных меркаптанов. Когда сырьевой поток, выпускаемый из пластового резервуара, включает в себя эти загрязняющие вещества, смешанные с углеводородами, этот поток часто называют "сернистым газом".
[0005] Многие пластовые резервуары природного газа имеют относительно низкие процентные содержания углеводородов и
относительно высокие процентные содержания загрязняющих веществ. Загрязняющие вещества могут действовать как разбавитель и понижать теплосодержание углеводородов. Кроме того, в присутствии воды некоторые загрязняющие вещества могут приводить к коррозии.
[0006] Желательно удалять загрязняющие вещества из потока, содержащего углеводороды, чтобы получить обессеренные и концентрированные углеводороды. Технические характеристики качественного природного газа для трубопроводов, как правило, предписывают максимум 2-4% С02 и 16,2 мг (0,25 грана) H2S на 2,8 3 м3 (100 стандартных кубических футов (скф)) (4 части на миллион по объему (ч.н.м.о.)) или 5 мг/Н-м3 H2S. Технические характеристики для более низкотемпературных процессов, таких, как происходящие на заводах по сжижению природного газа или в установках для удаления азота, как правило, требуют менее чем 50 частей на миллион (ч.н.м.) С02.
[0007] Отделение загрязняющих веществ от углеводородов затруднено, и поэтому потрачено много сил на разработку способов разделения углеводородов и загрязняющих веществ. Эти способы можно разбить на три общих класса: поглощение растворителями (физическое, химическое и гибридное), поглощение твердыми частицами и дистилляция.
[0008] Разделение некоторых смесей дистилляцией может оказаться простым и - как таковое - широко применяется в газовой промышленности. Вместе с тем, дистилляция смесей углеводородов природного газа, в первую очередь, метана и одного из наиболее распространенных загрязняющих веществ в природном газе - углекислого газа - может представлять значительные трудности. Обычные принципы дистилляции и обычное оборудование для дистилляции основаны на присутствии только паровой и жидкой фаз на всем протяжении дистилляционной колонны. Отделение С02 от метана дистилляцией подразумевает условия давления и температуры, которые приводят к загустеванию С02, если желателен углеводородный продукт для трубопроводов или углеводородный продукт более высокого качества. Требуемые
температуры являются низкими температурами, которые, как правило, называют криогенными температурами.
[0009] Определенные разновидности криогенной дистилляции могут способствовать устранению вышеупомянутых загрязнений. Эти разновидности криогенной дистилляции обеспечивают подходящий механизм для отработки образования и последующего расплавления твердых частиц во время отделения загрязняющих веществ, образующих твердые частицы, от углеводородов. Образование твердых загрязняющих веществ в равновесии с парожидкостными смесями углеводородов и загрязняющих веществ в конкретных условиях температуры и давления имеет место в секции с зоной регулируемого замораживания. Отделению загрязняющих веществ от углеводородов также могла бы способствовать отпарная секция, но отпарную секцию эксплуатируют при температуре и давлении, которые не приводят к образованию твердого вещества.
[0010] Когда в дистилляционной колонне используют разновидности криогенной дистилляции, могут возникать неблагоприятные условия, если к конце запуска дистилляционной колонны не достигается надлежащая температура и/или не достигаются надлежащие профили состава. Надлежащая температура и надлежащие профили состава могут изменяться в зависимости от секции дистилляционной колонны. Неблагоприятные условия могут включать в себя образование твердых частиц внутри дистилляционной колонны, но снаружи секции с зоной регулируемого замораживания. Неблагоприятные условия могут также включать в себя чрезмерное скопление твердых частиц в секции с зоной регулируемого замораживания. Любое из этих двух неблагоприятных условий может помешать правильному функционированию секции с зоной регулируемого замораживания и/или эффективному отделению метана от загрязняющих веществ.
[ООН] Существует потребность в усовершенствованной технологии запуска дистилляционной колонны для достижения надлежащей температуры и/или надлежащих профилей состава в дистилляционной колонне к концу запуска (т.е., к началу нормальной работы) дистилляционной колонны.
Сущность изобретения
[0012] Данное изобретение, помимо прочего, обеспечивает способ запуска дистилляционной колонны и систему для его осуществления.
[0013] Способ запуска дистилляционной колонны может включать в себя поддержание ректификационной секции в работоспособном состоянии в дистилляционной колонне, поддержание нижней секции в работоспособном состоянии в дистилляционной колонне, причем конфигурация этой секции обеспечивает образование твердых частиц из загрязняющего вещества в потоке, который поступает в дистилляционную колонну, подачу этого потока в нижнюю секцию, непосредственную подачу метана, по меньшей мере, в одно из ректификационной секции и выпускного трубопровода ректификационной секции, имеющегося в ректификационной секции, когда концентрация загрязняющего вещества, выходящего в виде пара на верхнем участке нижней секции, находится за пределами заданной концентрации, и введение пара из нижней секции в ректификационную секцию, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции, находится в пределах упомянутой заданной концентрации.
[0014] Способ запуска дистилляционной колонны может включать в себя поддержание ректификационной секции в работоспособном состоянии в дистилляционной колонне, поддержание нижней секции в работоспособном состоянии в дистилляционной колонне, причем конфигурация этой секции обеспечивает образование твердых частиц из загрязняющего вещества в потоке, который поступает в дистилляционную колонну, подачу этого потока в нижнюю секцию, непосредственную подачу метана, по меньшей мере, в одно из ректификационной секции и выпускного трубопровода ректификационной секции, имеющегося в ректификационной секции, когда концентрация загрязняющего вещества, выходящего в виде пара на верхнем участке нижней секции, находится за пределами заданной концентрации, введение пара из нижней секции в ректификационную секцию, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции, находится в пределах упомянутой заданной
концентрации, и производство углеводородов в дистилляционной колонне.
[0015] Дистилляционная колонна, предназначенная для запуска, может включать в себя ректификационную секцию, нижнюю секцию, конфигурация которой обеспечивает образование твердых частиц из загрязняющего вещества в потоке, и блок хранения, в котором хранится метан и который сообщается по текучей среде, по меньшей мере, с одним из ректификационной секции и выпускного трубопровода ректификационной секции, причем нижняя секция вводит загрязняющее вещество, выходящее в виде пара из верхнего участка нижней секции, в ректификационную секцию, когда концентрация загрязняющего вещества пара, покидающего верхний участок нижней секции, находится в пределах заданной концентрации, и при этом нижняя секция не вводит пары из нижней секции в ректификационную секцию, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции, находится за пределами упомянутой заданной концентрации.
[0016] Признаки данного изобретения были в широком смысле изложены выше, чтобы можно было лучше понять нижеследующее подробное описание. В нем также будут описаны дополнительные признаки.
Краткое описание чертежей
[0017] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества изобретения станут ясными из нижеследующего описания, прилагаемой формулы изобретения и сопроводительных чертежей, краткое описание которых приводится ниже.
[0018] На фиг.1 представлена принципиальная схема дистилляционной колонны.
[0019] На фиг.2 представлена принципиальная схема дистилляционной колонны.
[0020] На фиг.3 представлена принципиальная схема дистилляционной колонны во время запуска.
[0021] На фиг.4 представлена блок-схема последовательности операций способа в рамках данного изобретения.
[0022] Следует подчеркнуть, что чертежи представлены лишь
в качестве примеров, отражающих объем притязаний данного изобретения, и поэтому не являются его ограничениями. Кроме того, чертежи в основном выполнены не в масштабе, а приводятся в целях удобства и ясности иллюстрации различных аспектов изобретения.
Подробное описание
[0023] С целью способствовать пониманию принципов изобретения, теперь будут сделаны ссылки на признаки, иллюстрируемые на чертежах, а для их описания будут употребляться специфические формулировки. Тем не менее, следует понять, что этим не отражается намерение ограничить объем притязаний изобретения. Любые изменения и дополнительные модификации, а также любые дополнительные приложения описываемых здесь принципов изобретения, предполагаются в общем ясными специалисту в области техники, к которой относится изобретение. Для специалистов в данной области техники будет очевидно, что некоторые признаки, которые не имеют отношения к данному изобретению, могут и не быть показаны на чертежах из соображений ясности изображения.
[0024] В том смысле, в каком они употребляются в этой заявке, термины "поток", "поток газа", "поток пара" и "поток жидкости" относятся к разным стадиям сырьевого потока по мере обработки сырьевого потока в дистилляционной колонне, которая отделяет метан, являющийся основным углеводородом в природном газе, от загрязняющих веществ. Хотя словосочетания "поток газа", "поток пара" и "поток жидкости" относятся к ситуациям, в которых в потоке присутствуют главным образом газ, пары и жидкость, соответственно, в пределах потока возможно присутствие и других фаз. Например, газ также может присутствовать в потоке жидкости. В некоторых случаях, термины "поток газа" и "поток пара" могут употребляться взаимозаменяемо. В том смысле, в каком на него делаются ссылки в этой заявке, термин "поток" может взаимозаменяемо именоваться "сырьевым потоком".
[0025] Изобретение относится к способу запуска дистилляционной колонны и системе для его осуществления.
Предлагаемые система и способ способствуют оптимальному соединению нижней секции дистилляционной колонны с верхней секцией дистилляционной колонны во время запуска дистилляционной колонны таким образом, что дистилляционная колонна достигает надлежащей температуры и/или надлежащих профилей состава для потока в нижней и верхней секциях дистилляционной колонны в конце запуска. Предлагаемые система и способ способствуют оптимальному соединению нижней секции и верхней секции, не допуская миграцию твердых частиц наружу из промежуточной секции с зоной регулируемого замораживания дистилляционной колонны и/или не допуская чрезмерное скопление твердых частиц внутри промежуточной секции с зоной регулируемого замораживания. Фиг.1-4 отображают различные аспекты предлагаемых системы и способа.
[0026] Система содержит дистилляционную колонну 204 (фиг.1-3). Дистилляционная колонна 204 может отделять загрязняющие вещества, присутствующие в сырьевом потоке 10, от метана, присутствующего в сырьевом потоке 10.
[0027] Дистилляционная колонна 204 может содержать верхнюю секцию 254 и нижнюю секцию 264. Верхняя секция 254 может содержать ректификационную секцию 110. Нижняя секция 2 64 может содержать промежуточную секцию 108 с зоной регулируемого замораживания и отпарную секцию 106. Промежуточная секция 108 с зоной регулируемого замораживания может представлять собой верхний участок нижней секции 2 64. Отпарная секция 106 может представлять собой нижний участок 106 (фиг.З) нижней секции 264. Конфигурация нижней секции 264 может обеспечивать образование твердых частиц из загрязняющих веществ в пределах потока, который поступает в дистилляционную колонну 204.
[0028] Дистилляционную колонну 204 можно отнести к колонне с составной конфигурацией, потому что она содержит верхнюю секцию 254 и нижнюю секцию 264. Конфигурация составной колонны может оказаться выгодной в ситуациях, где нужно учитывать, например, высоту дистилляционной колонны, возможности ее перемещения, и/или проблемы перевозки, такие, как для
отдаленных мест. Конфигурация составной колонны обеспечивает
работу верхней секции 2 54 независимо от нижней секции 2 64 во
время запуска дистилляционной колонны или во время нормальной
работы дистилляционной колонны. Нормальная работа
дистилляционной колонны происходит после запуска
дистилляционной колонны.
[0029] Отпарная секция 106 построена и скомпонована с возможностью разделения сырьевого потока 10 на поток кубовой жидкости, обогащенной загрязняющими веществами (т.е., поток жидкости), и поток пара из зоны замораживания (т.е., поток пара) . Отпарная секция 106 разделяет сырьевой поток при температуре и давлении, которые не приводят к образованию твердых частиц. Поток жидкости может содержать количество загрязняющих веществ, гораздо большее, чем количество метана. Поток пара может содержать количество метана, гораздо большее, чем количество загрязняющих веществ. В любом случае, поток пара легче, чем поток жидкости. В результате, поток пара поднимается внутри отпарной секции 106 (т.е., поднимается к верху отпарной секции 106), а поток жидкости опускается внутри отпарной секции 106 (т.е., отпускается к низу отпарной секции 106). Верх отпарной секции 106 - это часть отпарной секции 10 6, ближайшая к промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания.
[0030] Отпарная секция 106 может включать в себя оборудование, которое разделяет сырьевой поток, и/или может быть соединена с таким оборудованием. Это оборудование может содержать любое подходящее оборудование для отделения метана от загрязняющих веществ, такое, как одна или несколько насадочных секций 181, либо одна или несколько тарелок дистилляционной колонны с перфорационными отверстиями, спускными трубами и переливными устройствами, и/или один или несколько узлов 135 полуглухих тарелок (фиг.1-3). Это оборудование может содержать компоненты, которые подводят тепло в поток для образования потока пара и потока жидкости. Например, оборудование может содержать, по меньшей мере, один из первого кипятильника 112 и второго кипятильника 172, которые подводят тепло в поток.
Каждый из первого кипятильника 112 и второго кипятильника 172 может находиться снаружи дистилляционной колонны 204. Первый кипятильник 112 может представлять собой множество первых кипятильников. Второй кипятильник 172 может представлять собой множество вторых кипятильников.
[0031] Первый кипятильник 112 может подводить тепло в поток жидкости, который покидает отпарную секцию 106 через выпускной канал 160 для жидкости отпарной секции 106. Поток жидкости может проходить от выпускного канала 160 для жидкости по трубопроводу 28, достигая первого кипятильника 112 (фиг.1-3). Количество тепла, подводимого в поток жидкости первым кипятильником 112, можно увеличить, чтобы отделять больше метана от загрязняющих веществ. Чем больше тепла подводится кипятильником 112 в поток, тем больше метана отделяется от загрязняющих веществ жидкости, и при этом больше загрязняющих веществ также будут испаряться.
[0032] Первый кипятильник 112 может подводить тепло в поток внутри дистилляционной колонны 204. В частности, тепло, подводимое первым кипятильником 112, подогревает отпарную секцию 106. Это тепло движется вглубь отпарной секции 10 6, в результате чего происходит подача тепла для подогрева твердых частиц, поступающих в узел 139 плавильной тарелки(фиг.1-3) промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания, так что твердые частицы образуют жидкую смесь и/или суспензионную смесь.
[0033] Второй кипятильник 172 подводит тепло в поток внутри отпарной секции 106. Этот тепло подводится ближе к промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания, чем тепло, подводимое первым кипятильником 112. В результате, тепло, подводимое вторым кипятильником 172, достигает промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания быстрее, чем тепло, подводимое первым кипятильником 112. Второй кипятильник 172 также помогает интеграцией энергии. От дистилляционной колонны ко второму кипятильнику 172 может вести трубопровод 17. От второго кипятильника 172 к дистилляционной
колонне может вести трубопровод 117.
[0034] Опускаясь к низу отпарной секции 106, поток жидкости может наталкиваться на один или несколько узлов 135 полуглухих тарелок.
[0 035] Каждый узел 135 полуглухой тарелки может включать в себя полуглухую тарелку 131. Поток жидкости, опускающийся к низу отпарной секции 106, может наталкиваться на узел 135 полуглухой тарелки. Поток жидкости может собираться на полуглухой тарелке 131. Поток жидкости, который собирается на полуглухой тарелке 131, может быть подан во второй кипятильник 172. После нагрева потока жидкости во втором кипятильнике 172, поток может возвращаться в промежуточную секцию 108 с зоной регулируемого замораживания для подвода тепла в промежуточную секцию 108 с зоной регулируемого замораживания и/или в узел 139 плавильной тарелки в промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания. Неиспарившийся поток, покидающий второй кипятильник 172, может быть подан обратно в дистилляционную колонну 204 ниже полуглухой тарелки 131. Поток пара, покидающий второй кипятильник 172, можно направлять под или над полуглухой тарелкой 131, когда поток пара поступает в дистилляционную колонну 2 04.
[0036] Полуглухая тарелка 131 может включать в себя один или несколько газопропускных патрубков 137. Каждый газопропускной патрубок 137 служит в качестве канала, по которому проходит поток пара в отпарной секции 106. Поток пара проходит сквозь отверстие в полуглухой тарелке 131 внизу газопропускного патрубка 137 к верху газопропускного патрубка 137. Отверстие тарелки 131 с газопропускным патрубком ближе к низу отпарной секции 10 6, чем к низу промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания. Верх полуглухой тарелки 131 ближе к низу промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания, чем к низу отпарной секции 106.
[0 037] Каждый газопропускной патрубок 137 имеет прикрепленную к нему крышку 133 газопропускного патрубка. Крышка 133 газопропускного патрубка накрывает верхнее отверстие 138 газопропускного патрубка, имеющееся в газопропускном
патрубке 137. Крышка 133 газопропускного патрубка предотвращает поступление потока жидкости в газопропускной патрубок 137. Поток пара покидает узел 135 полуглухой тарелки через верхнее отверстие 138 газопропускного патрубка.
[0038] Опустившись к низу отпарной секции 106, поток жидкости покидает дистилляционную колонну 2 04 через выпускной канал 160 для жидкости. Выпускной канал 160 для жидкости находится в пределах отпарной секции 106 (фиг.1-3). Выпускной канал 160 для жидкости может находиться внизу отпарной секции 106.
[0039] Выйдя через выпускной канал 160 для жидкости, сырьевой поток может проходить по трубопроводу 2 8 к первому кипятильнику 112. Сырьевой поток может быть нагрет первым кипятильником 112, после чего пары могут снова попасть в нижнюю секцию 106 по трубопроводу 30. Сырьевой поток, не испаренный первым кипятильником 112 (т.е., неиспаренная жидкость), может продолжать покидать процесс ректификации по трубопроводу 24. Не испаренная жидкость может и не поступать снова в дистилляционную колонну 2 04.
[0040] Промежуточная секция 108 с зоной регулируемого замораживания построена и скомпонована с возможностью разделения потока, вводимого в промежуточную секцию с зоной регулируемого замораживания, на твердые частицы и поток пара. Промежуточная секция 108 с зоной регулируемого замораживания формирует твердые частицы. Эти твердые частицы могут содержать больше загрязняющих веществ, чем метан. Поток пара (т.е., поток обогащенных метаном пара) может содержать больше метана, чем загрязняющих веществ. Промежуточная секция 108 с зоной регулируемого замораживания может принимать поток пара, который поднимается из отпарной секции 106.
[0041] Промежуточная секция 108 с зоной регулируемого замораживания может включать в себя узел 139 плавильной тарелки. Узел 139 плавильной тарелки может быть построен и скомпонован с возможностью расплавления твердых частиц, образовавшихся в промежуточной секции 108 с зоной регулируемого
замораживания. Когда поток пара поднимается из отпарной секции 106 в промежуточную секцию 108 с зоной регулируемого замораживания, этот поток пара сразу же наталкивается на узел
139 плавильной тарелки и подводит тепло для расплавления
твердых частиц. Узел 139 плавильной тарелки может содержать, по
меньшей мере, одно из плавильной тарелки 118, барботажного
колпачка 132, жидкости 130 и нагревательного механизма 134.
[0042] Плавильная тарелка 118 может собирать жидкость 130, что способствует расплавлению твердых частиц, образовавшихся в промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания. Плавильная тарелка 118 отделяет, по меньшей мере, участок промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания от отпарной секции 106. Плавильная тарелка 118 представляет находится на днище 4 5 промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания (фиг.1-3).
[0043] Барботажный колпачок 132 может действовать в качестве канала для подъема потока паров из отпарной секции 106 в промежуточную секцию 108 с зоной регулируемого замораживания. Барботажный колпачок 132 может обеспечить путь для потока паров, по которому поток пара вытесняется через стояк 140, а потом вниз и вокруг стояка 140 к плавильной тарелке 118. Стояк
140 накрыт крышкой 141. Крышка 141 предотвращает прохождение
жидкости 130 в стояк, а также помогает предотвратить
прохождение твердых частиц в стояк 14 0. Прохождение потока
паров через барботажный колпачок 132 позволяет потоку паров
переносить тепло в жидкость 130 в пределах узла 139 плавильной
тарелки.
[0044] Нагревательный механизм 134 может нагревать жидкость 130 в пределах узла 139 плавильной тарелки, облегчая расплавление твердых частиц с превращением их в жидкую смесь и/или суспензионную смесь. Нагревательный механизм 134 может находиться в любом месте в пределах узла 139 плавильной тарелки. Например, как показано на фиг.1-3, нагревательный механизм 134 может располагаться вокруг барботажных колпачков 132. Нагревательный механизм 134 может быть любым подходящим
механизмом, таким, как нагревательный змеевик. Источником тепла нагревательного механизма 134 может быть любой подходящий источник тепла.
[0045] Жидкость 130 в узле плавильной тарелки нагревается потоком паров, поднимающимся из отпарной секции 106. Нагревать жидкость 130 также может нагревательный механизм 134. Тепло, передаваемое потоком паров и/или нагревательным механизмом, нагревает жидкость, вследствие чего тепло получает возможность расплавлять твердые частицы.
[0046] Промежуточная секция 108 с зоной регулируемого замораживания может содержать узел 12 9 распыления (фиг.1-3). Узел 12 9 распыления охлаждает поток пара, который поднимается из нижней части 312 промежуточной секции с зоной регулируемого замораживания (фиг.З) промежуточной секции 108 зоны регулируемого замораживания. Нижняя часть 312 промежуточной секции с зоной регулируемого замораживания располагается под верхней частью 313 промежуточной секции с зоной регулируемого замораживания (фиг.З) промежуточной секции 108 зоны регулируемого замораживания. Узел 12 9 распыления распыляет на поток пара жидкость, которая холоднее, чем поток пара, чтобы охладить поток пара. Участок узла 12 9 распыления может находиться в пределах верхней части 313 промежуточной секции с зоной регулируемого замораживания. Узел 12 9 распыления не находится в пределах нижней части 312 промежуточной секции с зоной регулируемого замораживания. Узел 12 9 распыления расположен над узлом 139 плавильной тарелки. Узел 139 плавильной тарелки расположен под узлом 12 9 распыления. Температура в промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания понижается по мере прохождения потока паров из нижней части 312 промежуточной секции с зоной регулируемого замораживания в верхнюю часть 313 промежуточной секции с зоной регулируемого замораживания.
[0047] Узел 129 распыления может включать в себя распылительное сопло 120 (фиг.1-3). Распылительное сопло 120 распыляет жидкость на поднимающийся поток пара. Узел 12 9
распыления может включать в себя распылительный механизм. Распылительный механизм может включать в себя насос 12 8 для распыления (фиг.1-3), предназначенный для перекачивания жидкости или подачи ее самотеком с целью инициирования течения в жидкости. Насос 12 8 для распыления может находиться снаружи дистилляционной колонны 2 04.
[0048] Жидкость, распыляемая узлом 129 распыления, вступает в контакт с потоком паров, поднимающимся в промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания, при температуре и давлении, которые приводят к образованию твердых частиц. Твердые частицы, содержащие главным образом загрязняющие вещества, образуются, когда распыляемая жидкость вступает в контакт с потоком пара. Образовавшиеся твердые частицы падают к узлу 139 плавильной тарелки, взаимодействуя с жидкостью 130.
[0049] Твердые частицы образуют жидкую и/или суспензионную смесь, когда оказываются в жидкости 130. Жидкая и/или суспензионная смесь течет из промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания в отпарную секцию 106. Жидкая и/или суспензионная смесь течет из нижней части 312 промежуточной секции с зоной регулируемого замораживания к верху отпарной секции 106 по трубопроводу 22 (фиг.1-3). Трубопровод 22 может быть внешним трубопроводом. Трубопровод 22 может простираться от дистилляционной колонны 204. Трубопровод 22 может проходить от промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания. Этот трубопровод может простираться к отпарной секции 106. Трубопровод 22 может простираться от внешней поверхности дистилляционной колонны 204.
[0050] Ректификационная секция 110 работает при температуре и давлении и концентрации загрязняющего вещества, которые не приводят к образованию твердых частиц. Ректификационная секция 110 построена и скомпонована с возможностью охлаждения потока паров, вводимого в ректификационную секцию 110. Охлаждение потока приводит к отделению любых загрязняющих веществ, присутствующих в потоке
паров, от метана, присутствующего в потоке паров. Флегма в
ректификационной секции 110 приводит к охлаждению потока паров.
Флегму вводят в ректификационную секцию 110 по трубопроводу 18
(фиг.1-3). Трубопровод 18 может простираться до
ректификационной секции 110. Трубопровод 18 может проходить от внешней поверхности дистилляционной колонны 204.
[0051] После вступления в контакт с флегмой в ректификационной секции 110, сырьевой поток образует поток пара и поток жидкости. Поток пара содержит больше метана, чем загрязняющих веществ. Поток пара поднимается в ректификационной секции 110, а поток жидкости опускается к низу ректификационной секции 110.
[0052] Ректификационная секция 110 может включать в себя массообменное устройство 17 6 (фиг.1-3). Массообменное устройство может облегчить отделение метана от загрязняющих веществ, когда поток вступает в контакт с флегмой. Массообменное устройство 17 6 способствует отделению метана от загрязняющих веществ. Массообменное устройство 17 6 может включать в себя любое подходящее устройство для отделения, такое, как тарелка с перфорационными отверстиями, или секция произвольной либо структурированной набивки 17 6 для облегчения контакта паровой и жидкой фаз.
[0053] Поднявшись к верху ректификационной секции 110, поток пара может покинуть ректификационную секцию 110 дистилляционной колонны 2 04 через выпускной канал 4 01 ректификационной секции (фиг.1-3) по выпускному трубопроводу 14 (фиг.1-3). Трубопровод 14 (т.е., выпускной трубопровод ректификационной секции) может исходить из верхнего отверстия ректификационной секции 110. Трубопровод 14 может простираться от внешней поверхности ректификационной секции 110.
[0054] Из трубопровода 14 поток пара может попасть в конденсатор 122 (фиг.1-3). Конденсатор 122 охлаждает поток пара для образования охлажденного потока. Конденсатор 122, по меньшей мере, частично конденсирует поток.
[0055] Покинув конденсатор 122, охлажденный поток может
попасть в сепаратор 124 (фиг.1-3). Сепаратор 124 разделяет охлажденный поток на поток жидкости и поток пара. Сепаратор может быть любым подходящим сепаратором, способным разделить поток на поток жидкости и поток пара, таким, как емкость для флегмы.
[0056] Сразу же после разделения, поток пара может покинуть сепаратор 12 4 как продукт, пригодный для продажи. Продукт, пригодный для продажи, можно пропустить по трубопроводу 16 (фиг.1-3) с целью последующей продажи в некоторый трубопровод и/или конденсации с превращением в сжиженный природный газ. Поток пара покидает сепаратор 124 как продукт, пригодный для продажи, только если количество загрязняющих веществ, присутствующих в пределах потока паров, ниже определенного количества, например, такого, как менее 2% потока.
[0057] Сразу же после разделения, поток жидкости может возвратиться в ректификационную секцию 110 в качестве флегмы по трубопроводу 18. Флегма может пройти в ректификационную секцию 110 через любой подходящий механизм, такой, как насос 150 флегмы (фиг.1 и 3), или самотеком.
[0058] Поток жидкости (т.е., поток жидкости из зоны замораживания), который опускается к низу ректификационной секции 110, собирается внизу ректификационной секции 110 как жидкость 330 (фиг.1-3). Жидкость 330 может собираться на крайнем снизу участке ректификационной секции 110.
[0059] Во время запуска, ректификационная секция 110 в пределах дистилляционной колонны 2 04 не соединена с нижней секцией 264 дистилляционной колонны 204. Ректификационную секцию 110 соединяют с нижней секцией 2 64, когда (1) количество жидкости 130 в узле 139 плавильной тарелки больше заданного количества на плавильной тарелке, или равно этому количеству, а (2) количество загрязняющих веществ в пределах потока паров, покидающего верхний участок нижней секции 2 64, находится в пределах заданной концентрации. Сразу же после того, как только ректификационная секция 110 оказывается соединенной с нижней
секцией 2 64, дистилляционная колонна 2 04 работает в условиях режима нормальной работы. Иными словами, во время нормальной работы ректификационная секция 110 соединена с нижней секцией 264 .
[00 60] Во время запуска, ректификационную секцию 110 и нижнюю секцию 2 64 поддерживают в рабочем состоянии на этапах 401 (фиг.4), 402 (фиг.4) . Во время запуска, поток 10 подают в нижнюю секцию 2 64 дистилляционной колонны 2 04 на этапе 4 03 (фиг.4). Можно также поддерживать в рабочем состоянии промежуточную секцию 108 с зоной регулируемого замораживания.
[0061] Во время запуска, на этапе 404 (фиг.4) метан подают непосредственно, по меньшей мере, в одно из ректификационной секции 110 и выпускного трубопровода 14 ректификационной секции, имеющегося в ректификационной секции 110, когда концентрация загрязняющего вещества, характерная для загрязняющего вещества, присутствующего в потоке паров и выходящего в виде пара на верхнем участке нижней секции 2 64, находится за пределами заданной концентрации. Непосредственная подача метана происходит, когда концентрация загрязняющего вещества находится за пределами упомянутой заданной концентрации, что позволяет иметь на участках дистилляционной колонны 2 04 (в отпарной секции 10 6, промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания и ректификационной секции 110) надлежащее количество загрязняющего вещества для дистилляционной колонны 2 04 для ее работы во время режима нормальной работы.
[0062] Когда метан подают непосредственно в ректификационную секцию 110, метан можно подавать непосредственно во впускной канал 4 02 ректификационной секции (фиг.З), имеющийся в ректификационной секции 110. Впускной канал 4 02 ректификационной секции (фиг.З) можно соединить с трубопроводом 316 (фиг.З). Трубопровод 316 может простираться до ректификационной секции 110 таким образом, что метан будет проходить ко впускному каналу 4 02 ректификационной секции 4 02 (фиг.З) по трубопроводу 316.
[00 63] Метан может быть подан непосредственно в выпускной
трубопровод 14 ректификационной секции, имеющийся в ректификационной секции 110, по трубопроводу 318 (фиг.З). Трубопровод 318 может простираться к выпускному трубопроводу 14 ректификационной секции таким образом, что метан будет проходить к выпускному трубопроводу 14 ректификационной секции по трубопроводу 318. После того, как его подали в выпускной трубопровод 14 ректификационной секции, метан может попасть в конденсатор 122, а затем - в сепаратор 124, после чего может быть подан в ректификационную секцию 110 через насос 150 флегмы.
[0064] Как только концентрация загрязняющего вещества, выходящего в виде потока паров, оказывается в пределах заданной концентрации, метан уже не нужно подавать непосредственно в ректификационную секцию 110. Загрязняющее вещество, выходящее в виде пара на верхнем участке нижней секции 2 64, представляет собой пары, покидающие верхний участок промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания. Загрязняющее вещество, выходящее в виде пара на верхнем участке нижней секции 2 64, не является парами, покидающими отпарную секцию 10 6, поступая в промежуточную секцию 108 с зоной регулируемого замораживания из отпарной секции 106. Непосредственная подача метана в ректификационную секцию 110 может включать в себя прерываемую непосредственную подачу метана или непрерывную подачу метана.
[00 65] Упомянутая заданная концентрация предусматривает любой подходящий диапазон. Например, заданная концентрация находится между 2 и 7 процентами загрязняющих веществ в пределах потока. Конкретнее, заданная концентрация может быть между 3 и б процентами загрязняющих веществ в пределах потока. Если концентрация загрязняющего вещества находится в пределах заданной концентрации, то концентрация загрязняющего вещества оказывается в пределах подходящего диапазона. Если концентрация загрязняющего вещества находится за пределами заданной концентрации, то концентрация загрязняющего вещества оказывается вне пределов подходящего диапазона. Например, если заданная концентрации находится между 2 и 7 процентами, концентрация загрязняющего вещества, равная 8%, оказывается вне
пределов подходящего диапазона, а концентрация загрязняющего вещества, равная 4%, оказывается в пределах подходящего диапазона. Концентрация загрязняющего вещества - это суммарное процентное содержание загрязняющего вещества в пределах потока паров, покидающего верхний участок нижней секции 264. Загрязняющее вещество содержит углекислый газ. Упомянутая заданная концентрация может быть любым процентным содержанием в пределах диапазона, который включает в себя любой из предыдущих примеров или ограничен им.
[0066] Метан, подаваемый непосредственно, по меньшей мере, в одно из ректификационной секции 110 по трубопроводу 316 и выпускному трубопроводу 14 ректификационной секции по трубопроводу 318, может поступать из любого подходящего источника. Например, метан может поступать из корпусного механизма 317 (фиг.З). Корпусной механизмом 317 может быть наполнен метаном. Метан может присутствовать в форме паров. Корпусной механизм 317 может быть любым подходящим механизмом. Например, корпусной механизм 317 может включать в себя одно из блока хранения и трубопровода.
[0067] Когда метан подается непосредственно в ректификационную секцию 110, поток пара поднимается и покидает ректификационную секцию 110, выходя в трубопровод 14. Независимо от того, подается ли метан непосредственно, по меньшей мере, в одно из ректификационной секции 110 и выпускного трубопровода 14 ректификационной секции, из трубопровода 14 поток пара поступает в конденсатор 122 и охлаждается. Из конденсатора 122 метан поступает в сепаратор 124, где охлажденный метан разделяется на поток пара и поток жидкости. Поток жидкости снова поступает в ректификационную секцию по трубопроводу 18. Повторно попав в ректификационную секцию по трубопроводу 18, жидкость в пределах потока жидкости опускается к низу ректификационной секции 110 как жидкость 330. Любые пары в пределах потока жидкости поднимаются и покидают ректификационную секцию 108 по трубопроводу 14.
[0068] Поток жидкости, который опускается к низу ректификационной секции 110, скапливается как жидкость 330.
Жидкость 330 с перерывами подается из ректификационной секции 110 в нижнюю секцию 2 64, а количество жидкости 130 в плавильной тарелке в узле 139 плавильной тарелки ниже некоторого заданного количества в лотке расплава (т.е., меньше, чем оно). Подача распыляемой жидкости с перерывами включает в себя введение распыляемой жидкости из ректификационной секции 110 в узел 12 9 распыления в нижней секции 2 64. Подача распыляемой жидкости с перерывами происходит до введения паров из нижней секции 2 64 в ректификационную секцию 110. Жидкость 330 непрерывно подается из ректификационной секции 110 в нижнюю секцию 2 64, когда количество жидкости 130 больше или равно (т.е., по меньшей мере, равно) упомянутому заранее определенному количеству в плавильной тарелке. Непрерывная подача распыляемой жидкости включает в себя непрерывную подачу распыляемой жидкости из ректификационной секции 110 в узел 12 9 распыления в нижней секции 2 64. Эта непрерывная подача распыляемой жидкости может происходить до введения паров из нижней секции 2 64 в ректификационную секцию 110.
[0069] Упомянутое заданное количество на плавильной тарелке - это количество, достаточное для обеспечения теплой термической массы, достаточной для надежного расплавления всех твердых частиц, которые поступают в жидкость 130 в узле 139 плавильной тарелки. Когда уровень жидкости, соответствующий ее количеству на плавильной тарелке, по меньшей мере, соответствует этому заранее определенному количеству на плавильной тарелке, вероятность того, что промежуточная секция 108 с зоной регулируемого замораживания будет работать надлежащим образом, становится больше за счет образования твердых частиц и паров и расплавления твердых частиц в узле 139 плавильной тарелки таким образом, что метан в сырьевом потоке будет отделяться от загрязняющих веществ, присутствующих в сырьевом потоке.
[0070] Поток жидкости, покидающий ректификационную секцию 110, может быть подан в трубопровод 41, которая соединена с устройством 32 0 регулирования расхода и с распылительным механизмом. Поток жидкости может покидать ректификационную
секцию 110 через выпускной канал 2 60. Конфигурация устройства 32 0 регулирования расхода обеспечивает его открывание и закрывание. Когда устройство 32 0 регулирования расхода открыто, поток жидкости подается в нижнюю секцию 2 64. Когда устройство 320 регулирования расхода открыто, некоторую часть потока жидкости можно подавать в ректификационную секцию 110 по трубопроводу 331 обратного потока (фиг.З). Когда устройство 320 регулирования расхода закрыто, поток жидкости не подается в нижнюю секцию 264. Когда устройство 320 регулирования расхода закрыто, некоторую часть потока жидкости можно подавать в ректификационную секцию 110 по трубопроводу 331 обратного потока. Устройство 32 0 регулирования расхода может содержать любое подходящее устройство. Например, устройство 320 регулирования расхода может включать в себя клапан.
[0071] Трубопровод 41 также может быть соединен с временным хранилищем. Некоторая часть потока жидкости может быть заключена в этом временном хранилище, по меньшей мере, до того, когда она должна встретиться с распылительным механизмом. Временное хранилище может понадобиться, когда внизу ректификационной секции 110 нет достаточного количества жидкости 33 0 для подачи в распылительный механизм.
[0 072] Сразу же после подачи потока жидкости в нижнюю секцию 2 64 по трубопроводу 41, поток жидкости распыляется на поток пара, поднимающийся в промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания, способствуя образованию твердых частиц и потока паров. Твердые частицы опускаются к низу промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания и расплавляются в узле 139 плавильной тарелки. Расплавленные твердые частицы, которые превращаются в жидкость, увеличивают количество жидкости 130 в узле 139 плавильной тарелки. Увеличение количества жидкости 130 способствует тому, что количество жидкости 130 становится превышающим заданное количество на плавильной тарелке, или равным ему.
[0073] Когда количество жидкости 130 в узле плавильной тарелки ниже заданного количества на плавильной тарелке, поток жидкости с перерывами подается в нижнюю секцию 2 64; когда
количество жидкости 130 в узле плавильной тарелки превышает заданное количество на плавильной тарелке или равно (т.е., по меньшей мере, равно) ему, поток жидкости непрерывно подается в нижнюю секцию 264. Устройство 320 регулирования расхода представляет собой механизм, посредством которого подача потока жидкости происходит с перерывами или непрерывно. Когда количество жидкости 130 ниже заданного количества на плавильной тарелке (т.е., меньше, чем заданное количество на плавильной тарелке), устройство 32 0 регулирования расхода непрерывно переходит из состояния, в котором оно открывается, в состояние, в котором оно закрывается, так что подача потока жидкости в нижнюю секцию происходит с перерывами. Иными словами, когда устройство 320 регулирования расхода открыто, поток жидкости подается в нижнюю секцию 2 64, а когда устройство 32 0 регулирования расхода закрыто, поток жидкости не подается в нижнюю секцию 264. Когда количество жидкости 130 больше заданного количества на плавильной тарелке, или равно этому количеству, устройство 320 регулирования расхода остается открытым, так что подача потока жидкости в нижнюю секцию 2 64 не предотвращается (т.е., поток жидкости непрерывно подается в нижнюю секцию 2 64). Избыток жидкости 130 переносится в отпарную секцию 106 нижней секции 264 по трубопроводу 22.
[0074] Поток пара, образовавшийся из потока распыляемой жидкости, поднимается к верху промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания и покидает промежуточную секцию 108 с зоной регулируемого замораживания по трубопроводу 341 (фиг.1-3). Трубопровод 341 простирается от промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания нижней секции 2 64 к ректификационной секции 110 верхней секции 254. Трубопровод 341 включает в себя устройство 342 регулирования расхода. Конфигурация устройства 342 регулирования расхода обеспечивает предотвращение подачи потока паров в верхнюю секцию 254, когда концентрация загрязняющего вещества в потоке паров, покидающем верхний участок нижней секции 2 64, находится за пределами упомянутой заданной концентрации. Устройство 342 регулирования расхода может быть любым подходящим устройством такой
конфигурации. Например, устройство 342 регулирования расхода может включать в себя клапан. Если устройство 342 регулирования расхода содержит клапан, этот клапан открыт, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции 2 64, находится в пределах заданной концентрации. Если устройство 342 регулирования расхода содержит клапан, этот клапан закрыт, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции 2 64, находится за пределами заданной концентрации. Независимо от того, что это устройство 342 регулирования расхода содержит, устройство 342 регулирования расхода открыто, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции 2 64, находится в пределах заданной концентрации; устройство 342 регулирования расхода закрыто, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции 2 64, находится за пределами заданной концентрации.
[0075] Когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции 2 64, находится за пределами заданной концентрации, поток пара, присутствующий в трубопроводе 341, может быть утилизирован любым подходящим образом посредством некоторого способа утилизации. Например, способ утилизации может предусматривать направление потока паров в факел. Поток пара можно утилизировать, подавая его по трубопроводу 343 для осуществления способа утилизации. Когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции 2 64, находится в пределах заданной концентрации, на этапе 4 05 подают пары из нижней секции 2 64 в ректификационную секцию 110 (фиг.4).
[0076] Концентрация загрязняющего вещества может находиться в пределах заданной концентрации дольше, чем продолжается время, в течение которого количество жидкости 130 на плавильной тарелке в узле 139 плавильной тарелки будет больше заданного количества на плавильной тарелке, или равно этому количеству (т.е., будет не ниже заданного количества на плавильной тарелке). Когда эта ситуация возникает, поток жидкости (т.е., распыляемая жидкость) непрерывно подается в
нижнюю секцию 2 64 до введения (т.е., подачи) паров в поток пара из нижней секции 2 64 в ректификационную секцию 110.
[0077] Перед соединением ректификационной секции 110 с нижней секцией 2 64, сырьевой поток, поступающий в нижнюю секции 2 64, может поступать в нижнюю секцию 2 64 при расходе, меньшем, чем расход, при котором сырьевой поток поступает в нижнюю секцию 2 64 во время нормальной работы. Сразу же после соединения ректификационной секции 110 с нижней секцией 2 64, это поступление сырьевого потока можно скорректировать для достижения желаемого рабочего расхода.
[0078] Во время запуска или нормальной работы дистилляционной колонны 2 04, система может включать в себя теплообменник 100 (фиг.1-3). Сырьевой поток 10 может поступать в теплообменник 100 до того, как поступит в дистилляционную колонну 204. Сырьевой поток 10 можно охлаждать внутри теплообменника 100. Теплообменник 100 способствует падению температуры сырьевого потока 10 до уровня, подходящего для введения в дистилляционную колонну 204.
[0079] Во время запуска или нормальной работы, система может включать в себя расширительное устройство 102 (фиг.1-3). Сырьевой поток 10 может поступать в расширительное устройство 102 до того, как поступит в дистилляционную колонну 204. Сырьевой поток 10 может быть расширен в расширительном устройстве 102 после того, как покинет теплообменник 100. Расширительное устройство 102 способствует падению температуры сырьевого потока 10 до уровня, подходящего для введения в дистилляционную колонну 204. Расширительное устройство 102 может быть любым подходящим устройством, таким, как клапан. Если расширительное устройство 102 представляет собой клапан, то этот клапан может быть любым подходящим клапаном, который может способствовать охлаждению сырьевого потока 10 до того, как тот поступит в дистилляционную колонну 204. Например, клапан 102 может содержать клапан Джоуля-Томпсона ("J-Т").
[008 0] Во время запуска или нормальной работы, система может включать в себя сепаратор 103 сырьевого потока (фиг.2).
Сырьевой поток может поступать в сепаратор сырьевого потока до того, как поступит в дистилляционную колонну 204. Сепаратор сырьевого потока может разделять сырьевой поток, содержащий смешанный поток жидкости и паров, на поток жидкости и поток пара. От сепаратора сырьевого потока до дистилляционной колонны 204 могут простираться трубопроводы 12. Один из трубопроводов 12 может принимать поток пара из сепаратора сырьевого потока. Еще один из трубопроводов 12 может принимать поток жидкости из сепаратора сырьевого потока. Каждый из трубопроводов 12 может простираться до одного и того же и/или разных участков (т.е., и до промежуточной секции с зоной регулируемого замораживания, и до отпарной секции) нижней секции 2 64. Расширительное устройство 102 может находиться или не находиться ниже по течению от сепаратора 103 сырьевого потока. Расширительное устройство 102 может представлять собой множество расширительных устройств 102, так что каждый трубопровод 12 будет иметь расширительное устройство 102.
[0081] Во время запуска или нормальной работы, система может включать в себя блок 2 61 обезвоживания (фиг. 1-3) . Сырьевой поток 10 может поступать в блок 2 61 обезвоживания до того, как поступит в дистилляционную колонну 204. Сырьевой поток 10 поступает в блок 261 обезвоживания до того, как поступит теплообменник 100 и/или расширительное устройство 102. Блок 2 61 обезвоживания удаляет воду из сырьевого потока 10, чтобы предотвратить возникновение затруднений, связанных с водой, в теплообменнике 100, расширительном устройстве 102, сепараторе 103 сырьевого потока или дистилляционной колонне 204. Вода может вызывать затруднения, образуя отдельную водную фазу (т.е., лед и/или гидрат), которая закупоривает трубопроводы и оборудование или негативно влияет на процесс дистилляции. Блок 2 61 обезвоживания обезвоживает сырьевой поток до точки росы, достаточно низкой для того, чтобы гарантировать, что отдельная водная фаза не образуется ни в каком месте ниже по течению во время остальной части процесса. Блок обезвоживания может быть любым подходящим обезвоживающим механизмом, таким, как молекулярное сито или блок гликолевого
обезвоживания.
[0082] Во время запуска или нормальной работы, система может включать в себя блок фильтрации (не показан) . Сырьевой поток 10 может поступать в блок фильтрации до того, как поступит в дистилляционную колонну 204. Блок фильтрации может удалять нежелательные загрязняющие вещества из сырьевого потока до того, как сырьевой поток поступит в дистилляционную колонну 204. В зависимости от того, какие загрязняющие вещества подлежат удалению, блок фильтрации может быть установлен перед блоком 2 61 обезвоживания либо после него и/или перед теплообменником 100 либо после него.
[0083] Во время запуска или нормальной работы, система может включать в себя трубопроводы 12. Каждый из этих трубопроводов можно назвать впускным каналом 12. Сырьевой поток вводится в дистилляционную колонну 2 04 по одному из трубопроводов 12. Один или несколько трубопроводов 12 могут простираться до отпарной секции 106 или промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания нижней секции 264. Например, трубопровод 12 может простираться до отпарной секции 106, так что сырьевой поток 10 сможет поступать в отпарную секцию 106 (фиг.1-3). Каждый трубопровод 12 может непосредственно или косвенно простираться до отпарной секции 106 или промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания. Каждый трубопровод 12 может простираться до внешней поверхности нижней секции 2 64 к в месту, которое предшествует тому, где сырьевой поток поступает в нижнюю секцию 264 .
[0084] Во время запуска или нормальной работы и до поступления пробы сырьевого потока 10 в дистилляционную колонну 204, эта проба может поступать в анализатор (не показан). Проба сырьевого потока 10 может быть малой пробой сырьевого потока 10. Сырьевой поток 10 может содержать сырье из нескольких источников сырья или сырье из одного-единственного источника сырья. Каждый источник сырья может представлять собой, например, отдельный пластовой резервуар, одну или несколько
скважин в пределах одного или нескольких пластовых резервуаров, и т.д. Анализатор может определять процентное содержание С02 в пробе сырьевого потока 10, а значит - и содержание С02 в сырьевом потоке 10. Анализатор может быть соединен с несколькими трубопроводами 12 таким образом, что - после того, как проба сырьевого потока 10 покидает анализатор, - можно будет направлять сырьевой поток 10, по меньшей мере, в одну из отпарной секции 106 и промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания. Если анализатор определяет, что процентное содержание С02 больше, чем примерно 20%, или больше, чем 2 0%, анализатор может направить сырьевой поток в трубопровод 12, простирающийся от отпарной секции 106. Если анализатор определяет, что процентное содержание С02 меньше, чем примерно 2 0%, или меньше, чем 2 0%, анализатор может направить сырьевой поток в трубопровод 12, простирающийся от промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания. Анализатор может быть любым подходящим анализатором. Например, анализатор может быть газовым хроматографом или инфракрасным спектрометром-анализатором. Анализатор может быть расположен в месте, предшествующем тому, где сырьевой поток 10 поступает в теплообменник 100. Сырьевой поток 10, поступающий в анализатор, может быть однофазным.
[0085] Хотя сырьевой поток 10 можно вводить в отпарную секцию 106 или промежуточную секцию 108 с зоной регулируемого замораживания, делая это независимо от процентного содержания С02 в сырьевом потоке 10, эффективнее вводить сырьевой поток 10 в ту секцию дистилляционной колонны 2 04, где использование энергии будет наилучшим. По этой причине, предпочтительно вводить сырьевой поток в отпарную секцию 106, когда процентное содержание С02 в сырьевом потоке больше, чем любое процентное содержание, составляющее примерно 20%, или большее, чем 20%, а в промежуточную секцию 108 с зоной регулируемого замораживания - когда процентное содержание С02 в сырьевом потоке меньше, чем любое процентное содержание, составляющее примерно 20%, или меньшее, чем 20%.
[008 6] Во время запуска или нормальной работы, система
может включать в себя расширительное устройство 114 (фиг.1-3). После продолжения выхода неиспарившейся жидкости из процесса дистилляции по трубопроводу 24, поток нагретой жидкости может расширяться в расширительном устройстве 114. Расширительное устройство 114 может быть любым подходящим устройством, таким, как клапан. Клапан 114 может быть любым подходящим клапаном, таким, как клапан Джоуля-Томпсона.
[0087] Во время запуска или нормальной работы, система может включать в себя теплообменник 116 (фиг.1-3). Поток жидкости, расширившийся в расширительном устройстве 114, может быть охлажден или нагрет посредством теплообменника 116. Теплообменник 116 может быть теплообменником прямого нагрева или теплообменником косвенного нагрева. Теплообменник 116 может представлять собой любой подходящий теплообменник. Поток жидкости может покидать теплообменник 116 по трубопроводу 26.
[0088] Во время нормальной работы, метан в потоке паров, который поднимается к верху промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания, подается из промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания в ректификационную секцию 110. Некоторые загрязняющие вещества могут оставаться в метане и подниматься вместе с ним. Поток пара подается из промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания в ректификационную секцию 110 потому, что устройство 342 регулирования расхода открыто.
[008 9] Важно отметить, что этапы, изображенные на фиг.4, представлены лишь в целях иллюстрации, а некоторый конкретный этап может и не потребоваться для осуществления предлагаемой методологии. Предлагаемую систему и методологию ограничивает формула изобретения и только формула изобретения.
[0090] Предложенные аспекты можно использовать в процессах
управления ресурсами углеводородов. В том смысле, в каком он
употребляется здесь, термин "управление ресурсами
углеводородов" или "осуществление управления ресурсами углеводородов" включает в себя извлечение углеводородов, добычу углеводородов, разведку на залежи углеводородов, идентификацию
потенциальных ресурсов углеводородов, идентификацию мест расположения скважин, определение скорости закачки в скважину и/или степени извлечения из нее, идентификацию сообщаемости пластовых резервуаров, освоение, высвобождение и/или отказ от ресурсов углеводородов, экспертизу ранее принятых решений по управлению ресурсами углеводородов, а также любые другие акты или процессы, связанные с углеводородами. Термин "управление ресурсами углеводородов" также употребляется для описания нагнетания или хранения углеводородов или С02, например, секвестрации С02, такой, как оценка пластовых резервуаров, планирование разработок и управление ресурсами пластовых резервуаров. Описанные методологии и методы можно использовать для добычи углеводородов, присутствующих в сырьевом потоке, извлекаемом, например, из некоторой подземной области. Извлекаемый сырьевой поток можно обрабатывать в дистилляционной колонне 2 04 и разделять на углеводороды и загрязняющие вещества. Отделенные углеводороды выходят из промежуточной секции 108 с зоной регулируемого замораживания или ректификационной секции 110 дистилляционной колонны. Некоторые или все углеводороды, которые выходят, можно выдавать на этапе 406 (фиг.4). Извлечение углеводородов можно проводить, удаляя сырьевой поток, например, из упомянутой подземной области, что можно осуществить путем бурения скважины с помощью оборудования для бурения нефтяных скважин. Оборудование и методы, используемые для бурения скважины и/или извлечения углеводородов, хорошо известны специалистам в соответствующей области техники. Другие процессы извлечения углеводородов, а в обобщенном смысле - другие процессы управления ресурсами углеводородов, можно осуществлять в соответствии с известными принципами.
[0091] В том смысле, в каком они употребляются здесь, термины "приблизительно", "примерно", "по существу" и аналогичные им термины следует считать имеющими широкий смысл, соответствующий общепринятому употреблению их обычными специалистами в области техники, к которой относится объект этого изобретения. Специалистам в данной области техники,
которые изучили это изобретение, должно быть ясно, что эти термины предназначены для того, чтобы описать определенные признаки, описываемые и заявляемые без ограничения объема этих признаков представленными точными количественными диапазонами. Соответственно, эти термины надо интерпретировать как указывающие, что несущественные или нелогичные модификации или изменения описанного объекта изобретения считаются находящимися в рамках объема притязаний изобретения.
[0092] Должно быть ясно, что в рамках объема притязаний изобретения в предшествующее описание можно внести многочисленные изменения, модификации и альтернативы. Поэтому предшествующее описание не означает ограничение объема притязаний изобретения. Наоборот, объем притязаний изобретения следует считать определяемым лишь прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами. Также предполагается, что конструкции и признаки, упомянутые в приведенных примерах, могут быть изменены, перегруппированы, заменены, исключены, продублированы, объединены или присоединены друг к другу.
[0093] Признаки единственного числа не обязательно
ограничиваются лишь значением "один", а - скорее - представляют
включительную, открытую формулировку и поэтому
распространяются, по выбору, и на множества таких элементов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ запуска дистилляционной колонны, содержащий
этапы, на которых:
поддерживают ректификационную секцию в работоспособном состоянии в дистилляционной колонне;
поддерживают нижнюю секцию в работоспособном состоянии в дистилляционной колонне, причем указанная секции выполнена с возможностью образования твердых частиц из загрязняющего вещества в потоке, который поступает в дистилляционную колонну;
подают указанный поток в нижнюю секцию;
подают метан непосредственно, по меньшей мере, в одно из ректификационной секции и выпускного трубопровода ректификационной секции, когда концентрация загрязняющего вещества, выходящего в виде пара на верхнем участке нижней секции, находится за пределами заданной концентрации;
и вводят пары из нижней секции в ректификационную секцию, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции, находится в пределах упомянутой заданной концентрации.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий:
производство углеводородов в дистилляционной колонне.
3. Способ по п.1 или 2, в котором заданная концентрация находится между 2 и 7 процентами.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором заданная концентрация находится между 3 и б процентами.
5. Способ по любому из пп.1-4, дополнительно содержащий осуществляемую с перерывами непосредственную подачу метана в ректификационную секцию, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего в виде пара верхний участок нижней секции, находится в пределах заданной концентрации.
6. Способ по любому из пп.1-5, дополнительно содержащий глубокое охлаждение потока до того, как этот поток поступит в нижнюю секцию.
7. Способ по любому из пп.1-6, дополнительно содержащий нагрев потока, покидающего нижний участок нижней секции, с
3.
помощью кипятильника.
8. Способ по любому из пп.1-7, дополнительно содержащий осуществляемую с перерывами подачу распыла в нижнюю секцию, когда количество жидкости на плавильной тарелке в узле плавильной тарелки ниже заданного количества на плавильной тарелке.
9. Способ по п.8, в котором осуществляемая с перерывами подача распыла включает в себя осуществляемое с перерывами введение распыла из ректификационной секции в узел распыления в нижней секции.
10. Способ по п. 8 или 9, в котором осуществляемая с перерывами подача распыла происходит до того, как пары покидают нижнюю секцию.
11. Способ по любому из пп.1-7, дополнительно содержащий непрерывную подачу распыла из ректификационной секции, когда количество жидкости на плавильной тарелке больше, чем заданное количество на плавильной тарелке, или равно этому количеству.
12. Способ по п.11, в котором непрерывная подача распыла включает в себя непрерывное введение распыла из ректификационной секции в узел распыления в нижней секции.
13. Способ по п. 11 или 12, в котором непрерывная подача распыла происходит до введения пара из нижней секции в ректификационную секцию.
14. Способ по любому из пп.1-13, в котором нижняя секция содержит промежуточную секцию с зоной регулируемого замораживания и отпарную секцию.
15. Способ по п.14, в котором промежуточная секция с зоной регулируемого замораживания содержит верхний участок нижней секции.
16. Способ п. 14 или 15, в котором отпарная секция содержит нижний участок нижней секции.
17. Дистилляционная колонна для запуска, содержащая:
ректификационную секцию;
нижнюю секцию, выполненную с возможностью образования твердых частиц из загрязняющего вещества в потоке; и
блок хранения, в котором хранится метан и который соединен по текучей среде, по меньшей мере, с одним из ректификационной секции и выпускного трубопровода ректификационной секции, имеющегося в ректификационной секции, причем нижняя секция вводит загрязняющее вещество, выходящее в виде пара из верхнего участка нижней секции, в ректификационную секцию, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего в виде пара верхний участок нижней секции, находится в пределах заданной концентрации, и при этом нижняя секция не вводит пары из нижней секции в ректификационную секцию, когда концентрация загрязняющего вещества, покидающего верхний участок нижней секции, находится за пределами упомянутой заданной концентрации.
18. Способ по п.17, в котором заданная концентрация
находится между 2 и 7 процентами.
19. Способ по п.17 или 18, в котором заданная концентрация находится между 3 и б процентами.
20. Способ по любому из пп.17-19, дополнительно содержащий наличие холодильника глубокого охлаждения, который осуществляет глубокое охлаждение потока до того, как этот поток поступит в нижнюю секцию.
21. Способ по любому из пп.17-2 0, дополнительно содержащий наличие кипятильника, который нагревает поток, покидающий нижний участок нижней секции.
22. Способ по любому из пп.17-21, в котором нижняя секция содержит узел распыления и плавильную тарелку, причем нижняя секция с перерывами принимает распыл из ректификационной секции в нижнюю секцию, когда количество жидкости на плавильной тарелке в узле плавильной тарелки ниже заданного количества на плавильной тарелке.
23. Способ по любому из пп.17-21, в котором нижняя секция содержит узел распыления и плавильную тарелку, причем нижняя секция непрерывно принимает распыл из ректификационной секции в нижнюю секцию, когда количество жидкости на плавильной тарелке в узле плавильной тарелки больше, чем заданное количество на
19.
плавильной тарелке, или равно этому количеству.
24. Способ по любому из пп.17-2 3, в котором нижняя секция содержит промежуточную секцию с зоной регулируемого замораживания и отпарную секцию.
25. Способ по п.24, в котором промежуточная секция с зоной регулируемого замораживания содержит верхний участок нижней секции.
26. Способ по п. 24 или 25, в котором отпарная секция содержит нижний участок нижней секции.
По доверенности
535737
401
122
124
-116
^176
110
-254
-330
31?[Г 260 г41
< Г343
|> 341
120-^-
^129
24 ^ .26 114
r401
Поддерживают ректификационную секцию в оабочем состоянии
f г402
Поддерживают нижнюю секцию в рабочем состоянии
f г403
Подают поток
f (-404
Осуществляют н < подачу
^посредственную метана
Вводят пар из ниж:-фикационн
? (-405
ней секции в ректи-ую секцию
,-406
, Производят углеводороды ,
L _J
ФИГ. 4
204
1/4
ФИГ. 1
204
1/4
ФИГ. 1
204
1/4
ФИГ. 1
2/4
ФИГ. 2
4/4
|
