EA 025641B1 20170130

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000025641b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ сепарации потока 31 газа, содержащего метан, C ₂ -компоненты, С ₃ -компоненты и более тяжелые углеводороды, на летучую фракцию 44 остаточного газа и на относительно менее летучую фракцию 37, содержащую основную часть указанных С ₃ -компонентов и более тяжелых углеводородов, где: (1) указанный поток 31 газа охлаждают в первом теплообменном устройстве, расположенном внутри перерабатывающей установки 115, содержащей секцию 115а охлаждения загружаемого газа, конденсационную секцию 115b, абсорбционную секцию 115с и деэтанизаторную секцию 115d; (2) охлажденный поток 31а, 34 газа подвергают расширению 13 до более низкого давления с образованием дополнительно охлажденного потока 34а; (3) подвергшийся расширению после охлаждения поток 34а газа подают в качестве кубового погона в абсорбционное устройство, расположенное внутри указанной абсорбционной секции 115с перерабатывающей установки 115; (4) первый поток 43 дистилляционной жидкости отбирают из кубовой области указанного абсорбционного устройства и подают в качестве верхнего погона 43а в устройство массообмена, расположенное внутри указанной деэтанизаторной секции 115d перерабатывающей установки 115; (5) первый поток 38 дистилляционного пара отбирают из верхней области указанного устройства массообмена и охлаждают в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара подверглась конденсации во втором теплообменном устройстве, расположенном внутри конденсационной секции 115b, перерабатывающей установки 115, при этом образуя конденсированный поток и поток остаточного пара, содержащий любой несконденсировавшийся пар, оставшийся после охлаждения первого потока дистилляционного пара; (6) по меньшей мере часть подвергшегося конденсации потока 41 подают в качестве верхнего погона в указанное абсорбционное устройство; (7) второй поток дистилляционного пара собирают из верхней области указанного абсорбционного устройства и нагревают в указанном втором теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (5); (8) подвергшийся нагреванию второй поток дистилляционного пара смешивают с потоком остаточного пара, образуя объединенный поток пара; (9) объединенный поток пара нагревают в указанном первом теплообменном устройстве, расположенном внутри указанной секции 115а охлаждения загружаемого газа, за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (1) и затем выводят подвергшийся нагреванию объединенный поток пара в качестве летучей фракции 44 остаточного газа из указанной перерабатывающей установки 115; (10) второй поток дистилляционной жидкости собирают из кубовой области указанного устройства массообмена и нагревают в устройстве тепломассообмена, расположенном ниже устройства массообмена внутри указанной деэтанизаторной секции 115d перерабатывающей установки 115, одновременно отпаривая более летучие компоненты из второго потока дистилляционной жидкости, и затем выводят подвергшийся нагреванию и отпариванию второй поток дистилляционной жидкости из перерабатывающей установки в качестве указанной относительно менее летучей фракции 37; (11) регулируют количество и температуру указанных сырьевых потоков 34а, 41, поступающих в указанное абсорбционное устройство, таким образом, чтобы поддерживать в верхней области абсорбционного устройства температуру, при которой основная часть компонентов извлекается в указанную относительно менее летучую фракцию 37.

2. Способ по п.1, где: (a) поток 31 газа на стадии (1) охлаждают в указанном первом теплообменном устройстве в достаточной степени для его частичной конденсации; (b) подвергшийся частичной конденсации поток 31а газа подают в устройство сепарации в сепараторной секции 115е, расположенной внутри перерабатывающей установки 115, и разделяют его на поток 34 пара и по меньшей мере на один поток 35 жидкости; (c) поток 34 пара подвергают расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся дополнительным охлаждением 34а; (d) подвергшийся расширению охлажденный поток 34а пара подают в качестве кубового погона в указанное абсорбционное устройство; (e) по меньшей мере один поток 35 жидкости подвергают расширению 12 до более низкого давления 35а; (f) подвергшийся расширению по меньшей мере один поток 35а жидкости нагревают в указанном первом теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (а) и затем подают подвергшийся нагреванию и расширению по меньшей мере один поток 35b жидкости в качестве кубового погона в указанное устройство массообмена.

3. Способ по п.1, где: (а) первый поток 43 дистилляционной жидкости на стадии (4) отбирают из кубовой области указанного абсорбционного устройства и нагревают в третьем теплообменном устройстве 10 и затем подвергшийся нагреванию первый поток 43а дистилляционной жидкости подают в качестве верхнего погона в указанное устройство массообмена; (b) первый поток 38 дистилляционного пара на стадии (5) отбирают из верхней области указанного устройства массообмена и охлаждают в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара подверглась конденсации в третьем теплообменном устройстве 10 за счет, по меньшей мере, частичного нагревания на стадии (а), при этом образуя конденсированный поток 41 и поток остаточного пара.

4. Способ по п.3, где: (i) поток 31 газа на стадии (1) охлаждают в указанном первом теплообменном устройстве в достаточной степени для его частичной конденсации; (ii) подвергшийся частичной конденсации поток 31а газа подают в указанное устройство сепарации и разделяют его на поток 34 пара и по меньшей мере на один поток 35 жидкости; (iii) поток 34 пара подвергают расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся дополнительным охлаждением 34а; (iv) подвергшийся расширению охлажденный поток 34а пара подают в качестве кубового погона в указанное абсорбционное устройство; (v) по меньшей мере один поток 35 жидкости подвергают расширению 12 до более низкого давления 35а; (vi) подвергшийся расширению по меньшей мере один поток 35а жидкости нагревают в указанном первом теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i) и затем подают подвергшийся нагреванию и расширению по меньшей мере один поток 35b жидкости в качестве кубового погона в указанное устройство массообмена.

5. Способ по п.1, где: (а) поток 31 газа на стадии (1) подвергают частичному охлаждению в указанном первом теплообменном устройстве; (b) частично охлажденный поток газа разделяют на первую часть 32 и вторую часть 33; (c) указанную первую часть 32 подвергают дополнительному охлаждению в дополнительном устройстве тепломассообмена, расположенном внутри указанного устройства сепарации, тем самым одновременно конденсируя любые менее летучие компоненты 35 из указанной первой части; (d) указанную вторую часть 33 подвергают дополнительному охлаждению в указанном первом теплообменном устройстве; (e) подвергшуюся дополнительному охлаждению первую часть 32 и подвергшуюся дополнительному охлаждению вторую часть 33 смешивают, образуя поток 34 охлажденного газа; (f) первый поток 43 дистилляционной жидкости на стадии (4) собирают из кубовой области указанного абсорбционного устройства и нагревают в дополнительном устройстве тепломассообмена за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (с) и затем подвергшийся нагреванию первый поток 43а дистилляционной жидкости подают в качестве верхнего погона в указанное устройство массообмена; (g) указанный объединенный поток пара нагревают в указанном первом теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадиях (а) и (d) и затем выводят подвергшийся нагреванию объединенный поток пара в качестве летучей фракции 44 остаточного газа из указанной перерабатывающей установки 115.

6. Способ по п.5, где: (а) подвергшуюся дополнительному охлаждению вторую часть 33 на стадии (d) направляют в указанное устройство сепарации, чтобы смешать любые жидкости, сконденсировавшиеся при дополнительном охлаждении первой части и дополнительном охлаждении второй части, образуя по меньшей мере один поток 35 жидкости, при этом остатки подвергшейся дополнительному охлаждению первой части и подвергшейся дополнительному охлаждению второй части образуют поток 34 пара; (b) указанный поток 34 пара подвергают расширению 13 до более низкого давления, образуя дополнительно охлажденный поток 34а; (c) подвергшийся расширению охлажденный поток 34а пара подают в качестве кубового погона в указанное абсорбционное устройство; (d) по меньшей мере один поток 35 жидкости подвергают расширению 12 до более низкого давления 35а; (e) по меньшей мере один подвергшийся расширению поток 35а жидкости нагревают в указанном первом теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения потока 31 газа и затем подают по меньшей мере один подвергшийся расширению и нагреванию поток 35b жидкости в качестве кубового погона в указанное устройство массообмена.

7. Способ по п.5, где: (i) указанную первую часть 32 на стадии (с) подвергают дополнительному охлаждению в третьем теплообменном устройстве 10; (ii) первый поток 43 дистилляционной жидкости на стадии (4) отбирают из кубовой области указанного абсорбционного устройства и нагревают в третьем теплообменном устройстве 10 за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i) и затем подвергшийся нагреванию первый поток 43а дистилляционной жидкости подают в качестве верхнего погона в указанное устройство массообмена.

8. Способ по п.7, где: (а) подвергшуюся дополнительному охлаждению первую часть 32а на стадии (i) и вторую подвергшуюся дополнительному охлаждению часть 33 смешивают, образуя подвергшийся частичной конденсации поток 31а газа; (b) подвергшийся частичной конденсации поток 31а газа подают в указанное устройство сепарации и подвергают разделению на поток 34 пара и по меньшей мере один поток 35 жидкости; (c) указанный поток 34 пара подвергают расширению 13 до более низкого давления и образуют дополнительно охлажденный поток 34а; (d) подвергшийся расширению охлажденный поток 34а пара подают в качестве кубового погона в указанное абсорбционное устройство; (e) по меньшей мере один поток 35 жидкости подвергают расширению 12 до более низкого давления 35а; (f) по меньшей мере один подвергшийся расширению поток 35а жидкости нагревают в указанном первом теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения указанным потоком 31 газа и затем подают по меньшей мере один подвергшийся расширению и нагреванию поток 35b жидкости в качестве кубового погона в указанное устройство массообмена.

9. Способ по пп.4-6 или 8, где устройство сепарации 11 располагают снаружи указанной перерабатывающей установки 115.

10. Способ по пп.3-8 или 9, где: (a) подвергшийся нагреванию первый поток 43а дистилляционной жидкости на стадии (f) подают в указанное устройство массообмена на участке промежуточной загрузки; (b) разделяют указанный подвергшийся конденсации поток на стадии (5), по меньшей мере, на первый флегмовый поток 41 и второй флегмовый поток 42; (c) указанный первый флегмовый поток 41 подают в указанное абсорбционное устройство в виде верхнего погона; (d) указанный второй флегмовый поток 42 подают в указанное устройство массообмена в виде верхнего погона.

11. Способ по пп.1, 3 или 7, где: (a) коллектор для сбора газа располагают внутри перерабатывающей установки 115 в сепараторной секции 115е; (b) дополнительное устройство тепломассообмена включают в состав указанного коллектора для сбора газа, причем дополнительное устройство тепломассообмена содержит один или несколько каналов для внешнего хладагента; (c) подвергшийся охлаждению поток 31а газа на стадии (1) подают в коллектор для сбора газа и направляют в указанное дополнительное устройство тепломассообмена для дополнительного охлаждения внешним хладагентом; (d) указанный подвергшийся дополнительному охлаждению поток 34 газа подвергают расширению 13 до более низкого давления и затем расширенный охлажденный поток 34а подают в виде кубового погона в указанное абсорбционное устройство.

12. Способ по пп.2, 5, 6, 8, 9 или 10, где: (a) дополнительное устройство тепломассообмена располагают внутри указанного устройства сепарации, причем дополнительное устройство тепломассообмена содержит один или несколько каналов для внешнего хладагента; (b) указанный поток 34 пара на стадии (b) направляют в дополнительное устройство тепломассообмена для охлаждения внешним хладагентом с образованием дополнительного конденсата; (c) указанный конденсат смешивают по меньшей мере с одним потоком 35 жидкости на стадии (b), отделенной при сепарации.

13. Способ по п.3, где указанное третье теплообменное устройство 10 размещают внутри перерабатывающей установки 115.

14. Устройство для реализации способа по п.1 для сепарации потока 31 газа, содержащего метан, С ₂ -компоненты, С ₃ -компоненты и более тяжелые углеводороды, на летучую фракцию 44 остаточного газа и на относительно менее летучую фракцию 37, содержащую указанную основную часть С ₃ -компонентов и более тяжелых углеводородов, содержащее: (1) первое теплообменное устройство, размещенное внутри перерабатывающей установки 115 в секции 115а охлаждения загружаемого газа и предназначенное для охлаждения потока 31 газа; (2) расширительное устройство 13, соединенное с первым теплообменным устройством, для приема охлажденного потока 31а, 34 газа и получения расширенного до более низкого давления потока 34а; (3) абсорбционное устройство, расположенное внутри указанной перерабатывающей установки 115 абсорбционной секции 115с и соединенное с расширительным устройством 13, для приема подвергшегося расширению после охлаждения потока 34а газа в виде кубового погона; (4) первое устройство для сбора жидкости, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 и соединенное с абсорбционным устройством, для приема из кубовой области абсорбционного устройства первого потока 43 дистилляционной жидкости; (5) устройство массообмена, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 в деэтанизаторной секции 115d и соединенное с первым устройством для сбора жидкости, для приема первого потока 43 дистилляционной жидкости в виде верхнего погона;(6) первое паросборное устройство, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 и соединенное с устройством массообмена, для приема из верхней области устройства массообмена первого потока 38 дистилляционного пара; (7) второе теплообменное устройство, размещенное внутри перерабатывающей установки 115 в конденсационной секции 115b и соединенное с первым паросборным устройством, для приема первого потока 38 дистилляционного пара и его охлаждения в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара подверглась конденсации, при этом образуя конденсированный поток 41 и поток остаточного пара, содержащий любой несконденсировавшийся пар, оставшийся после охлаждения первого потока 38 дистилляционного пара; (8) указанное абсорбционное устройство дополнительно соединено с указанным вторым теплообменным устройством для приема по меньшей мере части указанного конденсированного потока 41 в качестве верхнего погона; (9) второе паросборное устройство, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 и соединенное с абсорбционным устройством, для приема второго потока дистилляционного пара из верхней области абсорбционного устройства; (10) второе теплообменное устройство дополнительно соединено со вторым паросборным устройством для приема второго потока дистилляционного пара и его нагрева за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (5) способа по п.1; (11) объединяющее устройство, соединенное с указанным вторым теплообменным устройством, для приема подвергшегося нагреванию второго потока дистилляционного пара и любого указанного потока остаточного пара и образования объединенного потока пара; (12) первое теплообменное устройство дополнительно соединено с объединяющим устройством для приема объединенного потока пара и его нагрева за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (1) способа по п.1 и средство для вывода подвергшегося нагреванию объединенного потока пара в виде летучей фракции 44 остаточного газа из верхней части указанной перерабатывающей установки 115; (13) второе устройство для сбора жидкости, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 и соединенное с указанным устройством массообмена, для приема второго потока дистилляционной жидкости из кубовой области устройства массообмена; (14) устройство тепломассообмена, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 ниже указанного устройства массообмена в деэтанизаторной секции 115d и соединенное со вторым устройством для сбора жидкости, для приема и нагревания второго потока дистилляционной жидкости и, таким образом, одновременного отпаривания от более летучих компонентов из указанного второго потока дистилляционной жидкости и средство вывода подвергшегося нагреванию и отпариванию второго потока дистилляционной жидкости из перерабатывающей установки в виде относительно менее летучей фракции 37; (15) устройство управления, предназначенное для регулирования количества и температуры указанных сырьевых потоков 34а, 41, поступающих в абсорбционное устройство, таким образом, чтобы поддерживать в верхней области абсорбционного устройства температуру, при которой основная часть компонентов извлекается в относительно менее летучую фракцию 37.

15. Устройство по п.14, в котором: (a) первое теплообменное устройство предназначено для охлаждения потока 31 газа в достаточной степени, чтобы он подвергался частичной конденсации 31а; (b) устройство сепарации размещено внутри перерабатывающей установки 115 в сепараторной секции 115е и соединено с первым теплообменным устройством для приема подвергшегося частичной конденсации потока 31а газа и его разделения на поток 34 пара и по меньшей мере один поток 35 жидкости; (c) расширительное устройство 13 соединено с указанным устройством сепарации для приема и расширения потока 34 пара до более низкого давления, подвергая его дополнительному охлаждению 34а; (d) абсорбционное устройство соединено с расширительным устройством 13 для приема подвергшегося расширению после охлаждения потока 34а газа в виде кубового погона; (e) дополнительное расширительное устройство 12 соединено с указанным устройством сепарации для приема и расширения по меньшей мере одного потока 35 жидкости до более низкого давления 35а; (f) первое теплообменное устройство дополнительно соединено с дополнительным расширительным устройством 12 для приема и нагревания по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока 35а жидкости за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (а) и дополнительно соединено с устройством массообмена для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока 35b жидкости в виде кубового погона.

16. Устройство по п.14, в котором: (a) третье теплообменное устройство 10 соединено с первым устройством для сбора жидкости для приема и нагрева первого потока 43 дистилляционной жидкости; (b) устройство массообмена соединено с третьим теплообменным устройством для приема нагретого первого потока 43а дистилляционной жидкости в виде верхнего погона; (c) указанное третье теплообменное устройство дополнительно соединено с первым паросборным устройством для приема указанного первого потока 38 дистилляционного пара и его охлаждения в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара подверглась конденсации за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (b) способа по п.3, при этом образуя конденсированный поток 41 и поток остаточного пара.

17. Устройство по п.16, в котором: (i) первое теплообменное устройство предназначено для охлаждения потока 31 газа в достаточной степени для его частичной конденсации 31а; (ii) указанное устройство сепарации соединено с первым теплообменным устройством для приема подвергшегося частичной конденсации потока 31а газа и его разделения на поток 34 пара и по меньшей мере на один поток 35 жидкости; (iii) расширительное устройство 13 соединено с устройством сепарации для приема и расширения потока 34 пара до более низкого давления, подвергая его дополнительному охлаждению 34а; (iv) абсорбционное устройство соединено с расширительным устройством 13 для приема подвергшегося расширению охлажденного потока 34а пара в виде кубового погона; (v) дополнительное расширительное устройство 12 соединено с указанным устройством сепарации для приема и расширения по меньшей мере одного потока 35 жидкости до более низкого давления 35а; (vi) указанное первое теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным вторым расширительным устройством 12 для приема и нагревания по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока 35а жидкости за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i) способа по п.4 и дополнительно соединено с указанным устройством массообмена для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока 35b жидкости в виде кубового погона.

18. Устройство по п.14, в котором: (a) первое теплообменное устройство предназначено для частичного охлаждения потока 31 газа; (b) разделительное устройство соединено с первым теплообменным устройством для приема подвергшегося частичному охлаждению потока 31 газа и его разделения на первую часть 32 и вторую часть 33; (c) дополнительное устройство тепломассообмена, расположенное внутри устройства сепарации (11), соединено с разделительным устройством для приема и дополнительного охлаждения указанной первой части 32 и одновременной конденсации из нее менее летучих компонентов 35; (d) указанное первое теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным разделительным устройством для приема указанной второй части 33 и ее дополнительного охлаждения; (e) дополнительное объединяющее устройство соединено с дополнительным устройством тепломассообмена и первым теплообменным устройством для приема подвергшейся дополнительному охлаждению первой части 32 и подвергшейся дополнительному охлаждению второй части 33 и образования охлажденного потока 34 газа; (f) расширительное устройство 13 соединено со вторым объединяющим устройством для приема указанного охлажденного потока 34 и образования расширенного до более низкого давления потока 34а; (g) дополнительное устройство тепломассообмена дополнительно соединено с первым устройством для сбора жидкости для приема и нагревания первого потока 43 дистилляционной жидкости за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (с) способа по п.5; (h) устройство массообмена соединено с дополнительным устройством тепломассообмена для приема подвергшегося нагреванию первого потока 43а дистилляционной жидкости в виде верхнего погона; (i) указанное первое теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным объединяющим устройством для приема объединенного потока пара и его нагрева за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадиях (а) и (d) способа по п.5 и средство для вывода подвергшегося нагреванию объединенного потока пара в качестве летучей фракции 44 остаточного газа из перерабатывающей установки 115.

19. Устройство по п.18, в котором: (a) указанное устройство сепарации 11 дополнительно соединено с указанным первым теплообменным устройством для приема подвергшейся дополнительному охлаждению второй части 33, в котором любые жидкости, конденсировавшиеся при дополнительном охлаждении первой части 32 и дополнительном охлаждении второй части 33, смешиваются, образуя по меньшей мере один поток 35 жидкости, при этом пары, оставшиеся после дополнительного охлаждения первой части 32 и дополнительного охлаждения второй части 33, образуют поток 34 пара; (b) расширительное устройство 13 соединено с устройством сепарации 11 для приема и расширения потока 34 пара с образованием расширенного до более низкого давления за счет дополнительно охлажденного потока 34а; (c) абсорбционное устройство соединено с расширительным устройством 13 для приема подвергшегося расширению охлажденного потока 34а пара в виде кубового погона; (d) дополнительное расширительное устройство 12 соединено с указанным устройством сепарации 11 для приема и расширения по меньшей мере одного потока 35 жидкости до более низкого давления 35а; (е) первое теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным вторым расширительным устройством 12 для приема указанного по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока 35а жидкости и его нагревания за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения указанного потока газа 31 и дополнительно соединено с указанным устройством массообмена для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока 35b жидкости в виде кубового погона.

20. Устройство по п.18, в котором: (i) третье теплообменное устройство 10 соединено с указанным разделительным устройством для приема указанной первой части 32 и ее дополнительного охлаждения 32а; (ii) дополнительное объединяющее устройство соединено с третьим теплообменным устройством 10 и с первым теплообменным устройством для приема подвергшейся дополнительному охлаждению первой части 32а и подвергшейся дополнительному охлаждению второй части 33 и образования охлажденного потока 31а газа; (iii) третье теплообменное устройство 10 дополнительно соединено с указанным первым устройством для сбора жидкости для приема первого потока 43 дистилляционной жидкости и его нагревания за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i) способа по п.7; (iv) устройство массообмена соединено с третьим теплообменным устройством 10 для приема подвергшегося нагреванию первого потока 43а дистилляционной жидкости в виде верхнего погона.

21. Устройство по п.20, в котором: (а) дополнительное объединяющее устройство предназначено для приема подвергшейся дополнительному охлаждению первой части 32а и подвергшейся дополнительному охлаждению второй части 33 и образования подвергшегося частичной конденсации потока 31а газа; (b) указанное устройство сепарации соединено с дополнительным объединяющим устройством для приема подвергшегося частичной конденсации потока 31а газа и его разделения на поток 34 пара и по меньшей мере на один поток 35 жидкости; (c) расширительное устройство 13 соединено с указанным устройством сепарации для приема и расширения потока 34 пара до более низкого давления, образуя дополнительно охлажденный поток 34а; (d) абсорбционное устройство соединено с расширительным устройством 13 для приема подвергшегося расширению охлажденного потока 34а пара в виде кубового погона; (e) дополнительное расширительное устройство 12 соединено с указанным устройством сепарации для приема указанного по меньшей мере одного потока 35 жидкости и его расширения до более низкого давления 35а; (f) первое теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным дополнительным расширительным устройством 12 для приема по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока 35а жидкости и его нагревания за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения указанного потока газа и дополнительно соединено с указанным устройством массообмена для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока 35b жидкости в виде кубового погона.

22. Устройство по п.18, в котором дополнительное теплообменное устройство размещено в указанной перерабатывающей установке 115.

23. Устройство по п.15 или 17, в котором устройство сепарации расположено снаружи перерабатывающей установки 115.

24. Устройство по п.16 или 20, в котором: (а) устройство массообмена предназначено для соединения с третьим теплообменным устройством 10 для приема подвергшегося нагреванию первого потока 43а дистилляционной жидкости на участке промежуточной загрузки; (b) разделительное устройство соединено с указанным дополнительным теплообменным устройством для приема конденсированного потока 40, 40а и его разделения, по меньшей мере, на первый флегмовый поток 41 и второй флегмовый поток 42; (c) абсорбционное устройство соединенено с указанным разделительным устройством для приема указанного первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона; (d) указанное устройство массообмена соединено с указанным разделительным устройством для приема указанного второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона.

25. Устройство по пп.15, 22, в котором: (а) устройство массообмена предназначено для соединения с дополнительным теплообменным устройством для приема подвергшегося нагреванию первого потока 43а дистилляционной жидкости на участке промежуточной загрузки; (b) дополнительное разделительное устройство соединено со вторым теплообменным устройством для приема указанного конденсированного потока и его разделения, по меньшей мере, на первый флегмовый поток 41 и второй флегмовый поток 42; (c) указанное абсорбционное устройство соединено с указанным дополнительным разделительным устройством для приема указанного первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона; (d) указанное устройство массообмена соединено с указанным дополнительным разделительным устройством для приема указанного второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона.

26. Устройство по п.18 или 19, в котором: (а) устройство массообмена соединено с дополнительным устройством тепломассообмена для приема подвергшегося нагреванию первого потока 43а дистилляционной жидкости из элемента (g) на участке промежуточной загрузки; (b) дополнительное разделительное устройство соединено с указанным вторым теплообменным устройством для приема конденсированного потока и его разделения, по меньшей мере, на первый флегмовый поток 41 и второй флегмовый поток 42; (c) абсорбционное устройство предназначено для соединения с указанным дополнительным разделительным устройством для приема указанного первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона; (d) указанное устройство массообмена предназначено для соединения с указанным дополнительным разделительным устройством для приема указанного второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона.

27. Устройство по п.14 или 16, в котором: (a) коллектор для сбора газа размещен внутри перерабатывающей установки 115 в сепататорной секции 115е; (b) дополнительное устройство тепломассообмена размещено внутри указанного коллектора для сбора газа, причем указанное дополнительное устройство тепломассообмена содержит один или несколько каналов для внешнего хладагента; (c) указанный коллектор для сбора газа соединен с первым теплообменным устройством для приема подвергшегося охлаждению потока 31а газа и его направления в указанное дополнительное устройство тепломассообмена для его дополнительного охлаждения внешним хладагентом; (d) расширительное устройство 13 предназначено для соединения с указанным коллектором для сбора газа для приема указанного подвергшегося дополнительному охлаждению потока 34 газа и его расширения до более низкого давления с образованием потока 34а и дополнительно соединено с абсорбционным устройством для подачи указанного подвергшегося расширению после дополнительного охлаждения потока 34а газа в виде кубового погона.

28. Устройство по п.20, в котором: (a) коллектор для сбора газа размещен внутри перерабатывающей установки 115 в сепараторной секции 115е; (b) дополнительное устройство тепломассообмена размещено внутри указанного коллектора для сбора газа, причем указанное дополнительное устройство тепломассообмена содержит один или несколько каналов для внешнего хладагента; (c) указанный коллектор для сбора газа соединен со вторым объединяющим устройством для приема подвергшегося охлаждению потока газа и его направления в указанное дополнительное устройство тепломассообмена для его дополнительного охлаждения внешним хладагентом; (d) расширительное устройство 13 предназначено для соединения с указанным коллектором для сбора газа для приема указанного подвергшегося дополнительному охлаждению потока 34 газа и его расширения до более низкого давления 34а и дополнительно соединено с абсорбционным устройством для подачи указанного подвергшегося расширению после дополнительного охлаждения потока 34а газа в виде кубового погона.

29. Устройство по пп.15, 17, 21-23 или 24, в котором: (a) дополнительное устройство тепломассообмена размещено внутри устройства сепарации, причем указанное дополнительное устройство тепломассообмена содержит один или несколько каналов для внешнего хладагента; (b) указанный поток пара направлен в указанное дополнительное устройство тепломассообмена и, таким образом, подвергается охлаждению внешним хладагентом с образованием дополнительного конденсата; и (с) указанный конденсат смешивают по меньшей мере с одним потоком 35 жидкости, отделенной при сепарации.

30. Устройство по п.18 или 19, в котором указанное устройство сепарации размещено внутри перерабатывающей установки 115.

31. Устройство по п.21, в котором указанное устройство 11, 115е сепарации размещено внутри перерабатывающей установки 115.

32. Устройство по п.15, где указанное третье теплообменное устройство 10 размещают внутри перерабатывающей установки 115.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

23. Устройство по п.15 или 17, в котором устройство сепарации расположено снаружи перерабатывающей установки 115.

Евразийское ои 025641 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента (51) Int. Cl. F25J3/00 (2006.01)
2017.01.30
(21) Номер заявки
201270003
(22) Дата подачи заявки
2010.03.31
(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГАЗА
(31) 61/186,361; 12/689,616; 12/717,394
(32) 2009.06.11; 2010.01.19; 2010.03.04
(33) US
(43) 2012.07.30
(86) PCT/US2010/029331
(87) WO 2010/144172 2010.12.16 (71)(73) Заявитель и патентовладелец:
ОРТЛОФФ ИНДЖИНИРС, ЛТД.; Эс.Эм.И. ПРОДАКТС ЭлПи (US) (72) Изобретатель:
Джонк Эндрю Ф., Льюис У. Ларри, Уилкинсон Джон Д., Линч Джо Т., Хадсон Хэнк М., Кьюллар Кайл Т.
(US)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) US-A1-20090100862
(57) Предлагается способ и устройство для сепарации пропана, пропилена и более тяжелых углеводородов из потока газообразных углеводородов в компактной перерабатывающей установке. Поток газа охлаждают, подвергают расширению до более низкого давления и подают в нижнюю часть абсорбционного устройства, расположенного внутри перерабатывающей установки. Из нижней части абсорбционного устройства собирают первый поток дистилляционной жидкости и подают в качестве верхнего погона в устройство массообмена, расположенное в перерабатывающей установке. Из верхней части устройства массообмена собирают первый поток дистилляционного пара, подают на охлаждение, подвергая частичной конденсации и образуя поток остаточного пара и конденсированный поток. Конденсированный поток подают в виде верхнего погона в абсорбционное устройство. Из верхней части абсорбционного устройства собирают второй поток дистилляционного пара и направляют в одно или более теплообменное устройство, расположенное внутри перерабатывающей установки, нагревая его за счет охлаждения первого потока дистилляционного пара. Нагретый второй поток дистилляционного пара смешивают с потоком остаточного пара и объединенный поток направляют в одно или более теплообменное устройство, расположенное внутри перерабатывающей установки, где подвергают нагреванию за счет охлаждения потока газа. В нижней части устройства массообмена собирают второй поток дистилляционной жидкости и подают в устройство тепломассообмена, расположенное внутри перерабатывающей установки для нагревания, а затем подвергшийся нагреванию объединенный поток пара выводится в качестве фракции летучего остаточного газа из указанной перерабатывающей установки. Количество и температуру указанных сырьевых потоков, направляемых в устройства абсорбции, поддерживают достаточными в верхней части устройства абсорбции для извлечения необходимых компонентов во втором потоке дистилляционной жидкости, свободном от летучих фракций.
Уровень техники
Изобретение относится к способам и устройствам для сепарации газосодержащих углеводородов. Заявители претендуют на приоритет по главе 35, разд. 119(е) закона США предварительной патентной заявки номер 61/186361, поданной 11 июня 2009 г. Заявители также претендуют на приоритет по главе 35, разд. 120 закона США дополнительной патентной заявки США номер 12/717394, поданной 4 марта 2010 г., и дополнительной патентной заявки США номер 12/372604, поданной 17 февраля 2009. Правопреемники S.M.E. Products LP и Ortloff Engineers, Ltd. были сторонами договора по проведению совместных исследований, который вступил в силу до создания данного изобретения.
Пропилен, пропан и/или более тяжелые углеводороды можно извлекать из множества газов, таких как природный газ, нефтезаводской газ и потоки синтетического газа, получаемого из других углеводородных материалов, таких как уголь, неочищенная нефть, нафта, нефтеносный сланец, битуминозный песок и лигнит. Природный газ обычно содержит в больших количествах метан и этан, т.е. суммарное содержание метана и этана в молярном отношении составляет не менее 50% от газа. Газ содержит также в сравнительно меньших количествах более тяжелые углеводороды, такие, например, как пропан, бутаны и пентаны, а также водород, азот, двуокись углерода и некоторые другие газы.
Настоящее изобретение в целом относится к извлечению пропилена, пропана и более тяжелых углеводородов из потоков таких газов. Анализ показывает, что обычно в потоке газа, подвергаемого переработке предлагаемым способом, содержится в молярном отношении около 88,4% метана, 6,2% этана и других С2-компонентов, 2,6% пропана и других С3-компонентов, 0,3% изобутана, 0,6% нормального бутана и 0,8% пентанов и более тяжелых углеводородов, а в остальном - азот и двуокись углерода. Иногда присутствуют и серосодержащие газы.
Наблюдавшиеся циклические колебания цен как на природный газ, так и на природный газоконденсат временами ослабляли растущий интерес к пропану, пропилену и более тяжелым компонентам в качестве сжиженных продуктов. Это породило спрос на способы, которые могли бы обеспечить более эффективное извлечение этих веществ, и на способы, которые могли бы обеспечить эффективное их извлечение при более низких капитальных вложениях. Известны способы, пригодные для выделения этих веществ, в том числе способы, основанные на охлаждении и рефрижерации газа, абсорбции маслом и абсорбции охлажденным маслом. Кроме того, получили распространение криогенные способы из-за доступности экономичного оборудования, которое выделяет энергию, когда перерабатываемый газ расширяется и одновременно отдает тепло. В зависимости от величины давления в источнике газа, содержания в нем этана, этилена и более тяжелых углеводородов и потребных конечных продуктов может использоваться любой из этих способов или сочетание этих способов.
Для извлечения компонентов из сжиженного природного газа в настоящее время обычно предпочитают использовать способ криогенного расширения, поскольку он обеспечивает максимальную простоту при легком пуске, эксплуатационной гибкости, хорошей эффективности, безопасности и хорошей надежности. Описание подходящих способов приведено в патентах США № 3292380; 4061481; 4140504; 4157904; 4171964; 4185978; 4251249; 4278457; 4519824; 4617039; 4687499; 4689063; 4690702; 4854955;
4869740; 4889545; 5275005; 5555748; 5566554; 5568737; 5771712; 5799507; 5881569; 5890378; 5983664;
6182469; 6578379; 6712880; 6915662; 7191617; 7219513; переизданном патенте США № 33.408 и одновременно рассматриваемых заявках № 11/430412; 11/839693; 11/971491 и 12/206230; (хотя описание настоящего изобретения в некоторых случаях проводится для других условий переработки, отличающихся от условий, описанных в перечисленных патентах США).
В типичном способе извлечения веществ путем криогенного расширения поток подаваемого сжатого газа охлаждают путем теплообмена с другими потоками этого способа и/или внешними источниками охлаждения, такими как компрессионно-охлаждающая система для пропана. При охлаждении газ конденсируется, и жидкость собирается в одном или нескольких сепараторах в виде находящихся под высоким давлением жидкостей, содержащих некоторые из требуемых (^-компонентов. В зависимости от содержания этих компонентов в газе и количества образовавшихся жидкостей находящиеся под высоким давлением жидкости можно подвергать расширению до более низкого давления и фракционированию. Испарение, происходящее при расширении жидкостей, приводит к дальнейшему охлаждению потока. В некоторых случаях желательно подвергнуть находящиеся под высоким давлением жидкости перед их расширением предварительному охлаждению, чтобы понизить температуру, до которой охлаждаются жидкости в результате расширения. После расширения поток, представляющий собой смесь жидкости и пара, подвергают фракционированию в дистилляционной колонне (деэтанизаторе). В этой колонне подвергшиеся расширению после охлаждения потоки подвергаются дистилляции, чтобы отделить остатки метана, С2-компонентов, азота и других летучих газов в виде верхнего погона от нужных С3-компонентов и более тяжелых углеводородов, образующих нижний погон жидкости.
Если подаваемый газ полностью не конденсируется (как это обычно и бывает), пар, оставшийся после частичной конденсации, можно пропускать через детандер или же через расширительный клапан, чтобы понизить давление до уровня, при котором конденсируется дополнительное количество жидкостей в результате дальнейшего охлаждения потока. После расширения поток поступает в абсорбционную секцию колонны и контактирует с холодными жидкостями, абсорбируя С3-компоненты и более тяжелые
компоненты из паровой фазы подвергшегося расширению потока. Из абсорбционной секции колонны жидкости поступают в секцию деэтанизации.
Поток дистилляционного пара выводится из верхней области секции деэтанизации и охлаждается в результате теплообмена с потоком верхнего погона из абсорбционной секции, что приводит к конденсации по меньшей мере части потока дистилляционного пара. Сконденсировавшаяся жидкость отделяется от потока охлажденного дистилляционного пара, образуя поток охлажденной жидкой флегмы, который направляется в нижнюю область абсорбционной секции, где охлажденные жидкости могут контактировать с частью пара подвергшегося расширению потока, как было описано ранее. Часть потока охлажденного дистилляционного пара (если он имеется) и верхний погон из абсорбционной секции объединяются, образуя газ, содержащий остатки метана и С2-компонентов.
Разделение, которое происходит при протекании этого способа (образование выводимого из способа остаточного газа, который содержит почти весь метан и С2-компоненты, содержавшиеся в загружаемом газе, и почти не содержит С3-компонентов и более тяжелых углеводородов, и выводимого из деэта-низатора нижнего погона, который содержит почти все С3-компоненты и более тяжелые углеводороды и почти не содержит метана, С2-компонентов или более летучих компонентов) потребляет энергию на охлаждение подаваемого газа, на повторное испарение в деэтанизаторной секции, на дефлегмацию абсорбционной секции и/или на повторное сжатие остаточного газа.
Настоящее изобретение использует новые средства для более эффективного выполнения описанных выше разных стадий и для использования менее дорогостоящего оборудования. Добиться этого удается, объединяя то, что было отдельным оборудованием, в единую установку, и тем самым уменьшая размер участка, занимаемого перерабатывающей установкой, и снижая капитальные затраты на ее сооружение. К своему удивлению заявители обнаружили, что в более компактной установке уменьшается расход энергии, необходимый для достижения заданного уровня извлечения, и тем самым повышается эффективность способа и уменьшаются эксплуатационные расходы. Кроме того, для более компактной установки нужно гораздо меньше труб, используемых для соединения отдельных единиц оборудования в единой установке, что еще более уменьшает капитальные затраты и позволяет обходиться без фланцевых соединений труб. А поскольку фланцы труб являются потенциальными источниками утечки углеводородов (которые являются летучими органическими соединениями, которые вызывают парниковый эффект и могут являться предшественниками образования атмосферного озона), их исключение приводит к уменьшению вероятности их выброса в атмосферу и загрязнения ими окружающей среды.
Оказалось, что в соответствии с настоящим изобретением можно добиться степени извлечения С3-компонентов более 99,6% и в то же время обеспечить почти полное удаление С2-компонентов в поток остаточного газа. Кроме того, при одном и том же уровне извлечения настоящее изобретение обеспечивает почти 100%-ное отделение С2-компонентов и более легких компонентов от С3-компонентов и более тяжелых компонентов при меньшем потреблении энергии, чем известные способы. Настоящее изобретение, хотя его можно использовать и при более низких давлениях и более высоких температурах, преимущественно используют для переработки подаваемого газа в диапазоне абсолютных давления от 2,758 до 10,342 кПа(а) при условиях, требующих поддерживать в верхнем погоне колонны для извлечения из сжиженного природного газа температуры не выше -46°С.
Для лучшего понимания сущности настоящего изобретения дальнейшее описание ведется на примерах его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 приведена блок-схема известной установки для переработки природного газа согласно патенту США № 5799507;
на фиг. 2 - блок-схема установки для переработки природного газа согласно настоящему изобретению;
на фиг. 3-13 приведены блок-схемы альтернативного использования настоящего изобретения для сепарации потока природного газа.
При описании приведенных на чертежах установок используются таблицы, содержащие скорости потоков, рассчитанные для характерных условий осуществления способа. В приведенных таблицах для удобства значения скорости потока (выраженной в моль/ч) были округлены до ближайшего целого числа. Приведенные в таблицах общие скорости потоков рассчитаны с учетом всех неуглеводородных компонентов и имеют поэтому более высокие значения, чем сумма скоростей потоков углеводородных компонентов. Температуры имеют значения, округленные до ближайшего целого числа. Следует также отметить, что технологические расчеты, проведенные с целью сопоставления способов, представленных на чертежах, основаны на допущении об отсутствии утечек тепла из окружающей среды в технологическую среду (или в окружающую среду из технологической среды). Количество коммерчески доступных изоляционных материалов делают это допущение вполне обоснованным, и оно обычно используется специалистами в этой области.
Для удобства значения параметров способа приведены как в Британских единицах измерения, так и единицах измерения системы СИ (В переводе текста оставлены лишь значения в единицах измерения системы СИ - прим. пер.). Приведенные в таблице молярные скорости потока могут быть выражены либо в фунт-молях в час, либо килограмм-молях в час. Расход энергии, выраженный в лошадиных силах (HP) и/или тысячах британских тепловых единиц в час (MBTU/Hr), относится к установленной молярной ско
рости, выраженной в фунт-молях в час. Расход энергии, выраженный в киловаттах (kW), относится к установленной молярной скорости, выраженной в килограмм-молях в час.
Описание известных технических решений На фиг. 1 приведена блок-схема способа, показывающая конструкцию технологической установки, предназначенной для извлечения С3-компонентов из природного газа известным способом согласно патенту США № 5799507. В этой модели способа на установку поступает газ, имеющий температуру 43°С и давление 6,100 кПа(а), в виде потока 31. Если в поступающем газе содержание соединений серы превышает допустимую величину, их удаляют путем соответствующей предварительной обработки подаваемого газа (не показанной на чертеже). Кроме того, подаваемый поток обычно осушают, чтобы предотвратить образование гидрата (льда) в криогенных условиях. Для этой цели обычно использовали твердый осушитель.
Подаваемый поток 31 охлаждают в теплообменнике 10 холодным остаточным газом (поток 44), подвергшимися мгновенному расширению сепараторными жидкостями (поток 35а) и дистилляционными жидкостями, имеющими температуру -76°С (поток 43). Охлажденный поток 31а, имеющий температуру -36°С и абсолютное давление 6,031 кПа(а), поступает в сепаратор 11, где пар (поток 34) отделяется от сконденсировавшейся жидкости (поток 35). Сепараторная жидкость (поток 35) расширяется до давления, слегка превышающего рабочее давление (около 2,583 кПа(а)) фракционной колонны 15, в расширительном клапане 12, охлаждая поток 35а до температуры -54°С. Поток 35а поступает в теплообменник 10, охлаждает подаваемый газ, как было описано выше, нагревается до 41°С, создавая поток 35b перед тем, как поступать во фракционную колонну 15 через загрузочный патрубок ниже середины колонны.
Пар (поток 34) из сепаратора 11 поступает в детандер 13, в котором из этой части подаваемого газа, находящейся пол высоким давлением, извлекается механическая энергия. В детандере 13 пар подвергается адиабатическому расширению до рабочего давления во фракционной колонне 15 и охлаждается при расширении, образуя подвергшийся расширению поток 34а, имеющий температуру около -74°С. Коммерчески доступные детандеры способны извлекать около 80-85% работы, теоретически доступной при идеальном адиабатическом расширении. Совершаемая работа часто используется для приведения в движение центробежного компрессора (такого как 14), который можно использовать, например, для повторного сжатия нагретого остаточного газа (поток 44а). Частично подвергшийся конденсации при расширении поток 34а затем загружается во фракционную колонну 15 через загрузочный патрубок выше середины колонны.
Деэтанизатор в колонне 15 представляет собой обычную дистилляционную колонну, содержащую множество расположенных друг над другом тарелок, одну или несколько насадок или какое-либо сочетание тарелок и насадок. Деэтанизаторная колонна состоит из двух секций: верхней абсорбционной (ректификационной) секции 15а, которая содержит тарелки и/или насадки, чтобы обеспечить необходимый контакт между паром подвергшегося расширению потока 34а, поднимающимся вверх, и охлажденной жидкостью, стекающей вниз, чтобы обеспечить конденсацию и абсорбцию С3-компонентов и более тяжелых углеводородов; и нижней отпарной секции 15b, которая содержит тарелки и/или насадки, чтобы обеспечить необходимый контакт между жидкостями, стекающими вниз, и парами, поднимающимися вверх. Деэтанизаторная секция 15b содержит также по меньшей мере один дополнительный испаритель (такой как дополнительный испаритель 16), который нагревает и испаряет часть жидкостей, стекающих вниз, чтобы обеспечить десорбцию паров, которые поднимаются по колонне вверх, отпаривая жидкие продукты, поток 37, от метана, С2-компонентов и более легких углеводородов. Поток 34 поступает в де-этанизатор 15 через загрузочный патрубок в середине колонны, расположенный на уровне нижней части абсорбционной секции 15а деэтанизатора 15. Жидкая часть подвергшегося расширению потока 34а смешивается с жидкостями, стекающими из абсорбционной колонны 15а вниз, и поступает вместе с ними в отпарную секцию 15b деэтанизатора 15. Паровая часть подвергшегося расширению потока 34а поднимается вверх через абсорбционную секцию 15а и контактирует со стекающей вниз холодной жидкостью, чтобы конденсировать и абсорбировать С3-компоненты и более тяжелые углеводороды.
Часть дистилляционного пара (поток 38) удаляют из верхней области отпарной секции 15b. Затем этот поток охлаждают и частично конденсируют (поток 38а) в теплообменнике 17 путем теплообмена с холодным верхним погоном 36 деэтанизатора, который имеет на выходе из деэтанизатора 15 температуру -79°С. Холодный верхний погон деэтанизатора нагревается примерно до -66°С (поток 36а), охлаждая поток 38 от -35 до -75°С (поток 38а).
Рабочее давление в сепараторе 18 с дефлегматором немного ниже рабочего давления в деэтанизато-ре 15. Этот перепад давлений служит движущей силой, заставляющей поток дистилляционного пара 38 протекать через теплообменник 17 в сепаратор с дефлегматором 18, в котором сконденсировавшаяся жидкость (поток 40) отделяется от несконденсировавшегося пара (поток 39). Поток несконденсировав-шегося пара 39 сливается с нагретым верхним погоном 36а деэтанизатора из теплообменника 17, образуя поток холодного остаточного газа 44, имеющего температуру -38°С.
Поток жидкости 40 из сепаратора 18 с дефлегматором перекачивается насосом 19 под давлением, которое немного больше рабочего давления в деэтанизаторе 15. Откачиваемый поток 40а затем делится на две части. Одна часть (поток 41) подается в виде холодной флегмы в верхнюю область абсорбционной
колонны 15а деэтанизатора 15. Эта холодная жидкость оказывает абсорбционно-охлаждающее действие внутри абсорбционной (ректификационной) секции 15а деэтанизатора 15, в которой насыщение поднимающихся вверх паров в результате испарения метана и этана, содержащихся в потоке 41, обеспечивает охлаждение этой секции. Обратите внимание на то, что в результате и выходящий из верхней области пар (верхний погон 36), стекающие из нижней области жидкости (поток дистилляционной жидкости 43) абсорбционной секции 15а, имеют более низкую температуру, чем любой из загружаемых в абсорбционную секцию 15а потоков (потоков 41 и потока 34а). Это абсорбционно-охлаждающее действие позволяет верхнему погону колонны (потоку 36) обеспечивать достаточное охлаждение в теплообменнике 17, чтобы произошла частичная конденсация потока дистилляционного пара (поток 38), даже если отпарная секция 15b не работает под давлением, значительно превышающем давление в абсорбционной секции 15а. Это абсорбционно-охлаждающее действие помогает также флегмовому потоку 41 конденсировать и абсорбировать С3-компоненты и более тяжелые углеводороды из дистилляционного пара, поднимающегося вверх по абсорбционной секции 15а. Другую часть (поток 42) откачиваемого потока 40а подают в верхнюю область отпарной секции 15b деэтанизатора 15, в которой холодная жидкость действует как флегма, абсорбируя и конденсируя С3-компоненты и более тяжелые углеводороды, поступающиеся снизу вверх, так что поток 38 дистилляционного пара содержит минимальные количества этих соединений.
Поток дистилляционной жидкости 43 выводят из деэтанизатора 15 в нижней части абсорбционной секции 15а и направляют в теплообменник 10, где он нагревается, охлаждая загружаемый газ, как было указано ранее. Обычно поток этой жидкости поступает из деэтанизатора путем циркуляции через термосифон, но можно использовать и насос. Жидкий поток нагревается до -20°С, частично испаряясь, прежде чем поток 43а возвратится в деэтанизатор 15 через загрузочный патрубок в середине колонны, расположенный в средней области отпарной секции 15b.
В отпарной секции 15b деэтанизатора 15 загруженные потоки отпариваются от метана и С2-компонентов. Поток 37 образовавшейся жидкости выходит из нижней части колонны при температуре 94°С согласно расчету для типового соотношения этан:пропан, составляющего 0,048:1, при молярном выражении состава нижнего погона. Холодный остаточный газ (поток 44) протекает противотоком загружаемому газу в теплообменнике 10, где он нагревается до 37°С (поток 44а). Затем остаточный газ подвергается повторному сжатию в две ступени. На первой стадии компрессор 14 приводится в действие детандером 13. На второй стадии компрессор 20 приводится в действие дополнительным источником энергии и сжимает остаточный газ (поток 44с) до давления в потребительской сети. После охлаждения до температуры 49°С в выпускном охладителе 21 поток остаточного газа 44d поступает в потребительский газопровод под абсолютным давлением 6.307 кПа(а), удовлетворяющим требованиям, предъявляемым к газопроводам (обычно в отношении величины входного давления).
Перечень скоростей потоков и потребляемой энергии для способа, изображенного на фиг. 1, приведен в следующей таблице.
Таблица 1. Перечень скоростей потоков, выраженных в фунт-моль/ч [кг-моль/ч]
Степени извлечения*
Расход энергии
Сжатие остаточного rasa 16,223 кВт
Насос для орошения колонны 31 кВт
Всего 16,254 кВт
* Расчет произведен с использованием неокругленных значений скоростей потоков.
Описание изобретения
На фиг. 2 показана блок-схема способа согласно настоящему изобретению. Состав и состояние загружаемого газа, перерабатываемого с использованием способа, изображенного на фиг. 2, такие же, что и в случае переработки известным способом. Соответственно, способ на фиг. 2 можно сравнить со способом на фиг. 1, чтобы выявить преимущества настоящего изобретения.
На фиг. 2 загружаемый газ поступает в установку в виде потока 31 и попадает в теплообменное устройство секции входного охлаждения 115а внутри перерабатывающей установки 115. Теплообменное устройство может представлять собой теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, теплообменник с напайными алюминиевыми пластинами или теплообменное устройство иного типа, включая многоходовые и/или многосервисные теплообменники. Теплообменное устройство имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечивать теплообмен между потоком 31, текущим по одному проходу теплообменного устройства, и подвергшимися мгновенному расширению сепараторными жидкостями (поток 35а) и потоком остаточного газа из конденсационной секции 115b внутри перерабатывающей установки 115. При нагревании подвергшихся мгновенному расширению сепараторных жидкостей поток 31 охлаждается. Одна часть (поток 32) потока 31 выводится из теплообменного устройства после частичного охлаждения потока 31 до температуры -4°С, а остальная часть(поток 33) подвергается дальнейшему охлаждению, так что она выходит из теплообменного устройства при температуре -29°С.
Сепараторная секция 115е имеет головку или другое устройство, отделяющее ее от деэтанизаторной секции 115d, так что обе секции внутри перерабатывающей установки 115 могут работать под разными давлениями. Первая часть (поток 32) потока 31 поступает в нижнюю область сепараторной секции 115е под абсолютным давлением 6,031 кПа(а), где сконденсировавшаяся жидкость отделяется от пара, прежде чем пар попадет в головку и в устройство массообмена внутри сепараторной секции 115е. Это устройство тепломассообмена также может представлять собой теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, теплообменник с напайными алюминиевыми пластинами или теплообменное устройство иного типа, включая многоходовые и/или многосервисные теплообменники. Это устройство тепломассообмена имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечивать теплообмен между паровой частью потока 32, текущего вверх по одному проходу устройства тепломассообмена, и потоком дистилляцион-ной жидкости 43 из абсорбционной секции 115с внутри перерабатывающей установки 115, в результате чего пар охлаждается, нагревая поток дистилляционной жидкости. При охлаждении пар может частично конденсироваться, конденсат стекает вниз, а остальной пар продолжает подниматься вверх через головку и устройство тепломассообмена. Устройство тепломассообмена обеспечивает непрерывный контакт между сконденсировавшейся жидкостью и паром, так что оно действует, обеспечивая массоперенос между паровой и жидкой фазами и частичную ректификацию пара.
Вторая часть (поток 33) потока 31 поступает в сепараторную секцию 115е внутри перерабатывающей установки 115 над устройством тепломассообмена. Сконденсировавшаяся жидкость отделяется от пара и смешивается с жидкостью, которая конденсируется из паровой части потока 32, поднимающейся вверх через устройство тепломассообмена. Паровая часть потока 33 объединяется с паром, выходящим из устройства тепломассообмена, образуя поток 34, который выходит из сепараторной секции 115е при температуре -35°С. Жидкие части (если они имеются) потоков 32 и 33 и жидкость, конденсировавшаяся из паровой части потока 32 в устройства тепломассообмена, объединяются, образуя поток 35, который выходит из сепараторной секции 115е при температуре -26°С. Он расширяется до давления, немного превышающего абсолютное рабочее давление (около 2,639 кПа(а)) деэтанизаторной секции 115d внутри перерабатывающей установки 115, в расширительном клапане 12, охлаждая поток 35а до температуры -41°С. Поток 35 поступает в теплообменное устройство секции охлаждения загружаемого газа 115а, охлаждая загружаемый газ, как было описано выше, и нагревая поток 35b до температуры 39°С перед тем, как подавать его в деэтанизаторную секцию 115d внутри перерабатывающей установки 115 через загрузочный патрубок ниже середины колонны.
Пар (поток 34) из сепараторной секции 115е поступает в детандер 13, в котором из этой части находящегося под высоким давлением сырья извлекается механическая энергия. Детандер 13 расширяет пар в адиабатических условиях до рабочего абсолютного давления (около 2,618 кПа(а)) абсорбционной секции 115с, охлаждая расширившийся поток 34а до температуры около -72°С. После этого подвергшийся частичной конденсации расширившийся поток 34а поступает в качестве сырья в нижнюю часть абсорбционной секции 115с внутри перерабатывающей установки 115.
Абсорбционная секция 115с содержит абсорбционное устройство, состоящее из множества расположенных друг над другом тарелок, одну или несколько насадок или какое-либо сочетание тарелок и насадок. Тарелки и/или насадки в абсорбционной секции 115с обеспечивают надлежащий контакт между парами, всплывающими вверх, и холодной жидкостью, стекающей вниз. Паровая часть расширившегося потока 34а всплывает вверх сквозь абсорбционное устройство в абсорбционной секции 115с, контактируя со стекающей холодной жидкостью, конденсирующей и поглощающей С3-компоненты и более тяжелые углеводороды из этих паров. Жидкая часть расширившегося потока 34а смешивается с жидкостями, стекающими из абсорбционного устройства в абсорбционной секции 115с, образуя поток дистилляцион-ной жидкости 43, который выводится из нижней области абсорбционной секции 115с при температуре
-74°С. Дистилляционная жидкость нагревается до температуры -23°С, охлаждая паровую часть потока 32 в сепараторной секции 115е, как было описано ранее, а затем поток нагретой дистилляционной жидкости 43а подают в деэтанизаторную секцию 115d внутри перерабатывающей установки 115 через загрузочный патрубок выше середины колонны. Обычно поток этой жидкости из абсорбционной секции 115с через устройство тепломассообмена и в сепараторной секции 115е поступает в деэтанизаторную секцию 115d через термосифон, но можно использовать и насос.
Абсорбционная секция 115с имеет внутреннюю головку или иное устройство, предназначенное для ее отделения от деэтанизаторной секции 115d, так что обе эти секции внутри перерабатывающей установки 115 могут работать в таком режиме, когда давление в деэтанизаторной секции 115d немного больше давления в абсорбционной секции 115с. Этот перепад давлений служит движущей силой, заставляющей первый поток дистилляционного пара (поток 38) выходить из верхней области деэтанизаторной секции 115d и поступать в теплообменное устройство в конденсационной секции 115b внутри перерабатывающей установки 115. Это теплообменное устройство тоже может представлять собой теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, теплообменник с напайными алюминиевыми пластинами или теплообменное устройство иного типа, включая многоходовые и/или многосервисные теплообменники. Это теплообменное устройство имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечивать теплообмен между первым потоком дистилляционного пара 38, текущим по одному проходу теплообменно-го устройства, и вторым потоком дистилляционного пара, всплывающим из абсорбционной секции 115с внутри перерабатывающей установки 115. Второй поток дистилляционного пара нагревается, подвергая охлаждению и частичной конденсации поток 38, который после этого выходит из теплообменного устройства и разделяется на паровую и жидкую фазы. Паровая фаза (если она имеется) объединяется с нагретым вторым потоком дистилляционного пара, выходящим из теплообменного устройства, образуя поток остаточного газа, который обеспечивает охлаждение сырья в секции охлаждения загружаемого газа 115а, как было описано выше. Жидкую фазу делят на две части, потоки 41 и 42.
Первую часть (поток 41) подают в качестве холодной орошающей флегмы в верхнюю область абсорбционной секции 115с внутри перерабатывающей установки 115 самотеком. Эта холодная жидкость оказывает абсорбционно-охлаждающее действие внутри абсорбционной (ректификационной) секции 115а, в которой насыщение паров, всплывающих через колонну, за счет испарения жидкого метана и этана, содержащихся в потоке 41, обеспечивает ректификацию в этой секции. Это абсорбционно-охлаждающее действие позволяет второму потоку дистилляционного пара обеспечивать в теплообмен-ном устройстве конденсационной секции 115b охлаждение, необходимое для частичной конденсации первого потока дистилляционного пара (поток 38), даже если деэтанизаторная секция 115d не работает под давлением, значительно превышающем давление в абсорбционной секции 115с. Это абсорбционно-охлаждающее действие помогает также флегмовому потоку 41 конденсировать и абсорбировать С3-компоненты и более тяжелые углеводороды из дистилляционного пара, поднимающегося вверх по абсорбционной секции 115с. Вторую часть (поток 42) жидкой фазы, отделенной в абсорбционной секции 115b, подают в качестве холодной флегмы в верхнюю область деэтанизаторной секции 115d внутри перерабатывающей установки 115 самотеком, так что холодная жидкость действует как флегма, абсорбируя и конденсируя С3-компоненты и более тяжелые углеводороды, поступающие снизу вверх, так что поток 38 дистилляционного пара содержит минимальные количества этих соединений.
Деэтанизаторная секция 115d внутри перерабатывающей установки 115 содержит устройство мас-сообмена, содержащее множество расположенных друг над другом тарелок, одну или несколько насадок или какое-либо сочетание тарелок и насадок. Тарелки и/или насадки в деэтанизаторной секции 115d обеспечивают надлежащий контакт между парами, всплывающими вверх, и холодной жидкостью, стекающей вниз. Деэтанизаторная секция 115d содержит также устройство тепломассообмена под устройством массообмена. Это устройство тепломассообмена и также может представлять собой теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, теплообменник с напайными алюминиевыми пластинами или теплообменное устройство иного типа, включая многоходовые и/или многосервисные теплообменники. Это устройство тепломассообмена имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечивать теплообмен между теплоносителем, текущим по одному проходу устройства тепломассообмена, и потоком дистилляционной жидкости, стекающей вниз из устройства тепломассообмена в деэтанизаторной секции 115d, так что поток дистилляционной жидкости нагревается. Когда поток дистилляционной жидкости нагревается, часть ее испаряется, образуя пар легких фракций, который всплывает вверх, тогда как остальная жидкость продолжает стекать вниз через устройство тепломассообмена. Это устройство тепломассообмена обеспечивает непрерывный контакт между паром легких фракций и потоком дистилляци-онной жидкости, так что оно обеспечивает также и массообмен между паровой и жидкой фазами, отпаривание потока жидкости 37 от метана, (^-компонентов и более легких компонентов. Образовавшийся жидкий продукт (поток 37) выходит из нижней области деэтанизаторной секции 115d и удаляется из перерабатывающей установки 115 при температуре 95°С.
Второй поток дистилляционного пара, всплывающий из абсорбционной секции 115с, нагревается в конденсационной секции 115b, охлаждая поток 38, как было описано ранее. Нагретый второй поток дис-тилляционного пара объединяется с паром, отделенным от охлажденного первого потока дистилляцион
ного пара 38, как было описано выше. Образовавшийся поток остаточного газа нагревается в секции охлаждения загружаемого газа 115а, охлаждая поток 31, как было описано выше, а затем поток остаточного газа 44 удаляется из перерабатывающей установки 115 при температуре 40°С. Затем поток остаточного газа подвергают повторному сжатию в две ступени, компрессором 14, приводимым в действие детандером 13, и компрессором 20, приводимым в действие дополнительным источником энергии. После охлаждения до температуры 49°С в выходном охладителе 21 поток остаточного газа 44с поступает в потребительский газопровод под абсолютным давлением 6,307 кПа(а), удовлетворяющим требованиям, предъявляемым к газопроводам (обычно в отношении величины входного давления).
Перечень скоростей потоков и потреблений энергии для способа, изображенного на фиг. 2, приведен в следующей таблице.
Таблица 2. Перечень скоростей потоков, выраженных в фунт-моль/ч [кг-моль/ч]
Степени извлечения*
Расход энергии
Сжатие остаточного газа 9,633 кВт
* Расчет произведен с использованием неокругленных значений скоростей потоков.
Сравнение табл. 1 и 2 показывает, что настоящее изобретение обеспечивает те же самые степени извлечения, что и известный способ. Однако дальнейшее сравнение табл. 1 и 2 показывает, что выход продукта был достигнут при потреблении значительно меньшего количества энергии, чем по известному способу. С точки зрения эффективности извлечения (определяемой количеством пропана, извлеченного в пересчете на единицу энергии) настоящее изобретение обеспечивает более чем 5%-ное ее повышение по сравнению с известным способом на фиг. 1.
Повышение эффективности извлечения, обеспечиваемое настоящим изобретением, по сравнению с известным способом на фиг. 1 обусловлено главным образом тремя факторами.
Во-первых, компактное расположение теплообменного устройства в секции охлаждения загружаемого газа 115а и в конденсационной секции 115b перерабатывающей установки 115 устраняет падение давления в соединительных трубах, имеющихся в обычных перерабатывающих установках. В результате остаточный газ поступает в компрессор 14 под более высоким давлением, чем в известном способе, и тем самым уменьшается расход энергии на сжатие остаточного газа, чтобы уравнять его давление с давлением в газопроводе.
Во-вторых, использование устройства тепломассообмена в деэтанизаторной секции 115d обеспечивает одновременное нагревание дистилляционной жидкости, выходящей из устройства массообмена в деэтанизаторной секции 115d, позволяя образующимся парам контактировать с жидкостью и отпаривать летучие компоненты, и является более эффективным, чем использование обычной дистилляционной колонны с внешними ребойлерами. Летучие компоненты отпариваются из жидкости непрерывно, понижая концентрацию летучих компонентов в парах быстрее и тем самым увеличивая эффективность отпаривания в предлагаемом способе.
В-третьих, устройство тепломассообмена в сепараторной секции 115е, одновременно охлаждающее паровую часть потока 32 и конденсирующее более тяжелые углеводороды из пара, обеспечивает частичную ректификацию потока 34 перед его последующим расширением и подачей в качестве сырья в абсорбционную секцию 115с. В результате для ректификации подвергшегося расширению потока 34а с целью удаления из него С3-компонентов и более тяжелых углеводородов требуется меньший поток флегмы (поток 41), как показывает сопоставление скоростей потоков 41 в табл. 1 и 2.
Настоящее изобретение обеспечивают еще два преимущества перед известным способом, помимо повышения эффективности извлечения. Во-первых, компактное расположение перерабатывающей установки 115 в предлагаемом способе позволяет заменить шесть отдельных единиц оборудования в известном способе (теплообменники 10 и 17, сепаратор 11, сепаратор с дефлегматором 18, насос для орошения
колонны 19 и фракционную колонну 15 на фиг. 1) на одну единицу оборудования (перерабатывающую установку 115 на фиг. 2). Это уменьшает размер участка, занимаемого оборудованием, устраняет соединительные трубы и уменьшает потребление энергии насосом для орошения колонны, тем самым уменьшая капитальные расходы и эксплуатационные расходы технологической установки, использующего предлагаемый способ, по сравнению с известными установками. Во-вторых, устранение соединительных труб приводит к значительному уменьшению количества фланцевых соединений на установке, использующей предлагаемый способ, по сравнению с известными установками, что уменьшает количество потенциальных источников утечек на установке. Углеводороды являются летучими органическими соединениями, и некоторые из них считаются вызывающими парниковый эффект, а другие могут являться предшественниками образования атмосферного озона, так что настоящее изобретение уменьшает количество выбросов в атмосферу, способных наносить ущерб окружающей среде. Другие примеры осуществления изобретения.
Как было указано ранее для примера осуществления настоящего изобретения, изображенного на фиг. 2, первый поток дистилляционного пара 38 частично конденсируется, и образовавшийся конденсат используется для абсорбции ценных С3-компонентов и более тяжелых углеводородов из паров, выходящих из детандера. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим примером осуществления. Например, может оказаться лучше подвергать обработке подобным образом лишь часть пара, выходящего из детандера, или использовать в качестве абсорбента лишь часть конденсата в тех случаях, когда по другим конструкторским соображениям часть пара из детандера или часть конденсата должна миновать абсорбционную секцию 115с перерабатывающей установки 115. Состояние загружаемого газа, размер установки, доступность оборудования и другие факторы могут показать, когда следует обходиться без детандера 13 или заменить его другим расширительным устройством (таким как расширительный клапан), или когда можно проводить или предпочитают проводить полную (а не частичную) конденсацию первого потока дистилляционного пара 38 в конденсационной секции 115b внутри перерабатывающей установки 115. Следует также отметить, что в зависимости от состава потока загружаемого газа может оказаться предпочтительным использовать внешний холодильник, чтобы обеспечить частичное охлаждение первого потока дистилляционного пара 38 в конденсационной секции 115b.
В некоторых случаях может оказаться предпочтительным использовать внешний сепараторный сосуд для сепарации охлажденных первой и второй частей 32 и 33 или охлажденного загружаемого потока 31а, а не включение сепараторной секции 115е в состав перерабатывающей установки 115. Как показано на фиг. 8, для сепарации первой и второй частей 32 и 33 на паровой поток 34 и жидкостной поток можно использовать устройство тепломассообмена в сепараторе 11. Аналогичным образом, как показано на фиг. 9-13, для сепарации охлажденного загружаемого потока 31а на паровой поток 34 и жидкостной поток 35 можно использовать сепаратор 11.
Использование и распределение жидкостного потока 35 из сепараторной секции 115е или сепаратора 11 и распределение жидкостного потока 43 из абсорбционной секции 115с для обеспечения технологического теплообмена, конкретное расположение теплообменников для охлаждения загружаемого газа (потоки 31 и/или 32) и первого потока дистилляционного пара 38, выбор технологических потоков для определенных теплообменов следует производить в каждом конкретном случае индивидуально. Например, на фиг. 4-6 и 10-12 поток дистилляционной жидкости 43 частично используется для охлаждения первого потока дистилляционного пара 38 в конденсационной секции 115b (фиг. 4, 5, 10 и 11), теплообменнике 10 (фиг. 6 и 12). В подобных случаях устройство тепломассообмена в сепараторной секции 115е (фиг. 4-6) или сепараторе 11 (фиг. 10-12) может оказаться ненужным. В примере осуществления, показанном на фиг. 4 и 10, насос 22 используется для подачи потока дистилляционной жидкости 43 в тепло-обменное устройство в конденсационной секции 115b. В примере осуществления, показанном на фиг. 5 и 11, конденсационная секция 115b расположена в перерабатывающей установке 115 под абсорбционной секцией 115с, так что поток дистилляционной жидкости 43 стекает через термосифон. В примерах осуществления, показанных на фиг. 6 и 12, используется теплообменник 10 вне перерабатывающей установки 115, и секция охлаждения загружаемого газа 115а расположена в перерабатывающей установке 115 под абсорбционной секцией 115с, так что поток дистилляционной жидкости 43 стекает через термосифон. (В примерах осуществления, показанных на фиг. 5, 6, 11 и 12, флегмовый насос 19 используется для подачи флегмы в места, расположенные выше той точки в перерабатывающей установке 115, где собирается жидкая фаза, конденсировавшаяся из потока 38). В некоторых случаях можно использовать поток дистилляционной жидкости 43 для охлаждения потока 32 в теплообменнике, установленном снаружи перерабатывающей установки 115, таком как теплообменник 10, показанное на фиг. 3-9. В некоторых случаях можно обойтись без нагревания потока дистилляционной жидкости 43 вообще, и использовать поток дистилляционной жидкости 43 в качестве флегмы, подавая его в верхнюю область деэтанизатор-ной секции 115d, как показано на фиг. 7 и 13 (для примера осуществления, показанного на фиг. 13, может потребоваться насос 22, стекание потока 43 самотеком может оказаться невозможным.).
В зависимости от содержания более тяжелых углеводородов в загружаемом газе и от давления загружаемого газа охлажденные первая и вторая части 32 и 33, поступающие в сепараторную секцию 115е на фиг. 2 или в сепаратор 11 на фиг. 8 (или охлажденный поток загружаемого газа 31а, поступающий в
сепараторную секцию 115е на фиг. 3-7 или в сепаратор 11 на фиг. 9-13), могут не содержать жидкости (поскольку их температуры выше точки росы или их давление больше криконденбары). В подобных случаях поток жидкости 35 отсутствует (изображен пунктирной линией). И тогда сепараторная секция 115е в перерабатывающей установке 115 (фиг. 2-7) или сепаратор 11 (фиг. 8-13) могут оказаться ненужными.
В соответствии с настоящим изобретением можно использовать внешнее охлаждение в дополнение к охлаждению загружаемого газа и/или первого потока дистилляционного пара вторым потоком дистил-ляционного пара и потоком дистилляционной жидкости, особенно в случае богатого загружаемого газа. В тех случаях, когда необходимо дополнительное охлаждение загружаемого газа, в сепараторную секцию 115е можно включить устройство тепломассообмена (или коллектор для сбора газа в тех случаях, когда охлажденные первая и вторая части 32 и 33 или охлажденный загружаемый поток 31а не содержат жидкости), как показано пунктирной линией на фиг. 3-7, или можно включить устройство тепломассообмена в сепаратор 11, как показано пунктирной линией на фиг. 9-13. Это устройство тепломассообмена может представлять собой теплообменник из оребренных труб, пластинчатый теплообменник, теплообменник с напайными алюминиевыми пластинами или теплообменное устройство иного типа, включая многоходовые и/или многосервисные теплообменники. Это устройство тепломассообмена имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечивать теплообмен между потоком хладагента (например, пропана), текущим по проходу устройства тепломассообмена, потоком паровой части 31а, всплывающей вверх, так что хладагент еще сильнее охлаждает пар и конденсирует больше жидкости, которая стекает вниз, объединяясь с жидкостью потока 35. Как показано пунктирной линией на фиг. 2 и 8, устройство тепломассообмена в сепараторной секции 115е (фиг. 2) или сепараторе 11 (фиг. 8) могут включать устройства, обеспечивающие дополнительное охлаждение хладагентом. Или же можно использовать обычный выморажива-тель газа для охлаждения потока 32, потока 33 и/или потока 31а хладагентом перед тем, как потоки 32 и 33 войдут в сепараторную секцию 115е (фиг. 2) или сепаратор 11 (фиг. 8), или перед тем, как поток 31а войдет в сепараторную секцию 115е (фиг. 3-7) или сепаратор 11 (фиг. 9-13). В тех случаях, когда необходимо дополнительное охлаждение первого потока дистилляционного пара, теплообменное устройство в конденсационной секции 115b перерабатывающей установки 115 (фиг. 2-5, 7-11 и 13) или теплообменник 10 (фиг. 6 и 12) могут иметь устройства, обеспечивающие дополнительное охлаждение хладагентом, как показано пунктирной линией.
В зависимости от типа теплообменных устройств, выбранных для теплообменного устройства в секции охлаждения загружаемого газа 115а и конденсационной секции 115b, можно объединить эти теп-лообменные устройства в одно многоходовое и/или многосервисное теплообменное устройство. В подобных случаях это многоходовое и/или многосервисное теплообменное устройство будет включать соответствующие средства для распределения, сепарации и объединения потока 31, потока 32, потока 33, первого потока дистилляционного пара 38, любого пара, выделившегося из охлажденного потока 38 и второго потока дистилляционного пара, чтобы производить требуемое охлаждение и нагревание.
Следует признать, что относительное количество конденсировавшейся жидкости, которое распределяется между потоками 41 и 42 на фиг. 2-6 и 8-12 будет зависеть от множества факторов, в том числе от давления газа, состава загружаемого газа и доступной мощности. В некоторых случаях может оказаться лучше загружать всю конденсировавшуюся жидкость в верхней области абсорбционной секции 115с в поток 41, а не в верхней области деэтанизаторной секции 115d в поток 42, изображенный пунктирной линией. В подобных случаях нагретый поток дистилляционной жидкости 43а можно подавать в верхнюю область деэтанизаторной секции 115d в качестве флегмы.
Настоящее изобретение обеспечивает более полное извлечение С3-компонентов и более тяжелых углеводородов в пересчете на затраты, связанные с осуществлением способа. Уменьшение затрат на осуществление способа может проявляться в виде уменьшения потребления энергии на сжатие или повторное сжатие, уменьшения потребления энергии на внешнее охлаждение, уменьшения потребления энергии на ребойлинг колонны или их сочетания.
Хотя здесь было приведено описание предпочтительных примеров осуществления изобретения, специалистам в данной области не составит труда внести в них изменения, например адаптировать изобретение к различным условиям, типам загружаемого сырья или другим требованиям без отклонения от сущности настоящего изобретения, изложенной в приведенной ниже формуле.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ сепарации потока 31 газа, содержащего метан, С2-компоненты, С3-компоненты и более тяжелые углеводороды, на летучую фракцию 44 остаточного газа и на относительно менее летучую фракцию 37, содержащую основную часть указанных С3-компонентов и более тяжелых углеводородов, где:
(1) указанный поток 31 газа охлаждают в первом теплообменном устройстве, расположенном внутри перерабатывающей установки 115, содержащей секцию 115а охлаждения загружаемого газа, конденсационную секцию 115b, абсорбционную секцию 115с и деэтанизаторную секцию 115d;
(2) охлажденный поток 31а, 34 газа подвергают расширению 13 до более низкого давления с образованием дополнительно охлажденного потока 34а;
(1)
(3) подвергшийся расширению после охлаждения поток 34а газа подают в качестве кубового погона в абсорбционное устройство, расположенное внутри указанной абсорбционной секции 115с перерабатывающей установки 115;
(4) первый поток 43 дистилляционной жидкости отбирают из кубовой области указанного абсорбционного устройства и подают в качестве верхнего погона 43а в устройство массообмена, расположенное внутри указанной деэтанизаторной секции 115d перерабатывающей установки 115;
(5) первый поток 38 дистилляционного пара отбирают из верхней области указанного устройства массообмена и охлаждают в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара подверглась конденсации во втором теплообменном устройстве, расположенном внутри конденсационной секции 115b, перерабатывающей установки 115, при этом образуя конденсированный поток и поток остаточного пара, содержащий любой несконденсировавшийся пар, оставшийся после охлаждения первого потока дистил-ляционного пара;
(6) по меньшей мере часть подвергшегося конденсации потока 41 подают в качестве верхнего погона в указанное абсорбционное устройство;
(7) второй поток дистилляционного пара собирают из верхней области указанного абсорбционного устройства и нагревают в указанном втором теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (5);
(8) подвергшийся нагреванию второй поток дистилляционного пара смешивают с потоком остаточного пара, образуя объединенный поток пара;
(9) объединенный поток пара нагревают в указанном первом теплообменном устройстве, расположенном внутри указанной секции 115а охлаждения загружаемого газа, за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (1) и затем выводят подвергшийся нагреванию объединенный поток пара в качестве летучей фракции 44 остаточного газа из указанной перерабатывающей установки 115;
(10) второй поток дистилляционной жидкости собирают из кубовой области указанного устройства массообмена и нагревают в устройстве тепломассообмена, расположенном ниже устройства массообмена внутри указанной деэтанизаторной секции 115d перерабатывающей установки 115, одновременно отпаривая более летучие компоненты из второго потока дистилляционной жидкости, и затем выводят подвергшийся нагреванию и отпариванию второй поток дистилляционной жидкости из перерабатывающей установки в качестве указанной относительно менее летучей фракции 37;
(11) регулируют количество и температуру указанных сырьевых потоков 34а, 41, поступающих в указанное абсорбционное устройство, таким образом, чтобы поддерживать в верхней области абсорбционного устройства температуру, при которой основная часть компонентов извлекается в указанную относительно менее летучую фракцию 37.
2. Способ по п.1, где:
(a) поток 31 газа на стадии (1) охлаждают в указанном первом теплообменном устройстве в достаточной степени для его частичной конденсации;
(b) подвергшийся частичной конденсации поток 31а газа подают в устройство сепарации в сепараторной секции 115е, расположенной внутри перерабатывающей установки 115, и разделяют его на поток 34 пара и по меньшей мере на один поток 35 жидкости;
(c) поток 34 пара подвергают расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся дополнительным охлаждением 34а;
(d) подвергшийся расширению охлажденный поток 34а пара подают в качестве кубового погона в указанное абсорбционное устройство;
(e) по меньшей мере один поток 35 жидкости подвергают расширению 12 до более низкого давления 35а;
(f) подвергшийся расширению по меньшей мере один поток 35а жидкости нагревают в указанном первом теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (а) и затем подают подвергшийся нагреванию и расширению по меньшей мере один поток 35b жидкости в качестве кубового погона в указанное устройство массообмена.
3. Способ по п.1, где:
(a) первый поток 43 дистилляционной жидкости на стадии (4) отбирают из кубовой области указанного абсорбционного устройства и нагревают в третьем теплообменном устройстве 10 и затем подвергшийся нагреванию первый поток 43а дистилляционной жидкости подают в качестве верхнего погона в указанное устройство массообмена;
(b) первый поток 38 дистилляционного пара на стадии (5) отбирают из верхней области указанного устройства массообмена и охлаждают в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара подверглась конденсации в третьем теплообменном устройстве 10 за счет, по меньшей мере, частичного нагревания на стадии (а), при этом образуя конденсированный поток 41 и поток остаточного пара.
4. Способ по п.3, где:
(i) поток 31 газа на стадии (1) охлаждают в указанном первом теплообменном устройстве в достаточной степени для его частичной конденсации;
(ii) подвергшийся частичной конденсации поток 31а газа подают в указанное устройство сепарации
(i)
и разделяют его на поток 34 пара и по меньшей мере на один поток 35 жидкости;
(iii) поток 34 пара подвергают расширению 13 до более низкого давления, сопровождающемуся дополнительным охлаждением 34а;
(iv) подвергшийся расширению охлажденный поток 34а пара подают в качестве кубового погона в указанное абсорбционное устройство;
(v) по меньшей мере один поток 35 жидкости подвергают расширению 12 до более низкого давления 35а;
(vi) подвергшийся расширению по меньшей мере один поток 35а жидкости нагревают в указанном первом теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i) и затем подают подвергшийся нагреванию и расширению по меньшей мере один поток 35b жидкости в качестве кубового погона в указанное устройство массообмена.
5. Способ по п.1, где:
(a) поток 31 газа на стадии (1) подвергают частичному охлаждению в указанном первом теплооб-менном устройстве;
(b) частично охлажденный поток газа разделяют на первую часть 32 и вторую часть 33;
(c) указанную первую часть 32 подвергают дополнительному охлаждению в дополнительном устройстве тепломассообмена, расположенном внутри указанного устройства сепарации, тем самым одновременно конденсируя любые менее летучие компоненты 35 из указанной первой части;
(d) указанную вторую часть 33 подвергают дополнительному охлаждению в указанном первом теп-лообменном устройстве;
(e) подвергшуюся дополнительному охлаждению первую часть 32 и подвергшуюся дополнительному охлаждению вторую часть 33 смешивают, образуя поток 34 охлажденного газа;
(f) первый поток 43 дистилляционной жидкости на стадии (4) собирают из кубовой области указанного абсорбционного устройства и нагревают в дополнительном устройстве тепломассообмена за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (с) и затем подвергшийся нагреванию первый поток 43а дистилляционной жидкости подают в качестве верхнего погона в указанное устройство массообмена;
(g) указанный объединенный поток пара нагревают в указанном первом теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадиях (а) и (d) и затем выводят подвергшийся нагреванию объединенный поток пара в качестве летучей фракции 44 остаточного газа из указанной перерабатывающей установки 115.
6. Способ по п.5, где:
(a) подвергшуюся дополнительному охлаждению вторую часть 33 на стадии (d) направляют в указанное устройство сепарации, чтобы смешать любые жидкости, сконденсировавшиеся при дополнительном охлаждении первой части и дополнительном охлаждении второй части, образуя по меньшей мере один поток 35 жидкости, при этом остатки подвергшейся дополнительному охлаждению первой части и подвергшейся дополнительному охлаждению второй части образуют поток 34 пара;
(b) указанный поток 34 пара подвергают расширению 13 до более низкого давления, образуя дополнительно охлажденный поток 34а;
(c) подвергшийся расширению охлажденный поток 34а пара подают в качестве кубового погона в указанное абсорбционное устройство;
(d) по меньшей мере один поток 35 жидкости подвергают расширению 12 до более низкого давления 35а;
(e) по меньшей мере один подвергшийся расширению поток 35а жидкости нагревают в указанном первом теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения потока 31 газа и затем подают по меньшей мере один подвергшийся расширению и нагреванию поток 35b жидкости в качестве кубового погона в указанное устройство массообмена.
7. Способ по п.5, где:
(i) указанную первую часть 32 на стадии (с) подвергают дополнительному охлаждению в третьем теплообменном устройстве 10;
(ii) первый поток 43 дистилляционной жидкости на стадии (4) отбирают из кубовой области указанного абсорбционного устройства и нагревают в третьем теплообменном устройстве 10 за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i) и затем подвергшийся нагреванию первый поток 43а дистилляционной жидкости подают в качестве верхнего погона в указанное устройство массообмена.
8. Способ по п.7, где:
(a) подвергшуюся дополнительному охлаждению первую часть 32а на стадии (i) и вторую подвергшуюся дополнительному охлаждению часть 33 смешивают, образуя подвергшийся частичной конденсации поток 31а газа;
(b) подвергшийся частичной конденсации поток 31а газа подают в указанное устройство сепарации и подвергают разделению на поток 34 пара и по меньшей мере один поток 35 жидкости;
(c) указанный поток 34 пара подвергают расширению 13 до более низкого давления и образуют дополнительно охлажденный поток 34а;
(d) подвергшийся расширению охлажденный поток 34а пара подают в качестве кубового погона в
(a)
указанное абсорбционное устройство;
(e) по меньшей мере один поток 35 жидкости подвергают расширению 12 до более низкого давления 35а;
(f) по меньшей мере один подвергшийся расширению поток 35а жидкости нагревают в указанном первом теплообменном устройстве за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения указанным потоком 31 газа и затем подают по меньшей мере один подвергшийся расширению и нагреванию поток 35b жидкости в качестве кубового погона в указанное устройство массообмена.
9. Способ по пп.4-6 или 8, где устройство сепарации 11 располагают снаружи указанной перераба-
тывающей установки 115.
10. Способ по пп.3-8 или 9, где:
(a) подвергшийся нагреванию первый поток 43а дистилляционной жидкости на стадии (f) подают в указанное устройство массообмена на участке промежуточной загрузки;
(b) разделяют указанный подвергшийся конденсации поток на стадии (5), по меньшей мере, на первый флегмовый поток 41 и второй флегмовый поток 42;
(c) указанный первый флегмовый поток 41 подают в указанное абсорбционное устройство в виде верхнего погона;
(d) указанный второй флегмовый поток 42 подают в указанное устройство массообмена в виде верхнего погона.
11. Способ по пп.1, 3 или 7, где:
(a) коллектор для сбора газа располагают внутри перерабатывающей установки 115 в сепараторной секции 115е;
(b) дополнительное устройство тепломассообмена включают в состав указанного коллектора для сбора газа, причем дополнительное устройство тепломассообмена содержит один или несколько каналов для внешнего хладагента;
(c) подвергшийся охлаждению поток 31а газа на стадии (1) подают в коллектор для сбора газа и направляют в указанное дополнительное устройство тепломассообмена для дополнительного охлаждения внешним хладагентом;
(d) указанный подвергшийся дополнительному охлаждению поток 34 газа подвергают расширению 13 до более низкого давления и затем расширенный охлажденный поток 34а подают в виде кубового погона в указанное абсорбционное устройство.
12. Способ по пп.2, 5, 6, 8, 9 или 10, где:
(a) дополнительное устройство тепломассообмена располагают внутри указанного устройства сепарации, причем дополнительное устройство тепломассообмена содержит один или несколько каналов для внешнего хладагента;
(b) указанный поток 34 пара на стадии (b) направляют в дополнительное устройство тепломассообмена для охлаждения внешним хладагентом с образованием дополнительного конденсата;
(c) указанный конденсат смешивают по меньшей мере с одним потоком 35 жидкости на стадии (b), отделенной при сепарации.
13. Способ по п.3, где указанное третье теплообменное устройство 10 размещают внутри перерабатывающей установки 115.
14. Устройство для реализации способа по п.1 для сепарации потока 31 газа, содержащего метан, С2-компоненты, С3-компоненты и более тяжелые углеводороды, на летучую фракцию 44 остаточного газа и на относительно менее летучую фракцию 37, содержащую указанную основную часть С3-компонентов и более тяжелых углеводородов, содержащее:
(1) первое теплообменное устройство, размещенное внутри перерабатывающей установки 115 в секции 115а охлаждения загружаемого газа и предназначенное для охлаждения потока 31 газа;
(2) расширительное устройство 13, соединенное с первым теплообменным устройством, для приема охлажденного потока 31а, 34 газа и получения расширенного до более низкого давления потока 34а;
(3) абсорбционное устройство, расположенное внутри указанной перерабатывающей установки 115 абсорбционной секции 115с и соединенное с расширительным устройством 13, для приема подвергшегося расширению после охлаждения потока 34а газа в виде кубового погона;
(4) первое устройство для сбора жидкости, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 и соединенное с абсорбционным устройством, для приема из кубовой области абсорбционного устройства первого потока 43 дистилляционной жидкости;
(5) устройство массообмена, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 в деэтаниза-торной секции 115d и соединенное с первым устройством для сбора жидкости, для приема первого потока 43 дистилляционной жидкости в виде верхнего погона;
(6) первое паросборное устройство, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 и соединенное с устройством массообмена, для приема из верхней области устройства массообмена первого потока 38 дистилляционного пара;
(7) второе теплообменное устройство, размещенное внутри перерабатывающей установки 115 в конденсационной секции 115b и соединенное с первым паросборным устройством, для приема первого
(1)
потока 38 дистилляционного пара и его охлаждения в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара подверглась конденсации, при этом образуя конденсированный поток 41 и поток остаточного пара, содержащий любой несконденсировавшийся пар, оставшийся после охлаждения первого потока 38 дистилляционного пара;
(8) указанное абсорбционное устройство дополнительно соединено с указанным вторым теплооб-менным устройством для приема по меньшей мере части указанного конденсированного потока 41 в качестве верхнего погона;
(9) второе паросборное устройство, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 и соединенное с абсорбционным устройством, для приема второго потока дистилляционного пара из верхней области абсорбционного устройства;
(10) второе теплообменное устройство дополнительно соединено со вторым паросборным устройством для приема второго потока дистилляционного пара и его нагрева за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (5) способа по п.1;
(11) объединяющее устройство, соединенное с указанным вторым теплообменным устройством, для приема подвергшегося нагреванию второго потока дистилляционного пара и любого указанного потока остаточного пара и образования объединенного потока пара;
(12) первое теплообменное устройство дополнительно соединено с объединяющим устройством для приема объединенного потока пара и его нагрева за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (1) способа по п.1 и средство для вывода подвергшегося нагреванию объединенного потока пара в виде летучей фракции 44 остаточного газа из верхней части указанной перерабатывающей установки 115;
(13) второе устройство для сбора жидкости, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 и соединенное с указанным устройством массообмена, для приема второго потока дистилляционной жидкости из кубовой области устройства массообмена;
(14) устройство тепломассообмена, расположенное внутри перерабатывающей установки 115 ниже указанного устройства массообмена в деэтанизаторной секции 115d и соединенное со вторым устройством для сбора жидкости, для приема и нагревания второго потока дистилляционной жидкости и, таким образом, одновременного отпаривания от более летучих компонентов из указанного второго потока дис-тилляционной жидкости и средство вывода подвергшегося нагреванию и отпариванию второго потока дистилляционной жидкости из перерабатывающей установки в виде относительно менее летучей фракции 37;
(15) устройство управления, предназначенное для регулирования количества и температуры указанных сырьевых потоков 34а, 41, поступающих в абсорбционное устройство, таким образом, чтобы поддерживать в верхней области абсорбционного устройства температуру, при которой основная часть компонентов извлекается в относительно менее летучую фракцию 37.
15. Устройство по п.14, в котором:
(a) первое теплообменное устройство предназначено для охлаждения потока 31 газа в достаточной степени, чтобы он подвергался частичной конденсации 31а;
(b) устройство сепарации размещено внутри перерабатывающей установки 115 в сепараторной секции 115е и соединено с первым теплообменным устройством для приема подвергшегося частичной конденсации потока 31а газа и его разделения на поток 34 пара и по меньшей мере один поток 35 жидкости;
(c) расширительное устройство 13 соединено с указанным устройством сепарации для приема и расширения потока 34 пара до более низкого давления, подвергая его дополнительному охлаждению 34а;
(d) абсорбционное устройство соединено с расширительным устройством 13 для приема подвергшегося расширению после охлаждения потока 34а газа в виде кубового погона;
(e) дополнительное расширительное устройство 12 соединено с указанным устройством сепарации для приема и расширения по меньшей мере одного потока 35 жидкости до более низкого давления 35а;
(f) первое теплообменное устройство дополнительно соединено с дополнительным расширительным устройством 12 для приема и нагревания по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока 35а жидкости за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (а) и дополнительно соединено с устройством массообмена для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока 35b жидкости в виде кубового погона.
16. Устройство по п.14, в котором:
(a) третье теплообменное устройство 10 соединено с первым устройством для сбора жидкости для приема и нагрева первого потока 43 дистилляционной жидкости;
(b) устройство массообмена соединено с третьим теплообменным устройством для приема нагретого первого потока 43а дистилляционной жидкости в виде верхнего погона;
(c) указанное третье теплообменное устройство дополнительно соединено с первым паросборным устройством для приема указанного первого потока 38 дистилляционного пара и его охлаждения в достаточной степени, чтобы по меньшей мере часть пара подверглась конденсации за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (b) способа по п.3, при этом образуя конденсированный поток 41 и поток остаточного пара.
17. Устройство по п.16, в котором:
17.
(i) первое теплообменное устройство предназначено для охлаждения потока 31 газа в достаточной степени для его частичной конденсации 31а;
(ii) указанное устройство сепарации соединено с первым теплообменным устройством для приема подвергшегося частичной конденсации потока 31а газа и его разделения на поток 34 пара и по меньшей мере на один поток 35 жидкости;
(iii) расширительное устройство 13 соединено с устройством сепарации для приема и расширения потока 34 пара до более низкого давления, подвергая его дополнительному охлаждению 34а;
(iv) абсорбционное устройство соединено с расширительным устройством 13 для приема подвергшегося расширению охлажденного потока 34а пара в виде кубового погона;
(v) дополнительное расширительное устройство 12 соединено с указанным устройством сепарации для приема и расширения по меньшей мере одного потока 35 жидкости до более низкого давления 35а;
(vi) указанное первое теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным вторым расширительным устройством 12 для приема и нагревания по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока 35а жидкости за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i) способа по п.4 и дополнительно соединено с указанным устройством массообмена для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока 35b жидкости в виде кубового погона.
18. Устройство по п.14, в котором:
(a) первое теплообменное устройство предназначено для частичного охлаждения потока 31 газа;
(b) разделительное устройство соединено с первым теплообменным устройством для приема подвергшегося частичному охлаждению потока 31 газа и его разделения на первую часть 32 и вторую часть 33;
(c) дополнительное устройство тепломассообмена, расположенное внутри устройства сепарации (11), соединено с разделительным устройством для приема и дополнительного охлаждения указанной первой части 32 и одновременной конденсации из нее менее летучих компонентов 35;
(d) указанное первое теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным разделительным устройством для приема указанной второй части 33 и ее дополнительного охлаждения;
(e) дополнительное объединяющее устройство соединено с дополнительным устройством тепломассообмена и первым теплообменным устройством для приема подвергшейся дополнительному охлаждению первой части 32 и подвергшейся дополнительному охлаждению второй части 33 и образования охлажденного потока 34 газа;
(f) расширительное устройство 13 соединено со вторым объединяющим устройством для приема указанного охлажденного потока 34 и образования расширенного до более низкого давления потока 34а;
(g) дополнительное устройство тепломассообмена дополнительно соединено с первым устройством для сбора жидкости для приема и нагревания первого потока 43 дистилляционной жидкости за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (с) способа по п.5;
(h) устройство массообмена соединено с дополнительным устройством тепломассообмена для приема подвергшегося нагреванию первого потока 43а дистилляционной жидкости в виде верхнего погона;
(i) указанное первое теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным объеди-
няющим устройством для приема объединенного потока пара и его нагрева за счет, по меньшей мере,
частичного охлаждения на стадиях (а) и (d) способа по п.5 и средство для вывода подвергшегося нагре-
ванию объединенного потока пара в качестве летучей фракции 44 остаточного газа из
перерабатывающей установки 115.
19. Устройство по п.18, в котором:
(a) указанное устройство сепарации 11 дополнительно соединено с указанным первым теплообмен-ным устройством для приема подвергшейся дополнительному охлаждению второй части 33, в котором любые жидкости, конденсировавшиеся при дополнительном охлаждении первой части 32 и дополнительном охлаждении второй части 33, смешиваются, образуя по меньшей мере один поток 35 жидкости, при этом пары, оставшиеся после дополнительного охлаждения первой части 32 и дополнительного охлаждения второй части 33, образуют поток 34 пара;
(b) расширительное устройство 13 соединено с устройством сепарации 11 для приема и расширения потока 34 пара с образованием расширенного до более низкого давления за счет дополнительно охлажденного потока 34а;
(c) абсорбционное устройство соединено с расширительным устройством 13 для приема подвергшегося расширению охлажденного потока 34а пара в виде кубового погона;
(d) дополнительное расширительное устройство 12 соединено с указанным устройством сепарации 11 для приема и расширения по меньшей мере одного потока 35 жидкости до более низкого давления 35а;
(e) первое теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным вторым расширительным устройством 12 для приема указанного по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока 35а жидкости и его нагревания за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения указанного потока газа 31 и дополнительно соединено с указанным устройством массообмена для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока 35b жидкости в виде кубового погона.
20. Устройство по п.18, в котором:
(i) третье теплообменное устройство 10 соединено с указанным разделительным устройством для
приема указанной первой части 32 и ее дополнительного охлаждения 32а;
(ii) дополнительное объединяющее устройство соединено с третьим теплообменным устройством 10 и с первым теплообменным устройством для приема подвергшейся дополнительному охлаждению первой части 32а и подвергшейся дополнительному охлаждению второй части 33 и образования охлажденного потока 31а газа;
(iii) третье теплообменное устройство 10 дополнительно соединено с указанным первым устройством для сбора жидкости для приема первого потока 43 дистилляционной жидкости и его нагревания за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (i) способа по п.7;
(iv) устройство массообмена соединено с третьим теплообменным устройством 10 для приема подвергшегося нагреванию первого потока 43а дистилляционной жидкости в виде верхнего погона.
21. Устройство по п.20, в котором:
(a) дополнительное объединяющее устройство предназначено для приема подвергшейся дополнительному охлаждению первой части 32а и подвергшейся дополнительному охлаждению второй части 33 и образования подвергшегося частичной конденсации потока 31а газа;
(b) указанное устройство сепарации соединено с дополнительным объединяющим устройством для приема подвергшегося частичной конденсации потока 31а газа и его разделения на поток 34 пара и по меньшей мере на один поток 35 жидкости;
(c) расширительное устройство 13 соединено с указанным устройством сепарации для приема и расширения потока 34 пара до более низкого давления, образуя дополнительно охлажденный поток 34а;
(d) абсорбционное устройство соединено с расширительным устройством 13 для приема подвергшегося расширению охлажденного потока 34а пара в виде кубового погона;
(e) дополнительное расширительное устройство 12 соединено с указанным устройством сепарации для приема указанного по меньшей мере одного потока 35 жидкости и его расширения до более низкого давления 35а;
(f) первое теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным дополнительным расширительным устройством 12 для приема по меньшей мере одного подвергшегося расширению потока 35а жидкости и его нагревания за счет, по меньшей мере, частичного охлаждения указанного потока газа и дополнительно соединено с указанным устройством массообмена для подачи по меньшей мере одного подвергшегося нагреванию после расширения потока 35b жидкости в виде кубового погона.
22. Устройство по п.18, в котором дополнительное теплообменное устройство размещено в указанной перерабатывающей установке 115.
23. Устройство по п.15 или 17, в котором устройство сепарации расположено снаружи перерабатывающей установки 115.
24. Устройство по п.16 или 20, в котором:
(a) устройство массообмена предназначено для соединения с третьим теплообменным устройством 10 для приема подвергшегося нагреванию первого потока 43а дистилляционной жидкости на участке промежуточной загрузки;
(b) разделительное устройство соединено с указанным дополнительным теплообменным устройством для приема конденсированного потока 40, 40а и его разделения, по меньшей мере, на первый флег-мовый поток 41 и второй флегмовый поток 42;
(c) абсорбционное устройство соединенено с указанным разделительным устройством для приема указанного первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона;
(d) указанное устройство массообмена соединено с указанным разделительным устройством для приема указанного второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона.
25. Устройство по пп.15, 22, в котором:
(a) устройство массообмена предназначено для соединения с дополнительным теплообменным устройством для приема подвергшегося нагреванию первого потока 43а дистилляционной жидкости на участке промежуточной загрузки;
(b) дополнительное разделительное устройство соединено со вторым теплообменным устройством для приема указанного конденсированного потока и его разделения, по меньшей мере, на первый флег-мовый поток 41 и второй флегмовый поток 42;
(c) указанное абсорбционное устройство соединено с указанным дополнительным разделительным устройством для приема указанного первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона;
(d) указанное устройство массообмена соединено с указанным дополнительным разделительным устройством для приема указанного второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона.
26. Устройство по п.18 или 19, в котором:
(a) устройство массообмена соединено с дополнительным устройством тепломассообмена для приема подвергшегося нагреванию первого потока 43а дистилляционной жидкости из элемента (g) на участке промежуточной загрузки;
(b) дополнительное разделительное устройство соединено с указанным вторым теплообменным устройством для приема конденсированного потока и его разделения, по меньшей мере, на первый флег-мовый поток 41 и второй флегмовый поток 42;
(a)
(c) абсорбционное устройство предназначено для соединения с указанным дополнительным разделительным устройством для приема указанного первого флегмового потока 41 в виде верхнего погона;
(d) указанное устройство массообмена предназначено для соединения с указанным дополнительным разделительным устройством для приема указанного второго флегмового потока 42 в виде верхнего погона.
27. Устройство по п.14 или 16, в котором:
(a) коллектор для сбора газа размещен внутри перерабатывающей установки 115 в сепататорной секции 115е;
(b) дополнительное устройство тепломассообмена размещено внутри указанного коллектора для сбора газа, причем указанное дополнительное устройство тепломассообмена содержит один или несколько каналов для внешнего хладагента;
(c) указанный коллектор для сбора газа соединен с первым теплообменным устройством для приема подвергшегося охлаждению потока 31а газа и его направления в указанное дополнительное устройство тепломассообмена для его дополнительного охлаждения внешним хладагентом;
(d) расширительное устройство 13 предназначено для соединения с указанным коллектором для сбора газа для приема указанного подвергшегося дополнительному охлаждению потока 34 газа и его расширения до более низкого давления с образованием потока 34а и дополнительно соединено с абсорбционным устройством для подачи указанного подвергшегося расширению после дополнительного охлаждения потока 34а газа в виде кубового погона.
28. Устройство по п.20, в котором:
(a) коллектор для сбора газа размещен внутри перерабатывающей установки 115 в сепараторной секции 115е;
(b) дополнительное устройство тепломассообмена размещено внутри указанного коллектора для сбора газа, причем указанное дополнительное устройство тепломассообмена содержит один или несколько каналов для внешнего хладагента;
(c) указанный коллектор для сбора газа соединен со вторым объединяющим устройством для приема подвергшегося охлаждению потока газа и его направления в указанное дополнительное устройство тепломассообмена для его дополнительного охлаждения внешним хладагентом;
(d) расширительное устройство 13 предназначено для соединения с указанным коллектором для сбора газа для приема указанного подвергшегося дополнительному охлаждению потока 34 газа и его расширения до более низкого давления 34а и дополнительно соединено с абсорбционным устройством для подачи указанного подвергшегося расширению после дополнительного охлаждения потока 34а газа в виде кубового погона.
29. Устройство по пп.15, 17, 21-23 или 24, в котором:
(a) дополнительное устройство тепломассообмена размещено внутри устройства сепарации, причем указанное дополнительное устройство тепломассообмена содержит один или несколько каналов для внешнего хладагента;
(b) указанный поток пара направлен в указанное дополнительное устройство тепломассообмена и, таким образом, подвергается охлаждению внешним хладагентом с образованием дополнительного конденсата; и
(c) указанный конденсат смешивают по меньшей мере с одним потоком 35 жидкости, отделенной при сепарации.
30. Устройство по п.18 или 19, в котором указанное устройство сепарации размещено внутри перерабатывающей установки 115.
31. Устройство по п.21, в котором указанное устройство 11, 115е сепарации размещено внутри перерабатывающей установки 115.
32. Устройство по п.15, где указанное третье теплообменное устройство 10 размещают внутри перерабатывающей установки 115.
30.
30.
30.
30.
30.
30.
жидкий ПРОДУКТ
входящий
ГАЗ
ОСТАТОЧНЫЙ ГАЗ
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025641
025641
- 1 -
- 1 -
025641
025641
- 1 -
- 1 -
025641
025641
- 1 -
- 1 -
025641
025641
- 1 -
- 1 -
025641
025641
- 4 -
- 3 -
025641
025641
- 17 -
- 17 -
025641
025641
- 19 -
025641
025641
- 22 -
- 22 -
025641
025641
- 23 -
- 23 -