|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Способ сепарации потока газа 31, содержащего метан, С 2 -компоненты, C 3 -компоненты и более тяжелые углеводороды, на фракцию летучего остаточного газа 44d и на менее летучую фракцию 37, содержащую основную часть C 3 -компонентов и более тяжелых углеводородов, в котором: (1) охлаждают поток газа 31 в первом теплообменном устройстве 23; (2) подвергают охлажденный поток газа 31а, 34 расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся дальнейшим его охлаждением 34а; (3) подают подвергшийся расширению после охлаждения поток газа 34а в качестве нижнего погона в абсорбционное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 в секции адсорбции 115с; (4) отбирают первый поток дистилляционной жидкости 43 из нижней области абсорбционного устройства и подают в качестве верхнего погона 43а в массообменное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 в секции деэтанизации 115d; (5) отбирают первый поток дистилляционного пара 38 из верхней области массообменного устройства и охлаждают в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара подверглась конденсации во втором теплообменном устройстве 17; (6) подают подвергшийся частичной конденсации первый поток дистилляционного пара 38а в сепараторное устройство 18 и подвергают в нем разделению на подвергшийся конденсации поток 40 и поток остаточного пара 39, содержащий несконденсировавшийся пар, оставшийся после охлаждения первого потока дистилляционного пара; (7) подают по меньшей мере часть подвергшегося конденсации потока 40а в качестве верхнего погона в абсорбционное устройство; (8) отводят второй поток дистилляционного пара 36 из верхней области абсорбционного устройства и нагревают во втором теплообменном устройстве 17, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (5); (9) смешивают подвергшийся нагреванию второй поток дистилляционного пара 36а с потоком остаточного пара 39, образуя смешанный поток пара 44; (10) нагревают смешанный поток пара 44 в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем выводят подвергшийся нагреванию смешанный поток пара 44а в качестве фракции летучего остаточного газа 44d; (11) выводят второй поток дистилляционной жидкости из нижней области массообменного устройства и нагревают в тепло- и массообменном устройстве, расположенном внутри перерабатывающего агрегата 115 в секции деэтанизации 115d, с одновременным отпариванием более летучих компонентов из второго потока дистилляционной жидкости, а затем выводят подвергшийся нагреванию и отпариванию второй поток дистилляционной жидкости из перерабатывающего агрегата в качестве менее летучей фракции 37; и (12) регулируют расход и температуру потоков 34а, 40а, поступающих в абсорбционное устройство таким образом, чтобы поддерживать в верхней области абсорбционного устройства температуру, при которой основная часть компонентов извлекается в менее летучую фракцию 37. 2. Способ по п.1, в котором: a) охлаждают поток газа 31 на стадии (1) в первом теплообменном устройстве 23 в степени, достаточной для его частичной конденсации; b) подают подвергшийся частичной конденсации поток газа в дополнительное сепараторное устройство 11 и разделяют его на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35; c) подвергают поток пара 34 расширению до более низкого давления 13, сопровождающемуся дальнейшим охлаждением 34а; d) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве нижнего погона в указанное абсорбционное устройство; e) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления 35а и f) нагревают подвергшийся расширению по крайней мере один поток жидкости 35а в первом теплообменном устройстве 23 за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (а), а затем подают подвергшийся нагреванию и расширению по меньшей мере один поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство. 3. Способ по п.1, в котором: a) отбирают на стадии (4) указанный первый поток дистилляционной жидкости 43 из нижней области абсорбционного устройства и нагревают во втором теплообменном устройстве 17, а затем подвергшийся нагреванию поток дистилляционной жидкости 43b подают в качестве указанного верхнего погона в массообменное устройство; и b) отбирают на стадии (5) указанный первый поток дистилляционного пара 38 из верхней области массообменного устройства и охлаждают в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара во втором теплообменном устройстве 17 подверглась конденсации, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное нагревание на стадии (а). 4. Способ по п.3, в котором: (i) охлаждают на стадии (1) указанный поток газа 31 в первом теплообменном устройстве 23 в степени, достаточной для его частичной конденсации; (ii) подают подвергшийся частичной конденсации поток газа 31а в дополнительное сепараторное устройство 11 и разделяют его на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35; (iii) подвергают поток пара 34 расширению до более низкого давления 13, сопровождающемуся дальнейшим охлаждением 34а; (iv) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве указанного нижнего погона в абсорбционное устройство; (v) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления 35а и (vi) нагревают указанный подвергшийся расширению по крайней мере один поток жидкости 35а в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (i), а затем подают подвергшийся нагреванию и расширению по меньшей мере один поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство. 5. Способ по п.1, в котором: (a) подвергают поток газа 31 на стадии (1) частичному охлаждению в первом теплообменном устройстве 23; (b) разделяют указанный частично охлажденный поток газа на первую 32 и вторую 33 части; (c) подвергают первую часть 32 дальнейшему охлаждению в дополнительном тепло- и массообменном устройстве, расположенном внутри дополнительного сепараторного устройства 11, тем самым одновременно конденсируя менее летучие компоненты 35 из первой части; (d) подвергают вторую часть 33 дальнейшему охлаждению в первом теплообменном устройстве 23; (e) смешивают подвергшиеся дальнейшему охлаждению первую 32 и вторую 33 части, образуя поток охлажденного газа 34; (f) отбирают первый поток дистилляционной жидкости 43 на стадии 4 из указанной нижней области абсорбционного устройства и нагревают в дополнительном тепло- и массообменном устройстве, расположенном внутри сепараторного устройства 11, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (с), а затем подвергшийся нагреванию первый поток дистилляционной жидкости 43а подают в качестве верхнего погона в указанное массообменное устройство; и (g) нагревают смешанный паровой поток 44 в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадиях (а) и (d), а затем выводят подвергшийся нагреванию смешанный паровой поток 44а в качестве указанной фракции летучего остаточного газа 44d. 6. Способ по п.5, в котором: (а) направляют подвергшуюся дальнейшему охлаждению вторую часть 33 на стадии (d) в дополнительное сепараторное устройство 11, чтобы смешать жидкости, сконденсировавшиеся при дальнейшем охлаждении указанной первой части и дальнейшем охлаждении указанной второй части, образовав по меньшей мере один поток жидкости 35, и смешать остатки подвергшейся дальнейшему охлаждению указанной первой части и подвергшейся дальнейшему охлаждению указанной второй части, образовав поток пара 34; (b) подвергают поток пара 34 расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся его дальнейшим охлаждением 34а; (c) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве нижнего погона в абсорбционное устройство; (d) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления 35а и (e) нагревают по меньшей мере один подвергшийся расширению поток жидкости 35а в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем подают по меньшей мере один подвергшийся расширению и нагреванию поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство. 7. Способ по п.5, в котором: (i) подвергают указанную первую часть 32 дальнейшему охлаждению в третьем теплообменном устройстве 10; (ii) отбирают первый поток дистилляционной жидкости 43 на стадии (4) из нижней области абсорбционного устройства и нагревают в указанном третьем теплообменном устройстве 10, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (i), а затем подвергшийся нагреванию первый поток дистилляционной жидкости 43а подают в качестве верхнего погона в массообменное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115. 8. Способ по п.7, в котором: (a) смешивают подвергшиеся дальнейшему охлаждению указанную первую часть 32а на стадии (i) и указанную вторую часть 33, образуя подвергшийся частичной конденсации поток газа 31а; (b) подают подвергшийся частичной конденсации поток газа 31а в дополнительное устройство для сепарации 11 и подвергают разделению на поток пара 34 и по меньшей мере один поток жидкости 35; (c) подвергают указанный поток пара 34 расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся его дальнейшим охлаждением 34а; (d) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве нижнего погона в абсорбционное устройство; (e) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления 35а и (f) нагревают по меньшей мере один подвергшийся расширению поток жидкости 35а в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем подают по меньшей мере один подвергшийся расширению и нагреванию поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство. 9. Способ по любому из пп.2, 4-6 или 8, отличающийся тем, что указанное дополнительное сепараторное устройство расположено внутри перерабатывающего агрегата 115 в сепараторной секции 115е. 10. Способ по любому из пп.3-8, отличающийся тем, что: (1) подают подвергшийся нагреванию на стадии (f) первый поток дистилляционной жидкости 43 в массообменное устройство в промежуточной точке подачи; (2) разделяют подвергшийся конденсации на стадии (6) поток, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флегмовые потоки; (3) подают первый флегмовый поток 41 в абсорбционное устройство в виде верхнего погона и (4) подают второй флегмовый поток 42 в массообменное устройство в виде верхнего погона. 11. Способ по пп.1, 3, 7 или 10, отличающийся тем, что: (1) внутри перерабатывающего агрегата 115 расположено газоотборное устройство в сепараторной секции 115е; (2) внутри указанного газоотборного устройства расположено дополнительное тепло- и массообменное устройство, причем указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство содержит один или несколько каналов для ввода внешнего хладоагента; (3) подают подвергшийся охлаждению на стадии (1) поток газа 31 в указанное газоотборное устройство и направляют в указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство для дальнейшего охлаждения указанным внешним хладоагентом; и (4) подвергают подвергшийся дальнейшему охлаждению поток газа 34 расширению 13 до более низкого давления, а затем подают в виде нижнего погона 34а в абсорбционное устройство. 12. Способ по любому из пп.2, 4, 8, 9 или 10, отличающийся тем, что: (1) внутри дополнительного сепараторного устройства расположено дополнительное тепло- и массообменное устройство, причем указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство содержит один или несколько каналов для ввода внешнего хладоагента; (2) направляют поток пара 34 на стадии (b) в указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство для охлаждения указанным внешним хладоагентом, чтобы образовался дополнительный конденсат; и (3) смешивают конденсат по меньшей мере с одним потоком жидкости 35 со стадии (b), отделенной в указанном дополнительном сепараторном устройстве. 13. Установка для реализации способа сепарации потока газа 31, содержащего метан, С 2 -компоненты, C 3 -компоненты и более тяжелые углеводороды, на фракцию 44d летучего остаточного газа и на менее летучую фракцию 37, содержащую основную часть C 3 -компонентов и более тяжелых углеводородов по п.1, содержащая: (1) первое теплообменное устройство 23, предназначенное для охлаждения потока газа 31; (2) расширительное устройство 13, соединенное с первым теплообменным устройством 23, в которое поступает охлажденный поток газа 31а, 34 и для расширения до более низкого давления 34а; (3) абсорбционное устройство, расположенное внутри секции абсорбции 115с перерабатывающего агрегата 115, соединенное с расширительным устройством 13, предназначенным для приема подвергшегося расширению после охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона; (4) первое устройство для отбора жидкости, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с абсорбционным устройством для приема из нижней области указанного абсорбционного устройства первого потока 43 дистилляционной жидкости; (5) массообменное устройство, расположенное внутри секции деэтанизации 115d перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с указанным первым устройством для отбора жидкости для подачи первого потока 43 дистилляционной жидкости в виде верхнего погона; (6) первое пароотборное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115, соединенное с массообменным устройством для приема из верхней области массообменного устройства 115d первого потока дистилляционного пара 38; (7) первое пароотборное устройство, соединенное со вторым теплообменным устройством 17, для подачи первого потока дистилляционного пара 38 и охлаждения в достаточной степени, чтобы указанный поток 38 подвергся, по меньшей мере, частичной конденсации 38а; (8) сепараторное устройство 18, соединенное со вторым теплообменным устройством 17, для приема подвергшегося частичной конденсации первого потока дистилляционного пара 38а и разделения на конденсированный поток 40 и на поток остаточного пара 39, содержащий несконденсировавшийся пар, оставшийся после охлаждения первого потока дистилляционного пара 38; (9) причем с сепараторным устройством 18 дополнительно соединено абсорбционное устройство для приема по меньшей мере части конденсированного потока 40а в виде верхнего погона; (10) второе пароотборное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с абсорбционным устройством, для приема второго потока дистилляционного пара 36 из верхней области абсорбционного устройства; (11) причем с указанным вторым пароотборным устройством дополнительно соединено указанное второе теплообменное устройство 17 для приема и нагрева второго потока дистилляционного пара 36, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (7); (12) смешивающее устройство, соединенное с указанным вторым теплообменным устройством 17 и сепараторным устройством 18, в которое поступают подвергшийся нагреванию второй поток дистилляционного пара 36 и поток остаточного пара 39 для образования смешанного потока пара 44; (13) причем с указанным смешивающим устройством дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева смешанного потока пара 44, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем вывода подвергшегося нагреванию смешанного потока пара 44а в виде фракции летучего остаточного газа 44d; (14) второе устройство для отбора жидкости, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с массообменным устройством, в которое поступает второй поток дистилляционной жидкости из нижней области указанного массообменного устройства; (15) тепло- и массообменное устройство, расположенное внутри секции деэтанизации 115d перерабатывающего устройства 115 и соединенное с указанным вторым устройством для отбора жидкости, для приема и нагрева второго потока дистилляционной жидкости, с осуществлением тем самым одновременного отпаривания более летучих компонентов из указанного второго потока дистилляционной жидкости, а затем вывода подвергшегося нагреванию и отпариванию второго потока дистилляционной жидкости из перерабатывающего агрегата в виде менее летучей фракции 37; и (16) регулирующее устройство, предназначенное для регулирования расхода и температуры потоков 34а, 40а, поступающих в абсорбционное устройство таким образом, чтобы поддерживать в верхней области абсорбционного устройства температуру, при которой извлекается основная часть компонентов, составляющих менее летучую фракцию 37. 14. Установка по п.13, в которой: (a) первое теплообменное устройство 23 приспособлено для охлаждения потока газа 31 в достаточной степени для того, чтобы он подвергся частичной конденсации 31а; (b) с первым теплообменным устройством 23 соединено дополнительное сепараторное устройство 11 для разделения подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35; (c) с указанным дополнительным сепараторным устройством соединено первое расширительное устройство 13 для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления, подвергаясь за счет этого дальнейшему охлаждению 34а; (d) с первым расширительным устройством 13 соединено абсорбционное устройство для приема подвергшегося расширению после охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона; (e) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено дополнительное расширительное устройство 12 для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до более низкого давления 35а; и (f) причем со вторым расширительным устройством 12 дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагревания по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока жидкости 35а с осуществлением тем самым, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (а), при этом первое теплообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона 15. Установка по п.13, в которой: (a) второе теплообменное устройство 17 дополнительно соединено с первым указанным устройством для отбора жидкости и предназначено для приема и нагрева первого потока дистилляционной жидкости 43 и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения указанного первого потока дистилляционного пара 38; (b) массообменное устройство соединено со вторым теплообменным устройством 17 для приема нагретого первого потока дистилляционной жидкости 43а в виде верхнего погона и (c) с первым пароотборным устройством дополнительно соединено второе теплообменное устройство 17 для приема и охлаждения первого потока дистилляционного пара 38 в достаточной степени, чтобы подвергнуть его, по меньшей мере, частичной конденсации, тем самым обеспечить, по меньшей мере, частичное нагревание на стадии (а). 16. Установка по п.15, в которой: (i) первое теплообменное устройство 23 предназначено для охлаждения потока газа 31 в достаточной степени, чтобы он подвергся частичной конденсации 31а; (ii) дополнительное сепараторное устройство 11 соединено с первым теплообменным устройством 23 и предназначено для приема и разделения подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35; (iii) первое расширительное устройство 13 соединено с дополнительным сепараторным устройством 11 и предназначено для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления, подвергая его за счет этого дальнейшему охлаждению 34а; (iv) абсорбционное устройство соединено с первым расширительным устройством 13 для приема подвергшегося расширению охлажденного потока пара 34а в виде нижнего погона; (v) дополнительное расширительное устройство 12 соединено с дополнительным сепараторным устройством 11 и предназначено для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до более низкого давления 35а и (vi) с указанным дополнительным расширительным устройством 12 соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока жидкости 35а и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i), при этом первое теплообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи в последнее по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона. 17. Установка по п.13, в которой: (а) первое теплообменное устройство 23 приспособлено для частичного охлаждения потока газа 31; (b) с первым теплообменным устройством 23 соединено разделительное устройство для приема и разделения подвергшегося частичному охлаждению потока газа 31 на первую 32 и вторую 33 части; (c) дополнительное тепло- и массообменное устройство расположено внутри дополнительного сепараторного устройства 11 и соединено с указанным разделительным устройством для приема и дальнейшего охлаждения указанной первой части 32 с одновременной конденсацией из нее менее летучих компонентов 35; (d) причем с указанным разделительным устройством дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и дальнейшего охлаждения указанной второй части 33; (e) с указанным дополнительным тепло- и массообменным устройством и первым теплообменным устройством 23 соединено дополнительное смешивающее устройство для приема подвергшейся дальнейшему охлаждению первой части 32 и подвергшейся дальнейшему охлаждению второй части 33 и образования охлажденного потока газа 34; (f) с указанным дополнительным смешивающим устройством соединено расширительное устройство 13 для приема и расширения охлажденного потока газа 34 до более низкого давления 34а; (g) причем с указанным первым устройством для отбора жидкости дополнительно соединено указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство для приема и нагревания первого потока дистилляционной жидкости 34 и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (с), (h) с указанным дополнительным тепло- и массообменным устройством соединено массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости в виде верхнего погона; и (i) с указанным смешивающим устройством дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева смешанного потока пара 44 и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадиях (а) и (d), а затем вывода подвергшегося нагреванию смешанного потока пара 44а в качестве фракции летучего остаточного газа 44d. 18. Установка по п.17, в которой: (а) с указанным первым теплообменным устройством 23 соединено дополнительное сепараторное устройство 11 для приема сконденсировавшейся при охлаждении второй части 33 жидкости и сконденсировавшейся при охлаждении первой части 32 жидкости и смешения указанных сконденсировавшихся частей и образования по меньшей мере одного потока жидкости 35, и образования из паров, оставшихся после охлаждения первой части 32 и охлаждения второй части 33, потока пара 34; (b) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено первое расширительное устройство 13 для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления 34а, подвергая его за счет этого дальнейшему охлаждению; (c) с первым расширительным устройством 13 соединено абсорбционное устройство для приема подвергшегося расширению потока пара 34а в виде нижнего погона; (d) с дополнительным сепараторным устройством 11 соединено дополнительное расширительное устройство 12 для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до более низкого давления 35а и (e) с указанным расширительным устройством 12 дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева по меньшей мере одного потока жидкости после расширения 35а и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (1), и при этом первое теплообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона. 19. Установка по п.17, в которой: (i) с указанным разделительным устройством соединено третье теплообменное устройство 10 для приема первой части 32 и ее дальнейшего охлаждения 32а; (ii) с указанным третьим теплообменным устройством 10 и с первым теплообменным устройством 23 соединено указанное дополнительное смешивающее устройство для приема подвергшейся дальнейшему охлаждению первой части 32а и подвергшейся дальнейшему охлаждению второй части 33 и образования охлажденного потока газа 31а; (iii) с указанным первым устройством для отбора жидкости дополнительно соединено третье теплообменное устройство для приема и нагрева первого потока дистилляционной жидкости 43 и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i), и (iv) с третьим теплообменным устройством 10 соединено указанное массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43а в виде верхнего погона. 20. Установка по п.19, в которой: (a) указанное дополнительное смешивающее устройство приспособлено для поступления в него подвергшейся дальнейшему охлаждению первой части 32 и подвергшейся дальнейшему охлаждению второй части 33 и образования подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а; (b) с указанным дополнительным смешивающим устройством соединено дополнительное сепараторное устройство 11 для приема и разделения подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35; (c) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено расширительное устройство 13 для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления 34а, подвергая его за счет этого дальнейшему охлаждению; (d) с указанным расширительным устройством 13 соединено абсорбционное устройство для приема подвергшегося расширению охлажденного потока газа 34а в виде нижнего погона; (e) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено дополнительное расширительное устройство 12 для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до более низкого давления 35а; и (f) с дополнительным расширительным устройством 12 дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока жидкости 35а и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (1), и при этом первое теплообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи в последнее по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона. 21. Установка по любому из пп.14, 16-18 или 20, отличающаяся тем, что указанное дополнительное сепараторное устройство расположено внутри перерабатывающего агрегата 115 в сепараторной секции 115е. 22. Установка по любому из пп.15, 16 или 21, отличающаяся тем, что: (1) ко второму теплообменному устройству 17 подключено массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43 в промежуточном положении загрузки; (2) к сепараторному устройству 18 подсоединено разделительное устройство для приема конденсированного потока 40, 40а и его разделения, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флегмовые потоки; (3) к указанному разделительному устройству подключено абсорбционное устройство для приема первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона и (4) к указанному разделительному устройству подключено массообменное устройство для приема второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона. 23. Установка по любому из пп.19, 20 или 21, отличающаяся тем, что: (1) к третьему теплообменному устройству 10 подключено массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43 в промежуточном положении загрузки; (2) к указанному сепараторному устройству 18 подсоединено дополнительное разделительное устройство для приема и разделения конденсированного потока 40, 40а, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флегмовые потоки; (3) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено абсорбционное устройство для приема первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона и (4) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено массообменное устройство для приема второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона. 24. Установка по любому из пп.17, 18 или 21, отличающаяся тем, что: (1) к указанному дополнительному тепло- и массообменному устройству подключено массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43а на участке промежуточной загрузки; (2) с сепараторным устройством 18 соединено дополнительное разделительное устройство для приема и разделения конденсированного потока 40, 40а, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флегмовые потоки; (3) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено абсорбционное устройство для приема первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона и (4) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено массообменное устройство для приема второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона. 25. Установка по любому из пп.13, 15 или 22, отличающаяся тем, что: (1) внутри указанного перерабатывающего агрегата 115 установлено газоотборное устройство в сепараторной секции 115е; (2) внутри газоотборного устройства установлено дополнительное тепло- и массообменное устройство, содержащее один или несколько каналов для подачи внешнего хладоагента; (3) газоотборное устройство соединено с первым теплообменным устройством 23 для приема подвергшегося охлаждению потока газа 31а и направления в указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство для дополнительного охлаждения указанным внешним хладоагентом и (4) к газоотборному устройству подключено расширительное устройство 13 для приема и расширения подвергшегося дополнительному охлаждению потока газа 34 до более низкого давления 34а, причем расширительное устройство 13 дополнительно соединено с абсорбционным устройством для подачи в последнее подвергшегося расширению после дополнительного охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона. 26. Установка по п.19 или 23, отличающаяся тем, что: (1) внутри перерабатывающего агрегата 115 установлено газоотборное устройство в сепараторной секции 115е; (2) внутри газоотборного устройства установлено дополнительное тепло- и массообменное устройство, содержащее один или несколько каналов для подачи внешнего хладоагента; (3) газоотборное устройство соединено с указанным дополнительным смешивающим устройством для приема и направления подвергшегося охлаждению потока газа 31а в указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство и дополнительного охлаждения внешним хладоагентом и (4) к газоотборному устройству подключено расширительное устройство 13 для приема и расширения подвергшегося дополнительному охлаждению потока газа 34 до более низкого давления 34а, причем расширительное устройство дополнительно соединено с абсорбционным устройством для подачи в последнее подвергшегося расширению после дополнительного охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона. 27. Установка по любому из пп.14, 16, 20, 21, 23 или 24, отличающаяся тем, что: (1) внутри указанного дополнительного сепараторного устройства установлено дополнительное тепло- и массообменное устройство, содержащее один или несколько каналов для подачи внешнего хладоагента; (2) дополнительное тепло- и массообменное устройство приспособлено для приема указанного потока газа и его охлаждения внешним хладоагентом с образованием дополнительного конденсата, который образует часть указанного по меньшей мере одного потока жидкости 35, образующегося в сепараторном устройстве.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Способ сепарации потока газа 31, содержащего метан, С 2 -компоненты, C 3 -компоненты и более тяжелые углеводороды, на фракцию летучего остаточного газа 44d и на менее летучую фракцию 37, содержащую основную часть C 3 -компонентов и более тяжелых углеводородов, в котором: (1) охлаждают поток газа 31 в первом теплообменном устройстве 23; (2) подвергают охлажденный поток газа 31а, 34 расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся дальнейшим его охлаждением 34а; (3) подают подвергшийся расширению после охлаждения поток газа 34а в качестве нижнего погона в абсорбционное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 в секции адсорбции 115с; (4) отбирают первый поток дистилляционной жидкости 43 из нижней области абсорбционного устройства и подают в качестве верхнего погона 43а в массообменное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 в секции деэтанизации 115d; (5) отбирают первый поток дистилляционного пара 38 из верхней области массообменного устройства и охлаждают в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара подверглась конденсации во втором теплообменном устройстве 17; (6) подают подвергшийся частичной конденсации первый поток дистилляционного пара 38а в сепараторное устройство 18 и подвергают в нем разделению на подвергшийся конденсации поток 40 и поток остаточного пара 39, содержащий несконденсировавшийся пар, оставшийся после охлаждения первого потока дистилляционного пара; (7) подают по меньшей мере часть подвергшегося конденсации потока 40а в качестве верхнего погона в абсорбционное устройство; (8) отводят второй поток дистилляционного пара 36 из верхней области абсорбционного устройства и нагревают во втором теплообменном устройстве 17, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (5); (9) смешивают подвергшийся нагреванию второй поток дистилляционного пара 36а с потоком остаточного пара 39, образуя смешанный поток пара 44; (10) нагревают смешанный поток пара 44 в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем выводят подвергшийся нагреванию смешанный поток пара 44а в качестве фракции летучего остаточного газа 44d; (11) выводят второй поток дистилляционной жидкости из нижней области массообменного устройства и нагревают в тепло- и массообменном устройстве, расположенном внутри перерабатывающего агрегата 115 в секции деэтанизации 115d, с одновременным отпариванием более летучих компонентов из второго потока дистилляционной жидкости, а затем выводят подвергшийся нагреванию и отпариванию второй поток дистилляционной жидкости из перерабатывающего агрегата в качестве менее летучей фракции 37; и (12) регулируют расход и температуру потоков 34а, 40а, поступающих в абсорбционное устройство таким образом, чтобы поддерживать в верхней области абсорбционного устройства температуру, при которой основная часть компонентов извлекается в менее летучую фракцию 37. 2. Способ по п.1, в котором: a) охлаждают поток газа 31 на стадии (1) в первом теплообменном устройстве 23 в степени, достаточной для его частичной конденсации; b) подают подвергшийся частичной конденсации поток газа в дополнительное сепараторное устройство 11 и разделяют его на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35; c) подвергают поток пара 34 расширению до более низкого давления 13, сопровождающемуся дальнейшим охлаждением 34а; d) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве нижнего погона в указанное абсорбционное устройство; e) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления 35а и f) нагревают подвергшийся расширению по крайней мере один поток жидкости 35а в первом теплообменном устройстве 23 за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (а), а затем подают подвергшийся нагреванию и расширению по меньшей мере один поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство. 3. Способ по п.1, в котором: a) отбирают на стадии (4) указанный первый поток дистилляционной жидкости 43 из нижней области абсорбционного устройства и нагревают во втором теплообменном устройстве 17, а затем подвергшийся нагреванию поток дистилляционной жидкости 43b подают в качестве указанного верхнего погона в массообменное устройство; и b) отбирают на стадии (5) указанный первый поток дистилляционного пара 38 из верхней области массообменного устройства и охлаждают в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара во втором теплообменном устройстве 17 подверглась конденсации, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное нагревание на стадии (а). 4. Способ по п.3, в котором: (i) охлаждают на стадии (1) указанный поток газа 31 в первом теплообменном устройстве 23 в степени, достаточной для его частичной конденсации; (ii) подают подвергшийся частичной конденсации поток газа 31а в дополнительное сепараторное устройство 11 и разделяют его на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35; (iii) подвергают поток пара 34 расширению до более низкого давления 13, сопровождающемуся дальнейшим охлаждением 34а; (iv) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве указанного нижнего погона в абсорбционное устройство; (v) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления 35а и (vi) нагревают указанный подвергшийся расширению по крайней мере один поток жидкости 35а в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (i), а затем подают подвергшийся нагреванию и расширению по меньшей мере один поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство. 5. Способ по п.1, в котором: (a) подвергают поток газа 31 на стадии (1) частичному охлаждению в первом теплообменном устройстве 23; (b) разделяют указанный частично охлажденный поток газа на первую 32 и вторую 33 части; (c) подвергают первую часть 32 дальнейшему охлаждению в дополнительном тепло- и массообменном устройстве, расположенном внутри дополнительного сепараторного устройства 11, тем самым одновременно конденсируя менее летучие компоненты 35 из первой части; (d) подвергают вторую часть 33 дальнейшему охлаждению в первом теплообменном устройстве 23; (e) смешивают подвергшиеся дальнейшему охлаждению первую 32 и вторую 33 части, образуя поток охлажденного газа 34; (f) отбирают первый поток дистилляционной жидкости 43 на стадии 4 из указанной нижней области абсорбционного устройства и нагревают в дополнительном тепло- и массообменном устройстве, расположенном внутри сепараторного устройства 11, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (с), а затем подвергшийся нагреванию первый поток дистилляционной жидкости 43а подают в качестве верхнего погона в указанное массообменное устройство; и (g) нагревают смешанный паровой поток 44 в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадиях (а) и (d), а затем выводят подвергшийся нагреванию смешанный паровой поток 44а в качестве указанной фракции летучего остаточного газа 44d. 6. Способ по п.5, в котором: (а) направляют подвергшуюся дальнейшему охлаждению вторую часть 33 на стадии (d) в дополнительное сепараторное устройство 11, чтобы смешать жидкости, сконденсировавшиеся при дальнейшем охлаждении указанной первой части и дальнейшем охлаждении указанной второй части, образовав по меньшей мере один поток жидкости 35, и смешать остатки подвергшейся дальнейшему охлаждению указанной первой части и подвергшейся дальнейшему охлаждению указанной второй части, образовав поток пара 34; (b) подвергают поток пара 34 расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся его дальнейшим охлаждением 34а; (c) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве нижнего погона в абсорбционное устройство; (d) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления 35а и (e) нагревают по меньшей мере один подвергшийся расширению поток жидкости 35а в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем подают по меньшей мере один подвергшийся расширению и нагреванию поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство. 7. Способ по п.5, в котором: (i) подвергают указанную первую часть 32 дальнейшему охлаждению в третьем теплообменном устройстве 10; (ii) отбирают первый поток дистилляционной жидкости 43 на стадии (4) из нижней области абсорбционного устройства и нагревают в указанном третьем теплообменном устройстве 10, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (i), а затем подвергшийся нагреванию первый поток дистилляционной жидкости 43а подают в качестве верхнего погона в массообменное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115. 8. Способ по п.7, в котором: (a) смешивают подвергшиеся дальнейшему охлаждению указанную первую часть 32а на стадии (i) и указанную вторую часть 33, образуя подвергшийся частичной конденсации поток газа 31а; (b) подают подвергшийся частичной конденсации поток газа 31а в дополнительное устройство для сепарации 11 и подвергают разделению на поток пара 34 и по меньшей мере один поток жидкости 35; (c) подвергают указанный поток пара 34 расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся его дальнейшим охлаждением 34а; (d) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве нижнего погона в абсорбционное устройство; (e) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления 35а и (f) нагревают по меньшей мере один подвергшийся расширению поток жидкости 35а в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем подают по меньшей мере один подвергшийся расширению и нагреванию поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство. 9. Способ по любому из пп.2, 4-6 или 8, отличающийся тем, что указанное дополнительное сепараторное устройство расположено внутри перерабатывающего агрегата 115 в сепараторной секции 115е. 10. Способ по любому из пп.3-8, отличающийся тем, что: (1) подают подвергшийся нагреванию на стадии (f) первый поток дистилляционной жидкости 43 в массообменное устройство в промежуточной точке подачи; (2) разделяют подвергшийся конденсации на стадии (6) поток, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флегмовые потоки; (3) подают первый флегмовый поток 41 в абсорбционное устройство в виде верхнего погона и (4) подают второй флегмовый поток 42 в массообменное устройство в виде верхнего погона. 11. Способ по пп.1, 3, 7 или 10, отличающийся тем, что: (1) внутри перерабатывающего агрегата 115 расположено газоотборное устройство в сепараторной секции 115е; (2) внутри указанного газоотборного устройства расположено дополнительное тепло- и массообменное устройство, причем указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство содержит один или несколько каналов для ввода внешнего хладоагента; (3) подают подвергшийся охлаждению на стадии (1) поток газа 31 в указанное газоотборное устройство и направляют в указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство для дальнейшего охлаждения указанным внешним хладоагентом; и (4) подвергают подвергшийся дальнейшему охлаждению поток газа 34 расширению 13 до более низкого давления, а затем подают в виде нижнего погона 34а в абсорбционное устройство. 12. Способ по любому из пп.2, 4, 8, 9 или 10, отличающийся тем, что: (1) внутри дополнительного сепараторного устройства расположено дополнительное тепло- и массообменное устройство, причем указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство содержит один или несколько каналов для ввода внешнего хладоагента; (2) направляют поток пара 34 на стадии (b) в указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство для охлаждения указанным внешним хладоагентом, чтобы образовался дополнительный конденсат; и (3) смешивают конденсат по меньшей мере с одним потоком жидкости 35 со стадии (b), отделенной в указанном дополнительном сепараторном устройстве. 13. Установка для реализации способа сепарации потока газа 31, содержащего метан, С 2 -компоненты, C 3 -компоненты и более тяжелые углеводороды, на фракцию 44d летучего остаточного газа и на менее летучую фракцию 37, содержащую основную часть C 3 -компонентов и более тяжелых углеводородов по п.1, содержащая: (1) первое теплообменное устройство 23, предназначенное для охлаждения потока газа 31; (2) расширительное устройство 13, соединенное с первым теплообменным устройством 23, в которое поступает охлажденный поток газа 31а, 34 и для расширения до более низкого давления 34а; (3) абсорбционное устройство, расположенное внутри секции абсорбции 115с перерабатывающего агрегата 115, соединенное с расширительным устройством 13, предназначенным для приема подвергшегося расширению после охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона; (4) первое устройство для отбора жидкости, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с абсорбционным устройством для приема из нижней области указанного абсорбционного устройства первого потока 43 дистилляционной жидкости; (5) массообменное устройство, расположенное внутри секции деэтанизации 115d перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с указанным первым устройством для отбора жидкости для подачи первого потока 43 дистилляционной жидкости в виде верхнего погона; (6) первое пароотборное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115, соединенное с массообменным устройством для приема из верхней области массообменного устройства 115d первого потока дистилляционного пара 38; (7) первое пароотборное устройство, соединенное со вторым теплообменным устройством 17, для подачи первого потока дистилляционного пара 38 и охлаждения в достаточной степени, чтобы указанный поток 38 подвергся, по меньшей мере, частичной конденсации 38а; (8) сепараторное устройство 18, соединенное со вторым теплообменным устройством 17, для приема подвергшегося частичной конденсации первого потока дистилляционного пара 38а и разделения на конденсированный поток 40 и на поток остаточного пара 39, содержащий несконденсировавшийся пар, оставшийся после охлаждения первого потока дистилляционного пара 38; (9) причем с сепараторным устройством 18 дополнительно соединено абсорбционное устройство для приема по меньшей мере части конденсированного потока 40а в виде верхнего погона; (10) второе пароотборное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с абсорбционным устройством, для приема второго потока дистилляционного пара 36 из верхней области абсорбционного устройства; (11) причем с указанным вторым пароотборным устройством дополнительно соединено указанное второе теплообменное устройство 17 для приема и нагрева второго потока дистилляционного пара 36, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (7); (12) смешивающее устройство, соединенное с указанным вторым теплообменным устройством 17 и сепараторным устройством 18, в которое поступают подвергшийся нагреванию второй поток дистилляционного пара 36 и поток остаточного пара 39 для образования смешанного потока пара 44; (13) причем с указанным смешивающим устройством дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева смешанного потока пара 44, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем вывода подвергшегося нагреванию смешанного потока пара 44а в виде фракции летучего остаточного газа 44d; (14) второе устройство для отбора жидкости, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с массообменным устройством, в которое поступает второй поток дистилляционной жидкости из нижней области указанного массообменного устройства; (15) тепло- и массообменное устройство, расположенное внутри секции деэтанизации 115d перерабатывающего устройства 115 и соединенное с указанным вторым устройством для отбора жидкости, для приема и нагрева второго потока дистилляционной жидкости, с осуществлением тем самым одновременного отпаривания более летучих компонентов из указанного второго потока дистилляционной жидкости, а затем вывода подвергшегося нагреванию и отпариванию второго потока дистилляционной жидкости из перерабатывающего агрегата в виде менее летучей фракции 37; и (16) регулирующее устройство, предназначенное для регулирования расхода и температуры потоков 34а, 40а, поступающих в абсорбционное устройство таким образом, чтобы поддерживать в верхней области абсорбционного устройства температуру, при которой извлекается основная часть компонентов, составляющих менее летучую фракцию 37. 14. Установка по п.13, в которой: (a) первое теплообменное устройство 23 приспособлено для охлаждения потока газа 31 в достаточной степени для того, чтобы он подвергся частичной конденсации 31а; (b) с первым теплообменным устройством 23 соединено дополнительное сепараторное устройство 11 для разделения подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35; (c) с указанным дополнительным сепараторным устройством соединено первое расширительное устройство 13 для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления, подвергаясь за счет этого дальнейшему охлаждению 34а; (d) с первым расширительным устройством 13 соединено абсорбционное устройство для приема подвергшегося расширению после охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона; (e) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено дополнительное расширительное устройство 12 для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до более низкого давления 35а; и (f) причем со вторым расширительным устройством 12 дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагревания по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока жидкости 35а с осуществлением тем самым, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (а), при этом первое теплообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона 15. Установка по п.13, в которой: (a) второе теплообменное устройство 17 дополнительно соединено с первым указанным устройством для отбора жидкости и предназначено для приема и нагрева первого потока дистилляционной жидкости 43 и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения указанного первого потока дистилляционного пара 38; (b) массообменное устройство соединено со вторым теплообменным устройством 17 для приема нагретого первого потока дистилляционной жидкости 43а в виде верхнего погона и (c) с первым пароотборным устройством дополнительно соединено второе теплообменное устройство 17 для приема и охлаждения первого потока дистилляционного пара 38 в достаточной степени, чтобы подвергнуть его, по меньшей мере, частичной конденсации, тем самым обеспечить, по меньшей мере, частичное нагревание на стадии (а). 16. Установка по п.15, в которой: (i) первое теплообменное устройство 23 предназначено для охлаждения потока газа 31 в достаточной степени, чтобы он подвергся частичной конденсации 31а; (ii) дополнительное сепараторное устройство 11 соединено с первым теплообменным устройством 23 и предназначено для приема и разделения подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35; (iii) первое расширительное устройство 13 соединено с дополнительным сепараторным устройством 11 и предназначено для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления, подвергая его за счет этого дальнейшему охлаждению 34а; (iv) абсорбционное устройство соединено с первым расширительным устройством 13 для приема подвергшегося расширению охлажденного потока пара 34а в виде нижнего погона; (v) дополнительное расширительное устройство 12 соединено с дополнительным сепараторным устройством 11 и предназначено для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до более низкого давления 35а и (vi) с указанным дополнительным расширительным устройством 12 соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока жидкости 35а и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i), при этом первое теплообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи в последнее по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона. 17. Установка по п.13, в которой: (а) первое теплообменное устройство 23 приспособлено для частичного охлаждения потока газа 31; (b) с первым теплообменным устройством 23 соединено разделительное устройство для приема и разделения подвергшегося частичному охлаждению потока газа 31 на первую 32 и вторую 33 части; (c) дополнительное тепло- и массообменное устройство расположено внутри дополнительного сепараторного устройства 11 и соединено с указанным разделительным устройством для приема и дальнейшего охлаждения указанной первой части 32 с одновременной конденсацией из нее менее летучих компонентов 35; (d) причем с указанным разделительным устройством дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и дальнейшего охлаждения указанной второй части 33; (e) с указанным дополнительным тепло- и массообменным устройством и первым теплообменным устройством 23 соединено дополнительное смешивающее устройство для приема подвергшейся дальнейшему охлаждению первой части 32 и подвергшейся дальнейшему охлаждению второй части 33 и образования охлажденного потока газа 34; (f) с указанным дополнительным смешивающим устройством соединено расширительное устройство 13 для приема и расширения охлажденного потока газа 34 до более низкого давления 34а; (g) причем с указанным первым устройством для отбора жидкости дополнительно соединено указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство для приема и нагревания первого потока дистилляционной жидкости 34 и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (с), (h) с указанным дополнительным тепло- и массообменным устройством соединено массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости в виде верхнего погона; и (i) с указанным смешивающим устройством дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева смешанного потока пара 44 и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадиях (а) и (d), а затем вывода подвергшегося нагреванию смешанного потока пара 44а в качестве фракции летучего остаточного газа 44d. 18. Установка по п.17, в которой: (а) с указанным первым теплообменным устройством 23 соединено дополнительное сепараторное устройство 11 для приема сконденсировавшейся при охлаждении второй части 33 жидкости и сконденсировавшейся при охлаждении первой части 32 жидкости и смешения указанных сконденсировавшихся частей и образования по меньшей мере одного потока жидкости 35, и образования из паров, оставшихся после охлаждения первой части 32 и охлаждения второй части 33, потока пара 34; (b) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено первое расширительное устройство 13 для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления 34а, подвергая его за счет этого дальнейшему охлаждению; (c) с первым расширительным устройством 13 соединено абсорбционное устройство для приема подвергшегося расширению потока пара 34а в виде нижнего погона; (d) с дополнительным сепараторным устройством 11 соединено дополнительное расширительное устройство 12 для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до более низкого давления 35а и (e) с указанным расширительным устройством 12 дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева по меньшей мере одного потока жидкости после расширения 35а и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (1), и при этом первое теплообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона. 19. Установка по п.17, в которой: (i) с указанным разделительным устройством соединено третье теплообменное устройство 10 для приема первой части 32 и ее дальнейшего охлаждения 32а; (ii) с указанным третьим теплообменным устройством 10 и с первым теплообменным устройством 23 соединено указанное дополнительное смешивающее устройство для приема подвергшейся дальнейшему охлаждению первой части 32а и подвергшейся дальнейшему охлаждению второй части 33 и образования охлажденного потока газа 31а; (iii) с указанным первым устройством для отбора жидкости дополнительно соединено третье теплообменное устройство для приема и нагрева первого потока дистилляционной жидкости 43 и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i), и (iv) с третьим теплообменным устройством 10 соединено указанное массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43а в виде верхнего погона. 20. Установка по п.19, в которой: (a) указанное дополнительное смешивающее устройство приспособлено для поступления в него подвергшейся дальнейшему охлаждению первой части 32 и подвергшейся дальнейшему охлаждению второй части 33 и образования подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а; (b) с указанным дополнительным смешивающим устройством соединено дополнительное сепараторное устройство 11 для приема и разделения подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35; (c) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено расширительное устройство 13 для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления 34а, подвергая его за счет этого дальнейшему охлаждению; (d) с указанным расширительным устройством 13 соединено абсорбционное устройство для приема подвергшегося расширению охлажденного потока газа 34а в виде нижнего погона; (e) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено дополнительное расширительное устройство 12 для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до более низкого давления 35а; и (f) с дополнительным расширительным устройством 12 дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока жидкости 35а и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (1), и при этом первое теплообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи в последнее по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона. 21. Установка по любому из пп.14, 16-18 или 20, отличающаяся тем, что указанное дополнительное сепараторное устройство расположено внутри перерабатывающего агрегата 115 в сепараторной секции 115е. 22. Установка по любому из пп.15, 16 или 21, отличающаяся тем, что: (1) ко второму теплообменному устройству 17 подключено массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43 в промежуточном положении загрузки; (2) к сепараторному устройству 18 подсоединено разделительное устройство для приема конденсированного потока 40, 40а и его разделения, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флегмовые потоки; (3) к указанному разделительному устройству подключено абсорбционное устройство для приема первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона и (4) к указанному разделительному устройству подключено массообменное устройство для приема второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона. 23. Установка по любому из пп.19, 20 или 21, отличающаяся тем, что: (1) к третьему теплообменному устройству 10 подключено массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43 в промежуточном положении загрузки; (2) к указанному сепараторному устройству 18 подсоединено дополнительное разделительное устройство для приема и разделения конденсированного потока 40, 40а, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флегмовые потоки; (3) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено абсорбционное устройство для приема первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона и (4) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено массообменное устройство для приема второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона. 24. Установка по любому из пп.17, 18 или 21, отличающаяся тем, что: (1) к указанному дополнительному тепло- и массообменному устройству подключено массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43а на участке промежуточной загрузки; (2) с сепараторным устройством 18 соединено дополнительное разделительное устройство для приема и разделения конденсированного потока 40, 40а, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флегмовые потоки; (3) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено абсорбционное устройство для приема первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона и (4) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено массообменное устройство для приема второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона. 25. Установка по любому из пп.13, 15 или 22, отличающаяся тем, что: (1) внутри указанного перерабатывающего агрегата 115 установлено газоотборное устройство в сепараторной секции 115е; (2) внутри газоотборного устройства установлено дополнительное тепло- и массообменное устройство, содержащее один или несколько каналов для подачи внешнего хладоагента; (3) газоотборное устройство соединено с первым теплообменным устройством 23 для приема подвергшегося охлаждению потока газа 31а и направления в указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство для дополнительного охлаждения указанным внешним хладоагентом и (4) к газоотборному устройству подключено расширительное устройство 13 для приема и расширения подвергшегося дополнительному охлаждению потока газа 34 до более низкого давления 34а, причем расширительное устройство 13 дополнительно соединено с абсорбционным устройством для подачи в последнее подвергшегося расширению после дополнительного охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона. 26. Установка по п.19 или 23, отличающаяся тем, что: (1) внутри перерабатывающего агрегата 115 установлено газоотборное устройство в сепараторной секции 115е; (2) внутри газоотборного устройства установлено дополнительное тепло- и массообменное устройство, содержащее один или несколько каналов для подачи внешнего хладоагента; (3) газоотборное устройство соединено с указанным дополнительным смешивающим устройством для приема и направления подвергшегося охлаждению потока газа 31а в указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство и дополнительного охлаждения внешним хладоагентом и (4) к газоотборному устройству подключено расширительное устройство 13 для приема и расширения подвергшегося дополнительному охлаждению потока газа 34 до более низкого давления 34а, причем расширительное устройство дополнительно соединено с абсорбционным устройством для подачи в последнее подвергшегося расширению после дополнительного охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона. 27. Установка по любому из пп.14, 16, 20, 21, 23 или 24, отличающаяся тем, что: (1) внутри указанного дополнительного сепараторного устройства установлено дополнительное тепло- и массообменное устройство, содержащее один или несколько каналов для подачи внешнего хладоагента; (2) дополнительное тепло- и массообменное устройство приспособлено для приема указанного потока газа и его охлаждения внешним хладоагентом с образованием дополнительного конденсата, который образует часть указанного по меньшей мере одного потока жидкости 35, образующегося в сепараторном устройстве.
Евразийское ои 023918 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента (51) Int. Cl. F25J3/00 (2006.01)
2016.07.29
(21) Номер заявки 201200003
(22) Дата подачи заявки 2011.03.18
(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГАЗА
(31) PCT/US2010/029331; 12/750,862; PCT/ US2010/033374; 12/772,472; PCT/ US2010/035121; 12/781,259; 13/048,315; PCT/US2011/028872; 13/051,682
(32) 2010.03.31; 2010.03.31; 2010.05.03; 2010.05.03; 2010.05.17; 2010.05.17; 2011.03.15; 2011.03.17; 2011.03.18
(33) US
(43) 2013.03.29
(86) PCT/US2011/029034
(87) WO 2011/126710 2011.10.13
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ОРТЛОФФ ИНДЖИНИРС, ЛТД.; Эс.Эм.И. ПРОДАКТС ЭлПи (US)
(72) Изобретатель:
Джонк Эндрю Ф., Льюис У. Ларри, Тайлер Л. Дон, Уилкинсон Джон Д., Линч Джо Т., Хадсон Хэнк М., Кьюллар Кайл Т. (US)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) US-A1-20090100862 US-A1-20090107175 US-B1-6694775 US-A1-20060086139 US-B1-6516631 US-A-5685170 US-A-5675054 US-A-5568737
(57) Предлагается способ и компактная установка для сепарации из природного газа пропана, пропилена и более тяжелых углеводородов. Поток газа охлаждают, подвергают расширению до более низкого давления и подают в абсорбционное устройство. Поток газа охлаждают, расширяют до более низкого давления и подают в абсорбционное устройство. Первый поток дистилляционной жидкости подают в массообменное устройство. Из массообменного устройства первый поток дистилляционного пара подают на охлаждение, подвергая частичной конденсации и образуя поток остаточного пара и конденсированный поток. Конденсированный поток подают в виде верхнего погона в абсорбционное устройство. Из абсорбционного устройства второй поток дистилляционного пара подают на нагревание за счет охлаждения первого потока дистилляционного пара, смешивают с потоком остаточного пара и подвергают нагреванию за счет охлаждения потока газа. Из массообменного устройства второй поток дистилляционной жидкости подают на нагревание в тепло- и массообменное устройство, чтобы отпарить из него летучие компоненты.
Предпосылки создания изобретения
Пропилен, пропан и/или более тяжелые углеводороды можно извлекать из множества газов, таких как природный газ, нефтезаводской газ и потоки синтетического газа, получаемого из других углеводородных материалов, таких как уголь, неочищенная нефть, нафта, нефтеносный сланец, битуминозный песок и лигнит. Природный газ обычно содержит в больших количествах метан и этан, т.е. суммарное содержание метана и этана в молярном отношении составляет не менее 50% от газа. Газ содержит также в сравнительно меньших количествах более тяжелые углеводороды, такие, например, как пропан, бутаны и пентаны, а также водород, азот, двуокись углерода и некоторые другие газы.
Настоящее изобретение, в целом, относится к извлечению пропилена, пропана и более тяжелых углеводородов из потоков таких газов. Анализ показывает, что обычно в потоке газа, подвергаемого переработке предлагаемым способом, содержится в молярном отношении около 88,4% метана, 6,2% этана и других (^-компонентов, 2,6% пропана и других С3-компонентов, 0,3% изобутана, 0,6% нормального бутана и 0,8% пентанов и более тяжелых углеводородов, а в остальном азот и двуокись углерода. Иногда присутствуют и серусодержащие газы.
Наблюдавшиеся циклические колебания цен как на природный газ, так и на природный газоконденсат временами ослабляли растущий интерес к пропану, пропилену и более тяжелым компонентам в качестве сжиженных продуктов. Это породило спрос на способы, которые могли бы обеспечить более эффективное извлечение этих веществ, и на способы, которые могли бы обеспечить эффективное их извлечение при более низких капитальных вложениях. Известны способы, пригодные для выделения этих веществ, в том числе способы, основанные на охлаждении и рефрижерации газа, абсорбции маслом и абсорбции охлажденным маслом. Кроме того, получили распространение криогенные способы из-за доступности экономичного оборудования, которое выделяет энергию, когда перерабатываемый газ расширяется и одновременно отдает тепло. В зависимости от величины давления в источнике газа, содержания в нем этана, этилена и более тяжелых углеводородов и потребных конечных продуктов может использоваться любой из этих способов или сочетание этих способов.
Для извлечения компонентов из сжиженного природного газа в настоящее время обычно предпочитают использовать способ криогенного расширения, поскольку он обеспечивает максимальную простоту при легком пуске, эксплуатационной гибкости, хорошей эффективности, безопасности и хорошей надежности. Описание подходящих способов приведено в патентах США № 3292380; 4061481; 4140504; 4157904; 4171964; 4185978; 4251249; 4278457; 4519824; 4617039; 4687499; 4689063; 4690702; 4854955; 4869740; 4889545; 5275005; 5555748; 5566554; 5568737; 5771712; 5799507; 5881569; 5890378; 5983664; 6182469; 6578379; 6712880; 6915662; 7191617; 7219513; переизданном патенте США № 33.408 и одновременно рассматриваемых заявках № 11/430412; 11/839693; 11/971491; 12/206230; 12/689616; 12/717394; 12/750862; 12/772472; 12/781259; 12/868993; 12/869007; 12/869139; 12/979563 и 13/048315 (хотя описание настоящего изобретения в некоторых случаях проводится для других условий переработки, отличающихся от условий, описанных в перечисленных патентах США).
В типичном способе извлечения веществ путем криогенного расширения поток подаваемого сжатого газа охлаждают путем теплообмена с другими потоками этого способа и/или внешними источниками охлаждения, такими, как компрессионно-охлаждающая система для пропана. При охлаждении газ конденсируется, и жидкость собирается в одном или нескольких сепараторах в виде находящихся под высоким давлением жидкостей, содержащих некоторые из требуемых С3-компонентов. В зависимости от содержания этих компонентов в газе и количества образовавшихся жидкостей находящиеся под высоким давлением жидкости можно подвергать расширению до более низкого давления и фракционированию. Испарение, происходящее при расширении жидкостей, приводит к дальнейшему охлаждению потока. В некоторых случаях желательно подвергнуть находящиеся под высоким давлением жидкости перед их расширением предварительному охлаждению, чтобы понизить температуру, до которой охлаждаются жидкости в результате расширения. После расширения поток, представляющий собой смесь жидкости и пара, подвергают фракционированию в дистилляционной колонне (деэтанизаторе). В этой колонне подвергшиеся расширению после охлаждения потоки подвергаются дистилляции, чтобы отделить остатки метана, С2-компонентов, азота и других летучих газов в виде верхнего погона от нужных С3-компонентов и более тяжелых углеводородов, образующих нижний погон жидкости.
Если подаваемый газ полностью не конденсируется (как это обычно и бывает), пар, оставшийся после частичной конденсации, можно пропускать через детандер или же через расширительный клапан, чтобы понизить давление до уровня, при котором конденсируется дополнительное количество жидкостей в результате дальнейшего охлаждения потока. После расширения поток поступает в абсорбционную секцию колонны и контактирует с холодными жидкостями, абсорбируя С3-компоненты и более тяжелые компоненты из паровой фазы подвергшегося расширению потока. Из абсорбционной секции колонны жидкости поступают в секцию деэтанизации.
Поток дистилляционного пара выводится из верхней области секции деэтанизации и охлаждается в результате теплообмена с потоком верхнего погона из абсорбционной секции, что приводит к конденсации, по меньшей мере, части потока дистилляционного пара. Сконденсировавшаяся жидкость отделяется от потока охлажденного дистилляционного пара, образуя поток охлажденной жидкой флегмы, который
направляется в нижнюю область абсорбционной секции, где охлажденные жидкости могут контактировать с частью пара подвергшегося расширению потока, как было описано ранее. Часть потока охлажденного дистилляционного пара (если он имеется) и верхний погон из абсорбционной секции объединяются, образуя газ, содержащий остатки метана и С2-компонентов.
Разделение, которое происходит при протекании этого способа (образование выводимого из способа остаточного газа, который содержит почти весь метан и С2-компоненты, содержавшиеся в загружаемом газе, и почти не содержит С3-компонентов и более тяжелых углеводородов, и выводимого из деэта-низатора нижнего погона, который содержит почти все С3-компоненты и более тяжелые углеводороды и почти не содержит метана, С2-компонентов или более летучих компонентов) потребляет энергию на охлаждение подаваемого газа, на повторное испарение в деэтанизаторной секции, на дефлегмацию абсорбционной секции и/или на повторное сжатие остаточного газа.
Настоящее изобретение использует новые средства для более эффективного выполнения описанных выше разных стадий и для использования менее дорогостоящего оборудования. Добиться этого удается, объединяя то, что было отдельным оборудованием, в единый агрегат, и, тем самым, уменьшая размер участка, занимаемого перерабатывающей установкой, и снижая капитальные затраты на ее сооружение. К своему удивлению заявители обнаружили, что в более компактной установке уменьшается расход энергии, необходимый для достижения заданного уровня извлечения, и, тем самым, повышается эффективность способа и уменьшаются эксплуатационные расходы. Кроме того, для более компактной установки нужно гораздо меньше труб, используемых для соединения отдельных единиц оборудования в единую установку, что еще более уменьшает капитальные затраты и позволяет обходиться без фланцевых соединений труб. А поскольку фланцы труб являются потенциальными источниками утечки углеводородов (которые являются летучими органическими соединениями, которые вызывают парниковый эффект и могут являться предшественниками образования атмосферного озона), их исключение приводит к уменьшению вероятности их выброса в атмосферу и загрязнения ими окружающей среды.
Оказалось, что в соответствии с настоящим изобретением можно добиться степени извлечения С3-компонентов более 99,6% и в то же время обеспечить почти полное удаление С2-компонентов в поток остаточного газа. Кроме того, при одном и том же уровне извлечения настоящее изобретение обеспечивает почти 100%-ное отделение С2-компонентов и более легких компонентов от С3-компонентов и более тяжелых компонентов при меньшем потреблении энергии, чем известные способы. Настоящее изобретение, хотя его можно использовать и при более низких давлениях и более высоких температурах, преимущественно используют для переработки подаваемого газа в диапазоне абсолютных давления от 2.758 до 10.342 кПа(а) при условиях, требующих поддерживать в верхнем погоне колонны для извлечения из сжиженного природного газа температуры не выше - 46°С.
Для лучшего понимания сущности настоящего изобретения дальнейшее описание ведется на примерах его осуществления со ссылкой на прилагаемые фигуры.
На фиг. 1 приведена блок-схема известной установки для переработки природного газа согласно патенту США № 5799507.
На фиг. 2 приведена блок-схема установки для переработки природного газа согласно настоящему изобретению.
На фиг. 3-21 приведены блок-схемы альтернативного использования настоящего изобретения для сепарации потока природного газа.
При описании приведенных на фигурах установок используются таблицы, содержащие скорости потоков, рассчитанные для характерных условий осуществления способа. В приведенных таблицах для удобства значения скорости потока (выраженной в моль/ч) были округлены до ближайшего целого числа. Приведенные в таблицах общие скорости потоков рассчитаны с учетом всех неуглеводородных компонентов и имеют, поэтому, более высокие значения, чем сумма скоростей потоков углеводородных компонентов. Температуры имеют значения, округленные до ближайшего целого числа. Следует также отметить, что технологические расчеты, проведенные с целью сопоставления способов, представленных на рисунках, основаны на допущении об отсутствии утечек тепла из окружающей среды в технологическую среду (или в окружающую среду из технологической среды). Количество коммерчески доступных изоляционных материалов делают это допущение вполне обоснованным, и оно обычно используется специалистами в этой области.
Для удобства значения параметров способа приведены как в Британских единицах измерения, так и единицах измерения системы СИ (В переводе текста оставлены лишь значения в единицах измерения системы СИ - Прим. пер.) Приведенные в таблице молярные скорости потока могут быть выражены либо в фунт-молях в час, либо килограмм-молях в час. Расход энергии, выраженный в лошадиных силах (HP) и/или тысячах британских тепловых единиц в час (MBTU/Hr), относится к установленной молярной скорости, выраженной в фунт-молях в час. Расход энергии, выраженный в киловаттах (kW), относится к установленной молярной скорости, выраженной в килограмм-молях в час.
Описание известных технических решений
На фиг. 1 приведена блок-схема способа, показывающая конструкцию технологической установки, предназначенной для извлечения С3-компонентов из природного газа известным способом согласно па
тенту США № 5799507. В этой модели способа на установку поступает газ, имеющий температуру 43°С и давление 6.100 кПа(а), в виде потока 31. Если в поступающем газе содержание соединений серы превышает допустимую величину, их удаляют путем соответствующей предварительной обработки подаваемого газа (не показанной на рисунке). Кроме того, подаваемый поток обычно осушают, чтобы предотвратить образование гидрата (льда) в криогенных условиях. Для этой цели обычно использовали твердый осушитель.
Подаваемый поток 31 охлаждают в теплообменнике 10 холодным остаточным газом (поток 44), подвергшимися мгновенному расширению сепараторными жидкостями (поток 35а) и дистилляционными жидкостями, имеющими температуру -76°С (поток 43). Охлажденный поток 31а, имеющий температуру -36°С и абсолютное давление 6,031кПа(а), поступает в сепаратор 11, где пар (поток 34) отделяется от сконденсировавшейся жидкости (поток 35). Сепараторная жидкость (поток 35) расширяется до давления, слегка превышающего рабочее давление (около 2,583 кПа(а)) фракционной колонны 15, в расширительном клапане 12, охлаждая поток 35а до температуры -54°С. Поток 35а поступает в теплообменник 10, охлаждает подаваемый газ, как было описано выше, нагревается до 41°С, создавая поток 35b перед тем, как поступать во фракционную колонну 15 через загрузочный патрубок ниже середины колонны.
Пар (поток 34) из сепаратора 11 поступает в детандер 13, в котором из этой части подаваемого газа, находящейся пол высоким давлением, извлекается механическая энергия. В детандере 13 пар подвергается адиабатическому расширению до рабочего давления во фракционной колонне 15 и охлаждается при расширении, образуя подвергшийся расширению поток 34а, имеющий температуру около -74°С. Коммерчески доступные детандеры способны извлекать около 80-85% работы, теоретически доступной при идеальном адиабатическом расширении. Совершаемая работа часто используется для приведения в движение центробежного компрессора (такого как 14), который можно использовать, например, для повторного сжатия нагретого остаточного газа (поток 44а). Частично подвергшийся конденсации при расширении поток 34а затем загружается во фракционную колонну 15 через загрузочный патрубок выше середины колонны.
Деэтанизатор в колонне 15 представляет собой обычную дистилляционную колонну, содержащую множество расположенных друг над другом тарелок, одну или несколько насадок или какое-либо сочетание тарелок и насадок. Деэтанизаторная колонна состоит из двух секций: верхней абсорбционной (ректификационной) секции 15а, которая содержит тарелки и/или насадки, чтобы обеспечить необходимый контакт между паром подвергшегося расширению потока 34а, поднимающимся вверх, и охлажденной жидкостью, стекающей вниз, чтобы обеспечить конденсацию и абсорбцию С3-компонентов и более тяжелых углеводородов; и нижней отпарной секции 15b, которая содержит тарелки и/или насадки, чтобы обеспечить необходимый контакт между жидкостями, стекающими вниз, и парами, поднимающимися вверх. Деэтанизаторная секция 15b содержит также по меньшей мере один дополнительный испаритель (такой как дополнительный испаритель 16), который нагревает и испаряет часть жидкостей, стекающих вниз, чтобы обеспечить десорбцию паров, которые поднимаются по колонне вверх, отпаривая жидкие продукты, поток 37, от метана, С2-компонентов и более легких углеводородов. Поток 34 поступает в де-этанизатор 15 через загрузочный патрубок в середине колонны, расположенный на уровне нижней части абсорбционной секции 15а деэтанизатора 15. Жидкая часть подвергшегося расширению потока 34а смешивается с жидкостями, стекающими из абсорбционной колонны 15а вниз, и поступает вместе с ними в отпарную секцию 15b деэтанизатора 15. Паровая часть подвергшегося расширению потока 34а поднимается вверх через абсорбционную секцию 15а и контактирует со стекающей вниз холодной жидкостью, чтобы конденсировать и абсорбировать С3-компоненты и более тяжелые углеводороды.
Часть дистилляционного пара (поток 38) удаляют из верхней области отпарной секции 15b. Затем этот поток охлаждают и частично конденсируют (поток 38а) в теплообменнике 17 путем теплообмена с холодным верхним погоном 36 деэтанизатора, который имеет на выходе из деэтанизатора 15 температуру -79°С. Холодный верхний погон деэтанизатора нагревается примерно до -66°С (поток 36а), охлаждая поток 38 от -35 до -75°С (поток 38а).
Рабочее давление в сепараторе с дефлегматором 18 немного ниже рабочего давления в деэтанизато-ре 15. Этот перепад давлений служит движущей силой, заставляющей поток дистилляционного пара 38 протекать через теплообменник 17 в сепаратор с дефлегматором 18, в котором сконденсировавшаяся жидкость (поток 40) отделяется от несконденсировавшегося пара (поток 39). Поток несконденсировав-шегося пара 39 сливается с нагретым верхним погоном 36а деэтанизатора из теплообменника 17, образуя поток холодного остаточного газа 44, имеющего температуру -38°С.
Поток жидкости 40 из сепаратора с дефлегматором 18 перекачивается насосом 19 под давлением, которое немного больше рабочего давления в деэтанизаторе 15. Откачиваемый поток 40а затем делится на две части. Одна часть (поток 41) подается в виде холодной флегмы в верхнюю область абсорбционной колонны 15а деэтанизатора 15. Эта холодная жидкость оказывает абсорбционно-охлаждающее действие внутри абсорбционной (ректификационной) секции 15а деэтанизатора 15, в которой насыщение поднимающихся вверх паров в результате испарения метана и этана, содержащихся в потоке 41, обеспечивает охлаждение этой секции. Обратите внимание на то, что в результате и выходящий из верхней области пар (верхний погон 36), стекающие из нижней области жидкости (поток дистилляционной жидкости 43)
абсорбционной секции 15а, имеют более низкую температуру, чем любой из загружаемых в абсорбционную секцию 15а потоков (потоков 41 и потока 34а). Это абсорбционно-охлаждающее действие позволяет верхнему погону колонны (потоку 36) обеспечивать достаточное охлаждение в теплообменнике 17, чтобы произошла частичная конденсация потока дистилляционной пара (поток 38), даже если отпарная секция 15b не работает под давлением, значительно превышающем давление в абсорбционной секции 15а. Это абсорбционно-охлаждающее действие помогает также флегмовому потоку 41 конденсировать и абсорбировать С3-компоненты и более тяжелые углеводороды из дистилляционного пара, поднимающегося вверх по абсорбционной секции 15а. Другую часть (поток 42) откачиваемого потока 40а подают в верхнюю область отпарной секции 15b деэтанизатора 15, в которой холодная жидкость действует как флегма, абсорбируя и конденсируя С3-компоненты и более тяжелые углеводороды, поступающиеся снизу вверх, так что поток 38 дистилляционного пара содержит минимальные количества этих соединений.
Поток дистилляционной жидкости 43 выводят из деэтанизатора 15 в нижней части абсорбционной секции 15а и направляют в теплообменник 10, где он нагревается, охлаждая загружаемый газ, было указано ранее. Обычно поток этой жидкости поступает из деэтанизатора путем циркуляции через термосифон, но можно использовать и насос. Жидкий поток нагревается до -20°С, частично испаряясь, прежде чем поток 43а возвратится в деэтанизатор 15 через загрузочный патрубок в середине колонны, расположенный в средней области отпарной секции 15b.
В отпарной секции 15b деэтанизатора 15 загруженные потоки отпариваются от метана и С2-компонентов. Поток 37 образовавшейся жидкости выходит из нижней части колонны при температуре 94°С согласно расчету для типового соотношения этан: пропан, составляющего 0,048:1, при молярном выражении состава нижнего погона. Холодный остаточный газ (поток 44) протекает противотоком загружаемому газу в теплообменнике 10, где он нагревается до 37°С (поток 44а). Затем остаточный газ подвергается повторному сжатию в две ступени. На первой стадии компрессор 14 приводится в действие детандером 13. На второй стадии компрессор 20 приводится в действие дополнительным источником энергии и сжимает остаточный газ (поток 44с) до давления в потребительской сети. После охлаждения до температуры 49°С в выпускном охладителе 21 поток остаточного газа 44d поступает в потребительский газопровод под абсолютным давлением 6.307 кПа(а), удовлетворяющим требованиям, предъявляемым к газопроводам (обычно в отношении величины входного давления).
Перечень скоростей потоков и потребляемой энергии для способа, изображенного на фиг. 1, приведен в следующей табл. 1.
Таблица 1 (для фиг. 1). Перечень скоростей потоков, выраженных в фунт-моль/ч [кг-моль/ч]
Расход энергии
Сжатие остаточного газа 16,223 кВт Насос для орошения колонны 31 кВт
Всего 16,254 кВт
* Расчет произведен с использованием неокругленных значений скоростей потоков Описание изобретения
На фиг. 2 показана блок-схема способа согласно настоящему изобретению. Состав и состояние загружаемого газа, перерабатываемого с использованием способа, изображенного на фиг. 2, такие же, что и в случае переработки известным способом. Соответственно, способ на фиг. 2 можно сравнить с способом на фиг. 1, чтобы выявить преимущества настоящего изобретения.
На фиг. 2 загружаемый газ поступает на установку в виде потока 31 и попадает в теплообменное устройство секции входного охлаждения 115а внутри перерабатывающего агрегата 115. Теплообменное устройство может представлять собой теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, теплообменник с напайными алюминиевыми пластинами или теплообменное устройство иного типа, включая многоходовые и/или многосервисные теплообменники. Теплообменное устройство имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечивать теплообмен между потоком 31, текущим по одному проходу
теплообменного устройства, и подвергшимися мгновенному расширению сепараторными жидкостями (поток 35а) и потоком остаточного газа из конденсационной секции 115b внутри перерабатывающего агрегата 115. При нагревании подвергшихся мгновенному расширению сепараторных жидкостей поток 31 охлаждается. Одна часть (поток 32) потока 31 выводится из теплообменного устройства после частичного охлаждения потока 31 до температуры -4°С, а остальная часть (поток 33) после разделения с помощью устройства разделения подвергается дальнейшему охлаждению, так что она выходит из теплооб-менного устройства при температуре -29°С.
Сепараторная секция 115е имеет головку или другое устройство, отделяющую ее от деэтанизатор-ной секции 115d, так что обе секции внутри перерабатывающего агрегата 115 могут работать под разными давлениями. Первая часть (поток 32) потока 31 поступает в нижнюю область сепараторной секции 115е под абсолютным давлением 6.031кПа(а), где сконденсировавшаяся жидкость отделяется от пара, прежде чем пар попадет в головку и в массообменное устройство внутри сепараторной секции 115е. Это тепло- и массообменное устройство также может представлять собой теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, теплообменник с напайными алюминиевыми пластинами или теп-лообменное устройство иного типа, включая многоходовые и/или многосервисные теплообменники. Это тепло- и массообменное устройство имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечивать теплообмен между паровой частью потока 32, текущего вверх по одному проходу тепло- и массообменного устройства, и потоком дистилляционной жидкости 43 из абсорбционной секции 115с внутри перерабатывающего агрегата 115, текущим вниз из первого средства для отбора жидкости, расположенного в перерабатывающем агрегате 115 и соединенного с абсорбционным устройством 115с для получения из него первого потока дистилляционной жидкости 43 в результате чего пар охлаждается, нагревая поток дистилляционной жидкости. При охлаждении пар может частично конденсироваться, конденсат стекает вниз, а остальной пар продолжает подниматься вверх через головку и массообменное устройство. Тепло- и массообменное устройство обеспечивает непрерывный контакт между сконденсировавшейся жидкостью и паром, так что оно действует, обеспечивая массоперенос между паровой и жидкой фазами и частичную ректификацию пара.
Вторая часть (поток 33) потока 31 поступает в сепараторную секцию 115е внутри перерабатывающего агрегата 115 над тепло- и массообменным устройством. Сконденсировавшаяся жидкость отделяется от пара и смешается с жидкостью, которая конденсируется из паровой части потока 32, поднимающейся вверх через тепло- и массообменное устройство. Паровая часть потока 33 объединяется с паром, выходящим из тепло- и массообменного устройства, в дополнительном смешивающем устройстве (дополнительном по отношению к смешивающему устройству, описанному ниже), образуя поток 34, который выходит из сепараторной секции 115е при температуре -35°С. Жидкие части (если они имеются) потоков 32 и 33 и жидкость, конденсировавшаяся из паровой части потока 32 в тепло- и массообменного устройства, объединяются, образуя поток 35, который выходит из сепараторной секции 115е при температуре -26°С. Он расширяется до давления, немного превышающего абсолютное рабочее давление (около 2.639 кПа(а)) деэтанизаторной секции 115d внутри перерабатывающего агрегата 115, в расширительном клапане дополнительного расширительного устройства 12 (дополнительного по отношению к расширительному устройству, описанному ниже), охлаждая поток 35а до температуры -41°С. Поток 35 поступает в тепло-обменное устройство секции охлаждения загружаемого газа 115а, охлаждая загружаемый газ, как было описано выше, и нагревая поток 35b до температуры 39°С перед тем, как подавать его в деэтанизаторную секцию 115d внутри перерабатывающего агрегата 115 через загрузочный патрубок ниже середины колонны.
Пар (поток 34) из сепараторной секции 115е поступает в расширительное устройство в виде детандера 13, в которой из этой части находящегося под высоким давлением сырья извлекается механическая энергия. Детандер 13 расширяет пар в адиабатических условиях до рабочего абсолютного давления (около 2.618 кПа(а)) абсорбционной секции 115с, охлаждая расширившийся поток 34а до температуры около -72°С. После этого подвергшийся частичной конденсации расширившийся поток 34а поступает в качестве сырья в нижнюю часть абсорбционной секции 115с внутри перерабатывающего агрегата 115.
Абсорбционная секция 115с содержит абсорбционное устройство, состоящее из множества расположенных друг над другом тарелок, одну или несколько насадок или какое-либо сочетание тарелок и насадок. Тарелки и/или насадки в абсорбционной секции 115с обеспечивают надлежащий контакт между парами, всплывающими вверх, и холодной жидкостью, стекающей вниз. Паровая часть расширившегося потока 34а всплывает вверх сквозь абсорбционное устройство в абсорбционной секции 115с, контактируя со стекающей холодной жидкостью, конденсирующей и поглощающей С3-компоненты и более тяжелые углеводороды из этих паров. Жидкая часть расширившегося потока 34а смешивается с жидкостями, стекающими из абсорбционного устройства в абсорбционной секции 115с, образуя поток дистилляцион-ной жидкости 43, который выводится из нижней области абсорбционной секции 115с при температуре -74°С. Дистилляционная жидкость нагревается до температуры -23°С, охлаждая паровую часть потока 32 в сепараторной секции 115е, как было описано ранее, а затем поток нагретой дистилляционной жидкости 43а подают в деэтанизаторную секцию 115d внутри перерабатывающего агрегата 115 через загрузочный патрубок выше середины колонны. Обычно поток этой жидкости из абсорбционной секции 115с через
тепло- и массообменное устройство в сепараторной секции 115е поступает в деэтанизаторную секцию 115d через термосифон, но можно использовать и насос.
Абсорбционная секция 115с имеет внутреннюю головку или иное устройство, предназначенное для ее отделения от деэтанизаторную секцию 115d, так что обе эти секции внутри перерабатывающего агрегата 115 могут работать в таком режиме, когда давление в деэтанизаторной секции 115d немного больше давления в абсорбционной секции 115с. Этот перепад давлений служит движущей силой, заставляющей первый поток дистилляционного пара (поток 38) собираться в первом пароотборном устройстве, расположенном в перерабатывающем агрегате 115, и затем выходить из верхней области деэтанизаторной секции 115d и поступать в теплообменное устройство в конденсационной секции 115b внутри перерабатывающего агрегата 115. Это теплообменное устройство тоже может представлять собой теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, теплообменник с напайными алюминиевыми пластинами или теплообменное устройство иного типа, включая многоходовые и/или многосервисные теплообменники. Это теплообменное устройство имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечивать теплообмен между первым потоком дистилляционного пара 38, текущим по одному проходу теплообменного устройства, и вторым потоком дистилляционного пара, всплывающим из абсорбционной секции 115с внутри перерабатывающего агрегата 115. Второй поток дистилляционного пара нагревается, подвергая охлаждению и частичной конденсации поток 38, который после этого выходит из теплообменного устройства и разделяется на паровую и жидкую фазы. Паровая фаза (если она имеется) объединяется с нагретым вторым потоком дистилляционного пара, выходящим из теплообменного устройства, образуя поток остаточного газа, который обеспечивает охлаждение сырья в секции охлаждения загружаемого газа 115а, как было описано выше. Жидкую фазу при помощи разделительного устройства (или же при помощи дополнительного разделительного устройства в том случае, если поток 31 был разделен на поток 32 и поток 33, как, например, описано выше) делят на две части, потоки 41 и 42.
Первую часть (поток 41) подают в качестве холодной орошающей флегмы в верхнюю область абсорбционной секции 115с внутри перерабатывающего агрегата 115 самотеком. Эта холодная жидкость оказывает абсорбционно-охлаждающее действие внутри абсорбционной (ректификационной) секции 115а, в которой насыщение паров, всплывающих через колонну, за счет испарения жидкого метана и этана, содержащихся в потоке 41, обеспечивает ректификацию в этой секции. Это абсорбционно-охлаждающее действие позволяет второму потоку дистилляционного пара обеспечивать в теплообмен-ном приспособлении конденсационной секции 115b охлаждение, необходимое для частичной конденсации первого потока дистилляционного пара (поток 38), даже если деэтанизаторная секция 115d не работает под давлением, значительно превышающем давление в абсорбционной секции 115с. Это абсорбци-онно-охлаждающее действие помогает также флегмовому потоку 41 конденсировать и абсорбировать С3-компоненты и более тяжелые углеводороды из дистилляционного пара, поднимающегося вверх по абсорбционной секции 115а. Вторую часть (поток 42) жидкой фазы, отделенной в абсорбционной секции 115b, подают в качестве холодной флегмы в верхнюю область деэтанизаторной секции 115d внутри перерабатывающего агрегата 115 самотеком, так что холодная жидкость действует как флегма, абсорбируя и конденсируя С3-компоненты и более тяжелые углеводороды, поступающиеся снизу вверх, так что поток 38 дистилляционного пара содержит минимальные количества этих соединений.
Деэтанизаторная секция 115d внутри перерабатывающего агрегата 115 содержит массообменное устройство, содержащее множество расположенных друг над другом тарелок, одну или несколько насадок или какое-либо сочетание тарелок и насадок. Тарелки и/или насадки в деэтанизаторной секции 115d обеспечивают надлежащий контакт между парами, всплывающими вверх, и холодной жидкостью, стекающей вниз. Деэтанизаторная секция 115d содержит также тепло- и массообменное устройство под массообменным устройством. Это тепло- и массообменное устройство также может представлять собой теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, теплообменник с напайными алюминиевыми пластинами или теплообменное устройство иного типа, включая многоходовые и/или многосервисные теплообменники. Это тепло- и массообменное устройство имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечивать теплообмен между теплоносителем, текущим по одному проходу тепло- и массообменного устройства, и потоком дистилляционной жидкости, стекающей вниз из второго средства для отбора жидкости, расположенного в перерабатывающем агрегате 115 и соединенного с массообменным устройством и с тепло- и массообменным устройством, так что поток дистилляционной жидкости из массообменного устройства нагревается в этом тепло- и массообменном устройстве. Когда поток дистилляционной жидкости нагревается, часть ее испаряется, образуя пар легких фракций, который всплывает вверх, тогда как остальная жидкость продолжает стекать вниз через тепло- и массообменное устройство. Это тепло- и массообменное устройство обеспечивает непрерывный контакт между паром легких фракций и потоком дистилляционной жидкости, так что оно обеспечивает также и массообмен между паровой и жидкой фазами, отпаривание потока жидкости 37 от метана, С2-компонентов и более легких компонентов. Образовавшийся жидкий продукт (поток 37) выходит из нижней области деэтанизаторной секции 115d и удаляется из перерабатывающего агрегата при температуре 95°С.
Второй поток дистилляционного пара, восходящий из абсорбционной секции 115с, отбирается во втором пароотборном устройстве, расположенном в перерабатывающем агрегате 115, и затем нагревает
ся в конденсационной секции 115b, охлаждая поток 38, как было описано ранее. Нагретый второй поток дистилляционного пара объединяется с паром, отделенным от охлажденного первого потока дистилля-ционного пара 38, как было описано выше. Образовавшийся поток остаточного газа нагревается в секции охлаждения загружаемого газа 115а, охлаждая поток 31, как было описано выше, а затем поток остаточного газа 44 удаляется из перерабатывающего агрегата 115 при температуре 40°С. Затем поток остаточного газа подвергают повторному сжатию в две ступени, компрессором 14, приводимым в действие детандером 13, и компрессором 20, приводимым в действие дополнительным источником энергии. После охлаждения до температуры 49°С в выходном охладителе 21 поток остаточного газа 44с поступает в потребительский газопровод под абсолютным давлением 6.307 кПа(а), удовлетворяющим требованиям, предъявляемым к газопроводам (обычно в отношении величины входного давления).
Перечень скоростей потоков и потреблений энергии для способа, изображенного на фиг. 2, приведен в следующей табл. 2.
Таблица 2 (для фиг. 2). Перечень скоростей потоков, выраженных в фунт-моль/ч [кг-моль/ч]
Расход энергии
Сжатие остаточного газа 15,393 кВт
* Расчет произведен с использованием неокругленных значений скоростей потоков
Сравнение табл. 1 и 2 показывает, что настоящее изобретение обеспечивает те же самые степени извлечения, что и известный способ. Однако дальнейшее сравнение табл. 1 и 2 показывает, что выход продукта был достигнут при потреблении значительно меньшего количества энергии, чем по известному способу. С точки зрения эффективности извлечения (определяемой количеством пропана, извлеченного в пересчете на единицу энергии) настоящее изобретение обеспечивает более чем 5%-ное ее повышение по сравнению с известным способом на фиг. 1.
Повышение эффективности извлечения, обеспечиваемое настоящим изобретением, по сравнению с известным способом на фиг. 1 обусловлено главным образом тремя факторами. Во-первых, компактное расположение теплообменного устройства в секции охлаждения загружаемого газа 115а и в конденсационной секции 115b перерабатывающего агрегата 115 устраняет падение давления в соединительных трубах, имеющихся в обычных перерабатывающих установках. В результате остаточный газ поступает в компрессор 14 под более высоким давлением, чем в известном способе, и, тем самым, уменьшается расход энергии на сжатие остаточного газа, чтобы уравнять его давление с давлением в газопроводе.
Во-вторых, использование тепло- и массообменного устройства в деэтанизаторной секции 115d обеспечивает одновременное нагревание дистилляционной жидкости, выходящей из массообменного устройства в деэтанизаторной секции 115d, позволяя образующимся парам контактировать с жидкостью и отпаривать летучие компоненты, и является более эффективным, чем использование обычной дистил-ляционной колонны с внешними ребойлерами. Летучие компоненты отпариваются из жидкости непрерывно, понижая концентрацию летучих компонентов в парах быстрее и, тем самым, увеличивая эффективность отпаривания в предлагаемом способе.
В-третьих, тепло- и массообменное устройство в сепараторной секции 115е, одновременно охлаждающее паровую часть потока 32 и конденсирующее более тяжелые углеводороды из пара, обеспечивает частичную ректификацию потока 34 перед его последующим расширением и подачей в качестве сырья в абсорбционную секцию 115с. В результате для ректификации подвергшегося расширению потока 34а с целью удаления из него С3-компонентов и более тяжелых углеводородов требуется меньший поток флегмы (поток 41), как показывает сопоставление скоростей потоков 41 в табл. 1 и 2.
Настоящее изобретение обеспечивают еще два преимущества перед известным способом, помимо повышения эффективности извлечения. Во-первых, компактное расположение перерабатывающего агрегата 115 в предлагаемом способе позволяет заменить шесть отдельных единиц оборудования в известном способе (теплообменники 10 и 17, сепаратор 11, сепаратор с дефлегматором 18, насос для орошения колонны 19 и фракционную колонну 15 на фиг. 1) на одну единицу оборудования (перерабатывающий агрегат 115 на фиг. 2). Это уменьшает размер участка, занимаемого оборудованием, устраняет соедини
тельные трубы и уменьшает потребление энергии насосом для орошения колонны, тем самым, уменьшая капитальные расходы и эксплуатационные расходы технологической установки, использующей предлагаемый способ, по сравнению с известными установками. Во-вторых, устранение соединительных труб приводит к значительному уменьшению количества фланцевых соединений на установке, использующей предлагаемый способ, по сравнению с известными установками, что уменьшает количество потенциальных источников утечек на установке. Углеводороды являются летучими органическими соединениями, и некоторые из них считаются вызывающими парниковый эффект, а другие могут являться предшественниками образования атмосферного озона, так что настоящее изобретение уменьшает количество выбросов в атмосферу, способных наносить ущерб окружающей среде.
Другие примеры осуществления изобретения В некоторых случаях лучше бывает убрать секцию охлаждения загружаемого газа 115а и конденсационную секцию 115b из перерабатывающего агрегата 115 и использовать одно или несколько теплооб-менных приспособлений, находящихся вне перерабатывающего агрегата, для охлаждения подаваемого газа и конденсации флегмы, таких, как первое теплообменное устройство 23 и второе теплообменное устройство 17, показанные на фиг. 14-21. Такое расположение позволяет использовать перерабатывающий агрегат 115 меньшего размера, что в некоторых случаях может привести к уменьшению общей стоимости установки и/или к сокращению сроков ее изготовления. Обратите внимание на то, что в любом случае теплообменники 23 и 17 представляют собой либо множество отдельных теплообменников, либо один многоходовой теплообменник или же их сочетание. Любой из этих теплообменников может являться теплообменником из оребренных труб, пластинчатым теплообменником, теплообменником с напай-ными алюминиевыми пластинами или теплообменным устройством иного типа, включая многоходовые и/или многосервисные теплообменники. В некоторых случаях лучше будет проводить входное охлаждение и конденсацию флегмы в одном многосервисном теплообменнике. Когда теплообменник 17 не входит в состав перерабатывающего агрегата, обычно нужны сепараторное устройство в виде сепаратора с дефлегматором 18 и насос 19, чтобы отделить поток сконденсировавшейся жидкости 40 от любого потока остаточного пара 39 и подать, по меньшей мере, часть данной сконденсировавшейся жидкости в абсорбционную секцию в качестве флегмы. Любой поток остаточного пара 39 смешивают в смешивающем устройстве со вторым нагретым потоком дистилляционного пара с получением смешанного потока пара
44.
Как было указано ранее для примера осуществления настоящего изобретения, изображенного на фиг. 2, первый поток дистилляционного пара 38 частично конденсируется, и образовавшийся конденсат используется для абсорбции ценных С3-компонентов и более тяжелых углеводородов из паров, выходящих из детандера. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим примером осуществления. Например, может оказаться лучше подвергать обработке подобным образом лишь часть пара, выходящего из детандера, или использовать в качестве абсорбента лишь часть конденсата в тех случаях, когда по другим конструкторским соображениям часть пара из детандера или часть конденсата должна миновать абсорбционную секцию 115с перерабатывающего агрегата 115. Состояние загружаемого газа, размер установки, доступность оборудования и другие факторы могут показать, когда следует обходиться без расширительного устройства в виде детандера 13 или заменить его другим расширительным устройством (таким, как расширительный клапан), или когда можно проводить или предпочитают проводить полную (а не частичную) конденсацию первого потока дистилляционного пара 38 в конденсационной секции 115b внутри перерабатывающего агрегата 115 (фиг. 2-13) или теплообменнике 17 (фиг. 14-21). Следует также отметить, что в зависимости от состава потока загружаемого газа может оказаться предпочтительным использовать внешний холодильник, чтобы обеспечить частичное охлаждение первого потока дистилляционного пара 38 в конденсационной секции 115b (фиг. 2-13) или в теплообменнике 17
(фиг. 14-21).
В некоторых случаях может оказаться предпочтительным использовать внешний сепараторный сосуд для сепарации охлажденных первой и второй частей 32 и 33 или охлажденного загружаемого потока 31а, а не включение дополнительного сепараторного устройства в виде сепараторной секции 115е в состав перерабатывающего агрегата 115. Как показано на фиг. 8 и 18, для сепарации первой и второй частей 32 и 33 на паровой поток 34 и жидкостной поток можно использовать дополнительное тепло- и массообменное устройство в дополнительном сепараторном устройстве в виде сепаратора 11. Аналогичным образом, как показано на фиг. 9-13 и 19-21, для сепарации охлажденного загружаемого потока 31а на паровой поток 34 и жидкостной поток 35 можно использовать дополнительное сепараторное устройство в виде сепаратора 11.
Использование и распределение жидкостного потока 35 из дополнительного сепараторного устройства в виде сепараторной секции 115е или сепаратора 11 и распределение жидкостного потока 43 из абсорбционной секции 115с для обеспечения технологического теплообмена, конкретное расположение теплообменников для охлаждения загружаемого газа (потоки 31 и/или 32) и первого потока дистилляционного пара 38, выбор технологических потоков для определенных теплообменов следует производить в каждом конкретном случае индивидуально. Например, на фиг. 4-6, 10-12 и 20 поток дистилляционной жидкости 43 частично используется для охлаждения первого потока дистилляционного пара 38 в кон
денсационной секции 115b (фиг. 4, 5, 10 и 11), теплообменнике 10 (фиг. 6 и 12) или теплообменнике 17 (фиг. 16 и 20). В подобных случаях дополнительное тепло- и массообменное устройство в дополнительном сепараторном устройстве в виде сепараторной секции 115е (фиг. 4-6 и 16) или сепаратора 11 (фиг. 10-12 и 20) может оказаться ненужным. В примере осуществления, показанном на фиг. 4 и 10, насос 22 используется для подачи потока дистилляционной жидкости 43 в теплообменное устройство в конденсационной секции 115b. В примере осуществления, показанном на фиг. 5 и 11, конденсационная секция 115b расположена в перерабатывающем агрегате 115 под абсорбционной секцией 115с, так что поток дистилляционной жидкости 43 стекает через термосифон. В примерах осуществления, показанных на фиг. 6 и 12, используется третье теплообменное устройство 10 вне перерабатывающего агрегата 115 и секция охлаждения загружаемого газа 115а расположена в перерабатывающем агрегате 115 под абсорбционной секцией 115с, так что поток дистилляционной жидкости 43 стекает через термосифон. (В примерах осуществления, показанных на фиг. 5, 6, 11 и 12, флегмовый насос 19 используется для подачи флегмы в места, расположенные выше той точки в перерабатывающем агрегате 115, где собирается жидкая фаза, конденсировавшаяся из потока 38.) В примерах осуществления, показанных на фиг. 16 и 20, достаточно термосифона, чтобы поток дистилляционной жидкости 43 мог стекать через теплообменник 17, или может потребоваться насос 22 для обеспечения циркуляции потока 43. В некоторых случаях можно обойтись вообще без нагревания потока дистилляционной жидкости 43, и вместо этого обеспечить первое устройство для отбора жидкости, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с абсорбционным устройством 115с, так чтобы получать первый поток дистилляционной жидкости 43 из нижней области абсорбционного устройства 115с, а также соединить массообменное устройство 115d, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115, с данным первым устройством для отбора жидкости, так чтобы получать из него первый поток дистилляционной жидкости 43а в качестве указанного верхнего погона, и при этом использовать поток дистилляционной жидкости 43 в качестве флегмы, подавая его в верхнюю область деэтанизаторной секции 115d, как показано на фиг. 7, 13, 17 и 21. (Для примера осуществления, показанного на фиг. 13 и 21, может потребоваться насос 22, стекание потока 43 самотеком может оказаться невозможным.)
В зависимости от содержания более тяжелых углеводородов в загружаемом газе и от давления загружаемого газа охлажденные первая и вторая части 32 и 33, поступающие в сепараторную секцию 115е на фиг. 2 и 14 или в сепаратор 11 на фиг. 8 и 18 (или охлажденный поток загружаемого газа 31а, поступающий в дополнительное сепараторное устройство в виде сепараторной секции 115е на фиг. 3-7 и 15-17 или в виде сепаратора 11 на фиг. 9-13 и 19-21) могут не содержать жидкости (поскольку их температуры выше точки росы или их давление больше криконденбары). В подобных случаях поток жидкости 35 отсутствует (изображен пунктирной линией). И тогда дополнительное сепараторное устройство в виде сепараторной секции 115е в перерабатывающем агрегате 115 (фиг. 2-7 и 14-17) или в виде сепаратора 11 (фиг. 8-13 и 18-21) могут оказаться ненужными.
В соответствии с настоящим изобретением можно использовать внешнее охлаждение в дополнение к охлаждению загружаемого газа и/или первого потока дистилляционного пара вторым потоком дистил-ляционного пара и потоком дистилляционной жидкости, особенно в случае богатого загружаемого газа. В тех случаях, когда необходимо дополнительное охлаждение загружаемого газа, можно включить дополнительное тепло- и массообменное устройство в дополнительное сепараторное устройство в виде сепараторной секции 115е (или в газоотборное устройство в тех случаях, когда охлажденные первая и вторая части 32 и 33 или охлажденный загружаемый поток 31а не содержат жидкости), как показано пунктирной линией на фиг. 3-7 и 15-17, или можно включить дополнительное тепло- и массообменное устройство в дополнительное сепараторное устройство в виде сепаратора 11, как показано пунктирной линией на фиг. 9-13 и 19-21. Это тепло- и массообменное устройство может представлять собой теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, теплообменник с напайными алюминиевыми пластинами или теплообменное устройство иного типа, включая многоходовые и/или многосервисные теплообменники. Это тепло- и массообменное устройство имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечивать теплообмен между потоком хладоагента (например, пропана), текущим по проходу тепло-и массообменного устройства, потоком паровой части 31а, всплывающей вверх, так что хладоагент еще сильнее охлаждает пар и конденсирует больше жидкости, которая стекает вниз, объединяясь с жидкостью потока 35. Как показано пунктирной линией на фиг. 2, 8, 14 и 18, данное дополнительное тепло- и массообменное устройство в дополнительном сепараторном устройстве в виде сепараторной секции 115е (фиг. 2 и 14) или в виде сепаратора 11 (фиг. 8 и 18) могут включать устройства, обеспечивающие дополнительное охлаждение хладоагентом. Или же можно использовать обычный вымораживатель газа для охлаждения потока 32, потока 33 и/или потока 31а хладоагентом перед тем, как потоки 32 и 33 войдут в дополнительное сепараторное устройство в виде сепараторной секции 115е (фиг. 2 и 14) или в виде сепаратора 11 (фиг. 8 и 18), или перед тем, как поток 31а войдет в дополнительное сепараторное устройство в виде сепараторной секции 115е (фиг. 3-7 и 15-17) или в виде сепаратора 11 (фиг. 9-13 и 19-21). В тех случаях, когда необходимо дополнительное охлаждение первого потока дистилляционного пара, теплооб-менное устройство в конденсационной секции 115b перерабатывающего агрегата 115 (фиг. 2-5, 7-11 и 13) теплообменник 10 (фиг. 6 и 12) или теплообменник 17 (фиг. 14-21) могут иметь устройства, обеспечи
вающие дополнительное охлаждение хладоагентом, как показано пунктирной линией.
В зависимости от типа теплообменных устройств, выбранных для теплообменного устройства в секции охлаждения загружаемого газа 115а и конденсационной секции 115b (фиг. 2-5, 7-11 и 13), можно бывает объединить эти теплообменные устройства в одно многоходовое и/или многосервисное теплооб-менное устройство. В подобных случаях это многоходовое и/или многосервисное теплообменное устройство будет включать соответствующие средства для распределения, сепарации и объединения потока 31, потока 32, потока 33, первого потока дистилляционного пара 38, любого пара, выделившегося из охлажденного потока 38 и второго потока дистилляционного пара, чтобы производить требуемое охлаждение и нагревание.
Следует признать, что относительное количество конденсировавшейся жидкости, которое распределяется между потоками 41 и 42 на фиг. 2-6, 8-12, 14-16 и 18-20 будет зависеть от множества факторов, в том числе от давления газа, состава загружаемого газа и доступной мощности. В некоторых случаях может оказаться лучше загружать всю конденсировавшуюся жидкость в верхней области абсорбционной секции 115с в поток 41, а не в верхней области деэтанизаторной секции 115d в поток 42, изображенный пунктирной линией. В подобных случаях нагретый поток дистилляционной жидкости 43а можно подавать в верхнюю область деэтанизаторной секции 115d в качестве флегмы.
Настоящее изобретение обеспечивает более полное извлечение С3-компонентов и более тяжелых углеводородов в пересчете на затраты, связанные с осуществлением способа. Уменьшение затрат на осуществление способа может проявляться в виде уменьшения потребления энергии на сжатие или повторное сжатие, уменьшения потребления энергии на внешнее охлаждение, уменьшения потребления энергии на ребойлинг колонны или их сочетания.
Хотя здесь было приведено описание предпочтительных примеров осуществления изобретения, специалистам в данной области не составит труда внести в них изменения, например, адаптировать изобретение к различным условиям, типам загружаемого сырья или другим требованиям без отклонения от сущности настоящего изобретения, изложенной в приведенной ниже формуле.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ сепарации потока газа 31, содержащего метан, С2-компоненты, С3-компоненты и более тяжелые углеводороды, на фракцию летучего остаточного газа 44d и на менее летучую фракцию 37, содержащую основную часть С3-компонентов и более тяжелых углеводородов, в котором:
(1) охлаждают поток газа 31 в первом теплообменном устройстве 23;
(2) подвергают охлажденный поток газа 31а, 34 расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся дальнейшим его охлаждением 34а;
(3) подают подвергшийся расширению после охлаждения поток газа 34а в качестве нижнего погона в абсорбционное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 в секции адсорбции 115с;
(4) отбирают первый поток дистилляционной жидкости 43 из нижней области абсорбционного устройства и подают в качестве верхнего погона 43а в массообменное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 в секции деэтанизации 115d;
(5) отбирают первый поток дистилляционного пара 38 из верхней области массообменного устройства и охлаждают в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара подверглась конденсации во втором теплообменном устройстве 17;
(6) подают подвергшийся частичной конденсации первый поток дистилляционного пара 38а в сепараторное устройство 18 и подвергают в нем разделению на подвергшийся конденсации поток 40 и поток остаточного пара 39, содержащий несконденсировавшийся пар, оставшийся после охлаждения первого потока дистилляционного пара;
(7) подают по меньшей мере часть подвергшегося конденсации потока 40а в качестве верхнего погона в абсорбционное устройство;
(8) отводят второй поток дистилляционного пара 36 из верхней области абсорбционного устройства и нагревают во втором теплообменном устройстве 17, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (5);
(9) смешивают подвергшийся нагреванию второй поток дистилляционного пара 36а с потоком остаточного пара 39, образуя смешанный поток пара 44;
(10) нагревают смешанный поток пара 44 в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем выводят подвергшийся нагреванию смешанный поток пара 44а в качестве фракции летучего остаточного газа 44d;
(11) выводят второй поток дистилляционной жидкости из нижней области массообменного устройства и нагревают в тепло- и массообменном устройстве, расположенном внутри перерабатывающего агрегата 115 в секции деэтанизации 115d, с одновременным отпариванием более летучих компонентов из второго потока дистилляционной жидкости, а затем выводят подвергшийся нагреванию и отпариванию второй поток дистилляционной жидкости из перерабатывающего агрегата в качестве менее летучей
(10)
фракции 37; и
(12) регулируют расход и температуру потоков 34а, 40а, поступающих в абсорбционное устройство таким образом, чтобы поддерживать в верхней области абсорбционного устройства температуру, при которой основная часть компонентов извлекается в менее летучую фракцию 37.
2. Способ по п.1, в котором:
a) охлаждают поток газа 31 на стадии (1) в первом теплообменном устройстве 23 в степени, достаточной для его частичной конденсации;
b) подают подвергшийся частичной конденсации поток газа в дополнительное сепараторное устройство 11 и разделяют его на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35;
c) подвергают поток пара 34 расширению до более низкого давления 13, сопровождающемуся дальнейшим охлаждением 34а;
d) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве нижнего погона в указанное абсорбционное устройство;
e) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления
35а и
f) нагревают подвергшийся расширению по крайней мере один поток жидкости 35а в первом тепло-обменном устройстве 23 за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (а), а затем подают подвергшийся нагреванию и расширению по меньшей мере один поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство.
3. Способ по п.1, в котором:
a) отбирают на стадии (4) указанный первый поток дистилляционной жидкости 43 из нижней области абсорбционного устройства и нагревают во втором теплообменном устройстве 17, а затем подвергшийся нагреванию поток дистилляционной жидкости 43b подают в качестве указанного верхнего погона в массообменное устройство; и
b) отбирают на стадии (5) указанный первый поток дистилляционного пара 38 из верхней области массообменного устройства и охлаждают в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара во втором теплообменном устройстве 17 подверглась конденсации, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное нагревание на стадии (а).
4. Способ по п.3, в котором:
(i) охлаждают на стадии (1) указанный поток газа 31 в первом теплообменном устройстве 23 в степени, достаточной для его частичной конденсации;
(ii) подают подвергшийся частичной конденсации поток газа 31а в дополнительное сепараторное устройство 11 и разделяют его на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35;
(iii) подвергают поток пара 34 расширению до более низкого давления 13, сопровождающемуся дальнейшим охлаждением 34а;
(iv) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве указанного нижнего погона в абсорбционное устройство;
(v) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления 35а и
(vi) нагревают указанный подвергшийся расширению по крайней мере один поток жидкости 35а в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (i), а затем подают подвергшийся нагреванию и расширению по меньшей мере один поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство.
5. Способ по п.1, в котором:
(a) подвергают поток газа 31 на стадии (1) частичному охлаждению в первом теплообменном устройстве 23;
(b) разделяют указанный частично охлажденный поток газа на первую 32 и вторую 33 части;
(c) подвергают первую часть 32 дальнейшему охлаждению в дополнительном тепло- и массообмен-ном устройстве, расположенном внутри дополнительного сепараторного устройства 11, тем самым одновременно конденсируя менее летучие компоненты 35 из первой части;
(d) подвергают вторую часть 33 дальнейшему охлаждению в первом теплообменном устройстве 23;
(e) смешивают подвергшиеся дальнейшему охлаждению первую 32 и вторую 33 части, образуя поток охлажденного газа 34;
(f) отбирают первый поток дистилляционной жидкости 43 на стадии 4 из указанной нижней области абсорбционного устройства и нагревают в дополнительном тепло- и массообменном устройстве, расположенном внутри сепараторного устройства 11, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (с), а затем подвергшийся нагреванию первый поток дистилляционной жидкости 43а подают в качестве верхнего погона в указанное массообменное устройство; и
(g) нагревают смешанный паровой поток 44 в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадиях (а) и (d), а затем выводят подвергшийся нагреванию смешанный паровой поток 44а в качестве указанной фракции летучего остаточного газа
44d.
6. Способ по п.5, в котором:
(a) направляют подвергшуюся дальнейшему охлаждению вторую часть 33 на стадии (d) в дополнительное сепараторное устройство 11, чтобы смешать жидкости, сконденсировавшиеся при дальнейшем охлаждении указанной первой части и дальнейшем охлаждении указанной второй части, образовав по меньшей мере один поток жидкости 35, и смешать остатки подвергшейся дальнейшему охлаждению указанной первой части и подвергшейся дальнейшему охлаждению указанной второй части, образовав поток пара 34;
(b) подвергают поток пара 34 расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся его дальнейшим охлаждением 34а;
(c) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве нижнего погона в абсорбционное устройство;
(d) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления 35а и
(e) нагревают по меньшей мере один подвергшийся расширению поток жидкости 35а в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем подают по меньшей мере один подвергшийся расширению и нагреванию поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство.
7. Способ по п.5, в котором:
(i) подвергают указанную первую часть 32 дальнейшему охлаждению в третьем теплообменном устройстве 10;
(ii) отбирают первый поток дистилляционной жидкости 43 на стадии (4) из нижней области абсорбционного устройства и нагревают в указанном третьем теплообменном устройстве 10, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (i), а затем подвергшийся нагреванию первый поток дистилляционной жидкости 43а подают в качестве верхнего погона в массообменное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115.
8. Способ по п.7, в котором:
(a) смешивают подвергшиеся дальнейшему охлаждению указанную первую часть 32а на стадии (i) и указанную вторую часть 33, образуя подвергшийся частичной конденсации поток газа 31а;
(b) подают подвергшийся частичной конденсации поток газа 31а в дополнительное устройство для сепарации 11 и подвергают разделению на поток пара 34 и по меньшей мере один поток жидкости 35;
(c) подвергают указанный поток пара 34 расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся его дальнейшим охлаждением 34а;
(d) подают подвергшийся расширению охлажденный поток пара 34а в качестве нижнего погона в абсорбционное устройство;
(e) подвергают по меньшей мере один поток жидкости 35 расширению 12 до более низкого давления 35а и
(f) нагревают по меньшей мере один подвергшийся расширению поток жидкости 35а в первом теплообменном устройстве 23, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем подают по меньшей мере один подвергшийся расширению и нагреванию поток жидкости 35b в качестве нижнего погона в массообменное устройство.
9. Способ по любому из пп.2, 4-6 или 8, отличающийся тем, что указанное дополнительное сепараторное устройство расположено внутри перерабатывающего агрегата 115 в сепараторной секции 115е.
10. Способ по любому из пп.3-8, отличающийся тем, что:
(1) подают подвергшийся нагреванию на стадии (f) первый поток дистилляционной жидкости 43 в массообменное устройство в промежуточной точке подачи;
(2) разделяют подвергшийся конденсации на стадии (6) поток, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флегмовые потоки;
(3) подают первый флегмовый поток 41 в абсорбционное устройство в виде верхнего погона и
(4) подают второй флегмовый поток 42 в массообменное устройство в виде верхнего погона.
11. Способ по пп.1, 3, 7 или 10, отличающийся тем, что:
(1) внутри перерабатывающего агрегата 115 расположено газоотборное устройство в сепараторной секции 115е;
(2) внутри указанного газоотборного устройства расположено дополнительное тепло- и массооб-менное устройство, причем указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство содержит один или несколько каналов для ввода внешнего хладоагента;
(3) подают подвергшийся охлаждению на стадии (1) поток газа 31 в указанное газоотборное устройство и направляют в указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство для дальнейшего охлаждения указанным внешним хладоагентом; и
(4) подвергают подвергшийся дальнейшему охлаждению поток газа 34 расширению 13 до более низкого давления, а затем подают в виде нижнего погона 34а в абсорбционное устройство.
12. Способ по любому из пп.2, 4, 8, 9 или 10, отличающийся тем, что:
(1) внутри дополнительного сепараторного устройства расположено дополнительное тепло- и мас
сообменное устройство, причем указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство содержит один или несколько каналов для ввода внешнего хладоагента;
(2) направляют поток пара 34 на стадии (b) в указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство для охлаждения указанным внешним хладоагентом, чтобы образовался дополнительный конденсат; и
(3) смешивают конденсат по меньшей мере с одним потоком жидкости 35 со стадии (b), отделенной в указанном дополнительном сепараторном устройстве.
13. Установка для реализации способа сепарации потока газа 31, содержащего метан, С2-
компоненты, С3-компоненты и более тяжелые углеводороды, на фракцию 44d летучего остаточного газа
и на менее летучую фракцию 37, содержащую основную часть С3-компонентов и более тяжелых углево-
дородов по п.1, содержащая:
(1) первое теплообменное устройство 23, предназначенное для охлаждения потока газа 31;
(2) расширительное устройство 13, соединенное с первым теплообменным устройством 23, в которое поступает охлажденный поток газа 31а, 34 и для расширения до более низкого давления 34а;
(3) абсорбционное устройство, расположенное внутри секции абсорбции 115с перерабатывающего агрегата 115, соединенное с расширительным устройством 13, предназначенным для приема подвергшегося расширению после охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона;
(4) первое устройство для отбора жидкости, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с абсорбционным устройством для приема из нижней области указанного абсорбционного устройства первого потока 43 дистилляционной жидкости;
(5) массообменное устройство, расположенное внутри секции деэтанизации 115d перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с указанным первым устройством для отбора жидкости для подачи первого потока 43 дистилляционной жидкости в виде верхнего погона;
(6) первое пароотборное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115, соединенное с массообменным устройством для приема из верхней области массообменного устройства 115d первого потока дистилляционного пара 38;
(7) первое пароотборное устройство, соединенное со вторым теплообменным устройством 17, для подачи первого потока дистилляционного пара 38 и охлаждения в достаточной степени, чтобы указанный поток 38 подвергся, по меньшей мере, частичной конденсации 38а;
(8) сепараторное устройство 18, соединенное со вторым теплообменным устройством 17, для приема подвергшегося частичной конденсации первого потока дистилляционного пара 38а и разделения на конденсированный поток 40 и на поток остаточного пара 39, содержащий несконденсировавшийся пар, оставшийся после охлаждения первого потока дистилляционного пара 38;
(9) причем с сепараторным устройством 18 дополнительно соединено абсорбционное устройство для приема по меньшей мере части конденсированного потока 40а в виде верхнего погона;
(10) второе пароотборное устройство, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с абсорбционным устройством, для приема второго потока дистилляционного пара 36 из верхней области абсорбционного устройства;
(11) причем с указанным вторым пароотборным устройством дополнительно соединено указанное второе теплообменное устройство 17 для приема и нагрева второго потока дистилляционного пара 36, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (7);
(12) смешивающее устройство, соединенное с указанным вторым теплообменным устройством 17 и сепараторным устройством 18, в которое поступают подвергшийся нагреванию второй поток дистилля-ционного пара 36 и поток остаточного пара 39 для образования смешанного потока пара 44;
(13) причем с указанным смешивающим устройством дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева смешанного потока пара 44, тем самым обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на стадии (1), а затем вывода подвергшегося нагреванию смешанного потока пара 44а в виде фракции летучего остаточного газа 44d;
(14) второе устройство для отбора жидкости, расположенное внутри перерабатывающего агрегата 115 и соединенное с массообменным устройством, в которое поступает второй поток дистилляционной жидкости из нижней области указанного массообменного устройства;
(15) тепло- и массообменное устройство, расположенное внутри секции деэтанизации 115d перерабатывающего устройства 115 и соединенное с указанным вторым устройством для отбора жидкости, для приема и нагрева второго потока дистилляционной жидкости, с осуществлением тем самым одновременного отпаривания более летучих компонентов из указанного второго потока дистилляционной жидкости, а затем вывода подвергшегося нагреванию и отпариванию второго потока дистилляционной жидкости из перерабатывающего агрегата в виде менее летучей фракции 37; и
(16) регулирующее устройство, предназначенное для регулирования расхода и температуры потоков 34а, 40а, поступающих в абсорбционное устройство таким образом, чтобы поддерживать в верхней области абсорбционного устройства температуру, при которой извлекается основная часть компонентов, составляющих менее летучую фракцию 37.
14. Установка по п.13, в которой:
(a) первое теплообменное устройство 23 приспособлено для охлаждения потока газа 31 в достаточной степени для того, чтобы он подвергся частичной конденсации 31а;
(b) с первым теплообменным устройством 23 соединено дополнительное сепараторное устройство 11 для разделения подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35;
(c) с указанным дополнительным сепараторным устройством соединено первое расширительное устройство 13 для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления, подвергаясь за счет этого дальнейшему охлаждению 34а;
(d) с первым расширительным устройством 13 соединено абсорбционное устройство для приема подвергшегося расширению после охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона;
(e) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено дополнительное расширительное устройство 12 для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до более низкого давления 35а; и
(f) причем со вторым расширительным устройством 12 дополнительно соединено первое теплооб-менное устройство 23 для приема и нагревания по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока жидкости 35а с осуществлением тем самым, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (а), при этом первое теплообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона
15. Установка по п.13, в которой:
(a) второе теплообменное устройство 17 дополнительно соединено с первым указанным устройством для отбора жидкости и предназначено для приема и нагрева первого потока дистилляционной жидкости 43 и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения указанного первого потока дистилляционного пара 38;
(b) массообменное устройство соединено со вторым теплообменным устройством 17 для приема нагретого первого потока дистилляционной жидкости 43а в виде верхнего погона и
(c) с первым пароотборным устройством дополнительно соединено второе теплообменное устройство 17 для приема и охлаждения первого потока дистилляционного пара 38 в достаточной степени, чтобы подвергнуть его, по меньшей мере, частичной конденсации, тем самым обеспечить, по меньшей мере, частичное нагревание на стадии (а).
16. Установка по п.15, в которой:
(i) первое теплообменное устройство 23 предназначено для охлаждения потока газа 31 в достаточной степени, чтобы он подвергся частичной конденсации 31а;
(ii) дополнительное сепараторное устройство 11 соединено с первым теплообменным устройством 23 и предназначено для приема и разделения подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35;
(iii) первое расширительное устройство 13 соединено с дополнительным сепараторным устройством 11 и предназначено для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления, подвергая его за счет этого дальнейшему охлаждению 34а;
(iv) абсорбционное устройство соединено с первым расширительным устройством 13 для приема подвергшегося расширению охлажденного потока пара 34а в виде нижнего погона;
(v) дополнительное расширительное устройство 12 соединено с дополнительным сепараторным устройством 11 и предназначено для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до более низкого давления 35а и
(vi) с указанным дополнительным расширительным устройством 12 соединено первое теплообмен-ное устройство 23 для приема и нагрева по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока жидкости 35а и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i), при этом первое теплообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи в последнее по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона.
17. Установка по п.13, в которой:
(a) первое теплообменное устройство 23 приспособлено для частичного охлаждения потока газа 31;
(b) с первым теплообменным устройством 23 соединено разделительное устройство для приема и разделения подвергшегося частичному охлаждению потока газа 31 на первую 32 и вторую 33 части;
(c) дополнительное тепло- и массообменное устройство расположено внутри дополнительного сепараторного устройства 11 и соединено с указанным разделительным устройством для приема и дальнейшего охлаждения указанной первой части 32 с одновременной конденсацией из нее менее летучих компонентов 35;
(d) причем с указанным разделительным устройством дополнительно соединено первое теплооб-менное устройство 23 для приема и дальнейшего охлаждения указанной второй части 33;
(e) с указанным дополнительным тепло- и массообменным устройством и первым теплообменным устройством 23 соединено дополнительное смешивающее устройство для приема подвергшейся даль
(a)
нейшему охлаждению первой части 32 и подвергшейся дальнейшему охлаждению второй части 33 и образования охлажденного потока газа 34;
(f) с указанным дополнительным смешивающим устройством соединено расширительное устройство 13 для приема и расширения охлажденного потока газа 34 до более низкого давления 34а;
(g) причем с указанным первым устройством для отбора жидкости дополнительно соединено указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство для приема и нагревания первого потока ди-стилляционной жидкости 34 и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (с),
(h) с указанным дополнительным тепло- и массообменным устройством соединено массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости в виде верхнего погона; и
(i) с указанным смешивающим устройством дополнительно соединено первое теплообменное уст-
ройство 23 для приема и нагрева смешанного потока пара 44 и тем самым обеспечения, по меньшей ме-
ре, частичного охлаждения на стадиях (а) и (d), а затем вывода подвергшегося нагреванию смешанного
потока пара 44а в качестве фракции летучего остаточного газа 44d.
18. Установка по п.17, в которой:
(a) с указанным первым теплообменным устройством 23 соединено дополнительное сепараторное устройство 11 для приема сконденсировавшейся при охлаждении второй части 33 жидкости и сконденсировавшейся при охлаждении первой части 32 жидкости и смешения указанных сконденсировавшихся частей и образования по меньшей мере одного потока жидкости 35, и образования из паров, оставшихся после охлаждения первой части 32 и охлаждения второй части 33, потока пара 34;
(b) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено первое расширительное устройство 13 для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления 34а, подвергая его за счет этого дальнейшему охлаждению;
(c) с первым расширительным устройством 13 соединено абсорбционное устройство для приема подвергшегося расширению потока пара 34а в виде нижнего погона;
(d) с дополнительным сепараторным устройством 11 соединено дополнительное расширительное устройство 12 для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до более низкого давления 35а и
(e) с указанным расширительным устройством 12 дополнительно соединено первое теплообменное устройство 23 для приема и нагрева по меньшей мере одного потока жидкости после расширения 35а и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (1), и при этом первое теп-лообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона.
19. Установка по п.17, в которой:
(i) с указанным разделительным устройством соединено третье теплообменное устройство 10 для приема первой части 32 и ее дальнейшего охлаждения 32а;
(ii) с указанным третьим теплообменным устройством 10 и с первым теплообменным устройством 23 соединено указанное дополнительное смешивающее устройство для приема подвергшейся дальнейшему охлаждению первой части 32а и подвергшейся дальнейшему охлаждению второй части 33 и образования охлажденного потока газа 31а;
(iii) с указанным первым устройством для отбора жидкости дополнительно соединено третье тепло-обменное устройство для приема и нагрева первого потока дистилляционной жидкости 43 и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i), и
(iv) с третьим теплообменным устройством 10 соединено указанное массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43 а в виде верхнего погона.
20. Установка по п.19, в которой:
(a) указанное дополнительное смешивающее устройство приспособлено для поступления в него подвергшейся дальнейшему охлаждению первой части 32 и подвергшейся дальнейшему охлаждению второй части 33 и образования подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а;
(b) с указанным дополнительным смешивающим устройством соединено дополнительное сепараторное устройство 11 для приема и разделения подвергшегося частичной конденсации потока газа 31а на поток пара 34 и по меньшей мере на один поток жидкости 35;
(c) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено расширительное устройство 13 для приема и расширения потока пара 34 до более низкого давления 34а, подвергая его за счет этого дальнейшему охлаждению;
(d) с указанным расширительным устройством 13 соединено абсорбционное устройство для приема подвергшегося расширению охлажденного потока газа 34а в виде нижнего погона;
(e) с указанным дополнительным сепараторным устройством 11 соединено дополнительное расширительное устройство 12 для приема и расширения по меньшей мере одного потока жидкости 35 до бо
(a)
лее низкого давления 35а; и
(f) с дополнительным расширительным устройством 12 дополнительно соединено первое теплооб-менное устройство 23 для приема и нагрева по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока жидкости 35а и тем самым обеспечения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (1), и при этом первое теплообменное устройство 23 дополнительно соединено с массообменным устройством для подачи в последнее по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока жидкости 35b в виде нижнего погона.
21. Установка по любому из пп.14, 16-18 или 20, отличающаяся тем, что указанное дополнительное сепараторное устройство расположено внутри перерабатывающего агрегата 115 в сепараторной секции
115е.
22. Установка по любому из пп.15, 16 или 21, отличающаяся тем, что:
(1) ко второму теплообменному устройству 17 подключено массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43 в промежуточном положении загрузки;
(2) к сепараторному устройству 18 подсоединено разделительное устройство для приема конденсированного потока 40, 40а и его разделения, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флегмовые потоки;
(3) к указанному разделительному устройству подключено абсорбционное устройство для приема первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона и
(4) к указанному разделительному устройству подключено массообменное устройство для приема второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона.
23. Установка по любому из пп.19, 20 или 21, отличающаяся тем, что:
(1) к третьему теплообменному устройству 10 подключено массообменное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43 в промежуточном положении загрузки;
(2) к указанному сепараторному устройству 18 подсоединено дополнительное разделительное устройство для приема и разделения конденсированного потока 40, 40а, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флегмовые потоки;
(3) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено абсорбционное устройство для приема первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона и
(4) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено массообменное устройство для приема второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона.
24. Установка по любому из пп.17, 18 или 21, отличающаяся тем, что:
(1) к указанному дополнительному тепло- и массообменному устройству подключено массообмен-ное устройство для приема подвергшегося нагреванию первого потока дистилляционной жидкости 43а на участке промежуточной загрузки;
(2) с сепараторным устройством 18 соединено дополнительное разделительное устройство для приема и разделения конденсированного потока 40, 40а, по меньшей мере, на первый 41 и второй 42 флег-мовые потоки;
(3) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено абсорбционное устройство для приема первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона и
(4) к указанному дополнительному разделительному устройству подключено массообменное устройство для приема второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона.
25. Установка по любому из пп.13, 15 или 22, отличающаяся тем, что:
(1) внутри указанного перерабатывающего агрегата 115 установлено газоотборное устройство в сепараторной секции 115е;
(2) внутри газоотборного устройства установлено дополнительное тепло- и массообменное устройство, содержащее один или несколько каналов для подачи внешнего хладоагента;
(3) газоотборное устройство соединено с первым теплообменным устройством 23 для приема подвергшегося охлаждению потока газа 31а и направления в указанное дополнительное тепло- и массооб-менное устройство для дополнительного охлаждения указанным внешним хладоагентом и
(4) к газоотборному устройству подключено расширительное устройство 13 для приема и расширения подвергшегося дополнительному охлаждению потока газа 34 до более низкого давления 34а, причем расширительное устройство 13 дополнительно соединено с абсорбционным устройством для подачи в последнее подвергшегося расширению после дополнительного охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона.
26. Установка по п.19 или 23, отличающаяся тем, что:
(1) внутри перерабатывающего агрегата 115 установлено газоотборное устройство в сепараторной секции 115е;
(2) внутри газоотборного устройства установлено дополнительное тепло- и массообменное устройство, содержащее один или несколько каналов для подачи внешнего хладоагента;
(3) газоотборное устройство соединено с указанным дополнительным смешивающим устройством
(1)
для приема и направления подвергшегося охлаждению потока газа 31а в указанное дополнительное тепло- и массообменное устройство и дополнительного охлаждения внешним хладоагентом и
(4) к газоотборному устройству подключено расширительное устройство 13 для приема и расширения подвергшегося дополнительному охлаждению потока газа 34 до более низкого давления 34а, причем расширительное устройство дополнительно соединено с абсорбционным устройством для подачи в последнее подвергшегося расширению после дополнительного охлаждения потока газа 34а в виде нижнего погона.
27. Установка по любому из пп.14, 16, 20, 21, 23 или 24, отличающаяся тем, что:
(1) внутри указанного дополнительного сепараторного устройства установлено дополнительное тепло- и массообменное устройство, содержащее один или несколько каналов для подачи внешнего хла-доагента;
(2) дополнительное тепло- и массообменное устройство приспособлено для приема указанного потока газа и его охлаждения внешним хладоагентом с образованием дополнительного конденсата, который образует часть указанного по меньшей мере одного потока жидкости 35, образующегося в сепараторном устройстве.
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
023918
- 1 -
023918
- 1 -
023918
- 4 -
023918
- 18 -
023918
- 24 -
|
