Переработка углеводородного газа
Номер патента: 21947
Опубликовано: 30.10.2015
Авторы: Уилкинсон Джон Д., Хадсон Хэнк М., Линч Джо Т., Мартинес Тони Л., Кьюллар Кайл Т.
Формула / Реферат
1. Способ разделения газового потока, содержащего метан, компоненты C2, компоненты C3 и более тяжелые углеводородные компоненты, на летучую фракцию остаточного газа и относительно менее летучую фракцию, содержащую основную часть указанных компонентов C2, компонентов C3 и более тяжелых углеводородных компонентов, либо указанных компонентов C3 и более тяжелых углеводородных компонентов, согласно которому:
(а) указанный газовый поток охлаждают под давлением с получением охлажденного потока;
(б) указанный охлажденный поток расширяют до более низкого давления с дальнейшим охлаждением потока и
(в) указанный более охлажденный поток направляют в дистилляционную колонну и фракционируют при указанном более низком давлении, в результате чего компоненты указанной относительно менее летучей фракции извлекаются;
отличающийся тем, что после охлаждения указанный охлажденный поток разделяют на первый и второй потоки и
(1) указанный первый поток охлаждают для конденсации всего его в значительной степени и затем расширения до указанного более низкого давления и при этом дополнительного охлаждения;
(2) указанный расширенный охлажденный первый поток затем подают в указанную дистилляционную колонну в верхнюю точку ввода питания в средней части колонны;
(3) указанный второй поток расширяют до указанного более низкого давления и подают в указанную дистилляционную колонну в точку ввода питания средней части колонны, расположенную ниже указанной верхней точки ввода питания в средней части колонны;
(4) поток пара верхнего погона выводят из верхней зоны указанной дистилляционной колонны и разделяют, по крайней мере, на первую и вторую части;
(5) поток отогнанного пара выводят из зоны указанной дистилляционной колонны выше указанной верхней точки ввода питания в средней части колонны и объединяют с указанной первой частью с образованием объединенного потока пара;
(6) указанный объединенный поток пара сжимают до более высокого давления;
(7) указанный сжатый объединенный поток пара направляют для теплообмена с указанной второй частью, тем самым указанная вторая часть нагревается, а указанный сжатый комбинированный поток пара охлаждается достаточно для конденсации, по меньшей мере, его части с образованием конденсированного потока, после чего выгружают по крайней мере часть указанной нагретой второй части в виде указанной летучей фракции остаточного газа;
(8) по крайней мере часть указанного конденсированного потока расширяют до указанного более низкого давления, после чего направляют в указанную дистилляционную колонну в верхнюю точку ввода питания; и
(9) количества и температуры потоков, входящих в указанную дистилляционную колонну являются эффективными, чтобы поддерживать температуру верхней части указанной дистилляционной колонны такой, при которой извлекается большая часть компонентов в указанной относительно менее летучей фракции.
2. Способ по п.1, при котором:
(a) перед охлаждением указанный газовый поток разделяют на указанный первый и второй потоки; и
(b) указанный второй поток охлаждают и затем расширяют до более низкого давления и подают в указанную дистилляционную колонну в указанную точку ввода питания средней части колонны.
3. Способ по п.1, при котором указанный газовый поток охлаждают достаточно, чтобы частично сконденсировать его, и
(a) указанный частично конденсированный газовый поток разделяют, чтобы получить поток пара и по крайней мере один поток жидкости;
(b) указанный поток пара затем разделяют на указанный первый и второй потоки; и
(c) по крайней мере часть по крайней мере одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в нижнюю точку ввода питания в средней части колонны, расположенную ниже указанной точки ввода питания средней части колонны.
4. Способ по п.2, при котором:
(a) указанный второй поток охлаждают под давлением в достаточной мере, чтобы частично сконденсировать его;
(b) указанный частично конденсированный второй поток разделяют, чтобы получить поток пара и по крайней мере один поток жидкости;
(c) указанный поток пара расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в упомянутую точку ввода питания средней части колонны; и
(d) по крайней мере часть, по крайней мере, указанного одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в нижнюю точку ввода питания в средней части колонны, расположенную ниже указанной точки ввода питания средней части колонны.
5. Способ по п.3, при котором:
(a) указанный первый поток объединяют по крайней мере с частью, по крайней мере, указанного одного потока жидкости с образованием объединенного потока, после чего указанный объединенный поток охлаждают для конденсации всего его в значительной степени, дальнейшего расширения до более низкого давления и в результате дополнительного его охлаждения;
(b) указанный расширенный охлажденный комбинированный поток подают в указанную дистилляционную колонну в упомянутую верхнюю точку ввода питания в средней части колонны; и
(c) какую-либо оставшуюся часть, по крайней мере, указанного одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в упомянутую нижнюю точку ввода питания в средней части колонны.
6. Способ по п.1, при котором:
(а) указанный расширенный охлажденный первый поток подают в точку ввода питания в средней части устройства для контактирования и разделения, в котором образуется дополнительный поток пара верхнего погона и поток кубовой жидкости, после чего указанный поток кубовой жидкости подают в указанную дистилляционную колонну;
(b) указанный второй поток расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанное устройство для контактирования и разделения в первую нижнюю точку ввода питания устройства, расположенную ниже указанной точки ввода питания средней части устройства;
(c) упомянутый поток пара верхнего погона выводят из верхней зоны указанной дистилляционной колонны и подают в указанное устройство для контактирования и разделения во вторую нижнюю точку ввода питания устройства, расположенную ниже указанной точки ввода питания средней части устройства;
(d) указанный дополнительный поток пара верхнего погона разделяют, по крайней мере, на указанные первую и вторую части;
(e) упомянутый поток отогнанного пара выводят из зоны указанного устройства для контактирования и разделения выше указанной точки ввода питания средней части устройства;
(f) по крайней мере, часть указанного конденсированного потока расширяют до указанного пониженного давления, после чего направляют в указанное устройство для контактирования и разделения в верхнюю точку ввода питания; и
(g) количества и температуры указанных потоков, входящих в указанное устройство для контактирования и разделения, являются эффективными, чтобы поддерживать температуру верхней части указанного устройства для контактирования и разделения такой, при которой извлекается большая часть компонентов в указанной относительно менее летучей фракции.
7. Способ по п.6, при котором перед охлаждением указанный газовый поток разделяют на первый и второй потоки и указанный второй поток охлаждают, после чего расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанное устройство для контактирования и разделения в указанную первую нижнюю точку ввода питания устройства.
8. Способ по п.6, при котором указанный газовый поток охлаждают достаточно, чтобы частично сконденсировать его, и
(a) указанный частично конденсированный газовый поток разделяют, чтобы получить поток пара и по крайней мере один поток жидкости;
(b) указанный поток пара затем разделяют на указанные первый и второй потоки и
(c) по крайней мере часть, по крайней мере, указанного одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в точку ввода питания средней части колонны.
9. Способ по п.7, при котором:
(a) указанный второй поток охлаждают под давлением достаточным, чтобы частично сконденсировать поток;
(b) указанный частично конденсированный второй поток разделяют, получая поток пара и по крайней мере один поток жидкости;
(c) указанный поток пара расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанное устройство для контактирования и разделения в указанную первую нижнюю точку ввода питания устройства и
(d) по крайней мере часть указанного по крайней мере одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления, после чего подают в указанную дистилляционную колонну в точку ввода питания средней части колонны.
10. Способ по п.8, при котором:
(a) указанный первый поток объединяют по крайней мере с частью по крайней мере одного потока жидкости с образованием объединенного потока, после чего указанный объединенный поток охлаждают для практически полной его конденсации и в результате дополнительного охлаждения;
(b) указанный расширенный охлажденный объединенный поток подают в указанную точку ввода питания в средней части указанного устройства для контактирования и разделения;
(c) какую-либо оставшуюся часть указанного по крайней мере одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в указанную точку ввода питания средней части колонны.
11. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что указанный поток отогнанного пара выводят из зоны указанной дистилляционной колонны ниже указанной верхней точки ввода питания в верхней части колонны и выше указанной точки ввода питания в средней части колонны.
12. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что указанный поток отогнанного пара выводят из зоны указанной дистилляционной колонны ниже указанной точки ввода питания средней части колонны.
13. Способ по пп.6-10, отличающийся тем, что указанный поток отогнанного пара выводят из зоны указанного устройства для контактирования и разделения ниже указанной точки ввода питания в средней части устройства и выше указанных первой и второй нижних точек ввода питания в устройство.
14. Способ по пп.6-10, отличающийся тем, что указанный поток пара верхнего погона разделяют на указанный поток отогнанного пара и дополнительный поток отогнанного пара, после чего указанный дополнительный поток отогнанного пара подают в указанное устройство для контактирования и разделения в указанную вторую нижнюю точку ввода питания устройства.

Текст
Целью предлагаемого изобретения является способ и установка для извлечения этана, этилена,пропана, пропилена, более тяжелых углеводородов из потока углеводородного газа. Поток охлаждают и разделяют на первый и второй потоки. Первый поток далее охлаждают для практически полной конденсации его всего и далее расширяют до давления во фракционной колонне и подают в верхнюю точку средней части колонны. Второй поток расширяют до давления в колонне и подают в среднюю часть колонны. Поток отогнанного пара выводят из колонны выше точки входа первого потока первого потока, объединенного с частью потоком пара верхнего погона, сжатого до более высокого давления, и направляют в теплообменник поток остаточного пара верхнего погона, охлаждают сжатый объединенный поток пара и конденсируют, по крайней мере часть его, образуя конденсационный поток. Уровень техники Изобретение относится к способу и установке для разделения газа, содержащего углеводороды. Этилен, этан, пропилен, пропан и/или более тяжелые углеводороды можно извлекать из различных газов, таких как природный газ, газ нефтеперерабатывающих предприятий и потоки синтетического газа,получаемые из других углеводородных материалов, таких как уголь, сырая нефть, лигроин, нефтеносные сланцы, гудронный песок и лигнит. Природный газ обычно содержит, в основном, метан и этан, например, содержание этана и метана вместе составляет по меньшей мере 50 мол.% от всего газа. Газ также содержит относительно меньшие количества более тяжелых углеводородов, таких как пропан, бутан,пентан и тому подобные вещества, а также водород, азот, диоксид углерода и другие газы. Настоящее изобретение, в основном, относится к извлечению этилена, этана, пропилена, пропана и более тяжелых углеводородов из таких газовых потоков. Типичный состав газового потока, подлежащего переработке в соответствии с настоящим изобретением, примерно следующий (в мол.%): 88,1% метана,6,0% этана и других С 2 компонентов, 2,5% пропана и других С 3 компонентов, 0,2% изобутана, 0,2% нормального бутана и 0,5% пентана плюс азот и диоксид углерода до баланса в 100%. Иногда также присутствуют серосодержащие газы. Исторически циклические колебания цен на природный газ и компоненты его газоконденсатной жидкости (ГКЖ) временами снижали дополнительную ценность этана, этилена, пропана, пропилена и более тяжелых компонентов как жидких продуктов. Это привело к спросу на способы, которые могут обеспечить более эффективное извлечение этих продуктов, на способы, которые могут обеспечить эффективное извлечение с более низкими капитальными вложениями, и на способы, которые можно легко адаптировать или настраивать на извлечение конкретного компонента в широких пределах. Имеющиеся способы разделения этих материалов включают способы, основанные на охлаждении и замораживании газа, абсорбции нефти, и абсорбции замороженной нефти. Кроме того, все популярнее становятся криогенные способы благодаря наличию экономичного оборудования, которое вырабатывает энергию при расширении и извлечении тепла из перерабатываемого газа. В зависимости от давления источника газа,его обогащенности летучими компонентами (содержание этана, этилена и более тяжелых углеводородов) и желаемых конечных продуктов, можно использовать каждый из этих способов или их сочетание. Способ криогенного расширения газа в настоящее время наиболее предпочтителен для извлечения компонентов газоконденсатных жидкостей, поскольку он обеспечивает максимальную простоту с легкостью запуска установки, операционную гибкость, высокую эффективность, безопасность и высокую надежность. Патент 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; заменяющий Патент США 33408; и одновременно рассматриваемые заявки : 11/430412; 11/839693; 11/971491; 12/206230; 12/689616; 12/717394; 12/750862; 12/772472; и 12/781259 описывают соответствующие способы (хотя описание настоящего изобретения в некоторых случаях основано на других условиях переработки по сравнению с описанными в цитируемых патентах США). В типичном способе извлечения газов путем криогенного расширения, поток входящего под давлением сырьевого газа охлаждают в теплообменнике с помощью других потоков переработки и/или с помощью внешних источников охлаждения, таких как пропановая система сжатия-охлаждения. Когда газ охлаждается, жидкости можно конденсировать и собирать в одном или более сепараторов, как жидкости высокого давления, содержащие некоторые из желаемых С 2+ компонентов. В зависимости от обогащенности газа летучими компонентами и количества образовавшихся жидкостей, жидкости под высоким давлением можно расширить до более низкого давления и фракционировать. Испарение жидкостей во время их расширения приводит к дальнейшему охлаждению потока. В некоторых условиях, предварительное охлаждение находящихся под высоким давлением жидкостей перед расширением может быть желательным, чтобы еще больше снизить температуру в результате расширения. Расширенный поток,представляющий собой смесь жидкости и пара, фракционируют в дистилляционной (деметанизаторе или деэтанизаторе) колонне. В колонне расширенный охлажденный поток(и) перегоняют, чтобы отделить продукт -остаточный газ, содержащий метан, азот и другие летучие газы, в виде верхнего погона от желаемых С 2 компонентов, С 3 компонентов и более тяжелых углеводородных компонентов в виде продукта- кубовой жидкости или, чтобы отделить остаточный газ, содержащий метан, C2 компоненты, азот и другие летучие газы в виде верхнего погона от желаемых C3 компонентов и более тяжелых углеводородных компонентов в виде продукта - кубовой жидкости. Если сырьевой газ конденсируется не полностью(обычно так и происходит), то пар, оставшийся после частичной конденсации, можно разделить на два потока. Одна часть пара проходит через рабочую расширительную машину или двигатель, или расширительный клапан до понижения давления, и при этом дополнительное количество жидкости конденсируется вследствие дальнейшего охлаждения потока. Давление после расширения примерно такое же, как давление, при котором работает дистилляционная колонна. Объединенные паро-жидкие фазы, полученные в результате расширения, направляют в качестве подачи в колонну. Оставшуюся часть пара охлаждают до конденсации в значительной степени в теплообменнике, охлаждаемом другими потоками переработки газа, например, холодным верхним погоном ректификационной колонны. Часть или всю жид-1 021947 кость высокого давления можно объединить с этой частью пара перед охлаждением. Полученный холодный поток затем расширяют посредством подходящего устройства для расширения, такого как расширительный клапан, до давления, при котором работает деметанизатор. Во время расширения часть жидкости испаряется, что приводит к охлаждению всего потока. Однократно расширенный поток затем подают как верхнюю подачу в деметанизатор. Обычно часть пара из однократно расширенного потока и верхний погон пара из деметанизатора объединяют в верхней сепарационной секции ректификационной колонны с получением остаточного, метансодержащего газа. Альтернативно, охлажденный и расширенный поток можно подавать в сепаратор, чтобы обеспечить потоки пара и жидкости. Пар объединяют с верхним погоном ректификационной колонны, а жидкость направляют в колонну в виде верхней подачи. При идеальном проведении разделения газов таким способом, остаточный газ содержит, в основном, весь метан, содержавшийся в сырьевом газе, и не содержит практически никакие из более тяжелых углеводородных компонентов, а кубовые фракции, уходящие из деметанизатора, содержат, в основном,все из более тяжелых углеводородных компонентов и практически не содержат метан или более летучие компоненты. Однако, на практике, идеальной ситуации не наблюдается, поскольку обычный деметанизатор работает, главным образом, как стриппинг-колонна, то есть колонна для отгонки легких фракций. Поэтому метансодержащий продукт, как правило, состоит из пара, уходящего с верхней ступени ректификационной колонны, и паров, не подвергшихся ректификации на какой-либо ступени. Значительные потери C2, C3, и С 4+ компонентов имеют место, поскольку верхняя подача жидкости в колонну обычно содержит значительные количества этих компонентов и более тяжелых углеводородных компонентов,что приводит к соответствующим равновесным количествам C2 компонентов, C3 компонентов, С 4 компонентов и более тяжелых углеводородных компонентов в парах, уходящих с верхней ступени ректификации в деметанизаторе. Потерю этих желаемых компонентов можно существенно снизить, если добиться,чтобы поднимающиеся пары контактировали со значительным количеством жидкости (флегмы), способной абсорбировать C2 компоненты, C3 компоненты, С 4 компоненты и более тяжелые углеводородные компоненты из паров. В последние годы в получивших распространение способах разделения углеводородного газа используют верхнюю секцию колонны как абсорбер, что обеспечивает дополнительную ректификацию поднимающихся паров. Источником флегмового потока для верхней секции ректификационной колонны обычно является циркуляционный поток остаточного газа, подаваемый под давлением. Циркуляционный поток остаточного газа обычно охлаждают до существенной конденсации паров в теплообменнике или путем охлаждения другими потоками переработки газа, например, холодным верхним погоном ректификационной колонны. Затем в значительной степени конденсированный поток расширяют посредством подходящего устройства для расширения газа, например, расширительного клапана, до давления, при котором работает деметанизатор. Во время расширения часть жидкости обычно испаряется, что приводит к охлаждению всего потока. Затем однократно расширенный поток подают как верхнюю подачу в деметанизатор. Обычно часть пара расширенного потока и пар верхнего погона деметанизатора объединяют в верхней сепарационной секции ректификационной колонны, получая остаточный метансодержащий газ. Альтернативно, охлажденный и расширенный поток можно направить в сепаратор, чтобы обеспечить потоки пара и жидкости, когда пар объединяют с верхним погоном, а жидкость поступает для питания колонны в виде верхней подачи. Типичные схемы способа разделения этого типа описаны в Патенте США 4889545; 5568737; и 5881569, патентовладельцем в одновременно рассматриваемой заявке 12/717394, и в публикации Mowrey, E. Ross, "Efficient, High Recovery of Liquids from Natural GasAssociation, Dallas, Texas, March 11-13, 2002. Эти способы включают сжатие, обеспечивающее движущую силу для рециркуляции флегмового потока в деметанизаторе, что увеличивает как капитальные затраты, так и эксплуатационные расходы предприятий, применяющих эти способы. Настоящее изобретение также использует верхнюю секцию для ректификации (или отдельную ректификационную колонну,если размер предприятия или другие факторы позволяют использовать отдельные ректификационную и стриппинг-колонну). Однако флегмовый поток для этой секции ректификации обеспечивается путем использования бокового погона паров, поднимающихся в нижней части колонны, объединенных с частью пара верхнего погона колонны. Из-за относительно высокой концентрации C2 компонентов в парах,опускающихся в колонне, значительное количество жидкости можно сконденсировать в этом объединенном потоке пара только за счет небольшого повышения давления, часто используя только охлаждение с помощью оставшейся части холодного пара верхнего погона, выходящего с верхней ректификационной секции колонны. Эту конденсированную жидкость, содержащую, главным образом, жидкий метан, можно использовать для абсорбции C2 компонентов, C3 компонентов, С 4 компонентов и более тяжелых углеводородных компонентов из паров, поднимающихся по верхней ректификационной секции и таким образом захватить эти ценные компоненты в жидкий кубовый продукт из деметанизатора. Раньше для обеспечения флегмой верхней ректификационной секции колонны в системах извлечения С 2+ использовали сжатие или части холодного потока пара верхнего погона или сжатие потока пара бокового погона, как показано патентовладельцем в патенте США 4889545 и патентовладельцем в одновременно рассматриваемой заявке 11/839693, соответственно. Удивительно, но заявители обнаружили, что объединение части холодного пара верхнего погона с потоком пара бокового погона и затем сжатие объединенного потока повышает эффективность системы и снижает операционные расходы. В соответствии с настоящим изобретением обнаружено, что можно достичь степени извлечения C2 выше 95% и C3 и С 4+ выше 99%. Кроме того, настоящее изобретение делает возможным практически 100% отделение метана и легких компонентов от C2 компонентов и более тяжелых компонентов при меньших энергетических затратах по сравнению с предыдущим уровнем техники при сохранении степени извлечения. Настоящее изобретение, хотя и применимо при более низких давлениях и более высоких температурах, особенно выгодно при переработке сырьевых газов в диапазоне от 400 до 1500 фунтов на кв. дюйм [от 2758 до 10342 кПа] или выше в условиях, когда переработка ГКЖ требует, чтобы температура в верхней части колонны поддерживалась на уровне -50F [-46C] или ниже. Для лучшего понимания настоящего изобретения сделаны ссылки на следующие примеры и рисунки. Ссылки на рисунки фиг. 1 - блок-схема промышленной установки по переработке природного газа, базирующаяся на известном способе переработки газов и выполненная в соответствии с патентом США 4889545; фиг. 2 - блок-схема промышленной установки переработки природного газа, выполненная в соответствии с настоящим изобретением; и фиг. 3-6 - блок-схемы, иллюстрирующие альтернативные способы применения настоящего изобретения к потоку природного газа. В объяснениях к вышеуказанным рисункам и таблицам приведены данные, обобщающие скорости потоков, рассчитанные для представленных способов разделения. В приведенных здесь таблицах, значения скоростей потоков (в мол./ч) округлены до ближайшего целого числа для удобства. Итоговые скорости потоков, показанные в таблицах, включают в себя все не углеводородные компоненты и, следовательно, их значение, в основном, выше, чем сумма скоростей потоков для углеводородных компонентов. Указанные в таблицах температуры являются приблизительными, округленными до ближайшего градуса. Следует также отметить, что проектные технологические расчеты, выполненные с целью сравнения описываемых способов, основаны на допущении, что не происходит утечки тепла в окружающую среду и наоборот передачи тепла от окружающей среды установке. Качество промышленно выпускаемых изолирующих материалов является достаточным для такого допущения и это допущение таково, которое обычно и делают специалисты в данной области. Для удобства, параметры способа указаны как в традиционных британских единицах, так и в Международной системе измерений (СИ). Молярные скорости потоков, приведенные в таблицах, можно интерпретировать или как фунт-моль/час, или кг-моль/час. Энергопотребление дано в лошадиных силах (л.с) и/или тысячах (миллионах) британских тепловых единиц в час (МБТЕ/час) и соответствует указанным мольным скоростям потоков в фунт-моль/час. Энергопотребление, выраженное через киловатты (кВт) соответствует указанным мольным скоростям потоков в кг-моль/час. Описание прототипа На фиг. 1 показана блок-схема установки по переработке природного газа для извлечения С 2+ компонентов из природного газа и базирующаяся на известном способе переработки в соответствии с патентом США 4889545. В этой модели способа переработки, входящий газ поступает на установку при температуре 49 С и давлении 7171 кПа как поток 31. Если входящий газ содержит соединения серы в такой концентрации, которая не удовлетворяет соответствующим спецификациям на продуктовые потоки, то эти соединения серы удаляют путем соответствующей предварительной обработки сырьевого газа (схема не показана). Кроме того, сырьевой газ обычно обезвоживают, чтобы предотвратить образование воды(льда) в криогенных условиях. С этой целью обычно используют твердый осушитель. Сырьевой поток 31 охлаждают в теплообменнике 10 путем теплообмена с холодным остаточным газом (поток 43 а), жидким продуктом 22 С (поток 42 а), жидкостями из ребойлера деметанизатора при 11 С (поток 41), и жидкостями из бокового ребойлера деметанизатора при -29 С (поток 40). Обратите внимание, что во всех случаях теплообменник 10 представляет собой или несколько отдельных теплообменников или один многоходовой теплообменник или любое их сочетание. (Решение о том, следует ли использовать более одного теплообменника для указанных хладоагентов зависит от ряда факторов, включая, но не ограничиваясь этим,скорость потока входящего газа, размер теплообменника, температуру потока и т.д.). Охлажденный поток 31 а поступает в сепаратор 11 при температуре -28 С и давлении 7067 кПа, где пар (поток 32) отделяют от сконденсировавшейся жидкости (поток 33). Жидкость из сепаратора (поток 33) расширяется до рабочего давления (примерно 2701 кПа) дистилляционной колонны 17 посредством расширительного клапана 16, охлаждая поток -47 С, прежде, чем он поступит в дистилляционную колонну 17 в нижнюю точку ввода питания в средней части колонны. Поток пара (поток 32) из сепаратора 11 разделяют на два потока, 36 и 37. Поток 36, содержащий около 38% всего пара, проходит через теплообменник 12, обмениваясь теплом с холодным остаточным газом (поток 43), где охлаждается до конденсации в значительной степени. Затем полученный в значительной степени конденсированный поток 36 а при температуре 96 С однократно расширяется посредством расширительного клапана 13 до давления, слегка превышающего рабочее давление в дистилляционной колонне 17. Во время расширения часть потока испаря-3 021947 ется, что приводит к дальнейшему охлаждению всего потока. В этом способе, показанном на фиг. 1,расширенный поток 36b, выходя из расширительного клапана 13, достигает температуры -98 С. Расширенный поток 36b нагревают до температуры -95 С и далее испаряют в теплообменник 22, поскольку он обеспечивает нагревание и конденсацию сжатого рециркулированного потока 44 а (как описано позже в параграфе [0026]). Нагретый поток 36 с затем подают в абсорбционную секцию 17 а дистилляционной колонны 17 в верхнюю точку ввода питания в средней части колонны. Оставшиеся 62% пара из сепаратора 11 (поток 37) поступают в рабочую расширительную машину 14, в которой энергия этого пара высокого давления превращается в механическую энергию. В расширительной машине 14 происходит практически изоэнтропийное расширение пара до рабочего давления ректификационной колонны, с совершением работы расширения и охлаждением расширенного потока 37 а до температуры примерно -70 С. Типичные промышленные расширительные машины способны получать порядка 80-85% работы, теоретически доступной при идеальном изоэнтропийном расширении. Эту работу часто используют для приведения в действие центробежного компрессора (например, поз. 15), который можно использовать для повторного сжатия остаточного газа (поток 43b), например. Затем частично конденсированный расширенный поток 37 а направляют в дистилляционную колонну 17 в точку ввода питания средней части колонны. Деметанизатор в колонне 17 представляет собой обычную дистилляционную колонну, состоящую из множества вертикально расположенных, с интервалами, тарелок, одного или больше слоев насадки,или комбинацию тарелок и слоев насадки. Колонна деметанизации состоит из двух секций: верхней абсорбционной (ректификационной) секции 17 а, которая имеет тарелки и/или насадки, обеспечивающие необходимый контакт между частями пара расширенных потоков 36 с и 37 а, поднимающимися вверх, и холодной жидкостью, опускающейся вниз, чтобы сконденсировать и абсорбировать С 2 компоненты, C3 компоненты, и более тяжелые компоненты; и нижней стриппинг-секции 17b, которая имеет тарелки и/или насадки, обеспечивающие необходимый контакт между жидкостями, опускающимися вниз, и парами, поднимающимися вверх. Секция деметанизации 17b также оснащена одним или более ребойлерами (такими, как ребойлер и боковой ребойлер, описанные ранее), которые нагревают и испаряют часть жидкостей, стекающих вниз по колонне, чтобы обеспечить отгонку легких фракций, поднимающихся вверх по колонне, чтобы отделить жидкий продукт, поток 42, от метана и более легких компонентов. Поток 37 а поступает в деметанизатор 17 в промежуточную точку ввода питания, расположенную в нижней части абсорбционной секции 17 а деметанизатора 17. Жидкая часть расширенного потока 37 а смешивается с жидкостями, опускающимися вниз из абсорбционной секции 17 а, и объединенная жидкость продолжает движение вниз в стриппинг-секцию 17b деметанизатора 17. Паровая часть расширенного потока 37 а поднимается вверх по абсорбционной секции 17 а и контактирует с холодной жидкостью,опускающейся вниз, чтобы сконденсировать и абсорбировать C2 компоненты, C3 компоненты и более тяжелые компоненты. В стриппинг-секции 17b деметанайзера 17 входящие потоки освобождаются от содержащегося в них метана и лгких компонентов. Результирующий жидкий продукт (поток 42) выходит из куба колонны 17 при 19 С (основываясь на типичном соотношении метан:этан в кубовом продукте, что соответствует типичной спецификации отношения метана к этану, равному 0,015:1 на базе объема кубового продукта) и нагнетается в теплообменник 10 насосом 20 для нагревания до 47 С, обеспечивая при этом охлаждение входящего газа, как описано ранее. Холодный поток верхнего погона 39 деметанайзера,имеющийся в верху деметанайзера 17 при температуре -99 С, разделяют на газовый поток 43 холодного остатка и рециркуляционный поток 44. Рециркуляционный поток 44 сжимают до давления 3390 кПа компрессором 21 перед подачей в теплообменник 22. Сжатый рециркулированный поток 44 а охлаждают затем от -85 С до -96 С и в значительной степени конденсируют путем теплообмена с расширенным практически сконденсированным потоком 36b, как описано ранее. Затем в значительной степени конденсированный поток 44b расширяется с помощью соответствующего расширительного устройства, например, расширительного клапана 23, до рабочего давления деметанизатора, что приводит к охлаждению общего потока до температуры -101 С. Затем расширенный поток 44 с направляют для питания колонны в дистилляционную колонну 17 в виде верхней подачи. Паровая часть потока 44 с объединяется с парами,уходящими с верхней стадии дистилляционной колонны, с образованием верхнего погона деметанизатора 39. Холодный поток остаточного газа 43 проходит противотоком к сжатому отогнанному потоку пара в теплообменник 12, где нагревается до -32 С (поток 43 а), затем проходит теплообменник 10, где нагревается до -37 С (поток 43b). Затем остаточный газ повторно сжимают в две стадии. На первой стадии газ сжимают компрессором 15, приводимым в действие расширительной машиной 14. На второй стадии газ сжимают компрессором 24, приводимым в действие дополнительным источником питания, который сжимает остаточный газ (поток 43d) до давления в трубопроводе, при котором газ поступает в продажу. После охлаждения до 49 С в выпускном холодильнике 25, продукт - остаточный газ (поток 43 е) направляют для продажи в трубопровод при давлении 7171 кПа, достаточном для соответствия требованиям,предъявляемым к давлению в трубопроводе (обычно порядка давления на входе). Обобщенные данные о скоростях потоков и энергопотреблении для способа переработки, показанного на фиг. 1, представлены в следующей таблице:(На основе не округленных значений скоростей потоков) Описание изобретения На фиг. 2 показана технологическая схема промышленной установки переработки природного газа,выполненная в соответствии с настоящим изобретением. Состав сырьевого газа и условия, рассматриваемые в способе, представленном на фиг. 2 те же, что и для фиг. 1. Следовательно, способ переработки,показанный на фиг. 2, можно сравнить со способом, показанным на фиг. 1, чтобы проиллюстрировать преимущества настоящего изобретения. В модели способа переработки на фиг. 2 входящий газ, поступающий на предприятие при температуре 49 С и давлении 7171 кПа, как поток 31, охлаждают в теплообменнике 10 путем теплообмена с холодным остаточным газом (поток 43 а), жидким продуктом при 24 С (поток 42 а), жидкостями ребойлера деметанизатора при 12 С (поток 41) и жидкостями из бокового ребойлера деметанизатора при -28 С (поток 40). Охлажденный поток 31 а поступает в сепаратор 11 при температуре -31 С и давлении 7067 кПа,где пар (поток 32) отделяют от сконденсировавшейся жидкости (поток 33). Жидкость из сепаратора (поток 33/38) расширяется до рабочего давления (примерно 2766 кПа) дистилляционной колонны 17 посредством расширительного клапана 16, охлаждая поток 38 а до температуры -51 С, прежде, чем он поступит в дистилляционную колонну 17 в нижнюю точку ввода питания в средней части колонны (расположенную ниже точки ввода потока 37 а, как описано в параграфе 00). Пар (поток 32) из сепаратора 11 разделяют на два потока: 34 и 37. Поток 34, содержащий около 28% всего пара, проходит через теплообменник 12, обмениваясь теплом с холодным остаточным газом (поток 43), где охлаждается в значительной степени до конденсации. Затем полученный в значительной степени конденсированный поток 36 а при температуре -96 С, однократно расширяется посредством расширительного клапана 13 до рабочего давления дистилляционной колонны 17. Во время расширения часть потока испаряется, что приводит к дальнейшему охлаждению всего потока. В способе, показанном на фиг. 2, расширенный поток 36b, выходя из расширительного клапана 13, достигает температуры -98 С,прежде, чем будет подан в дистилляционную колонну 17 в верхнюю точку ввода питания в средней части колонны, в абсорбционную секцию 17a. Остальные 72% пара из сепаратора 11 (поток 37) поступают в рабочую расширительную машину 14, в которой энергия этой части пара высокого давления превращается в механическую энергию. В расширительной машине 14 происходит практически изоэнтропийное расширение пара до рабочего давления ректификационной колонны, с работой расширения и охлаждением расширенного потока 37 а до температуры примерно -72 С. Затем частично конденсированный расширенный поток 37 а направляют в дистилляционную колонну 17 в точку ввода питания средней части колонны (расположенную ниже точки входа потока 36b). Деметанизатор в колонне 17 представляет собой обычную дистилляционную колонну, состоящую из множества вертикально расположенных, с интервалами, тарелок, одного или больше слоев насадки, или комбинацию тарелок и слоев насадки. Колонна деметанизации состоит из двух секций: верхней абсорбционной (ректификационной) секции 17 а, которая имеет тарелки и/или насадки,обеспечивающие необходимый контакт между паровой частью расширенных потоков 36ba и 37 а, поднимающимися вверх, и холодной жидкостью, опускающейся вниз, чтобы сконденсировать и абсорбироватьC2 компоненты, C3 компоненты, и более тяжелые компоненты из паров, поднимающихся вверх; и нижней стриппинг-секции 17b, которая имеет тарелки и/или насадки, обеспечивающие необходимый контакт между жидкостями, опускающимися вниз, и парами, поднимающимися вверх. Секция деметанизации 17b также оснащена одним или более ребойлерами (такими, как ребойлер и боковой ребойлер, описанные ранее), которые нагревают и испаряют часть жидкостей, стекающих вниз по колонне, обеспечивая отгонку легких фракций, поднимающихся вверх по колонне и отделяя жидкий продукт, поток 42, от метана и более легких компонентов. Поток 37 а поступает в деметанизатор 17 в промежуточную точку ввода питания, расположенную в нижней зоне абсорбционной секции 17 а деметанизатора 17. Жидкая часть расширенного потока 37 а смешивается с жидкостями, опускающимися вниз из абсорбционной секции 17 а, и объединенная жидкость продолжает движение вниз в стриппинг-секцию 17b деметанизатора 17. Паровая часть расширенного потока 37 а поднимается вверх по абсорбционной секции 17 а и контактирует с холодной жидкостью, опускающейся вниз, чтобы сконденсировать и абсорбировать C2 компоненты,C3 компоненты и более тяжелые компоненты. Часть отогнанного пара (поток 45) выводят из верхней зоны абсорбционной секции 17 а дистилляционной колонны 17, выше точки ввода расширенного потока 36b в средней зоне абсорбционной секции 17 а. Поток отогнанного пара 45 при температуре -96 С объединяют с первой частью (поток 44) потока пара верхнего погона 39 при температуре -98 С с образованием объединенного потока пара 46 при -98. Объединенный поток пара 46 сжимают до давления 4728 кПа посредством компрессора для флегмы 21,затем охлаждают от -65 до -96 С и в значительной степени конденсируют (поток 46b) в теплообменнике 12 путем теплообмена с потоком 43 холодного остаточного газа, оставшейся второй частью потока верхнего погона 39 деметанизатора, выходящего с верха деметанизатора 17. В значительной степени конденсированный поток 46b однократно расширяется до рабочего давления деметанизатора 17 посредством расширительного клапана 23. Часть пара в потоке испаряется, охлаждая поток 46 с до -101 С, прежде,чем он поступит виде холодной верхней подачи (флегмы) в деметанизатор 17. Эта холодная жидкая флегма абсорбирует и конденсирует C2 компоненты, C3 компоненты и более тяжелые компоненты, поднимающиеся в верхней зоне ректификации абсорбционной секции 17 а деметанизатора 17. В стриппинг-секции 17b деметанизатора 17, входящие потоки освобождаются от метана и более легких компонентов. Полученный жидкий продукт (поток 42) выходит из куба колонны 17 при 21 С (соотношение метан:этан в кубовом продукте соответствует типичной спецификации соотношения метана к этану, равному 0,015:1 (объемное соотношение кубового продукта и нагнетается в теплообменник 10 насосом 20 для нагрева до температуры 47 С, обеспечивая охлаждение при этом входящего газа, как было описано ранее. Охлажденный поток остаточного газа 43 проходит противотоком к газу и сжатому комбинированному потоку пара, поступая в теплообменник 12, где нагревается до -39 С (поток 43 а) и проходит противотоком к подаваемому газу, входящему в теплообменник 10, где нагревается до температуры 36 С (поток 43b), обеспечивая охлаждение, описанное ранее. Затем остаточный газ повторно сжимают в две стадии, компрессором 15, приводимым в действие расширительной машиной 14 и компрессором 24, приводимым в действие дополнительным источником энергии. Затем поток 43d охлаждают до 49 С в выпускном холодильнике 25, продукт - остаточный газ (поток 43 е) направляют для продажи в трубопровод при давлении 7171 кПа, достаточном для соответствия требованиям, предъявляемым к давлению в трубопроводе (обычно порядка давления на входе). Обобщенные данные о скоростях потоков и энергопотреблении для способа переработки, показанного на фиг. 2, представлены в следующей таблице: Таблица II (Фиг. 2). Обобщенные данные о скоростях потоков, выраженные в фунт-моль/час [кг-мол./ч](На основе не округленных значений скоростей потоков) Сравнение данных, приведенных в табл. I и II, показывает, что в настоящем изобретении в основном производятся те же извлечения, что и в прототипе. Однако дополнительные сравнения данных, приведенных в табл. I и II показывают, что выход продукта был достигнут при значительно меньших затратах энергии, чем в прототипе. Если сравнивать эффективность извлечения (определяемую, как количество извлеченного этана в расчете на единицу затраченной энергии), то настоящее изобретение показывает повышение эффективности на более 4% по сравнению с предыдущим способом переработки, представленным на фиг. 1. Подобно способу, описанному в прототипе и показанному на фиг. 1. в настоящем изобретении используется расширенный практически сконденсированный входящий поток 36b, подаваемый в абсорбционную секцию 17 а деметанайзера 17 для обеспечения извлечения большого количества компонентовC2, компонентов C3 и более тяжелых углеводородных компонентов, содержащихся в расширенном потоке 37 а, и в парах поднимающихся из стриппинг-секции 17b, и дополнительную ректификацию, создаваемую флегмовым потоком 46 с для снижения количества компонентов C2, компонентов C3 и компонентов С 4+, содержащихся во входящем сырьевом газе, которые теряются, уходя с остаточным газом. Однако согласно настоящему изобретению также снижается ректификация, необходимая в абсорбционной секции 17 а, дополнительно к тому, что описано согласно способу на фиг. 1 в прототипе, за счет конденсации флегмового потока 46 с без нагревания какого-либо сырья (потоки 36b, 37 а), подаваемого в абсорбционную секцию 17 а. Если практически конденсированный поток 36b нагревается, чтобы прошла конденсация, как описано в способе по прототипу по фиг. 1, то не только меньше холодной жидкости из потока 36b будет доступно для ректификации паров, поднимающихся в абсорбционной секции 17 а, но и значительно больше паров будет в верхней зоне абсорбционной секции 17 а, которые подлежат ректификации за счет флегмового потока. Как можно видеть, сравнивая флегмовый поток 44 в таблице I с флегмовым потоком 46 в таблице II, фактический результат заключается в том, что согласно способу по прототипу по фиг. 1 больше флегмы требуется для предотвращения ухода компонентов С 2 с потоком остаточного газа, чем в настоящем изобретении, что снижает эффективность извлечения компонентов по сравнению с настоящим изобретением. Ключевым усовершенствованием настоящего изобретения по сравнению со способом, описанным в прототипе по фиг. 1, является то, что только холодный поток остаточного газа 43 необходим, для охлаждения в теплообменнике 12, благодаря чему достаточное количество метана конденсируется из комбинированного сжатого парового потока 46 а для использования в качестве флегмового потока без дополнительной значительной нагрузки на ректифицирование в абсорбционной секции 17 а при этом не требуя дополнительной значительной ректификационной нагрузки на абсорбционную секцию 17 а за счет избыточного испарения потока 36b, что требуется в способе по протитипу, показанном на фиг. 1. Другие варианты воплощения изобретения В соответствии с настоящим изобретением, как правило, выгоднее спроектировать абсорбционную(ректификационную) секцию деметанизатора с несколькими теоретическими ступенями разделения. Однако преимущества настоящего изобретения можно получить при наличии всего лишь двух теоретических ступеней разделения. Например, весь или часть расширенного флегмового потока (поток 46 с), уходящего из расширительного клапана 23 и весь или часть расширенного в значительной степени конденсированного потока 36b после расширительного клапана 13 можно объединить (например в трубопроводе, который подсоединяет расширительные клапаны к деметанизатору) и при тщательном смешении пары и жидкости смешаются вместе и разделятся в соответствии с относительной летучестью различных компонентов общих объединенных потоков. Такое смешение двух потоков в сочетании с контактированием по крайней мере с частью расширенного потока 37 а, следует рассматривать в пределах цели этого изобретения, как составной элемент абсорбционной секции. На фиг. 3-6 показаны другие варианты воплощения настоящего изобретения. На фиг. 2-4 дистилляционная колонна спроектирована в виде одного аппарата. На фиг. 5-6 показаны дистилляционные колонны, спроектированные в виде двух аппаратов: абсорбционная (ректификационная) колонна 17 (устройство для контактирования и разделения) и стриппинг (дистилляционная) колонна 19. В таких случаях, поток пара верхнего погона 48 из стриппинг-колонны 19 направляют в нижнюю секцию абсорбционной колонны 17 (через поток 49), чтобы привести в контакт с флегмовым потоком 46 с и расширенным и в значительной степени конденсированным потоком 36b. Насос 18 используют для подачи жидкостей (по-7 021947 ток 47), вытекающих из куба абсорбционной колонны 17, в верхнюю часть стриппинг-колонны 19, так что обе колонны эффективно функционируют как одна дистилляционная система. Решение о том, строить ли дистилляционную колонну в виде одного аппарата (например, деметанизатора 17 на фиг. 2-4) или нескольких аппаратов будет зависеть от ряда факторов, таких как размер предприятия, расстояние до производственных помещений и т.д. Некоторые обстоятельства могут благоприятствовать выводу отогнанного потока пара 45 на фиг. 3 и 4 из нижней зоны абсорбционной секции 17 а выше точки ввода расширенного потока 37 а (поток 51), а не из верхней зоны абсорбционной секции 17 а выше точки ввода расширенного и в значительной степени конденсированного потока 36b (поток 50). Подобно этому на фиг. 5 и 6, поток отогнанного пара 45 можно вывести из абсорбционной колонны 17 выше точки ввода расширенного потока 36b (поток 50) или выше точки ввода потока 37 а (поток 51). В других случаях может оказаться преимуществом вывод отогнанного потока пара 45 из верхней зоны стриппинг-секции 17b в деметанизаторе 17 (поток 52) на фиг. 3 и 4. Аналогично на фиг. 5 и 6, часть (поток 52) потока пара верхнего погона 48 из стриппингколонны 19 можно объединить с потоком 44, а остальную часть (поток 49) направить в нижнюю секцию абсорбционной колонны 17. Как описано ранее, сжатый объединенный поток пара 46 а является в значительной степени конденсированным и полученный конденсат используют для абсорбции ценных компонентов C2, компонентовC3 и более тяжелых компонентов из паров, поднимающихся в абсорбционной секции 17 а деметанизатора 17 или в абсорбционной колонне 17. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом воплощения изобретения. Оно может быть выгодно, например, если обрабатывать только часть этих паров таким образом, или использовать только часть конденсата в качестве абсорбента, в случаях, где другие конструкторские решения показывают, что части паров или конденсата следует направить в обход абсорбционной секции 17 а деметанизатора 17 или абсорбционной колонны 17. В одних обстоятельствах может оказаться предпочтительной частичная конденсация, а не практически полная, сжатого объединенного потока пара 46 а в теплообменнике 12. В других обстоятельствах может быть выгодно, чтобы поток отогнанного пара 45 был полностью потоком пара бокового погона ректификационной колонны 17 или абсорбционной колонны 17, а не частью потока пара бокового погона. Следует также отметить, что,в зависимости от состава входящего газового потока, может быть выгоднее использовать внешние теплоносители, чтобы обеспечить частичное охлаждение сжатого объединенного потока пара 46 а в теплообменнике 12. Характеристики сырьевого газа, размер предприятия, доступное оборудование или другие факторы могут указать на то, что можно исключить рабочую расширительную машину 14, или заменить ее альтернативным устройством для расширения (таким, как расширительный клапан). Хотя расширение отдельного потока изображено на примере конкретного устройства расширения, в случае необходимости можно использовать альтернативные способы расширения. Например, характеристики потока могут служить обоснованием для рабочего расширения в значительной степени конденсированной части сырьевого потока (поток 36 а) или в значительной степени конденсированного флегмового потока (поток 46b),уходящего из теплообменника 12. В зависимости от количества более тяжелых углеводородов в сырьевом газе и давления сырьевого газа, охлажденный поток сырьевого газа 31 а, уходящий из теплообменника 10 на фиг. 2-6 может не содержать какую-либо жидкость (потому что газ находится выше его точки росы, или выше его криконденбара (точки максимального давления, при которой могут сосуществовать две фазы. В таких случаях,сепаратор 11, показанный на фиг. 2-6, не требуется. Жидкость высокого давления (поток 33 на фиг. 2-6) необязательно расширять и подавать в колонну в точку ввода питания средней части дистилляционной колонны. Вместо этого всю ее или часть можно объединить с частью выходящего из сепаратора пара (поток 34), поступающего в теплообменник 12. (Такая ситуация показана на фиг. 2-6, где поток 35 обозначен пунктирной линией). Любая оставшаяся часть жидкости может быть расширена посредством подходящего устройства для расширения, такого как расширительный клапан или расширительная машина, и подана в колонны в точку ввода питания средней части дистилляционной колонны (поток 38 а на фиг. 2-6). Поток 38 также можно использовать для охлаждения входящего газа или в каком-либо теплообменнике перед или после стадии расширения перед направлением в деметанизатор. [0047] В соответствии с настоящим изобретением, можно использовать внешние теплоносители с целью дополнительного охлаждения входящего газа, охлаждаемого различными технологическими потоками, особенно в случае входящего газа, богатого летучими компонентами. Использование и распределение жидкостей, выходящих из сепаратора, и жидкостей бокового погона,выходящих из деметанизатора, для целей теплообмена и конкретное расположение теплообменников для охлаждения входящего газа необходимо оценивать для каждого конкретного применения, так же как выбор технологических потоков для конкретного вида теплообмена. В соответствии с настоящим изобретением, разделение потока пара можно осуществить разными путями. В способах, показанных на фиг. 2, 3 и 5, разделение потока пара имеет место после охлаждения и сепарации каких-либо жидкостей, которые могут образоваться. Однако газ высокого давления можно разделить перед любым охлаждением входящего газа, как показано на фиг. 4 и 6. В некоторых вариантах воплощения изобретения, эффективное разделение пара можно осуществить в сепараторе. Следует также признать, что относительное количество исходного сырьевого газа, содержащееся в каждой ветви разделенного на части пара, будет зависеть от нескольких факторов, включая давление газа, состав сырьевого газа, количество тепла, которое эффективно (с точки зрения экономики) можно извлечь из сырьевого газа, и доступная мощность в лошадиных силах. Повышенная подача потока в верхнюю часть колонны может повысить извлечение компонентов при одновременном снижении мощности, получаемой от расширителя, тем самым увеличивая потребность в мощности в лошадиных силах для повторного сжатия. Повышенная подача потока в нижнюю часть колонны снижает потребляемую мощность в лошадиных силах, но также может снизить извлечение компонентов. Относительные расположения точек ввода питания в средней части колонны могут варьировать в зависимости от состава входящего газа или других факторов, таких как желаемое извлечение компонентов и количество жидкости,образующейся при охлаждении входящего газа. Кроме того, два или более потоков питания колонны или частей этих потоков можно объединять в зависимости от относительных температур и количества индивидуальных потоков, и объединенный поток затем подавать на питание колонны в среднюю часть колонны. Настоящее изобретение обеспечивает повышенное извлечение компонентов C2, компонентов C3 и более тяжелых углеводородных компонентов в расчете на количество потребляемой энергии, требуемой для осуществления способа переработки. Улучшение в потреблении энергии вспомогательными устройствами, необходимыми для осуществления деметанизации или деэтанизации, может проявляться в форме снижения потребляемой мощности для сжатия или повторного сжатия, снижения потребляемой мощности для охлаждения с помощью внешних теплоносителей, снижения потребности в энергии для ребойлеров колонны или их комбинации. Хотя здесь описано то, что считается предпочтительными вариантами воплощения изобретения,специалисты в этой области поймут, что возможны другие и дальнейшие модификации предлагаемого изобретения, например, адаптирование изобретения к разным условиям, типам исходного сырья или к другим требованиям без отклонения от сути настоящего изобретения, как оно определено следующей формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ разделения газового потока, содержащего метан, компоненты C2, компоненты C3 и более тяжелые углеводородные компоненты, на летучую фракцию остаточного газа и относительно менее летучую фракцию, содержащую основную часть указанных компонентов C2, компонентов C3 и более тяжелых углеводородных компонентов, либо указанных компонентов C3 и более тяжелых углеводородных компонентов, согласно которому:(а) указанный газовый поток охлаждают под давлением с получением охлажденного потока;(б) указанный охлажденный поток расширяют до более низкого давления с дальнейшим охлаждением потока и(в) указанный более охлажденный поток направляют в дистилляционную колонну и фракционируют при указанном более низком давлении, в результате чего компоненты указанной относительно менее летучей фракции извлекаются; отличающийся тем, что после охлаждения указанный охлажденный поток разделяют на первый и второй потоки и(1) указанный первый поток охлаждают для конденсации всего его в значительной степени и затем расширения до указанного более низкого давления и при этом дополнительного охлаждения;(2) указанный расширенный охлажденный первый поток затем подают в указанную дистилляционную колонну в верхнюю точку ввода питания в средней части колонны;(3) указанный второй поток расширяют до указанного более низкого давления и подают в указанную дистилляционную колонну в точку ввода питания средней части колонны, расположенную ниже указанной верхней точки ввода питания в средней части колонны;(4) поток пара верхнего погона выводят из верхней зоны указанной дистилляционной колонны и разделяют, по крайней мере, на первую и вторую части;(5) поток отогнанного пара выводят из зоны указанной дистилляционной колонны выше указанной верхней точки ввода питания в средней части колонны и объединяют с указанной первой частью с образованием объединенного потока пара;(6) указанный объединенный поток пара сжимают до более высокого давления;(7) указанный сжатый объединенный поток пара направляют для теплообмена с указанной второй частью, тем самым указанная вторая часть нагревается, а указанный сжатый комбинированный поток пара охлаждается достаточно для конденсации, по меньшей мере, его части с образованием конденсированного потока, после чего выгружают по крайней мере часть указанной нагретой второй части в виде указанной летучей фракции остаточного газа;(8) по крайней мере часть указанного конденсированного потока расширяют до указанного более низкого давления, после чего направляют в указанную дистилляционную колонну в верхнюю точку ввода питания; и(9) количества и температуры потоков, входящих в указанную дистилляционную колонну являются эффективными, чтобы поддерживать температуру верхней части указанной дистилляционной колонны такой, при которой извлекается большая часть компонентов в указанной относительно менее летучей фракции. 2. Способ по п.1, при котором:(a) перед охлаждением указанный газовый поток разделяют на указанный первый и второй потоки; и(b) указанный второй поток охлаждают и затем расширяют до более низкого давления и подают в указанную дистилляционную колонну в указанную точку ввода питания средней части колонны. 3. Способ по п.1, при котором указанный газовый поток охлаждают достаточно, чтобы частично сконденсировать его, и(a) указанный частично конденсированный газовый поток разделяют, чтобы получить поток пара и по крайней мере один поток жидкости;(b) указанный поток пара затем разделяют на указанный первый и второй потоки; и(c) по крайней мере часть по крайней мере одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в нижнюю точку ввода питания в средней части колонны, расположенную ниже указанной точки ввода питания средней части колонны. 4. Способ по п.2, при котором:(a) указанный второй поток охлаждают под давлением в достаточной мере, чтобы частично сконденсировать его;(b) указанный частично конденсированный второй поток разделяют, чтобы получить поток пара и по крайней мере один поток жидкости;(c) указанный поток пара расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в упомянутую точку ввода питания средней части колонны; и(d) по крайней мере часть, по крайней мере, указанного одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в нижнюю точку ввода питания в средней части колонны, расположенную ниже указанной точки ввода питания средней части колонны. 5. Способ по п.3, при котором:(a) указанный первый поток объединяют по крайней мере с частью, по крайней мере, указанного одного потока жидкости с образованием объединенного потока, после чего указанный объединенный поток охлаждают для конденсации всего его в значительной степени, дальнейшего расширения до более низкого давления и в результате дополнительного его охлаждения;(b) указанный расширенный охлажденный комбинированный поток подают в указанную дистилляционную колонну в упомянутую верхнюю точку ввода питания в средней части колонны; и(c) какую-либо оставшуюся часть, по крайней мере, указанного одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в упомянутую нижнюю точку ввода питания в средней части колонны. 6. Способ по п.1, при котором:(а) указанный расширенный охлажденный первый поток подают в точку ввода питания в средней части устройства для контактирования и разделения, в котором образуется дополнительный поток пара верхнего погона и поток кубовой жидкости, после чего указанный поток кубовой жидкости подают в указанную дистилляционную колонну;(b) указанный второй поток расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанное устройство для контактирования и разделения в первую нижнюю точку ввода питания устройства, расположенную ниже указанной точки ввода питания средней части устройства;(c) упомянутый поток пара верхнего погона выводят из верхней зоны указанной дистилляционной колонны и подают в указанное устройство для контактирования и разделения во вторую нижнюю точку ввода питания устройства, расположенную ниже указанной точки ввода питания средней части устройства;(d) указанный дополнительный поток пара верхнего погона разделяют, по крайней мере, на указанные первую и вторую части;(e) упомянутый поток отогнанного пара выводят из зоны указанного устройства для контактирования и разделения выше указанной точки ввода питания средней части устройства;(f) по крайней мере, часть указанного конденсированного потока расширяют до указанного пониженного давления, после чего направляют в указанное устройство для контактирования и разделения в верхнюю точку ввода питания; и(g) количества и температуры указанных потоков, входящих в указанное устройство для контактирования и разделения, являются эффективными, чтобы поддерживать температуру верхней части указанного устройства для контактирования и разделения такой, при которой извлекается большая часть компонентов в указанной относительно менее летучей фракции. 7. Способ по п.6, при котором перед охлаждением указанный газовый поток разделяют на первый и второй потоки и указанный второй поток охлаждают, после чего расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанное устройство для контактирования и разделения в указанную первую нижнюю точку ввода питания устройства. 8. Способ по п.6, при котором указанный газовый поток охлаждают достаточно, чтобы частично сконденсировать его, и(a) указанный частично конденсированный газовый поток разделяют, чтобы получить поток пара и по крайней мере один поток жидкости;(b) указанный поток пара затем разделяют на указанные первый и второй потоки и(c) по крайней мере часть, по крайней мере, указанного одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в точку ввода питания средней части колонны. 9. Способ по п.7, при котором:(a) указанный второй поток охлаждают под давлением достаточным, чтобы частично сконденсировать поток;(b) указанный частично конденсированный второй поток разделяют, получая поток пара и по крайней мере один поток жидкости;(c) указанный поток пара расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанное устройство для контактирования и разделения в указанную первую нижнюю точку ввода питания устройства и(d) по крайней мере часть указанного по крайней мере одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления, после чего подают в указанную дистилляционную колонну в точку ввода питания средней части колонны. 10. Способ по п.8, при котором:(a) указанный первый поток объединяют по крайней мере с частью по крайней мере одного потока жидкости с образованием объединенного потока, после чего указанный объединенный поток охлаждают для практически полной его конденсации и в результате дополнительного охлаждения;(b) указанный расширенный охлажденный объединенный поток подают в указанную точку ввода питания в средней части указанного устройства для контактирования и разделения;(c) какую-либо оставшуюся часть указанного по крайней мере одного потока жидкости расширяют до указанного пониженного давления и подают в указанную дистилляционную колонну в указанную точку ввода питания средней части колонны. 11. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что указанный поток отогнанного пара выводят из зоны указанной дистилляционной колонны ниже указанной верхней точки ввода питания в верхней части колонны и выше указанной точки ввода питания в средней части колонны. 12. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что указанный поток отогнанного пара выводят из зоны указанной дистилляционной колонны ниже указанной точки ввода питания средней части колонны. 13. Способ по пп.6-10, отличающийся тем, что указанный поток отогнанного пара выводят из зоны указанного устройства для контактирования и разделения ниже указанной точки ввода питания в средней части устройства и выше указанных первой и второй нижних точек ввода питания в устройство. 14. Способ по пп.6-10, отличающийся тем, что указанный поток пара верхнего погона разделяют на указанный поток отогнанного пара и дополнительный поток отогнанного пара, после чего указанный дополнительный поток отогнанного пара подают в указанное устройство для контактирования и разделения в указанную вторую нижнюю точку ввода питания устройства.
МПК / Метки
МПК: F25J 3/00
Метки: переработка, углеводородного, газа
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/14-21947-pererabotka-uglevodorodnogo-gaza.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Переработка углеводородного газа</a>
Предыдущий патент: (11β,17β)-17-гидрокси-11-[4-(метилсульфонил)фенил]-17-(пентафторэтил)эстра-4,9-диен-3-он и лекарственное средство, его содержащее
Следующий патент: Контейнер с подъемным элементом
Случайный патент: Система для защиты программного обеспечения на компакт-диске.