|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Способ сепарации газового потока, содержащего метан, компоненты С 2 , компоненты С 3 и более тяжелые углеводородные компоненты, на летучую фракцию остаточного газа и относительно менее летучую фракцию, содержащую основную часть указанных компонентов С 2 , компонентов С 3 и более тяжелых углеводородных компонентов, либо указанных компонентов С 3 и более тяжелых углеводородных компонентов, при этом: (1) указанный газовый поток разделяют на первую и вторую части; (2) указанную первую часть потока охлаждают; (3) указанную вторую часть потока охлаждают; (4) указанную первую часть потока смешивают с указанной охлажденной второй частью потока, тем самым образуя охлажденный газовый поток; (5) указанный охлажденный газовый поток разделяют на первый и второй потоки; (6) указанный первый поток охлаждают, по существу, до полной его конденсации, который затем расширяют до более низкого давления, благодаря чему он охлаждается еще больше; (7) указанный расширенный охлажденный первый поток в качестве сырья подают в зону между первым и вторым устройствами абсорбции, установленными в перерабатывающей установке, при этом первое устройство абсорбции располагают выше второго; (8) указанный второй поток расширяют до указанного более низкого давления и его подают в качестве сырья в нижнюю часть указанного второго устройства абсорбции; (9) в нижней части указанного второго устройства абсорбции образуется поток отгонного конденсата, который нагревается в устройстве тепломассообмена, размещенном в указанной перерабатывающей установке; таким образом обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на этапе (3); при этом из указанного потока отгонного конденсата освобождаются более летучие компоненты, после чего указанный нагретый и очищенный от легких фракций поток отгонного конденсата выводят из перерабатывающей установки как менее летучую фракцию; (10) в верхней части указанного устройства тепломассообмена образуется первый поток отгонного пара, который затем охлаждается, по меньшей мере, до частичной конденсации; (11) указанный частично конденсированный первый поток отгонного пара подают в устройство сепарации, где его разделяют, при этом формируются конденсированный поток и поток остаточного пара, который содержит неконденсированный пар, оставшийся после охлаждения первого потока отгонного пара; (12) по меньшей мере часть указанного конденсированного потока подают в верхнюю часть первого устройства абсорбции в качестве сырья; (13) в верхней части указанного первого устройства абсорбции образуется и нагревается второй поток отгонного пара; (14) указанный прогретый второй поток отгонного пара смешивают с потоком остаточного пара, образуя смешанный поток пара; (15) указанный смешанный поток пара нагревают, после чего его отводят из установки в качестве летучей фракции остаточного газа; (16) нагрев указанного второго потока отгонного пара и смешанного потока пара производят в одном или нескольких теплообменных устройствах, обеспечивая частичное охлаждение других потоков на этапах (2), (6) и (10); (17) количество и температуру указанных сырьевых потоков, направляемых в первое и второе устройства абсорбции, поддерживают в верхней части первого устройства абсорбции достаточными для извлечения из потока основной части указанных менее летучих компонентов. 2. Способ по п.1, в котором: (a) указанную первую часть потока смешивают с указанной охлажденной второй частью потока, тем самым образуя поток частично конденсированного газа; (b) указанный поток частично конденсированного газа подают в дополнительное устройство сепарации, где он разделяется на парообразный поток и по меньшей мере один поток конденсата; (c) указанный парообразный поток разделяют на указанные первый и второй потоки; (d) по меньшей мере часть хотя бы одного потока конденсата расширяют до более низкого давления и его подают в качестве сырья в перерабатывающую установку в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена. 3. Способ по п.2, в котором: (a) указанный первый поток смешивают с частью жидкости указанного по меньшей мере одного потока конденсата, образуя смешанный поток; (b) указанный смешанный поток охлаждают до полной его конденсации, который затем расширяют до более низкого давления, благодаря чему он охлаждается еще больше; (c) указанный расширенный охлажденный смешанный поток в качестве указанного сырья подают в зону между указанными первым и вторым устройствами абсорбции; (d) оставшуюся часть по меньшей мере одного потока конденсата расширяют до более низкого давления и ее подают в качестве указанного сырья в перерабатывающую установку в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена; (e) нагрев указанного второго потока отгонного пара и смешанного потока пара производят в одном или нескольких теплообменных устройствах, обеспечивая при этом частичное охлаждение других потоков на этапах (2), (10) и (b). 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещают внутри указанной перерабатывающей установки. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещают внутри указанной перерабатывающей установки. 6. Способ по п.2 или 4, отличающийся тем, что: (1) указанные устройства тепломассообмена выполняют в верхней и нижней частях отпарной секции и (2) указанную расширенную часть указанного по меньшей мере одного потока конденсата подают в указанную перерабатывающую установку, в пространство между верхней и нижней частями устройства тепломассообмена. 7. Способ по п.3 или 5, отличающийся тем, что: (1) указанное устройства тепломассообмена выполняют в верхней и нижней зонах отпарной секции и (2) указанную расширенную оставшуюся часть указанного по меньшей мере одного потока конденсата подают в указанную перерабатывающую установку, в пространство между верхней и нижней частями устройства тепломассообмена. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что: (1) газосборное устройство размещают в указанной перерабатывающей установке; (2) внутри газосборного устройства размещают дополнительное устройство тепломассообмена, имеющее один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента; (3) указанный охлажденный газовый поток подают в газосборное устройство и направляют в указанное дополнительное устройство тепломассообмена для еще большего охлаждения с помощью внешнего охлаждающего агента; (4) указанный охлажденный газовый поток разделяют на первый и второй потоки. 9. Способы по пп.2-7, отличающиеся тем, что: (1) внутри дополнительного устройства сепарации размещают дополнительное устройство тепломассообмена, указанное устройство тепломассообмена имеет один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента; (2) указанный парообразный поток направляют в дополнительное устройство тепломассообмена, где с помощью внешнего охлаждающего агента он охлаждается до образования дополнительного конденсата; (3) указанный дополнительный конденсат вливают в указанный по меньшей мере один поток конденсата, отделенный при сепарации. 10. Способы по пп.1-8, отличающиеся тем, что: (1) указанный конденсированный поток разделяют на первый и второй потоки флегмы; (2) указанный первый поток флегмы в качестве сырья подают в верхнюю часть первого устройства абсорбции; (3) указанный второй поток флегмы в качестве сырья подают в верхнюю часть перерабатывающей установки, в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена. 11. Способ в соответствии с пп.1-10, отличающийся тем, что указанное устройство тепломассообмена включает один или несколько ходов для внешнего теплоносителя, для поддержания температуры, до которой установка прогрелась за счет второй части потока и которая достаточна для отделения более летучих компонентов от указанного потока отгонного конденсата. 12. Установка для осуществления способа по п.1 для сепарации газового потока, содержащего метан, компоненты С 2 , компоненты С 3 и более тяжелые углеводородные компоненты, на летучую фракцию остаточного газа и относительно менее летучую фракцию, содержащую основную часть указанных компонентов С 2 , компонентов С 3 и более тяжелых углеводородных компонентов, либо указанных компонентов С 3 и более тяжелых углеводородных компонентов, включающая: (1) первое разделительное устройство для разделения газового потока на первую и вторую часть; (2) теплообменное устройство, соединенное с указанным первым разделительным устройством и предназначенное для приема и охлаждения первой части потока; (3) устройство тепломассообмена, установленное в перерабатывающей установке, соединенное с указанным первым разделительным устройством и предназначенное для приема и охлаждения второй части потока; (4) первое смешивающее устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством и устройством тепломассообмена и предназначенное для приема охлажденных первой и второй частей потока и образования охлажденного газового потока; (5) второе разделительное устройство, соединенное с указанным первым смешивающим устройством и предназначенное для приема охлажденного газового потока и для разделения его на первый и второй потоки; (6) при этом указанное теплообменное устройство дополнительно соединено со вторым разделительным устройством для приема и существенного охлаждения первого потока, по существу, до полной его конденсации; (7) первое расширительное устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством для приема, по существу, полностью конденсированного потока и расширения его до более низкого давления; (8) первое и второе устройства абсорбции, расположенные в указанной перерабатывающей установке, соединенные с первым расширительным устройством и предназначенные для приема указанного расширенного и охлажденного первого потока, поданного в качестве сырья в зону между указанным первым и вторым устройствами абсорбции, при этом первое устройство абсорбции расположено выше второго; (9) второе расширительное устройство, соединенное с указанным вторым разделительным устройством и предназначенное для приема и расширения второго потока до указанного пониженного давления, при этом указанное расширительное устройство дополнительно соединено со вторым устройством абсорбции для подачи расширенного второго потока в его нижнюю часть в качестве сырья; (10) устройство сбора конденсата, размещенное в перерабатывающей установке, соединенное со вторым устройством абсорбции и предназначенное для приема потока отгонного конденсата, поступающего из нижней части указанного второго устройства абсорбции; (11) при этом указанное устройство тепломассообмена дополнительно соединено с устройством сбора конденсата для приема и нагрева указанного потока отгонного конденсата, таким образом способствуя частичному охлаждению на этапе (3) способа по п.1, в то время как из потока отгонного конденсата одновременно освобождаются более летучие компоненты, после чего указанный нагретый и освобожденный от легких фракций поток отгонного конденсата выводится из перерабатывающей установки в качестве относительно менее летучей фракции; (12) первое паросборное устройство, размещенное в перерабатывающей установке, соединенное с устройством тепломассообмена и предназначенное для приема первого потока отгонного пара, поступающего из верхней части указанного устройства тепломассообмена; (13) при этом указанное теплообменное устройство соединено с первым паросборным устройством для приема первого потока отгонного пара и его охлаждения до частичной или полной конденсации; (14) устройство сепарации, подсоединенное к указанному теплообменному устройству и предназначенное для приема частично конденсированного первого потока отгонного пара и его разделения на поток конденсата и поток остаточного пара, содержащий весь неконденсированный пар, который остался после охлаждения первого потока отгонного пара; (15) при этом указанное первое устройство абсорбции дополнительно соединено с устройством сепарации и оно служит для приема части конденсированного потока и его подачи в качестве сырья в свою верхнюю часть; (16) второе паросборное устройство, размещенное в перерабатывающей установке, соединенное с первым устройством абсорбции и предназначенное для приема второго потока отгонного пара, поступающего из верхней части указанного первого устройства абсорбции; (17) при этом указанное теплообменное устройство соединено со вторым паросборным устройством и предназначено для приема и нагрева второго потока отгонного пара, таким образом частично способствуя охлаждению на этапе (10) способа по п.1; (18) второе смешивающее устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством и с устройством сепарации и предназначенное для приема прогретого второго потока отгонного пара и потока остаточного пара с образованием смешанного парообразного потока; (19) при этом указанное теплообменное устройство соединено со вторым смешивающим устройством и предназначено для приема и дальнейшего нагрева смешанного парообразного потока, таким образом частично способствуя охлаждению на этапах (2) и (6) способа по п.1, после чего указанный смешанный парообразный поток выводится из установки в виде летучей фракции остаточного газа; (20) устройство управления для регулирования количества и температуры указанных сырьевых потоков, направляемых в первое и второе устройства абсорбции, для поддержания температуры в верхней части первого устройства абсорбции на уровне, при котором из потока извлекается основная часть указанных менее летучих компонентов. 13. Установка по п.12, в которой: (a) упомянутое первое смешивающее устройство выполнено с возможностью приема охлажденных первой и второй частей потока и образования частично конденсированного газового потока; (b) дополнительное устройство сепарации, соединенное с указанным первым смешивающим устройством, предназначенное для приема частично конденсированного газового потока и его разделения на парообразный поток и по меньшей мере один поток конденсата; (c) указанное второе разделительное устройство соединено с дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема указанного парообразного потока и его разделения на указанные первый и второй потоки; (d) третье расширительное устройство, соединенное с указанным дополнительным устройством сепарации, предназначенное для приема по меньшей мере части указанного по меньшей мере одного потока конденсата и его расширения до указанного пониженного давления и соединенное с перерабатывающей установкой для подачи в нее расширенной по меньшей мере части указанного по меньшей мере одного потока конденсата в качестве сырья, в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена. 14. Установка по п.13, которая содержит: (a) третье смешивающее устройство, соединенное со вторым разделительным устройством и дополнительным устройством сепарации, предназначенное для приема первого потока и по меньшей мере части упомянутого по меньшей мере одного потока конденсата и образования смешанного потока; (b) при этом указанное теплообменное устройство дополнительно соединено с третьим смешивающим устройством и предназначено для приема указанного смешанного потока и его существенного охлаждения, по существу, до полной конденсации; (c) первое расширительное устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством и предназначенное для приема, по существу, полностью конденсированного смешанного потока и его расширения до более низкого давления; (d) указанное первое и второе устройства абсорбции, соединенные с первым расширительным устройством и предназначенные для приема указанного расширенного и охлажденного смешанного потока, поданного в качестве указанного сырья в зону между указанным первым и вторым устройствами абсорбции; (e) указанное третье расширительное устройство соединено с указанным дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема оставшейся части указанного по меньшей мере одного потока конденсата и его расширения до указанного пониженного давления и соединено с перерабатывающей установкой для подачи в нее расширенной оставшейся части упомянутого по меньшей мере одного потока конденсата в качестве указанного сырья, в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена. 15. Установка по п.13, отличающаяся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещено внутри указанной перерабатывающей установки. 16. Установка по п.14, отличающаяся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещено внутри указанной перерабатывающей установки. 17. Установка по п.13 или 15, отличающаяся тем, что: (1) указанное устройство тепломассообмена выполнено в верхней и нижней частях отпарной секции; (2) указанная перерабатывающая установка соединена с третьим расширительным устройством, при этом она принимает по меньшей мере часть указанного по меньшей мере одного расширенного потока конденсата и направляет его в зону между указанными верхней и нижней частями устройства тепломассообмена. 18. Установка по п.14 или 16, отличающаяся тем, что: (1) указанное устройство тепломассообмена выполнено в верхней и нижней частях отпарной секции; (2) указанная перерабатывающая установка соединена с третьим расширительным устройством, при этом она принимает указанную расширенную оставшуюся часть указанного по меньшей мере одного потока конденсата и направляет его в зону между указанными верхней и нижней частями указанного устройства тепломассообмена. 19. Установка по п.12, отличающаяся тем, что: (1) газосборное устройство размещено в указанной перерабатывающей установке; (2) внутри газосборного устройства размещено дополнительное устройство тепломассообмена, включающее один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента; (3) указанное газосборное устройство соединено с первым смешивающим устройством и предназначено для приема охлажденного газового потока и его направления в дополнительное устройство тепломассообмена для дальнейшего охлаждения с помощью внешнего охлаждающего агента; (4) второе разделительное устройство соединено с указанным газосборным устройством и предназначено для приема охлажденного газового потока и его разделения на первый и второй потоки. 20. Установка по пп.13-18, отличающаяся тем, что: (1) внутри дополнительного устройства сепарации размещено дополнительное устройство тепломассообмена, включающее один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента; (2) дополнительное устройство тепломассообмена предназначено для охлаждения указанного парообразного потока с помощью внешнего охлаждающего агента до образования дополнительного конденсата, который вливается в указанный по меньшей мере один поток конденсата, отделенный при сепарации. 21. Установка по пп.12-20, отличающаяся тем, что: (1) третье разделительное устройство соединено с указанным устройством сепарации и предназначено для приема указанного конденсированного потока и его разделения на первый и второй потоки флегмы; (2) указанное первое устройство абсорбции соединено с указанным третьим разделительным устройством и предназначено для приема первого потока флегмы в качестве верхнего сырья; (3) указанное устройство тепломассообмена соединено с указанным третьим разделительным устройством и предназначено для приема второго потока флегмы в качестве верхнего сырья. 22. Установка по пп.12-21, отличающаяся тем, что указанное устройство тепломассообмена включает один или несколько ходов для внешнего теплоносителя, для поддержания температуры, до которой установка прогрелась за счет второй части потока и которая достаточна для отделения более летучих компонентов от указанного потока отгонного конденсата.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Способ сепарации газового потока, содержащего метан, компоненты С 2 , компоненты С 3 и более тяжелые углеводородные компоненты, на летучую фракцию остаточного газа и относительно менее летучую фракцию, содержащую основную часть указанных компонентов С 2 , компонентов С 3 и более тяжелых углеводородных компонентов, либо указанных компонентов С 3 и более тяжелых углеводородных компонентов, при этом: (1) указанный газовый поток разделяют на первую и вторую части; (2) указанную первую часть потока охлаждают; (3) указанную вторую часть потока охлаждают; (4) указанную первую часть потока смешивают с указанной охлажденной второй частью потока, тем самым образуя охлажденный газовый поток; (5) указанный охлажденный газовый поток разделяют на первый и второй потоки; (6) указанный первый поток охлаждают, по существу, до полной его конденсации, который затем расширяют до более низкого давления, благодаря чему он охлаждается еще больше; (7) указанный расширенный охлажденный первый поток в качестве сырья подают в зону между первым и вторым устройствами абсорбции, установленными в перерабатывающей установке, при этом первое устройство абсорбции располагают выше второго; (8) указанный второй поток расширяют до указанного более низкого давления и его подают в качестве сырья в нижнюю часть указанного второго устройства абсорбции; (9) в нижней части указанного второго устройства абсорбции образуется поток отгонного конденсата, который нагревается в устройстве тепломассообмена, размещенном в указанной перерабатывающей установке; таким образом обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на этапе (3); при этом из указанного потока отгонного конденсата освобождаются более летучие компоненты, после чего указанный нагретый и очищенный от легких фракций поток отгонного конденсата выводят из перерабатывающей установки как менее летучую фракцию; (10) в верхней части указанного устройства тепломассообмена образуется первый поток отгонного пара, который затем охлаждается, по меньшей мере, до частичной конденсации; (11) указанный частично конденсированный первый поток отгонного пара подают в устройство сепарации, где его разделяют, при этом формируются конденсированный поток и поток остаточного пара, который содержит неконденсированный пар, оставшийся после охлаждения первого потока отгонного пара; (12) по меньшей мере часть указанного конденсированного потока подают в верхнюю часть первого устройства абсорбции в качестве сырья; (13) в верхней части указанного первого устройства абсорбции образуется и нагревается второй поток отгонного пара; (14) указанный прогретый второй поток отгонного пара смешивают с потоком остаточного пара, образуя смешанный поток пара; (15) указанный смешанный поток пара нагревают, после чего его отводят из установки в качестве летучей фракции остаточного газа; (16) нагрев указанного второго потока отгонного пара и смешанного потока пара производят в одном или нескольких теплообменных устройствах, обеспечивая частичное охлаждение других потоков на этапах (2), (6) и (10); (17) количество и температуру указанных сырьевых потоков, направляемых в первое и второе устройства абсорбции, поддерживают в верхней части первого устройства абсорбции достаточными для извлечения из потока основной части указанных менее летучих компонентов. 2. Способ по п.1, в котором: (a) указанную первую часть потока смешивают с указанной охлажденной второй частью потока, тем самым образуя поток частично конденсированного газа; (b) указанный поток частично конденсированного газа подают в дополнительное устройство сепарации, где он разделяется на парообразный поток и по меньшей мере один поток конденсата; (c) указанный парообразный поток разделяют на указанные первый и второй потоки; (d) по меньшей мере часть хотя бы одного потока конденсата расширяют до более низкого давления и его подают в качестве сырья в перерабатывающую установку в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена. 3. Способ по п.2, в котором: (a) указанный первый поток смешивают с частью жидкости указанного по меньшей мере одного потока конденсата, образуя смешанный поток; (b) указанный смешанный поток охлаждают до полной его конденсации, который затем расширяют до более низкого давления, благодаря чему он охлаждается еще больше; (c) указанный расширенный охлажденный смешанный поток в качестве указанного сырья подают в зону между указанными первым и вторым устройствами абсорбции; (d) оставшуюся часть по меньшей мере одного потока конденсата расширяют до более низкого давления и ее подают в качестве указанного сырья в перерабатывающую установку в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена; (e) нагрев указанного второго потока отгонного пара и смешанного потока пара производят в одном или нескольких теплообменных устройствах, обеспечивая при этом частичное охлаждение других потоков на этапах (2), (10) и (b). 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещают внутри указанной перерабатывающей установки. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещают внутри указанной перерабатывающей установки. 6. Способ по п.2 или 4, отличающийся тем, что: (1) указанные устройства тепломассообмена выполняют в верхней и нижней частях отпарной секции и (2) указанную расширенную часть указанного по меньшей мере одного потока конденсата подают в указанную перерабатывающую установку, в пространство между верхней и нижней частями устройства тепломассообмена. 7. Способ по п.3 или 5, отличающийся тем, что: (1) указанное устройства тепломассообмена выполняют в верхней и нижней зонах отпарной секции и (2) указанную расширенную оставшуюся часть указанного по меньшей мере одного потока конденсата подают в указанную перерабатывающую установку, в пространство между верхней и нижней частями устройства тепломассообмена. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что: (1) газосборное устройство размещают в указанной перерабатывающей установке; (2) внутри газосборного устройства размещают дополнительное устройство тепломассообмена, имеющее один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента; (3) указанный охлажденный газовый поток подают в газосборное устройство и направляют в указанное дополнительное устройство тепломассообмена для еще большего охлаждения с помощью внешнего охлаждающего агента; (4) указанный охлажденный газовый поток разделяют на первый и второй потоки. 9. Способы по пп.2-7, отличающиеся тем, что: (1) внутри дополнительного устройства сепарации размещают дополнительное устройство тепломассообмена, указанное устройство тепломассообмена имеет один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента; (2) указанный парообразный поток направляют в дополнительное устройство тепломассообмена, где с помощью внешнего охлаждающего агента он охлаждается до образования дополнительного конденсата; (3) указанный дополнительный конденсат вливают в указанный по меньшей мере один поток конденсата, отделенный при сепарации. 10. Способы по пп.1-8, отличающиеся тем, что: (1) указанный конденсированный поток разделяют на первый и второй потоки флегмы; (2) указанный первый поток флегмы в качестве сырья подают в верхнюю часть первого устройства абсорбции; (3) указанный второй поток флегмы в качестве сырья подают в верхнюю часть перерабатывающей установки, в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена. 11. Способ в соответствии с пп.1-10, отличающийся тем, что указанное устройство тепломассообмена включает один или несколько ходов для внешнего теплоносителя, для поддержания температуры, до которой установка прогрелась за счет второй части потока и которая достаточна для отделения более летучих компонентов от указанного потока отгонного конденсата. 12. Установка для осуществления способа по п.1 для сепарации газового потока, содержащего метан, компоненты С 2 , компоненты С 3 и более тяжелые углеводородные компоненты, на летучую фракцию остаточного газа и относительно менее летучую фракцию, содержащую основную часть указанных компонентов С 2 , компонентов С 3 и более тяжелых углеводородных компонентов, либо указанных компонентов С 3 и более тяжелых углеводородных компонентов, включающая: (1) первое разделительное устройство для разделения газового потока на первую и вторую часть; (2) теплообменное устройство, соединенное с указанным первым разделительным устройством и предназначенное для приема и охлаждения первой части потока; (3) устройство тепломассообмена, установленное в перерабатывающей установке, соединенное с указанным первым разделительным устройством и предназначенное для приема и охлаждения второй части потока; (4) первое смешивающее устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством и устройством тепломассообмена и предназначенное для приема охлажденных первой и второй частей потока и образования охлажденного газового потока; (5) второе разделительное устройство, соединенное с указанным первым смешивающим устройством и предназначенное для приема охлажденного газового потока и для разделения его на первый и второй потоки; (6) при этом указанное теплообменное устройство дополнительно соединено со вторым разделительным устройством для приема и существенного охлаждения первого потока, по существу, до полной его конденсации; (7) первое расширительное устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством для приема, по существу, полностью конденсированного потока и расширения его до более низкого давления; (8) первое и второе устройства абсорбции, расположенные в указанной перерабатывающей установке, соединенные с первым расширительным устройством и предназначенные для приема указанного расширенного и охлажденного первого потока, поданного в качестве сырья в зону между указанным первым и вторым устройствами абсорбции, при этом первое устройство абсорбции расположено выше второго; (9) второе расширительное устройство, соединенное с указанным вторым разделительным устройством и предназначенное для приема и расширения второго потока до указанного пониженного давления, при этом указанное расширительное устройство дополнительно соединено со вторым устройством абсорбции для подачи расширенного второго потока в его нижнюю часть в качестве сырья; (10) устройство сбора конденсата, размещенное в перерабатывающей установке, соединенное со вторым устройством абсорбции и предназначенное для приема потока отгонного конденсата, поступающего из нижней части указанного второго устройства абсорбции; (11) при этом указанное устройство тепломассообмена дополнительно соединено с устройством сбора конденсата для приема и нагрева указанного потока отгонного конденсата, таким образом способствуя частичному охлаждению на этапе (3) способа по п.1, в то время как из потока отгонного конденсата одновременно освобождаются более летучие компоненты, после чего указанный нагретый и освобожденный от легких фракций поток отгонного конденсата выводится из перерабатывающей установки в качестве относительно менее летучей фракции; (12) первое паросборное устройство, размещенное в перерабатывающей установке, соединенное с устройством тепломассообмена и предназначенное для приема первого потока отгонного пара, поступающего из верхней части указанного устройства тепломассообмена; (13) при этом указанное теплообменное устройство соединено с первым паросборным устройством для приема первого потока отгонного пара и его охлаждения до частичной или полной конденсации; (14) устройство сепарации, подсоединенное к указанному теплообменному устройству и предназначенное для приема частично конденсированного первого потока отгонного пара и его разделения на поток конденсата и поток остаточного пара, содержащий весь неконденсированный пар, который остался после охлаждения первого потока отгонного пара; (15) при этом указанное первое устройство абсорбции дополнительно соединено с устройством сепарации и оно служит для приема части конденсированного потока и его подачи в качестве сырья в свою верхнюю часть; (16) второе паросборное устройство, размещенное в перерабатывающей установке, соединенное с первым устройством абсорбции и предназначенное для приема второго потока отгонного пара, поступающего из верхней части указанного первого устройства абсорбции; (17) при этом указанное теплообменное устройство соединено со вторым паросборным устройством и предназначено для приема и нагрева второго потока отгонного пара, таким образом частично способствуя охлаждению на этапе (10) способа по п.1; (18) второе смешивающее устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством и с устройством сепарации и предназначенное для приема прогретого второго потока отгонного пара и потока остаточного пара с образованием смешанного парообразного потока; (19) при этом указанное теплообменное устройство соединено со вторым смешивающим устройством и предназначено для приема и дальнейшего нагрева смешанного парообразного потока, таким образом частично способствуя охлаждению на этапах (2) и (6) способа по п.1, после чего указанный смешанный парообразный поток выводится из установки в виде летучей фракции остаточного газа; (20) устройство управления для регулирования количества и температуры указанных сырьевых потоков, направляемых в первое и второе устройства абсорбции, для поддержания температуры в верхней части первого устройства абсорбции на уровне, при котором из потока извлекается основная часть указанных менее летучих компонентов. 13. Установка по п.12, в которой: (a) упомянутое первое смешивающее устройство выполнено с возможностью приема охлажденных первой и второй частей потока и образования частично конденсированного газового потока; (b) дополнительное устройство сепарации, соединенное с указанным первым смешивающим устройством, предназначенное для приема частично конденсированного газового потока и его разделения на парообразный поток и по меньшей мере один поток конденсата; (c) указанное второе разделительное устройство соединено с дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема указанного парообразного потока и его разделения на указанные первый и второй потоки; (d) третье расширительное устройство, соединенное с указанным дополнительным устройством сепарации, предназначенное для приема по меньшей мере части указанного по меньшей мере одного потока конденсата и его расширения до указанного пониженного давления и соединенное с перерабатывающей установкой для подачи в нее расширенной по меньшей мере части указанного по меньшей мере одного потока конденсата в качестве сырья, в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена. 14. Установка по п.13, которая содержит: (a) третье смешивающее устройство, соединенное со вторым разделительным устройством и дополнительным устройством сепарации, предназначенное для приема первого потока и по меньшей мере части упомянутого по меньшей мере одного потока конденсата и образования смешанного потока; (b) при этом указанное теплообменное устройство дополнительно соединено с третьим смешивающим устройством и предназначено для приема указанного смешанного потока и его существенного охлаждения, по существу, до полной конденсации; (c) первое расширительное устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством и предназначенное для приема, по существу, полностью конденсированного смешанного потока и его расширения до более низкого давления; (d) указанное первое и второе устройства абсорбции, соединенные с первым расширительным устройством и предназначенные для приема указанного расширенного и охлажденного смешанного потока, поданного в качестве указанного сырья в зону между указанным первым и вторым устройствами абсорбции; (e) указанное третье расширительное устройство соединено с указанным дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема оставшейся части указанного по меньшей мере одного потока конденсата и его расширения до указанного пониженного давления и соединено с перерабатывающей установкой для подачи в нее расширенной оставшейся части упомянутого по меньшей мере одного потока конденсата в качестве указанного сырья, в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена. 15. Установка по п.13, отличающаяся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещено внутри указанной перерабатывающей установки. 16. Установка по п.14, отличающаяся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещено внутри указанной перерабатывающей установки. 17. Установка по п.13 или 15, отличающаяся тем, что: (1) указанное устройство тепломассообмена выполнено в верхней и нижней частях отпарной секции; (2) указанная перерабатывающая установка соединена с третьим расширительным устройством, при этом она принимает по меньшей мере часть указанного по меньшей мере одного расширенного потока конденсата и направляет его в зону между указанными верхней и нижней частями устройства тепломассообмена. 18. Установка по п.14 или 16, отличающаяся тем, что: (1) указанное устройство тепломассообмена выполнено в верхней и нижней частях отпарной секции; (2) указанная перерабатывающая установка соединена с третьим расширительным устройством, при этом она принимает указанную расширенную оставшуюся часть указанного по меньшей мере одного потока конденсата и направляет его в зону между указанными верхней и нижней частями указанного устройства тепломассообмена. 19. Установка по п.12, отличающаяся тем, что: (1) газосборное устройство размещено в указанной перерабатывающей установке; (2) внутри газосборного устройства размещено дополнительное устройство тепломассообмена, включающее один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента; (3) указанное газосборное устройство соединено с первым смешивающим устройством и предназначено для приема охлажденного газового потока и его направления в дополнительное устройство тепломассообмена для дальнейшего охлаждения с помощью внешнего охлаждающего агента; (4) второе разделительное устройство соединено с указанным газосборным устройством и предназначено для приема охлажденного газового потока и его разделения на первый и второй потоки. 20. Установка по пп.13-18, отличающаяся тем, что: (1) внутри дополнительного устройства сепарации размещено дополнительное устройство тепломассообмена, включающее один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента; (2) дополнительное устройство тепломассообмена предназначено для охлаждения указанного парообразного потока с помощью внешнего охлаждающего агента до образования дополнительного конденсата, который вливается в указанный по меньшей мере один поток конденсата, отделенный при сепарации. 21. Установка по пп.12-20, отличающаяся тем, что: (1) третье разделительное устройство соединено с указанным устройством сепарации и предназначено для приема указанного конденсированного потока и его разделения на первый и второй потоки флегмы; (2) указанное первое устройство абсорбции соединено с указанным третьим разделительным устройством и предназначено для приема первого потока флегмы в качестве верхнего сырья; (3) указанное устройство тепломассообмена соединено с указанным третьим разделительным устройством и предназначено для приема второго потока флегмы в качестве верхнего сырья. 22. Установка по пп.12-21, отличающаяся тем, что указанное устройство тепломассообмена включает один или несколько ходов для внешнего теплоносителя, для поддержания температуры, до которой установка прогрелась за счет второй части потока и которая достаточна для отделения более летучих компонентов от указанного потока отгонного конденсата.
Евразийское 023919 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2016.07.29
(21) Номер заявки 201200004
(22) Дата подачи заявки 2011.03.21
(51) Int. Cl. F25J3/00 (2006.01)
(54) ПЕРЕРАБОТКА УГЛЕВОДОРОДНОГО 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; PCT/ US2011/029034; 13/051,682; 13/052,575; PCT/ US2011/029234; 13/052,348
(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; 2011.03.18; 2011.03.21; 2011.03.21; 2011.03.21 (33) US
(43) 2013.04.30
(86) PCT/US2011/029239
(87) WO 2011/123278 2011.10.06
(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-A1-20060032269 US-A-5568737 US-A1-20020166336 US-A1-20040079107 US-A1-20050247078
(57) Описываются способ и оборудование для компактной перерабатывающей установки извлечения компонентов C2 (или С3) и более тяжелых углеводородных компонентов из потока газообразных углеводородов. Газовый поток охлаждается и разделяется на первый и второй потоки. Первый поток охлаждается, расширяется при более низком давлении, а затем подается в качестве сырья в зону между двумя устройствами абсорбции. Второй поток расширяется при более низком давлении и подается в качестве сырья в нижнее устройство абсорбции. Поток отгонного конденсата из нижнего устройства абсорбции нагревается в устройстве тепломассообмена, освобождаясь от летучих компонентов. Поток отгонного пара из верхней зоны устройства тепломассообмена охлаждается за счет потока отгонного пара из верхней части верхнего устройства абсорбции, тем самым образуя конденсированный поток, который в качестве сырья подается в верхнюю часть верхнего устройства абсорбции.
Сущность изобретения
Такие углеводороды, как этилен, этан, пропилен, пропан, а также более тяжелые, могут извлекаться из различных газов, например, из природного, нефтезаводского и синтезированного газа, полученного при переработке других углеводородных материалов, таких как уголь, сырая нефть, бензино-лигроиновая фракция, горючие сланцы, нефтеносные пески и бурый уголь. Природный газ в основном состоит из метана и этана, т.е. молярный процент метана и этана в газе достигает 50%. Газ также содержит относительно малые количества более тяжелых углеводородов, таких как пропан, бутан, пентан и т.п., а также водород, азот, оксид углерода и другие газы.
В настоящем изобретении в основном рассматривается способ извлечения этилена, этана, пропилена, пропана и более тяжелых углеводородов из таких газовых потоков. Газ, пригодный к переработке в соответствии с настоящим изобретением, имеет следующий типовой состав, выраженный в молярных процентах: 90.3% метана; 4,0% этана и других компонентов C2; 1,7% пропана и других компонентов С3; 0,3% изобутана; 0,5% стандартного бутана; и 0,8% пентанов и более тяжелых углеводородов, баланс поддерживается за счет азота и двуокиси углерода. Также иногда отмечается присутствие серосодержащих газов.
Исторически сложившиеся циклические изменения цен как на природный газ, так и на его газокон-денсатные (NGL) компоненты временами определяют снижение прироста этана, этилена, пропана, пропилена и более тяжелых компонентов в качестве жидких продуктов. В результате сформировалась потребность в технологических способах, обеспечивающих более эффективное извлечение данных продуктов, которые дают более высокую эффективность извлечения продукта при более низких капиталовложениях, и которые могут легко изменяться с учетом того, какой именно компонент из их большого числа требуется извлекать. К уже известным способам сепарации данных материалов относятся способы, в основе которых лежит охлаждение и сжижение газа, абсорбция масла и абсорбция охлажденного масла. Кроме того, благодаря наличию экономичного оборудования, вырабатывающего электроэнергию путем направления газа в детандер и одновременно отводящего тепло от перерабатываемого газа, приобрели популярность криогенные способы. В зависимости от давления источника подачи газа, насыщенности газа (этаном, этиленом и более тяжелыми углеводородными составляющими), а также от нужного конечного продукта, может применяться любой из этих способов или их сочетание. На сегодняшний день для обработки природного газоконденсата предпочтение в основном отдается способ криогенного расширения, так как он сочетает в себе максимальную простоту, легкость ввода в эксплуатацию, эксплуатационную гибкость, высокую эффективность, безопасность и высокую надежность. В патентах США 3292380; 4061481; 4140504; 4157904; 4171964; 4185978; 4251249; 4278,457; 4,519824; 4617039; 4687499; 4689063; 4690702; 4854955; 4869740; 4889545; 5275005; 5555748; 5566554; 5568737; 5771712; 5799507; 5881569; 5890378; 5983664; 6182469; 6578379; 6712880; 6915662; 7191617; 7219513; в заменяющем патенте США № 33408; а также в одновременно находящихся на рассмотрении заявках за номерами 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; 13/048315; 13/051682; 13/052348 приводится описание соответствующих способов (хотя в описании настоящего изобретения в некоторых случаях используются режимы переработки, отличные от тех, которые описаны в указанных патентах США).
В типовом способе криогенного расширения подаваемый под давлением газ охлаждается путем теплообмена с другими технологическими потоками и/или с внешними источниками охлаждения, такими как система компрессионного охлаждения пропана. По мере охлаждения газа, в одном или более сепараторов происходит конденсация и сбор конденсата, поскольку конденсат под высоким давлением содержит некоторое количество необходимых компонентов С2+. В зависимости от насыщенности газа и количества полученного конденсата, конденсат под высоким- давлением может быть подвергнут расширению при более низком давлении и разделению на фракции. Результатом испарения, которое происходит при расширении конденсата, является дальнейшее охлаждение рабочего потока. При определенных условиях, может понадобиться предварительное охлаждение конденсата под высоким давлением перед его расширением, с целью дальнейшего снижения температуры в результате расширения. Расширенный рабочий поток, состоящий из смеси конденсата и паров, разделяется на фракции в ректификационной колонне (деметанизаторе или деэтанизаторе). Внутри колонны охлаждаемый поток подвергается ректификации с целью сепарации остаточного метана, азота и других летучих газов в виде шлемовых паров, от нужных компонентов С2, компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, которые отводятся снизу колонны в виде жидкого кубового продукта; либо с целью сепарации остаточного метана, компонентов С2, азота и других летучих газов в виде шлемовых паров, от нужных компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, которые отводятся снизу колонны в виде жидкого кубового продукта.
При неполной конденсации сырьевого газа (обычно так и происходит) пары, остающиеся после неполной конденсации, можно разделить на два потока. Одна часть паров направляется через детандер или расширительный клапан в емкость с более низким давлением, где в результате дальнейшего охлаждения рабочего потока происходит дополнительная конденсация жидкости. Давление после расширения фактически равно давлению, под которым работает ректификационная колонна. Паровая и жидкая- фазы,
полученные в результате расширения, подаются в колонну в качестве сырья.
Оставшиеся пары охлаждаются до полной конденсации путем теплообмена с другими технологическими потоками, например, с верхним продуктом колонны холодной ректификации. Перед охлаждением, данные пары могут быть смешаны с частью конденсата под высоким давлением или со всем его объемом. Полученный охлажденный поток затем расширяется в соответствующем устройстве, например, в расширительном клапане рабочего давления деметанизатора. В способе расширения часть конденсата испаряется, в результате чего основной рабочий поток охлаждается. Дросселированный испарением поток затем подается в верхнюю часть деметанизатора. Обычно парообразная составляющая дросселированного испарением потока и шлемовые пары из деметанизатора смешиваются в верхней сепараторной секции ректификационной колонны и образуют остаточный синтетический метановый газ. Как вариант, возможна подача охлажденного расширенного рабочего потока в сепаратор, для его разделения на парообразный и жидкий потоки. Парообразный поток смешивается со шлемовыми парами колонны, а конденсат подается в верхнюю часть колонны в качестве жидкого сырья.
В идеальных условиях при таком способе сепарации остаточный газ, покидающий установку, будет содержать практически весь метан, который был в сырьевом газе, при этом более тяжелые углеводороды и нижняя фракция отгонки, покидающие деметанизатор, не будут содержать метана или более летучих компонентов. На практике, однако, идеальные условия создать не удается, так как обычный деметаниза-тор в основном работает в качестве отпарной колонны. Таким образом, метановый продукт, полученный на выходе техспособа, обычно состоит из паров верхней зоны ректификации колонны, а также паров, не прошедших ректификацию. Так как жидкое сырье, которое подается в верхнюю часть колонны, содержит достаточное количество указанных и более тяжелых углеводородных компонентов, возникают значительные потери компонентов С3 и С4+, в результате чего количество компонентов С3, компонентов С4 и более тяжелых углеводородных компонентов практически равно их количеству в паре, который выделяется в верхней зоне ректификации деметанизатора. Потери данных необходимых компонентов можно сократить, если пары, поднимающиеся из зоны ректификации, входили бы в контакт с достаточным количеством конденсата (из потока флегмы), способного поглощать компоненты С3, С4 и более тяжелые углеводородные компоненты из пара.
В последние годы предпочтительными являются способы сепарации углеводородов, где для дополнительной ректификации паров в установке предусмотрена верхняя секция абсорбции. Одним из методов генерации потока флегмы для его подачи в верхнюю секцию ректификации является применение бокового погона паров, выделяющихся в нижней части колонны. Благодаря относительно высокой концентрации компонентов С2 в парах из нижней части колонны, в данном потоке бокового погона конденсируется значительное количество жидкости без повышения давления, при этом охлаждение в основном производится за счет холодного пара, покидающего верхнюю ректификационную секцию. Конденсированный поток, в основном состоящий из жидкого метана и этана, затем может использоваться для абсорбции компонентов С3, С4 и более тяжелых углеводородных компонентов из пара, поднимающегося из верхней ректификационной секции, при этом данные компоненты улавливаются и попадают в жидкий кубовой продукт, который отводится из деметанизатора. Патент США № 7191617 является примером способа такого типа.
В настоящем изобретении применяются новейшие средства реализации различных этапов вышеописанного способа, что позволяет повысить общую эффективность и снизить количество необходимых единиц оборудования. Это достигается путем объединения в одной установке нескольких единиц оборудования, которые ранее были самостоятельными, при этом сокращается площадь, необходимая для размещения технологической установки, а также снижаются капитальные затраты. Неожиданно для себя заявители выявили, что более компактная схема также способствует значительному снижению потребляемой мощности, необходимой для достижения заданного уровня переработки, что в целом повышает технологическую эффективность и снижает стоимость эксплуатации установки. Кроме того, более компактная компоновочная схема позволяет исключить значительную часть трубопроводов, с помощью которых соединялись отдельные единицы оборудования в установках традиционной конструкции, что еще более снижает капитальные затраты и позволяет убрать из конструкции соответствующие фланцевые соединения для подключения трубопроводов. Так как на фланцевых трубных соединениях потенциально возможна утечка углеводородов (которые представляют собой летучие органические соединения (VOC), участвующие в формировании газов, вызывающих парниковый эффект, а также создающие предпосылки для образования дыр в озоновом слое), отказ от данных фланцев в конструкции снижает возможность выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
В соответствии с настоящим изобретением, выяснилось, что уровень извлечения компонентов C3 и С4+ может превышать 99%, при этом не требуется направлять в деметанизатор поток флегмы, и при извлечении компонентов C2 потери практически отсутствуют. Настоящее изобретение имеет еще одно преимущество - оно способно обеспечить извлечение компонентов С3 и С4+ на уровне свыше 99%, при этом извлечение компонентов С2 снижается. Кроме того, настоящее изобретение позволяет обеспечить 100% сепарацию метана (или компонентов С2) и компонентов, более легких, чем компоненты C2 (или компоненты С3), а также более тяжелых компонентов, при более низкой энергоемкости по сравнению с извест
ным уровнем техники, при этом уровень выделения остается неизменным. Настоящее изобретение (несмотря на то, что оно реализуется при более низких давлениях и более высоких температурах) особенно эффективно при переработке сырьевых газов в диапазоне давлений от 400 до 1500 фунт/кв.дюйм абс. [2,758-10,342 кПа(а)] или выше, при режимах, где температура верхнего продукта колонны выделения газоконденсата находится в пределах -50°F [-46°С] или ниже.
Для облегчения понимания сути настоящего изобретения в описании приводятся следующие чертежи и примеры. Ссылки на чертежи
фиг. 1 - блок-схема установки переработки природного газа, выполненной в соответствии с известным уровнем техники, по патенту США № 7191617;
фиг. 2 - блок-схема установки переработки природного газа, выполненной в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 3-13 - блок-схемы, иллюстрирующие альтернативные способы применения настоящего изобретения для обработки потока природного газа.
В последующем описании вышеуказанных фигур приводятся таблицы с итоговыми данными о расходе газа, рассчитанном для типовых режимов переработки. В таблицах, приведенных в данном документе, значение расхода газа (моль в час) округлено до ближайшего целого числа для удобства восприятия. Значения общего расхода, приведенные в таблицах, учитывают все неуглеводородные компоненты, а следовательно, больше значений суммы расхода углеводородных компонентов. Указанные в таблицах значения температуры являются приблизительными, округленными до градуса. Следует также отметить, что расчеты технологических схем с целью сравнения эффективности отображенных на фигурах техспо-собов, основаны на предположении, что между окружающей средой и способом отсутствует утечка тепла (в обоих направлениях). Качество изолирующих материалов, представленных на рынке, позволяет считать такое предположение обоснованным, при том что специалисты с соответствующим уровнем технической подготовки обычно используют его в своих расчетах.
Для удобства восприятия, технологические параметры указаны как в традиционных британских единицах измерения, так и в единицах измерения Международной системы единиц (СИ). Молярный расход газа, указанный в таблицах, может выражаться либо как фунт-моль в час, либо как килограмм-моль в час. Потребляемая энергия, выраженная в лошадиных силах (л.с.) и/или в тысячах британских тепловых единиц в час (МБТЕ/ч) соответствует указанному молярному расходу, выраженному в фунт-молях в час. Потребляемая энергия, выраженная в киловаттах (кВт) соответствует указанному молярному потоку, выраженному в килограмм-молях в час.
Уровень техники
На фиг. 1 представлена блок-схема технологического способа, где показано устройство перерабатывающей установки, предназначенной для выделения компонентов С2+ из природного газа, реализованная на базе известных технических решений, в соответствии с патентом США № 7191617. По данной схеме моделирования способа входящий газ поступает в установку при температуре 110°F [43°C] и давлении 915 фунт/кв. дюйм абс. [6,307 кПа(а)] в виде потока 31. Если входящий газ содержит сернистые соединения в концентрации, нарушающей требования к составу рабочего потока, они удаляются из входящего газа с помощью соответствующей установки предварительной обработки (на схеме не показана). Кроме того, сырьевой поток обычно подвергается дегидрации с целью предотвращения образования гидрата (льда) на режимах криогенной обработки. В этих целях обычно применяется твердый адсорбент.
Сырьевой поток 31 разделяется на два - потоки 32 и 33. Поток 32 охлаждается до температуры -32°F [-36°C] в теплообменнике 10 за счет теплового обмена с холодным остаточным газом (поток 50а); поток 33 охлаждается до температуры -18°F [-28°C] в теплообменнике 11 за счет теплового обмена с жидким конденсатом ребойлера деметанизатора, имеющим температуру 50°F [10°C] (поток 43) и с побочным жидким конденсатом ребойлера, имеющим температуру -36°F [-38°C] (поток 42). Потоки 32а и 33а рекомбинируются и образуют поток 31а, который поступает в сепаратор 12 при температуре -28°F [-33°C] и давлении 893 фунт/кв. дюйм абс. [6155 кПа(а)], где пар (поток 34) отделяется от жидкого конденсата (поток 35). Конденсат из сепаратора (поток 35) расширяется до рабочего давления (приблизительно 401 фунт/кв. дюйм [2765 кПа(а)]) ректификационной колонны 18 посредством расширительного клапана 17, охлаждая поток 35а до температуры -52°F [-46°C] перед его подачей в ректификационную колонну 18 в нижней средней ее точке.
Пар (поток 34) из сепаратора 12 разделяется на два потока - потоки 38 и 39. Поток 38, содержащий около 32% общего количества пара, проходит через теплообменник 13, где он контактирует с потоком холодного остаточного газа 50 и охлаждается до полной конденсации. Полученный конденсированный поток 38а при температуре -130°F [-90°C] затем подвергается быстрому испарению через расширительный клапан 14 до рабочего давления ректификационной колонны 18. В способе расширения часть потока испаряется, в результате чего основной рабочий поток охлаждается. В технологическом способе, который проиллюстрирован на фиг. 1, расширенный поток 38b после расширительного клапана 14 достигает температуры -140°F [-96°C] и подается в ректификационную колонну 18 в верхней средней точке-питания колонны.
Оставшиеся 68% объема пара из сепаратора 12 (поток 39) подаются в рабочий детандер 15, где
энергия этой части сырья, находящейся под высоким давлением, превращается в механическую. В детандере 15 пар подвергается изоэнтропическому расширению до рабочего давления колонны, при этом расширенный поток 39а охлаждается до температуры приблизительно -94°F [-70°C]. Типовые детандеры, представленные на рынке позволяют выделить порядка 80-85% технологического сырья, теоретически доступного при идеальном изоэнтропическом расширении. Выделенная энергия часто применяется для приведения в движение центробежного компрессора (такого как элемент 16), который, к примеру, может применяться для повторного сжатия нагретого остаточного газа (поток 50b). Частично конденсированный расширенный поток 39а затем в качестве сырья подается в ректификационную колонну 18 в средней ее точке питания.
Деметанизатор в колонне 18 представляет собой обычную ректификационную колонну, в которой установлено несколько лотков с интервалами между ними, одной или более насадок, либо комбинация лотков и насадок. Как часто бывает в случае с установками переработки природного газа, колонна деме-танизации состоит из двух секций: верхней секции абсорбции (ректификации) 18а, где размещены лотки и/или насадки, обеспечивающие необходимый контакт между парообразной частью расширенных потоков 38b и 39а, которая поднимается вверх, а охлажденный конденсат стекает вниз, где поглощает компоненты C2, C3 и более тяжелые компоненты; и нижней отпарной (деметанизационной) секции 18b, где размещены лотки и/или насадки, обеспечивающие необходимый контакт между конденсатом, стекающим вниз и парами, поднимающимися вверх. В секции деметанизации 18b также установлены ребойле-ры (такие как ребойлер и боковой ребойлер, описанные ранее), где производится нагрев и испарение части конденсата, стекающего в нижнюю часть колонны для обеспечения десорбции паров, поднимающихся вверх колонны для отгонки жидкого продукта (поток 44), метана и более легких компонентов. Поток жидкого продукта 44 покидает нижнюю часть колонны при температуре 74°F [23°C], на основе типовых требований к соотношению метана и этана, равному 0,010:1, исходя из массы кубового продукта.
Часть отгонного пара (поток 45) отводится из верхней зоны отпарной секции 18b. Затем поток охлаждается с -109°F [-78°C] до -134°F [-92°С] и частично конденсируется (поток 45а) в теплообменнике 20 за счет теплового обмена с холодным шлемовым потоком 41, который покидает верхнюю часть демета-низатора 18 при -139°F [-95°C]. Холодный шлемовый поток из деметанизатора слегка нагревается до -134°F [-92°C] (поток 41а), по мере того как охлаждается и конденсируется часть потока 45.
Рабочее давление в сепараторе потока флегмы 21 (398 фунт/кв. дюйм [2748 кПа(а)]) поддерживается на уровне немного ниже рабочего давления деметанизатора 18. Это обеспечивает наличие движущей силы, которая заставляет поток отгонного пара 45 протекать через теплообменник 20, а оттуда - в сепаратор потока флегмы 21, где конденсированная жидкость (поток 47) отделяется от неконденсированного пара (поток 46). Поток 46 затем смешивается с подогретым шлемовым потоком деметанизатора 41а из теплообменника 20, образуя поток холодного остаточного газа 50 при температуре -134°F [-92°C].
Поток конденсата 47 из сепаратора потока флегмы 21 с помощью насоса 22 нагнетается под давлением чуть выше рабочего давления деметанизатора 18, а затем поток 47а в качестве холодного сырья (потока флегмы) подается в верхнюю часть деметанизатора 18. Данный поток флегмы, состоящий из холодного конденсата, поглощает и конденсирует компоненты С3 и более тяжелые компоненты, поднимающиеся из верхней зоны ректификации в секции абсорбции 18а колонны деметанизации 18.
Поток отгонного пара, образующий шлемовый поток колонны (поток 41), нагревается в теплообменнике 20, попутно охлаждая отгонный поток 45, как описано ранее, затем смешивается с потоком 46, образуя поток холодного остаточного газа 50. Остаточный газ движется навстречу поступающему сырьевому газу в теплообменнике 13, где он нагревается до -46°F [-44°C] (поток 50а), а также в теплообменнике 10, где он нагревается до 102°F [39°C] (поток 50b), где он обеспечивает попутное охлаждение, как было описано ранее. Затем остаточный газ подвергается вторичному- сжатию в два этапа. Первый этап - это компрессор 16, который приводится в движение детандером 15. Второй этап - это компрессор 23, который приводится в движение от дополнительного источника энергии; здесь остаточный газ (поток 50d) сжимается до давления в трубопроводе сбыта. После охлаждения до 110°F [43°С] в выпускном охладителе 24, остаточный газ (поток 50е) поступает в трубопровод сбыта под давлением 915 фунт/кв. дюйм абс. [6307 кПа(а)], которое является достаточным для соответствия требованиям по давлению в трубопроводе (обычно это входное давление).
Краткие данные по расходу и энергопотреблению для техспособа, показанного на фиг. 1, приводятся в следующей табл. I.
Выделенные компоненты*
Пропан 99.11%
Бутаны+ 99.99%
Мощность
Сжатие остаточного газа 5,548 л.с, [ 9,121 кВт]
Насос орошения 1 лх. [ 2 кВт]
Всего 5,549 л.с. [ 9,123 кВт]
*(На основе неокругленных значений расхода)
Подробное описание изобретения
На фиг. 2 приводится блок-схема техспособа в соответствии с настоящим изобретением. Состав и характеристики сырьевого газа, принятые во внимание в способе, изображенном на фиг. 2, аналогичны таким же показателям, как и на фиг. 1. Соответственно, способ, изображенный на фиг. 2, можно сравнить со способом на фиг. 1, с целью наглядной демонстрации преимуществ настоящего изобретения.
При моделировании способа по схеме, показанной на фиг. 2, входящий газ поступает в установку в виде потока 31, который делится в первом разделительном устройстве еще на два потока: поток 32 и поток 33. Первый поток, поток 32, поступает в теплообменное устройство в верхней части охладительной секции сырья 118а, которая расположена внутри перерабатывающей установки 118. В качестве теплооб-менного устройства может применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паянный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Теплообменное устройство предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком 32. протекающем по одному ходу теплообменника, и потоком остаточного газа, поступающим из секции конденсации 118b, расположенной внутри перерабатывающей установки 118, который нагревается в теплообменнике нижней части секции охлаждения сырья 118а. Поток 32 охлаждается, при этом продолжается нагрев потока остаточного газа, и поток 32а покидает теплообменное устройство, имея температуру -30°F [-35°C].
Вторая часть потока, поток 33, поступает в устройство тепломассообмена в отпарной секции 118е, которая находится внутри перерабатывающей установки 118. В качестве устройства тепломассообмена может применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паянный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Устройство тепломассообмена предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком 33, протекающим по одному ходу устройства тепломассообмена, и потоком отгонного конденсата, направленного вниз из секции адсорбции 118d (второй из двух устройств абсорбции), которая находится внутри перерабатывающей установки 118; таким образом, поток 33 охлаждается, нагревая поток отгонного конденсата, на выходе с устройства тепломассообмена температура охлажденного потока 33а составляет -42°F [-41°C]. По мере нагрева потока отгонного конденсата, часть его испаряется и образует десорбционные пары, которые поднимаются вверх, пока оставшийся жидкий конденсат продолжает стекать вниз через устройство тепломассообмена. Устройство тепломассообмена обеспечивает непрерывный контакт десорбционных паров и потока отгонного конденса
та, тем самым поддерживая массообмен между парообразной и жидкой фазами и освобождая поток жидкого продукта 44 от метана и более легких компонентов.
Потоки 32а и 33а рекомбинируются в первом смешивающем устройстве и образуют поток 31а, который поступает в секцию сепарации 118f, находящуюся внутри перерабатывающей установки 118, при температуре -34°F [-37°С] и давлении 900 фунт/кв. дюйм абс. [6203 кПа(а)], где пар (поток 34) отделяется в дополнительном устройстве сепарации (см. ниже параграф 0043) от жидкого конденсата (поток 35). Секция сепарации 118f отделена от отпарной секции 118е внутренней перегородкой или другими средствами, с тем чтобы обеспечить возможность работы двух этих секций внутри перерабатывающей установки 118 при разных давлениях.
Пар (поток 34) и конденсат (поток 35) из секции сепарации 118f разделяются каждый во втором разделительном устройстве на два потока: потоки 36 и 39, а также потоки 37 и 40, соответственно. Поток 36, содержащий около 31% пара от общего его объема, смешивается в третьем смешивающем устройстве (см. ниже) с потоком 37, содержащим около 50% общего объема конденсата, и полученный поток 38 направляется в теплообменное устройство, расположенное в нижней части секции охлаждения сырья 118а внутри перерабатывающей установки 118. В качестве теплообменного устройства может также применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паянный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Теплообменное устройство предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком 38, протекающим через один ход теплообменного устройства, и потоком остаточного газа, поднимающимся из секции сепарации 118b, так что поток 38 охлаждается до полной конденсации, при этом нагревая поток остаточного газа.
Полученный конденсированный поток 38а при температуре -128°F [-89°C], затем подвергается быстрому испарению через первое расширительное устройство - расширительный клапан 14 до рабочего давления (приблизительно 402 фунт/кв. дюйм [2 772 кПа(а)]) ректификационной секции 118с (устройства абсорбции) и секции абсорбции 118d (еще одно устройство абсорбции), расположенной внутри перерабатывающей установки 118. В способе расширения часть потока может испаряться, в результате чего основной рабочий поток охлаждается. В технологическом способе, который проиллюстрирован на фиг. 2, расширенный поток 38b после расширительного клапана 14 достигает температуры -139°F [-95°C] и подается в перерабатывающую установку 118 между первым и вторым устройствами абсорбции - секцией ректификации 118с и секцией абсорбции 118d.
Оставшиеся 69% объема пара из секции сепарации 118f (поток 39) подаются во второе расширительное устройство - рабочий детандер 15, где энергия этой части сырья, находящейся под высоким давлением, превращается в механическую. В детандере 15 пар подвергается изоэнтропическому расширению до рабочего давления секции абсорбции 118d, при этом расширенный поток 39а охлаждается до температуры приблизительно -100°F [-73°С]. Частично конденсированный расширенный поток 39а затем в качестве сырья подается в нижнюю зону секции абсорбции 118d (второе устройство абсорбции), расположенной внутри перерабатывающей установки 118, где он контактирует с конденсатом, поступающим в верхнюю зону секции абсорбции 118d. Остальные 50% конденсата из секции сепарации 118f (поток 40) расширяются до рабочего давления отпарной секции 118е, расположенной внутри перерабатывающей установки 118 третьим расширительным устройством , проходя через расширительный клапан 17 и охлаждая поток 40а до температуры -60°F [-51°C]. Устройство тепломассообмена в отпарной секции 118е установлено в верхней и нижней ее частях, так, чтобы расширенный поток конденсата 40а вводился в отпарную секцию 118е между двумя его частями.
Часть отгонного пара (первый поток отгонного пара 45) принимается в первом паросборном устройстве и отводится из верхней зоны отпарной секции 118е (устройство тепломассообмена) при температуре -95°F [-71°С] и направляется в теплообменное устройство в секции конденсации 118b внутри перерабатывающей установки 118. В качестве теплообменного устройства может также применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паяный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Теплообменное устройство предназначено для обеспечения теплового обмена между первым потоком отгонного пара 45, протекающим через один ход теплообменного устройства, и вторым потоком отгонного пара, который поднимается из ректификационной секции 118с, расположенной внутри перерабатывающей установки 118, так что второй поток отгонного пара нагревается, попутно охлаждая первый поток отгонного пара 45. Поток 45 охлаждается до температуры -134°F [-92°C] и по крайней мере частично конденсируется, после чего он покидает теплообменное устройство и разделяется на парообразную и жидкую фазы, соответственно. Парообразная фаза (если таковая присутствует) смешивается с прогретым вторым потоком отгонного пара, покидающим теплообменное устройство, образуя поток остаточного газа, который является охладителем для секции охлаждения сырья 118а, как было описано выше. Жидкая фаза (поток 48) в качестве охлажденного сырья (потока флегмы), самотеком подается в верхнюю часть колонны, в верхнюю зону ректификационной секции 118с, расположенной внутри перерабатывающей установки 118.
В ректификационной секции 118с и в секции абсорбции 118d установлены первое и второе устрой
ства абсорбции (абсорбирующие устройства), которые, соотвественно, состоят из нескольких лотков с зазорами между ними, одной или нескольких насадок, либо комбинации лотков и насадок. Лотки и/или насадки в ректификационной секции 118с и в секции абсорбции 118d обеспечивает необходимый контакт между парами, поднимающимися вверх, и холодным конденсатом, стекающим вниз. Жидкая составляющая расширенного потока 39а смешивается с жидким конденсатом, стекающим вниз из секции абсорбции 118d (второе устройство абсорбции), и смешанный конденсат принимается в устройстве сбора конденсата, размещенном в перерабатывающей установке, для обеспечения стекания конденсата (жидкости) в отпарную секцию 118е. Десорбируемые пары, поднимающиеся из отпарной секции 118е, смешиваются с парами от расширенного потока 39а и далее поднимаются в секцию абсорбции 118d, где они контактируют с холодным конденсатом, стекающим вниз, для конденсации и абсорбции компонентов C2, компонентов C3 и более тяжелых компонентов, содержащихся в этих парах. Пары, поднимающиеся из секции абсорбции 118d, смешиваются с парами от расширенного потока 38b и далее поднимаются в ректификационную секцию 118с, где они контактируют с холодным конденсатом (поток 48), стекающим вниз, для конденсации и абсорбции основного объема компонентов C3 и более тяжелых компонентов, содержащихся в этих парах. Жидкая составляющая расширенного потока 38b смешивается с жидким конденсатом, стекающим вниз из ректификационной секции 118с, и смешанный конденсат продолжает стекать в секцию абсорбции 118d.
Отгонный конденсат, стекающий вниз из устройства тепломассообмена в отпарной секции 118е, находящейся внутри перерабатывающей установки 118, освобождается от метана и более легких компонентов. Полученный жидкий продукт (поток 44) удаляется из нижней части отпарной секции 118е и покидает перерабатывающую установку 118 при температуре 74°F [23°С]. Второй поток отгонного пара, поднимающийся из ректификационной секции 118с (первое устройство абсорбции) принимается во втором паросборном устройстве и нагревается в секции конденсации 118b, попутно обеспечивая охлаждение потока 45, как описано ранее. Прогретый второй поток отгонного пара смешивается во втором смешивающем устройстве с остатками паров, отделившимися от охлажденного первого потока отгонного пара 45, как описано ранее. Полученный поток остаточного газа нагревается в секции охлаждения сырья 118а, попутно обеспечивая охлаждение потоков 32 и 38, как описано ранее, после чего поток остаточного газа 50 покидает перерабатывающую установку 118, имея температуру 104°F [40°C]. Затем остаточный газ подвергается повторному сжатию в два этапа: в компрессоре 16, который приводится в действие детандером 15, и в компрессоре 23, который приводится в действие дополнительным источником энергии. После охлаждения до 110°F [43°C] в выпускном охладителе 24, поток остаточного гаэл 50с поступает в трубопровод сбыта под давлением 915 фунт/кв. дюйм абс. [6307 кПа(а)], которое является достаточным для соответствия требованиям по давлению в трубопроводе (обычно это входное давление).
Краткие данные по расходу и энергопотреблению для техспособа, показанного на фиг. 2, приводятся в следующей табл. II.
Таблица II (фиг. 2). Данные по расходу - фунт-моль/ч [кг-моль/ч]
Поток
Метан
Этан
Пропан
Б\таны+
Всего
12,398
546
233
229
13,726
8,679
382
163
160
9,608
3,719
164
4,118
12,150
492
171
13,190
248
160
536
3,791
153
4,115
124
268
3,915
180
101
4,383
8,359
339
118
9,075
124
268
635
700
302
357
12,389
12,688
464
231
229
1,038
Выделенные компоненты*
Этан 85.03% Пропан 99.16% Бутаны+ 99.98%
Мощность
Сжатие остаточного газа 5,274 л.с. [8,670 кВт] * (На основе неокругленных значений расхода)
Сравнение табл. I и II показывает, что по сравнению с известным уровнем техники настоящее изобретение позволяет обеспечить практически такой же уровень извлечения продукта (85,03% против 85,00% для известного уровня техники), при этом извлечение пропана несколько улучшается - с 99,11 до 99,16%; степень извлечения бутанов и более тяжелых углеводородов остается практически на том же уровне (99,98 против 99,99% для известного уровня техники). Однако дальнейшее сравнение показателей в табл. I и II показывает, что объем готового продукта был получен при гораздо меньших энергозатратах, чем в установке, собранной с применением известных технических решений. Что касается эффективности извлечения продукта (которая определяется количеством этана, извлеченного на единицу мощности), настоящее изобретение более чем на 5% экономичнее способа с применением известных технических решений, показанного на фиг. 1.
Повышение эффективности извлечения продукта, обеспечиваемое настоящим изобретением по сравнению с способом на базе известных технических решений (фиг. 1), в основном связано с двумя факторами. Во-первых, компактная компоновка теплообменных устройств в секции охлаждения сырья 118а и в секции конденсации 118b, а также устройств тепломассообмена в отпарной секции 118е перерабатывающей установки 118 исключает перепад давления, происходящий вследствие наличия соединительных трубопроводов в обычной перерабатывающей установке. Как результат, в установке, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, остаточный газ, поступающий в компрессор 16, находится под более высоким давлением, чем газ в установке, собранной с применением уже известных технических решений; как следствие, остаточный газ поступает в компрессор 23 под значительно более высоким давлением, снижая таким образом количество энергии, необходимой для доведения давления остаточного газа до уровня давления в трубопроводе.
Во-вторых, применение устройства тепломассообмена в отпарной секции 118е для одновременного нагрева отгонного конденсата, покидающего секцию абсорбции 118d, при этом полученный пар имеет возможность контактировать с конденсатом и освобождать из него летучие компоненты, что более эффективно по сравнению с применением обычной ректификационной колонны с внешними ребойлерами. Летучие компоненты освобождаются из жидкого конденсата постоянно, тем самым их концентрация в десорбированных парах снижается гораздо быстрее, что повышает эффективность отгонки легких фракций для настоящего изобретения.
Помимо повышения эффективности переработки настоящее изобретение по сравнению с установками текущего уровня техники имеет еще два преимущества. Во-первых, компактная конструкция перерабатывающей установки 118 настоящего изобретения заменяет восемь отдельных единиц оборудования, применяющихся в традиционной схеме (теплообменники 10, 11, 13 и 20, сепаратор 12, сепаратор потока флегмы 21, насос орошения 22 и ректификационная колонна 18 на фиг. 1) одной единицей (перерабатывающей установкой 118 на фиг. 2). При этом уменьшается площадь, необходимая для размещения установки, упраздняются соединительные трубопроводы, а также сокращается потребляемая мощность за счет отсутствия насоса орошения, что ведет к снижению капитальных затрат и стоимости эксплуатации перерабатывающей установки, построенной по схеме настоящего изобретения, по сравнению с установкой, построенной с применением уже известных технических решений. Во-вторых, исключение из конструкции соединительных трубопроводов означает, что перерабатывающая установка, построенная по схеме настоящего изобретения, имеет гораздо меньше фланцевых соединений по сравнению с установкой, построенной с применением уже известных технических решений, что снижает количество потенциальных мест появления течей в такой установке. Углеводороды представляют собой летучие органические соединения (VOC), некоторые из которых классифицируются как газы, вызывающие парниковый эффект, а некоторые могут создавать предпосылки для образования дыр в озоновом слое; это означает, что настоящее изобретение снижает возможность выбросов, загрязняющих атмосферу.
Другие варианты воплощения
В некоторых случаях может возникнуть необходимость удалить секцию охлаждения сырья 118а и секцию конденсации 118b из перерабатывающей установки 118 и применить для охлаждения сырья и конденсации флегмы одно или несколько внешних теплообменных устройств, например, теплообменники 10 и 20, как показано на фиг. 10-13. Такая компоновочная схема позволяет уменьшить габариты перерабатывающей установки 118, что поможет уменьшить общую стоимость установки и/или сократить график монтажа (в некоторых случаях). Следует отметить, что во всех случаях теплообменники 10 и 20
представляют собой либо несколько отдельных теплообменников, либо один многоходовой теплообменник, возможна также комбинация обоих вариантов. Каждый такой теплообменник может представлять собой теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паянный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовой и/или многофункциональный теплообменник. В некоторых случаях, возможно, предпочтительнее будет объединить способы охлаждения сырья и конденсации флегмы в одном многофункциональном теплообменнике. Если применяется теплообменник 20, являющийся самостоятельной единицей по отношению к перерабатывающей установке, то потребуется разделительное устройство- сепаратор потока флегмы 21 и насос 22 для отделения частично конденсированного первого потока отгонного пара в сконденсированный поток (потока жидкого конденсата 47) и поток остаточного пара и подачи части сконденсированного потока в ректификационную секцию 118с (первое устройство абсорбции) в качестве потока флегмы.
Как уже описано для варианта воплощения настоящего изобретения по схеме, приведенной на фиг. 2, первый поток отгонного пара 45 частично конденсируется, а полученный конденсат используется для абсорбции полезных компонентов C3 и более тяжелых компонентов из паров, протекающих через ректификационную секцию 118с перерабатывающей установки 118. Однако применение настоящего изобретения не ограничивается данным вариантом воплощения. Может оказаться полезным, к примеру, подвергать такой обработке только часть данных паров, либо использовать в качестве абсорбента только часть конденсата, либо если из конструктивных соображений часть пара или конденсата требуется направить в обход ректификационной секции 118с и/или секции абсорбции 118d перерабатывающей установки 118. В некоторых случаях предпочтительной может оказаться полная, а не частичная конденсация первого потока отгонного пара 45 в секции конденсации 118b. В других случаях может понадобиться, чтобы первый поток отгонного пара 45 включал в себя весь пар бокового погона из отпарной секции 118е, а не какую-то его часть, также следует отметить, что в зависимости от состава потока сырьевого газа, может оказаться полезным применение внешнего охлаждающего устройства с целью обеспечения частичного охлаждения первого потока отгонного пара 45 в секции конденсации 118b (фиг. 2-9) либо в теплообменнике 20 (фиг. 10-13).
Если сырьевой газ обедненный, количество конденсата, отделяемого в поток 35, может оказаться настолько малым, что установка дополнительного устройства тепломассообмена в отпарной секции 118е между расширенным потоком 39а и расширенным потоком конденсата 40а, как показано на фиг. 2, 4, 6, 8, 10, 12, нецелесообразна. В таком случае, устройство тепломассообмена в отпарной секции 118е может быть интегрировано в нее, при этом поток расширенного конденсата 40а поступает в секцию выше устройства тепломассообмена, как показано на фиг. 3, 5, 7, 9, 11 и 13. В некоторых случаях может оказаться полезным смешивание потока расширенного конденсата 40а с расширенным потоком 39а и последующая подача полученного смешанного потока в нижнюю зону секции абсорбции 118d в качестве сырья. В некоторых случаях полезной может оказаться подача потока конденсата 35 напрямую в отпарную секцию 118е, через поток 40, либо смешивание всего потока конденсата 35 с потоком 36 в потоке 37. В предыдущем случае, поток 37 отсутствует (обозначено пунктирными линиями на фиг. 2-13) а поток 36 состоит только из пара, поступившего из секции сепарации 118f (фиг. 2-5, 10 и 11) или из сепаратора 12 (фиг. 6-9, 12 и 13) и впадает в поток 38. В последнем случае, расширительное устройство для потока 40 (например, расширительный клапан 17) не требуется (как обозначено пунктирными линиями на фиг. 3, 5, 7, 9, 11 и
13).
В некоторых случаях может понадобиться применение внешней емкости для сепарации охлажденного сырьевого потока 31а вместо того, чтобы включать газосборное устройство - сепараторную сек-цию118е в перерабатывающую установку 118. Как показано на фиг. 6-9, 12 и 13, сепаратор 12 может применяться для разделения охлажденного сырьевого потока 31а на поток пара 34 и поток конденсата
35.
В некоторых случаях может понадобиться применение охлажденной второй части (поток 33а на фиг. 2-13) вместо первой части (поток 36) потока пара 34 для образования потока 38, направленного в теплообменное устройство, расположенное в нижней зоне секции охлаждения сырья 118а (фиг. 2-9) или в теплообменник 20 (фиг. 10-13). В таких случаях, только охлажденная первая часть (поток 32а) подается в секцию сепарации 118f (фиг. 2-5, 10 и 11) или в сепаратор 12 (фиг. 6-9, 12 и 13), а весь полученный поток пара 34 подается в детандер 15.
В зависимости от количества более тяжелых углеводородов в сырьевом газе и от его давления охлажденный сырьевой поток 31а, поступающий в секцию сепарации 118f, как показано на фиг. 3, 5 и 11, или в сепаратор 12, как показано на фиг. 7, 9 и 13, может не содержать жидкой составляющей (так как давление превышает точку начала конденсации или криконденбару). В таких случаях, в потоках 35 и 37 конденсат отсутствует (как показано пунктирными линиями), так что только пар из секции сепарации 118f в потоке 36 (фиг. 3, 5 и 11) или пар из сепаратора 12 в потоке 36 (фиг. 7, 9 и 13) вливаются в поток 38; данный поток превращается в расширенный конденсированный поток 38b, который подается в перерабатывающую установку 118 между ректификационной секцией 118с и секцией абсорбции 118d. В данном случае, секция сепарации 118f в перерабатывающей установке 118 (фиг. 3, 5 и 11) или сепаратор 12 (фиг. 7, 9 и 13) могут не понадобиться.
Характеристики сырьевого газа, габариты установки, имеющееся оборудование или другие факторы могут указывать на то, что не требуется устанавливать детандер 15, либо его требуется заменить на другое расширительное устройство (например, расширительный клапан). И хотя на схеме отображены конкретные расширительные устройства для каждого потока, при необходимости вместо них можно использовать другие устройства. Например, режим обработки требует расширения полностью конденсированной части сырьевого потока (поток 38а).
В соответствии с настоящим изобретением возможно применение внешней охладительной установки для дополнительного охлаждения входящего газа, поступающего в потоках отгонного пара и конденсата, в особенности если используется обогащенный входящий газ. В таких случаях, устройство тепломассообмена можно включить в секцию сепарации 118f (либо установить газосборное устройство, если охлажденный сырьевой поток 31а не содержит жидкой составляющей), как показано пунктирными линиями на фиг. 2-5, 10 и 11; либо же устройство тепломассообмена можно включить в сепаратор 12, как показано пунктирными линиями на фиг. 6-9, 12 и 13. В качестве устройства тепломассообмена может применяться теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, паянный алюминиевый теплообменник либо теплообменное приспособление иного типа, в том числе многоходовые и/или многофункциональные теплообменники. Устройство тепломассообмена предназначено для обеспечения теплового обмена между потоком холодильного агента (например, пропаном), протекающим по одному ходу устройства тепломассообмена, и парообразной частью потока 31а, движущейся по направлению вверх, при этом холодильный агент охлаждает пар и способствует образованию дополнительного конденсата, который стекает вниз и объединяется с конденсатом, удаленным из потока 35. Как вариант, возможно применение обычных охладителей газа для понижения температуры потока 32а, потока 33а и/или потока 31а с помощью холодильного агента, до того как поток 31а поступит в секцию сепарации 118f (фиг. 2-5, 10 и 11) или в сепаратор 12 (фиг. 6-9, 12 и 13).
В зависимости от температуры и степени обогащения сырьевого газа, а также от количества компонентов С2, которое нужно извлечь из потока жидкого продукта 44, обогрева только за счет потока 33 может оказаться недостаточно для того, чтобы конденсат, покидающий отпарную секцию 118е, соответствовал требованиям к характеристикам продукта. В этом случае, в устройство тепломассообмена в отпар-ной секции 118е могут быть установлены дополнительные средства обогрева с помощью теплоносителя, как показано пунктирными линиями на фиг. 2-13. Как вариант, возможна установка еще одного устройства тепломассообмена в нижней части отпарной секции 118е для обеспечения дополнительного нагрева; либо поток 33 может нагреваться с помощью теплоносителя перед тем, как он поступит в устройство тепломассообмена, установленное в отпарной секции 118е.
В зависимости от типа теплопередающих устройств, выбранных в качестве теплообменников для верхней и нижней частей секции охлаждения сырья 118а и/или секции конденсации 118b, как показано на фиг. 2-9, возможно объединить данные теплообменные устройства в один многоходовой и/или многофункциональный теплообменник. В этом случае, многоходовое и/или многофункциональное теплооб-менное устройство должно иметь соответствующие средства распределения, разделения, и сбора потока 32, потока 38, потока 45, пара, отделенного от потока 45, а также второго потока отгонного пара, с целью нагрева или охлаждения до нужного уровня.
В некоторых случаях может потребоваться установка дополнительного устройства тепломассообмена в верхней части отпарной секции 118е. В этом случае, устройство массообмена можно установить ниже точки поступления расширенного потока 39а в нижнюю зону в секции абсорбции 118d и выше точки отвода охлажденной второй части потока 33а из устройства тепломассообмена, установленного в от-парной секции 118е.
Менее предпочтительной для вариантов воплощения настоящего изобретения, показанных на фиг. 2-5, 10 и 11, является установка сепаратора для охлажденной первой части потока 32а и сепаратора для охлажденной второй части потока 33а; при этом потоки пара, отделенные в сепараторах, смешиваются, образуя поток пара 34, а потоки конденсата смешиваются и образуют конденсатный поток 35. Еще одним менее предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения является охлаждение потока 37 в отдельном теплообменном устройстве, расположенном в секции охлаждения сырья 118а, как показано на фиг. 2-9, либо его подачи через отдельный ход в теплообменнике 20, как показано на фиг. 10-13 (вместо того, чтобы смешивать поток 37 с потоком 36 для образования объединенного потока 38); при этом расширение охлажденного потока производится в отдельном расширительном устройстве, а расширенный поток подается в промежуточную часть секции абсорбции 118d.
В некоторых случаях, в особенности если нужный уровень извлечения компонентов С2 относительно невысок, может оказаться полезной подача потока флегмы в верхнюю зону отпарной секции 118е. В таких случаях, жидкую фазу охлажденного потока 45 на выходе с теплообменного устройства в секции конденсации 118b (фиг. 2-9) или поток конденсата 47а от насоса 22 (фиг. 10-13) можно разделить третьим разделительным устройством на две части - поток 48 и поток 49. Поток 48 в качестве сырья подается в верхнюю часть ректификационной секции 118с, а поток 49 подается в верхнюю зону отпарной секции 118е, благодаря чему отгонный пар подвергается частичной ректификации в этой секции перерабатывающей установки 118, до того, как будет отведен первый поток отгонного пара 45. В некоторых случаях
может оказаться достаточной подача потоков 48 и 49 самотеком (фиг. 2, 3, 6 и 7); в других же случаях желательно организовать перекачивание жидкой фазы (поток 47) с помощью насоса орошения 22 (фиг. 4, 5, 8 и 9). Относительный объем жидкой фазы, разделенной между потоками 48 и 49, зависит от нескольких факторов, в том числе от давления газа, состава сырьевого газа, требуемого уровня извлечения компонентов С2 и от доступного количества мощности. Оптимальный режим разделения обычно нельзя спрогнозировать без анализа конкретных условий применения настоящего изобретения. В некоторых случаях лучше всего будет направить всю жидкую фазу в качестве сырья в верхнюю часть ректификационной секции 118с в виде потока 48, и не подавать жидкую фазу в верхнюю зону отпарной секции 118е в потоке 49, поэтому поток 49 на схеме обозначен пунктирными линиями.
Требуется отметить, что относительное количество сырья в каждом отводе разделенного парообразного сырья зависит от нескольких факторов, в том числе от давления и состава сырьевого газа, количества тепла, которое можно выделить из сырья, а также от доступного количества мощности. Увеличение подачи сырья в зону выше секции абсорбции 118d может привести к увеличению степени извлечения продукта при снижении мощности, получаемой в детандере, что, в свою очередь, ведет к увеличению мощности, необходимой для повторного сжатия продукта. Увеличение подачи сырья в зону ниже секции абсорбции 118d снижает уровень потребляемой мощности, но при этом может упасть уровень извлечения продукта.
Настоящее изобретение обеспечивает повышенную степень извлечения компонентов С2, С3 и более тяжелых углеводородов, либо компонентов С3 и более тяжелых углеводородов на количество потребляемых вспомогательных сред, необходимых для функционирования техспособа. Экономия потребляемых вспомогательных сред, необходимых для функционирования техспособа, может проявляться в виде уменьшения потребляемой мощности для сжатия или повторного сжатия; уменьшения мощности, необходимой для внешней охлаждающей установки; уменьшения энергии, необходимой для дополнительного нагрева; уменьшения энергии, необходимой для повторного нагрева колонны; либо в виде их сочетания.
Здесь приводится описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения; специалисты с соответствующим уровнем технической подготовки могут найти другие варианты или внести изменения в описанные здесь (например, адаптировать изобретение для работы в других режимах, с применением другого типа сырья или с изменением других требований), не отклоняясь от сути настоящего изобретения, определенной в следующей его формуле.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ сепарации газового потока, содержащего метан, компоненты С2, компоненты С3 и более тяжелые углеводородные компоненты, на летучую фракцию остаточного газа и относительно менее летучую фракцию, содержащую основную часть указанных компонентов С2, компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, либо указанных компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, при этом:
(1) указанный газовый поток разделяют на первую и вторую части;
(2) указанную первую часть потока охлаждают;
(3) указанную вторую часть потока охлаждают;
(4) указанную первую часть потока смешивают с указанной охлажденной второй частью потока, тем самым образуя охлажденный газовый поток;
(5) указанный охлажденный газовый поток разделяют на первый и второй потоки;
(6) указанный первый поток охлаждают, по существу, до полной его конденсации, который затем расширяют до более низкого давления, благодаря чему он охлаждается еще больше;
(7) указанный расширенный охлажденный первый поток в качестве сырья подают в зону между первым и вторым устройствами абсорбции, установленными в перерабатывающей установке, при этом первое устройство абсорбции располагают выше второго;
(8) указанный второй поток расширяют до указанного более низкого давления и его подают в качестве сырья в нижнюю часть указанного второго устройства абсорбции;
(9) в нижней части указанного второго устройства абсорбции образуется поток отгонного конденсата, который нагревается в устройстве тепломассообмена, размещенном в указанной перерабатывающей установке; таким образом обеспечивая, по меньшей мере, частичное охлаждение на этапе (3); при этом из указанного потока отгонного конденсата освобождаются более летучие компоненты, после чего указанный нагретый и очищенный от легких фракций поток отгонного конденсата выводят из перерабатывающей установки как менее летучую фракцию;
(10) в верхней части указанного устройства тепломассообмена образуется первый поток отгонного пара, который затем охлаждается, по меньшей мере, до частичной конденсации;
(11) указанный частично конденсированный первый поток отгонного пара подают в устройство сепарации, где его разделяют, при этом формируются конденсированный поток и поток остаточного пара, который содержит неконденсированный пар, оставшийся после охлаждения первого потока отгонного
(10)
пара;
(12) по меньшей мере часть указанного конденсированного потока подают в верхнюю часть первого устройства абсорбции в качестве сырья;
(13) в верхней части указанного первого устройства абсорбции образуется и нагревается второй поток отгонного пара;
(14) указанный прогретый второй поток отгонного пара смешивают с потоком остаточного пара, образуя смешанный поток пара;
(15) указанный смешанный поток пара нагревают, после чего его отводят из установки в качестве летучей фракции остаточного газа;
(16) нагрев указанного второго потока отгонного пара и смешанного потока пара производят в одном или нескольких теплообменных устройствах, обеспечивая частичное охлаждение других потоков на
этапах (2), (6) и (10);
(17) количество и температуру указанных сырьевых потоков, направляемых в первое и второе устройства абсорбции, поддерживают в верхней части первого устройства абсорбции достаточными для извлечения из потока основной части указанных менее летучих компонентов.
2. Способ по п.1, в котором:
(a) указанную первую часть потока смешивают с указанной охлажденной второй частью потока, тем самым образуя поток частично конденсированного газа;
(b) указанный поток частично конденсированного газа подают в дополнительное устройство сепарации, где он разделяется на парообразный поток и по меньшей мере один поток конденсата;
(c) указанный парообразный поток разделяют на указанные первый и второй потоки;
(d) по меньшей мере часть хотя бы одного потока конденсата расширяют до более низкого давления и его подают в качестве сырья в перерабатывающую установку в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена.
3. Способ по п.2, в котором:
(a) указанный первый поток смешивают с частью жидкости указанного по меньшей мере одного потока конденсата, образуя смешанный поток;
(b) указанный смешанный поток охлаждают до полной его конденсации, который затем расширяют до более низкого давления, благодаря чему он охлаждается еще больше;
(c) указанный расширенный охлажденный смешанный поток в качестве указанного сырья подают в зону между указанными первым и вторым устройствами абсорбции;
(d) оставшуюся часть по меньшей мере одного потока конденсата расширяют до более низкого давления и ее подают в качестве указанного сырья в перерабатывающую установку в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена;
(e) нагрев указанного второго потока отгонного пара и смешанного потока пара производят в одном или нескольких теплообменных устройствах, обеспечивая при этом частичное охлаждение других потоков на этапах (2), (10) и (b).
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещают внутри указанной перерабатывающей установки.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещают внутри указанной перерабатывающей установки.
6. Способ по п.2 или 4, отличающийся тем, что:
(1) указанные устройства тепломассообмена выполняют в верхней и нижней частях отпарной секции и
(2) указанную расширенную часть указанного по меньшей мере одного потока конденсата подают в указанную перерабатывающую установку, в пространство между верхней и нижней частями устройства тепломассообмена.
7. Способ по п.3 или 5, отличающийся тем, что:
(1) указанное устройства тепломассообмена выполняют в верхней и нижней зонах отпарной секции
(2) указанную расширенную оставшуюся часть указанного по меньшей мере одного потока конденсата подают в указанную перерабатывающую установку, в пространство между верхней и нижней частями устройства тепломассообмена.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что:
(1) газосборное устройство размещают в указанной перерабатывающей установке;
(2) внутри газосборного устройства размещают дополнительное устройство тепломассообмена, имеющее один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента;
(3) указанный охлажденный газовый поток подают в газосборное устройство и направляют в указанное дополнительное устройство тепломассообмена для еще большего охлаждения с помощью внешнего охлаждающего агента;
(4) указанный охлажденный газовый поток разделяют на первый и второй потоки.
9. Способы по пп.2-7, отличающиеся тем, что:
(1) внутри дополнительного устройства сепарации размещают дополнительное устройство тепломассообмена, указанное устройство тепломассообмена имеет один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента;
(2) указанный парообразный поток направляют в дополнительное устройство тепломассообмена, где с помощью внешнего охлаждающего агента он охлаждается до образования дополнительного конденсата;
(3) указанный дополнительный конденсат вливают в указанный по меньшей мере один поток конденсата, отделенный при сепарации.
10. Способы по пп.1-8, отличающиеся тем, что:
(1) указанный конденсированный поток разделяют на первый и второй потоки флегмы;
(2) указанный первый поток флегмы в качестве сырья подают в верхнюю часть первого устройства абсорбции;
(3) указанный второй поток флегмы в качестве сырья подают в верхнюю часть перерабатывающей установки, в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена.
11. Способ в соответствии с пп.1-10, отличающийся тем, что указанное устройство тепломассообмена включает один или несколько ходов для внешнего теплоносителя, для поддержания температуры, до которой установка прогрелась за счет второй части потока и которая достаточна для отделения более летучих компонентов от указанного потока отгонного конденсата.
12. Установка для осуществления способа по п.1 для сепарации газового потока, содержащего метан, компоненты С2, компоненты С3 и более тяжелые углеводородные компоненты, на летучую фракцию остаточного газа и относительно менее летучую фракцию, содержащую основную часть указанных компонентов С2, компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, либо указанных компонентов С3 и более тяжелых углеводородных компонентов, включающая:
(1) первое разделительное устройство для разделения газового потока на первую и вторую часть;
(2) теплообменное устройство, соединенное с указанным первым разделительным устройством и предназначенное для приема и охлаждения первой части потока;
(3) устройство тепломассообмена, установленное в перерабатывающей установке, соединенное с указанным первым разделительным устройством и предназначенное для приема и охлаждения второй части потока;
(4) первое смешивающее устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством и устройством тепломассообмена и предназначенное для приема охлажденных первой и второй частей потока и образования охлажденного газового потока;
(5) второе разделительное устройство, соединенное с указанным первым смешивающим устройством и предназначенное для приема охлажденного газового потока и для разделения его на первый и второй потоки;
(6) при этом указанное теплообменное устройство дополнительно соединено со вторым разделительным устройством для приема и существенного охлаждения первого потока, по существу, до полной его конденсации;
(7) первое расширительное устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством для приема, по существу, полностью конденсированного потока и расширения его до более низкого давления;
(8) первое и второе устройства абсорбции, расположенные в указанной перерабатывающей установке, соединенные с первым расширительным устройством и предназначенные для приема указанного расширенного и охлажденного первого потока, поданного в качестве сырья в зону между указанным первым и вторым устройствами абсорбции, при этом первое устройство абсорбции расположено выше второго;
(9) второе расширительное устройство, соединенное с указанным вторым разделительным устройством и предназначенное для приема и расширения второго потока до указанного пониженного давления, при этом указанное расширительное устройство дополнительно соединено со вторым устройством абсорбции для подачи расширенного второго потока в его нижнюю часть в качестве сырья;
(10) устройство сбора конденсата, размещенное в перерабатывающей установке, соединенное со вторым устройством абсорбции и предназначенное для приема потока отгонного конденсата, поступающего из нижней части указанного второго устройства абсорбции;
(11) при этом указанное устройство тепломассообмена дополнительно соединено с устройством сбора конденсата для приема и нагрева указанного потока отгонного конденсата, таким образом способствуя частичному охлаждению на этапе (3) способа по п.1, в то время как из потока отгонного конденсата одновременно освобождаются более летучие компоненты, после чего указанный нагретый и освобожденный от легких фракций поток отгонного конденсата выводится из перерабатывающей установки в качестве относительно менее летучей фракции;
(12) первое паросборное устройство, размещенное в перерабатывающей установке, соединенное с устройством тепломассообмена и предназначенное для приема первого потока отгонного пара, поступающего из верхней части указанного устройства тепломассообмена;
(10)
(13) при этом указанное теплообменное устройство соединено с первым паросборным устройством для приема первого потока отгонного пара и его охлаждения до частичной или полной конденсации;
(14) устройство сепарации, подсоединенное к указанному теплообменному устройству и предназначенное для приема частично конденсированного первого потока отгонного пара и его разделения на поток конденсата и поток остаточного пара, содержащий весь неконденсированный пар, который остался после охлаждения первого потока отгонного пара;
(15) при этом указанное первое устройство абсорбции дополнительно соединено с устройством сепарации и оно служит для приема части конденсированного потока и его подачи в качестве сырья в свою верхнюю часть;
(16) второе паросборное устройство, размещенное в перерабатывающей установке, соединенное с первым устройством абсорбции и предназначенное для приема второго потока отгонного пара, поступающего из верхней части указанного первого устройства абсорбции;
(17) при этом указанное теплообменное устройство соединено со вторым паросборным устройством и предназначено для приема и нагрева второго потока отгонного пара, таким образом частично способствуя охлаждению на этапе (10) способа по п.1;
(18) второе смешивающее устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством и с устройством сепарации и предназначенное для приема прогретого второго потока отгонного пара и потока остаточного пара с образованием смешанного парообразного потока;
(19) при этом указанное теплообменное устройство соединено со вторым смешивающим устройством и предназначено для приема и дальнейшего нагрева смешанного парообразного потока, таким образом частично способствуя охлаждению на этапах (2) и (6) способа по п.1, после чего указанный смешанный парообразный поток выводится из установки в виде летучей фракции остаточного газа;
(20) устройство управления для регулирования количества и температуры указанных сырьевых потоков, направляемых в первое и второе устройства абсорбции, для поддержания температуры в верхней части первого устройства абсорбции на уровне, при котором из потока извлекается основная часть указанных менее летучих компонентов.
13. Установка по п.12, в которой:
(a) упомянутое первое смешивающее устройство выполнено с возможностью приема охлажденных первой и второй частей потока и образования частично конденсированного газового потока;
(b) дополнительное устройство сепарации, соединенное с указанным первым смешивающим устройством, предназначенное для приема частично конденсированного газового потока и его разделения на парообразный поток и по меньшей мере один поток конденсата;
(c) указанное второе разделительное устройство соединено с дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема указанного парообразного потока и его разделения на указанные первый и второй потоки;
(d) третье расширительное устройство, соединенное с указанным дополнительным устройством сепарации, предназначенное для приема по меньшей мере части указанного по меньшей мере одного потока конденсата и его расширения до указанного пониженного давления и соединенное с перерабатывающей установкой для подачи в нее расширенной по меньшей мере части указанного по меньшей мере одного потока конденсата в качестве сырья, в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена.
14. Установка по п.13, которая содержит:
(a) третье смешивающее устройство, соединенное со вторым разделительным устройством и дополнительным устройством сепарации, предназначенное для приема первого потока и по меньшей мере части упомянутого по меньшей мере одного потока конденсата и образования смешанного потока;
(b) при этом указанное теплообменное устройство дополнительно соединено с третьим смешивающим устройством и предназначено для приема указанного смешанного потока и его существенного охлаждения, по существу, до полной конденсации;
(c) первое расширительное устройство, соединенное с указанным теплообменным устройством и предназначенное для приема, по существу, полностью конденсированного смешанного потока и его расширения до более низкого давления;
(d) указанное первое и второе устройства абсорбции, соединенные с первым расширительным устройством и предназначенные для приема указанного расширенного и охлажденного смешанного потока, поданного в качестве указанного сырья в зону между указанным первым и вторым устройствами абсорбции;
(e) указанное третье расширительное устройство соединено с указанным дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема оставшейся части указанного по меньшей мере одного потока конденсата и его расширения до указанного пониженного давления и соединено с перерабатывающей установкой для подачи в нее расширенной оставшейся части упомянутого по меньшей мере одного потока конденсата в качестве указанного сырья, в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена.
15. Установка по п.13, отличающаяся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации
размещено внутри указанной перерабатывающей установки.
16. Установка по п.14, отличающаяся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещено внутри указанной перерабатывающей установки.
17. Установка по п.13 или 15, отличающаяся тем, что:
(1) указанное устройство тепломассообмена выполнено в верхней и нижней частях отпарной секции;
(2) указанная перерабатывающая установка соединена с третьим расширительным устройством, при этом она принимает по меньшей мере часть указанного по меньшей мере одного расширенного потока конденсата и направляет его в зону между указанными верхней и нижней частями устройства тепломассообмена.
18. Установка по п.14 или 16, отличающаяся тем, что:
(1) указанное устройство тепломассообмена выполнено в верхней и нижней частях отпарной секции;
(2) указанная перерабатывающая установка соединена с третьим расширительным устройством, при этом она принимает указанную расширенную оставшуюся часть указанного по меньшей мере одного потока конденсата и направляет его в зону между указанными верхней и нижней частями указанного устройства тепломассообмена.
19. Установка по п.12, отличающаяся тем, что:
(1) газосборное устройство размещено в указанной перерабатывающей установке;
(2) внутри газосборного устройства размещено дополнительное устройство тепломассообмена, включающее один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента;
(3) указанное газосборное устройство соединено с первым смешивающим устройством и предназначено для приема охлажденного газового потока и его направления в дополнительное устройство тепломассообмена для дальнейшего охлаждения с помощью внешнего охлаждающего агента;
(4) второе разделительное устройство соединено с указанным газосборным устройством и предназначено для приема охлажденного газового потока и его разделения на первый и второй потоки.
20. Установка по пп.13-18, отличающаяся тем, что:
(1) внутри дополнительного устройства сепарации размещено дополнительное устройство тепломассообмена, включающее один или несколько ходов для прохождения внешнего охлаждающего агента;
(2) дополнительное устройство тепломассообмена предназначено для охлаждения указанного парообразного потока с помощью внешнего охлаждающего агента до образования дополнительного конденсата, который вливается в указанный по меньшей мере один поток конденсата, отделенный при сепарации.
21. Установка по пп.12-20, отличающаяся тем, что:
(1) третье разделительное устройство соединено с указанным устройством сепарации и предназначено для приема указанного конденсированного потока и его разделения на первый и второй потоки флегмы;
(2) указанное первое устройство абсорбции соединено с указанным третьим разделительным устройством и предназначено для приема первого потока флегмы в качестве верхнего сырья;
(3) указанное устройство тепломассообмена соединено с указанным третьим разделительным устройством и предназначено для приема второго потока флегмы в качестве верхнего сырья.
22. Установка по пп.12-21, отличающаяся тем, что указанное устройство тепломассообмена вклю-
чает один или несколько ходов для внешнего теплоносителя, для поддержания температуры, до которой
установка прогрелась за счет второй части потока и которая достаточна для отделения более летучих
компонентов от указанного потока отгонного конденсата.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
023919
- 1 -
(19)
023919
- 1 -
(19)
023919
- 1 -
(19)
023919
- 4 -
(19)
023919
- 16 -
|
