Способ удаления углекислого газа, этана и более тяжелых компонентов из природного газа
Формула / Реферат
1. Способ удаления углекислого газа, этана и более тяжелых компонентов из потока, находящегося под высоким давлением природного газа, включающего метан, углекислый газ, этан и более тяжелые компоненты, причем этот способ включает:
(a) частичную конденсацию и расширение потока, находящегося под высоким давлением природного газа для получения потока, обогащенного метаном и углекислым газом, и, по меньшей мере, одного потока жидкости, обогащенного этаном и более тяжелыми компонентами;
(b) введение потока, обогащенного метаном и углекислым газом, при фракционирующем давлении в ректификационную колонну, которая включает множество ректификационных каскадов;
(c) введение потока(ов) жидкости при фракционирующем давлении в ректификационную колонну на уровне, который ниже уровня введения потока, обогащенного метаном и углекислым газом;
(d) удаление из ректификационной колонны, ниже уровня введения потока(ов) жидкости, по меньшей мере, одного потока текучей среды, нагревание потока(ов) текучей среды для получения кипящего потока(ов) и введение кипящего потока(ов) в ректификационную колонну;
(e) удаление со дна ректификационной колонны потока жидкости, обогащенного углекислым газом, этаном и более тяжелыми компонентами;
(f) удаление из верхней части ректификационной колонны газообразного отбираемого сверху потока, обогащенного метаном,
отличающийся тем, что способ дополнительно включает
(д) охлаждение газообразного отбираемого сверху потока при фракционирующем давлении для получения двухфазовой текучей среды, разделение двухфазовой текучей среды на охлажденный газообразный отбираемый сверху поток и поток жидкости и введение этого потока жидкости как первого орошающего потока в ректификационную колонну на уровне, выше уровня введения потока, обогащенного метаном и углекислым газом; и
(h) расширение охлажденного газообразного отбираемого сверху потока для получения двухфазовой текучей среды при низком давлении, разделение двухфазовой текучей среды на поток газообразного продукта и поток жидкости и введение потока жидкости как второго орошающего потока во фракционирующую колонну на уровне, выше чем уровень введения первого орошающего потока.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газообразный отбираемый сверху поток охлаждают с помощью косвенного теплообмена с потоком газообразного продукта.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что поток, обогащенный метаном и углекислым газом при фракционирующем давлении, охлаждают с помощью косвенного теплообмена перед введением этого потока в ректификационную колонну.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что часть находящегося под высоким давлением потока природного газа охлаждают с помощью косвенного теплообмена с потоком газообразного продукта.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что остаток потока находящегося под высоким давлением природного газа охлаждают с помощью косвенного теплообмена с хладагентом и/или с помощью косвенного теплообмена, по меньшей мере, с одним из потоков текучей среды, удаляемым из ректификационной колонны на этапе (d).
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что поток газообразного продукта подвергают сжатию до давления в магистрали для получения сжатого газообразного продукта.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть тепла сжатия удаляют из сжатого газообразного продукта с помощью косвенного теплообмена с частью потока жидкости, удаляемого со дна ректификационной колонны для получения кипящего потока, который вводят в ректификационную колонну.
8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что этапы (а), (b) и (с) включают охлаждение, по меньшей мере, части потока находящегося под высоким давлением природного газа с помощью косвенного теплообмена с потоком газообразного продукта и охлаждения остатка с помощью косвенного теплообмена с хладагентом и/или с помощью косвенного теплообмена, по меньшей мере, с одним из потоков текучей среды, удаляемым с ректификационной колонны на этапе (d) для получения частично конденсированного потока(ов) при высоком давлении; объединение частично конденсированных потоков; разделение комбинированных частично конденсированных потоков на первый газообразный поток и первый поток жидкости, причем последний поток вводят при фракционирующем давлении в ректификационную колонну; расширение первого газообразного потока для получения частично конденсированного потока при более низком давлении; разделение частично конденсированного потока на второй газообразный поток и второй поток жидкости, причем последний поток вводят при фракционирующем давлении в ректификационную колонну на уровне выше, чем уровень введения первого потока жидкости; охлаждение второго газообразного потока с помощью косвенного теплообмена с потоком газообразного продукта и введение охлажденного второго газообразного потока при фракционирующем давлении в ректификационную колонну выше уровня введения второго потока жидкости.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что поток газообразного продукта сжимают до давления в магистрали и, по меньшей мере, часть тепла сжатия удаляют из сжатого газообразного продукта с помощью косвенного теплообмена с частью потока жидкости, удаляемого со дна ректификационной колонны для получения кипящего потока, который вводят в ректификационную колонну.
10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что дополнительно включает удаление жидкости из ректификационной колонны ниже уровня введения потока(ов) жидкости на этапе (с), удаление углекислого газа из этой жидкости и введение этой жидкости в ректификационную колонну.
Текст
1 Настоящее изобретение относится к способу удаления углекислого газа, этана и более тяжелых компонентов из потока природного газа высокого давления, включающего метан,углекислый газ, этан и более тяжелые компоненты. Более конкретно, настоящее изобретение относится к такому способу, при котором природный газ включает относительно большой объем углекислого газа, вплоть да 5 моль по процентному составу. В патентном описании США 4.444.577 представлен способ удаления двуокиси углерода, этана и более тяжелых компонентов из потока природного газа, находящегося под большим давлением, включающего метан, углекислый газ, этан и более тяжелые компоненты, причем этот способ включает:(a) частичную конденсацию и расширение потока природного газа, находящегося под большим давлением, для получения потока,обогащенного метаном и углекислым газам, и,по меньшей мере, один поток жидкости, обогащенной этаном и более тяжелыми компонентами;(b) введение потока, обогащенного метаном и углекислым газом, под фракционирующим давлением в ректификационную колонну,которая включает множество ректификационных каскадов;(c) введение потока(ов) жидкости под фракционирующим давлением в ректификационную колонну на уровне, который находится ниже уровня введения потока, обогащенного метаном и углекислым газом;(d) удаление из ректификационной колонны ниже уровня введения жидкого потока(ов),по меньшей мере, одного потока текучей среды,нагревание потока(ов) текучей среды для получения кипящего потока(ов) и введение кипящего потока(ов) в ректификационную колонну;(e) удаление со дна ректификационной колонны потока жидкости, обогащенного углекислым газом, этаном и более тяжелыми компонентами; и(f) удаление из верхней части ректификационной колонны газообразного отбираемого сверху потока, обогащенного метаном. При известном способе газообразный отбираемый сверху поток частично конденсируется для получения потока газообразного продукта, который обогащается метаном, и потока жидкости, который вводится как орошение в верхнюю часть ректификационной колонны. Частичная конденсация газообразного отбираемого сверху потока осуществляется путем расширения этого газообразного отбираемого сверху потока до низкого давления в детандере, выполненном в виде турбодетандера. По потоку турбодетандера расширенный и охлажденный отбираемый сверху поток разделяется на поток газообразного продукта и поток жидкости, и этот поток жидкости вводится в верхнюю часть 2 ректификационной колонны как орошающий поток. Путем расширения газообразного отбираемого сверху потока этот отбираемый сверху поток достаточно охлаждается для достижения конденсации этана и более тяжелых компонентов, которые были захвачены в газообразном отбираемом сверху потоке. Расширение осуществляется до давления ниже фракционирующего давления в ректификационной колонне, и, следовательно, орошающий поток должен закачиваться в ректификационную колонну. Известный способ был разработан для обработки природного газа, включающего углекислый газ, примерно, до 0,6 моль по процентному составу, так что отсутствует необходимость в этапе удаления двуокиси углерода. Заявитель обнаружил, что когда природный газ содержит большее количество углекислого газа, углекислый газ в турбодетандере может замерзнуть, и это будет вызывать проблемы при работе. Целью настоящего изобретения является обеспечение способа удаления углекислого газа,этана и более тяжелых компонентов из потока находящегося под высоким давлением природного газа, который включает метан, углекислый газ, этан и более тяжелые компоненты, которые совместимы с высокой концентрацией углекислого газа в природном газе. Для этого способ удаления углекислого газа, этана и более тяжелых компонентов из потока, находящегося под высоким давлением природного газа, включающего метан, углекислый газ, этан и более тяжелые компоненты, в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что далее включает:(g) охлаждение газообразного отбираемого сверху потока при фракционирующем давлении для получения двухфазовой текучей среды, разделение двухфазовой текучей среды на охлажденный газообразный отбираемый сверху поток и поток жидкости и введение потока жидкости как первого орошающего потока в ректификационную колонну на уровне выше уровня введения потока, обогащенного метаном и углекислым газом;(h) расширение охлажденного газообразного отбираемого сверху потока для получения двухфазовой текучей среды под низким давлением, разделение двухфазовой текучей среды на поток газообразного продукта и поток жидкости и введение потока жидкости как второго орошающего потока в ректификационную колонну на уровне выше уровня введения первого орошающего потока. В настоящем изобретении используется то явление, что углекислый газ растворяется в этане. Для удаления достаточно большого количества углекислого газа температура, до которой охлаждается газообразный отбираемый сверху поток, выбирается таким образом, что конденсируется такое количество этана, что достаточ 3 но большое количество углекислого газа удаляется с конденсированным этаном. Углекислый газ, растворенный в конденсированном этане,возвращается в ректификационную колонну в первом орошающем потоке. Поток природного газа включает до 5 моль по процентному составу углекислого газа, от 3 до 10 моль по процентному составу этана и до 10 моль по процентному составу более тяжелых компонентов, причем балансом является метан. Дополнительно поток природного газа по выбору может включать азот. Высокое давление природного газа предпочтительно находится в диапазоне от 4,5 до 6,0 Мра (абсолютное), фракционирующее давление находится ниже высокого давления и предпочтительно в диапазоне от 3,0 до 3,5 Мра (абсолютное), а низкое давление является ниже фракционирующего давления и предпочтительно в диапазоне от 1,5 до 2,0 Мра (абсолютное). Минимальная величина более низкого давления выбирается таким образом, что при низких температурах, связанных с низким давлением, и при получаемой низкой концентрации углекислого газа замерзание углекислого газа не произойдет. Предпочтительно второй орошающий поток вводится в верхнюю часть ректификационной колонны. Когда колонна обеспечена ректификационными тарелками, ректификационный каскад соответствует одной ректификационной тарелке, а когда колонна обеспечена насадкой (произвольной или структурированной), ректификационный каскад соответствует теоретическому каскаду. Когда в описании и в формуле изобретения уровень введения потока в ректификационную колонну определяется относительно введения другого потока, между двумя уровнями имеется,по меньшей мере, один ректификационный каскад, то же самое относится к определению уровня удаления потока из ректификационной колонны. Верхняя часть ректификационной колонны представляет собой ту часть ректификационной колонны, которая расположена выше самого высокого ректификационного каскада, а дно колонны представляет собой ту часть ректификационной колонны, которая расположена ниже самого нижнего ректификационного каскада. Поток газообразного продукта предпочтительно используется для охлаждения с помощью косвенной теплопередачи газообразного отбираемого сверху потока на этапе (g). Заявитель помимо этого обнаружил, что поток газообразного продукта может далее быть использован для охлаждения текущего в противоположном направлении потока природного газа в ректификационной колонне. Для достижения высокоэффективного теплообмена газообразный отбираемый сверху поток использует 000759 4 ся для охлаждения путем косвенного теплообмена потока, обогащенного метаном и углекислым газом при фракционирующем давлении до того, как этот поток вводится в ректификационную колонну. После этого теплообмена поток газообразного продукта может далее быть использован для охлаждения путем косвенного теплообмена части потока природного газа, находящегося под высоким давлением. Остаток потока находящегося под высоким давлением природного газа может охлаждаться с помощью косвенного теплообмена с хладагентом и/или с помощью косвенного теплообмена,по меньшей мере, с одним из потоков текучей среды, удаляемой из фракционирующей колонны на этапе (d). Настоящее изобретение будет теперь описано на примере со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг.1 представляет собой блок-схему установки для выполнения первого варианта осуществления настоящего изобретения; на фиг.2 показан альтернативный вариант установки, изображенной на фиг.1. Обратимся к фиг.1, на которой показана первая блок-схема установки для удаления углекислого газа, этана или более тяжелых компонентов из потока находящегося под высоким давлением природного газа, включающего метан, углекислый газ, этан и более тяжелые компоненты в соответствии с настоящим изобретением. Поток находящегося под высоким давлением природного газа, подаваемый через трубопровод 10, частично конденсируется в теплообменнике 12 с помощью косвенного теплообмена с внешним хладагентом, а полученная двухфазовая текучая среда подается через трубопровод 15 на первый разделитель 18. С первого разделителя 18 удаляются первый газообразный поток через трубопровод 20 и первый поток жидкости через трубопровод 21. Первый газообразный поток расширяется в дроссельном клапане 24 для получения частично конденсированного потока, который разделяется во втором разделителе 26 на второй газообразный поток и второй поток жидкости. Второй газообразный поток представляет собой поток, обогащенный метаном и углекислым газом, причем этот поток вводится через трубопровод 30 в ректификационную колонну 35, второй поток жидкости вводится в ректификационную колонну 35 через трубопровод 37, а первый поток жидкости расширяется в дроссельном клапане 39 и вводится в ректификационную колонну 35 через трубопровод 40. Таким образом, из потока находящегося под высоким давлением природного газа получаются поток, обогащенный более легкими компонентами, метаном и углекислым газом, и два потока жидкости, обогащенные этаном и более тяжелыми компонентами, и эти три потока вводятся в ректификационную колонну 35. 5 Ректификационная колонна включает множество ректификационных каскадов, показанных в настоящем документе как ректификационные тарелки 43, для ясности отверстия в тарелках не показаны и не все фракционирующие тарелки обозначены цифровыми позициями. Текучие среды вводятся в ректификационную колонну 35 под давлением, преобладающим в ректификационной колонне, которое называется фракционирующим давлением. Первый поток жидкости вводится через трубопровод 40 в ректификационную колонну 35 на уровне ниже уровня введения второго газообразного потока через трубопровод 30, а второй поток жидкости вводится через трубопровод 37 в ректификационную колонну 35 на уровне выше уровня введения первого потока жидкости через трубопровод 40. Для ясности впускные приспособления не показаны. Чтобы подавать тепло в нижнюю часть ректификационной колонны 35, поток текучей среды удаляется из ректификационной колонны 35 ниже уровней введения потоков жидкости,поток текучей среды нагревается для получения кипящего потока, и кипящий поток вводится в ректификационную колонну 35. В этом случае жидкость удаляется со дна ректификационной колонны 35 через трубопровод 45, нагревается в теплообменнике 46 и вводится в ректификационную колонну через трубопровод 47. Уровень введения находится ниже уровней введения потоков жидкости через трубопроводы 37 и 40. Через трубопровод 50 удаляется со дна фракционирующей колонны 35 поток жидкости,обогащенный этаном и более тяжелыми компонентами, причем этот поток далее включает удаляемый углекислый газ. Через трубопровод 55 удаляется с верхней части фракционирующей колонны газообразный отбираемый сверху поток, обогащенный метаном. Газообразный отбираемый сверху поток охлаждается при фракционирующем давлении в теплообменнике 56 для получения двухфазовой текучей среды. В разделителе 58 двухфазовая текучая среда разделяется на охлажденный газообразный отбираемый сверху поток, удаляемый через трубопровод 60, и поток жидкости. Поток жидкости вводится непосредственно через трубопровод 62 как первый орошающий поток в ректификационную колонну 35 на уровне выше уровня введения второго газообразного потока через трубопровод 30. Температура, до которой охлаждается газообразный отбираемый сверху поток в теплообменнике 58, выбирается таким образом, что конденсируется столько этана, что достаточно большое количество углекислого газа удаляется с конденсированным этаном. Углекислый газ,растворенный в конденсированном этане, возвращается в ректификационную колонну в первом орошающем потоке через трубопровод 62. 6 Концентрация углекислого газа в охлажденном газообразном отбираемом сверху потоке настолько низка, что этот углекислый газ не будет замерзать при более низких температурах,имеющих место в потоке. Охлажденный газообразный отбираемый сверху поток проходит через трубопровод 60 к турбодетандеру 65, где этот охлажденный газообразный отбираемый сверху поток расширяется до низкого давления для получения двухфазовой текучей среды. Двухфазовая текучая среда проходит через трубопровод 67 на разделитель 69, где она разделяется на поток газообразного продукта, обогащенный метаном, и поток жидкости. Поток газообразного продукта удаляется через трубопровод 70, а поток жидкостивводится непосредственно через трубопровод 72 как второй орошающий поток в верхнюю часть ректификационной колонны 35 на уровне выше,чем уровень введения первого орошающего потока через трубопровод 62. Так как расширение сопровождается охлаждением, температура двухфазовой текучей среды в трубопроводе 67 ниже, чем температура охлажденного газообразного отбираемого сверху потока в трубопроводе 60. Таким образом,температура второго орошающего потока ниже,чем первого орошающего потока. Орошающие потоки вводятся в ректификационную колонну 35 на уровне выше, чем уровень, при котором вводится второй газообразный поток, и на уровне, при котором температура, преобладающая во фракционирующей колонне 35, соответствует температуре орошающих потоков. Так как второй орошающий поток холоднее, чем первый, второй орошающий поток вводится на уровне выше, чем уровень первого, и, соответственно, второй орошающий поток вводится в верхнюю часть ректификационной колонны 35. Первый орошающий поток, содержащий растворенный углекислый газ, вводится на относительно низком уровне в ректификационную колонну 35 и, таким образом, углекислый газ проталкивается вниз в ректификационной колонне 35. Более холодный второй орошающий поток, который, более того, беден углекислым газом, вводится на более высоком уровне и служит в качестве растворителя для углекислого газа. Насосы, необходимые для введения первого и второго орошающих потоков в ректификационную колонну 35, не показаны. Поток газообразного продукта соответствующим образом пропускается через трубопровод 70 на теплообменник 56, чтобы охладить газообразный отбираемый сверху поток. Дополнительно поток газообразного продукта может пропускаться на теплообменник 75 для охлаждения второго газообразного потока,удаляемого со второго разделителя 26. Это удаление тепла из потоков, подаваемых на ректи 7 фикационную колонну 35, осуществляется для расширенного второго газообразного потока,чтобы удалить тепло из самой легкой части природного газа, подаваемого на ректификационную колонну 35, и чтобы получить таким образом наиболее эффективный теплообмен. Теперь следует обратиться к фиг.2, демонстрирующей альтернативный вариант установки, показанной на фиг.1. Идентичные части обозначены теми же позициями, что на фиг.1. Находящийся под высоким давлением природный газ, подаваемый через трубопровод 10, делится на три потока, и эти потоки по отдельности охлаждаются для получения частично конденсированных потоков высокого давления. Первый поток из трех проходит через трубопровод 80 на теплообменник 81, в котором этот поток частично конденсируется с помощью косвенного теплообмена с потоком газообразного продукта, второй поток охлаждается в теплообменнике 12, а третий поток проходит по трубопроводу 83 на теплообменник 84, где он охлаждается с помощью косвенного теплообмена с потоком текучей среды, который удаляется с фракционирующей колонны 35. Последний поток текучей среды удаляется через трубопровод 85 и вводится в ректификационную колонну 35 как кипящий поток через трубопровод 86. Уровни удаления и введения находятся ниже уровней введения потоков жидкости через трубопроводы 37 и 40. После охлаждения три частично конденсированных потока объединяются, и объединенный частично конденсированный поток пропускается на первый разделитель 18. С первого разделителя 18 удаляется первый газообразный поток через трубопровод 20 и первый поток жидкости, причем последний поток вводится при фракционирующем давлении во фракционирующую колонну 35 через трубопровод 40. Первый газообразный поток расширяется в турбодетандере 90 для получения частично конденсированного потока при более низком давлении. Этот частично конденсированный поток разделяется во втором разделителе 26 на второй газообразный поток, удаляемый через трубопровод 30, и второй поток жидкости, причем последний поток вводится при фракционирующем давлении в ректификационную колонну 35 через трубопровод 37 на уровне выше, чем уровень введения первого потока жидкости через трубопровод 40. Второй газообразный поток охлаждается с помощью косвенного теплообмена с потоком газообразного продукта в теплообменнике 75, и он вводится при фракционирующем давлении в ректификационную колонну выше уровня введения второго потока жидкости. Соответственно, поток газообразного продукта подвергается сжатию в компрессоре 100 до давления в магистрали для получения сжатого газообразного продукта, и, по меньшей мере, 000759 8 часть тепла, образовавшаяся в процессе сжатия,удаляется от сжатого газообразного продукта путем косвенного теплообмена в теплообменнике 46 с частью потока жидкости, удаляемой через трубопровод 45 со дна ректификационной колонны 35 для получения кипящего потока,который вводится в ректификационную колонну через трубопровод 47. Заявитель помимо этого обнаружил, что при нормальной работе концентрация углекислого газа по длине ректификационной колонны 35 не постоянна, наоборот, она достигает максимальной величины, на уровне, который находится ниже уровня введения потоков жидкости через трубопроводы 37 и 40. Так как эта максимальная величина выше концентрации углекислого газа в потоке жидкости, удаляемой со дна ректификационной колонны через трубопровод 50, желательно удалить углекислый газ из потока, отведенного из ректификационной колонны 35 на уровне, соответствующем наивысшей концентрации углекислого газа. Для этого поток жидкости удаляется из ректификационной колонны 35 через трубопровод 110 (см. фиг.2),углекислый газ удаляется из этого потока в установке 112 для удаления углекислого газа, а поток жидкости, имеющий уменьшенную концентрацию углекислого газа, вводится в ректификационную колонну через трубопровод 114. Уровень удаления потока, богатого углекислым газом, находится ниже уровня введения потока(ов) жидкости, а уровень введения потока с истощенным углекислым газом, соответственно, ниже уровня удаления потока, богатого углекислым газом. Установка для удаления углекислого газа из потока жидкости известна сама по себе и в данном документе рассматриваться не будет. Соответственно, турбодетандер 65 может быть заменен дроссельным клапаном. Соответственно, теплообменник 56 может быть дополнен или заменен теплообменником, в котором газообразный отбираемый сверху поток охлаждается с помощью косвенного теплообмена с внешним хладагентом. Эффект способа в соответствии с настоящим изобретением будет теперь показан со ссылкой на результаты двух расчетов, основанных на блок-схеме, изображенной на фиг.1. При обоих расчетах природный газ содержал азот,углекислый газ, метан, этан и более тяжелые компоненты. В таблице 1 представлены скорости подачи компонентов, которые поступают в систему и которые покидают систему по способу в соответствии с настоящим изобретением, а в таблице 2 представлены температуры, давления, концентрация углекислого газа и общая скорость подачи для ряда потоков. Таблица 1. Скорости подачи компонентов в молях в секунду, число в верхнем ряду означает номер трубопровода на фиг.1 (настоящее изобретение) Компонент 10 50 70Ni 10 10 Сo2 30 15 15 СН 4 846 1 845 С 2+ 172 148 24 Итого 1058 164 894 Таблица 2. Данные по ряду потоков, номер потока относится к номеру трубопровода на фиг.1-90 2,28 1,6 900 50 20 2,95 9,1 164 Ниже результатов представлены расчеты способа, представленного в описании к патенту США 4 444 577. Этот способ отличается от представленного в настоящем изобретении тем,что отбираемый сверху газообразный поток (в трубопроводе 55) подается непосредственно на расширяющую турбину (65); эта непосредственная подача обозначена в таблице 4 потоком 55-60. В таблице 3 представлены скорости подачи компонентов, которые поступают в систему и которые удаляются из системы для способа, не соответствующего настоящему изобретению, а в таблице 4 представлены температуры, давления,концентрация углекислого газа и общая скорость подачи для некоторых потоков. Таблица 3. Скорости подачи компонентов в молях/с, число в верхнем ряду относится к номеру трубопровода на фиг.1 (известный уровень техники) Компонент 10 50 70Ni 10 10 Сo2 30 11 19 СН 4 846 1 845 С 2+ 172 135 37 Итого 1 058 147 911 Таблица 4. Данные по ряду потоков, номер потока относится к номеру трубопровода на фиг.1 10 На основе сравнения данных таблиц 1 и 3 можно сделать вывод, что при использовании способа в соответствии с настоящим изобретением удаляется больше углекислого газа: с донным потоком 50 жидкости удаляется 15 моль СO2 в секунду (настоящее изобретение) по сравнению с 11 моль СO2/с (известный уровень техники). Причина состоит в наличии меньшего количества углекислого газа в газообразном потоке 60, который подается на турбодетандер 65 при процессе в соответствии с настоящим изобретением, чем при процессе в соответствии с известным уровнем техники (см. таблицы 2 и 4), и, следовательно, более низкая температура потока, подаваемого на разделитель 69, может быть получена без замерзания. На основе сравнения данных таблиц 1 и 3 можно также сделать вывод, что при использовании способа в соответствии с настоящим изобретением удаляется больше этана и более тяжелых компонентов: с донным потоком 50 жидкости удаляется 148 моль С 2+/с (настоящее изобретение) по сравнению со 135 моль C2+/c (известный уровень техники). Приведенные выше примеры показывают,что значительное улучшение при удалении углекислого газа, этана и более тяжелых компонентов может быть достигнуто при использовании способа в соответствии с настоящим изобретением. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ удаления углекислого газа, этана и более тяжелых компонентов из потока, находящегося под высоким давлением природного газа, включающего метан, углекислый газ, этан и более тяжелые компоненты, причем этот способ включает:(a) частичную конденсацию и расширение потока, находящегося под высоким давлением природного газа для получения потока, обогащенного метаном и углекислым газом, и, по меньшей мере, одного потока жидкости, обогащенного этаном и более тяжелыми компонентами;(b) введение потока, обогащенного метаном и углекислым газом, при фракционирующем давлении в ректификационную колонну,которая включает множество ректификационных каскадов;(c) введение потока(ов) жидкости при фракционирующем давлении в ректификационную колонну на уровне, который ниже уровня введения потока, обогащенного метаном и углекислым газом;(d) удаление из ректификационной колонны, ниже уровня введения потока(ов) жидкости,по меньшей мере, одного потока текучей среды,нагревание потока(ов) текучей среды для получения кипящего потока(ов) и введение кипящего потока(ов) в ректификационную колонну;(e) удаление со дна ректификационной колонны потока жидкости, обогащенного углекислым газом, этаном и более тяжелыми компонентами;(f) удаление из верхней части ректификационной колонны газообразного отбираемого сверху потока, обогащенного метаном,отличающийся тем, что способ дополнительно включает(g) охлаждение газообразного отбираемого сверху потока при фракционирующем давлении для получения двухфазовой текучей среды, разделение двухфазовой текучей среды на охлажденный газообразный отбираемый сверху поток и поток жидкости и введение этого потока жидкости как первого орошающего потока в ректификационную колонну на уровне, выше уровня введения потока, обогащенного метаном и углекислым газом; и(h) расширение охлажденного газообразного отбираемого сверху потока для получения двухфазовой текучей среды при низком давлении, разделение двухфазовой текучей среды на поток газообразного продукта и поток жидкости и введение потока жидкости как второго орошающего потока во фракционирующую колонну на уровне, выше чем уровень введения первого орошающего потока. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газообразный отбираемый сверху поток охлаждают с помощью косвенного теплообмена с потоком газообразного продукта. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем,что поток, обогащенный метаном и углекислым газом при фракционирующем давлении, охлаждают с помощью косвенного теплообмена перед введением этого потока в ректификационную колонну. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что часть находящегося под высоким давлением потока природного газа охлаждают с помощью косвенного теплообмена с потоком газообразного продукта. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что остаток потока находящегося под высоким давлением природного газа охлаждают с помощью косвенного теплообмена с хладагентом и/или с помощью косвенного теплообмена, по меньшей мере, с одним из потоков текучей среды, удаляемым из ректификационной колонны на этапе(d). 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что поток газообразного продукта подвергают сжатию до давления в магистрали для получения сжатого газообразного продукта. 12 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что,по меньшей мере, часть тепла сжатия удаляют из сжатого газообразного продукта с помощью косвенного теплообмена с частью потока жидкости, удаляемого со дна ректификационной колонны для получения кипящего потока, который вводят в ректификационную колонну. 8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем,что этапы (а), (b) и (с) включают охлаждение, по меньшей мере, части потока находящегося под высоким давлением природного газа с помощью косвенного теплообмена с потоком газообразного продукта и охлаждения остатка с помощью косвенного теплообмена с хладагентом и/или с помощью косвенного теплообмена, по меньшей мере, с одним из потоков текучей среды, удаляемым с ректификационной колонны на этапе(d) для получения частично конденсированного потока(ов) при высоком давлении; объединение частично конденсированных потоков; разделение комбинированных частично конденсированных потоков на первый газообразный поток и первый поток жидкости, причем последний поток вводят при фракционирующем давлении в ректификационную колонну; расширение первого газообразного потока для получения частично конденсированного потока при более низком давлении; разделение частично конденсированного потока на второй газообразный поток и второй поток жидкости, причем последний поток вводят при фракционирующем давлении в ректификационную колонну на уровне выше, чем уровень введения первого потока жидкости; охлаждение второго газообразного потока с помощью косвенного теплообмена с потоком газообразного продукта и введение охлажденного второго газообразного потока при фракционирующем давлении в ректификационную колонну выше уровня введения второго потока жидкости. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что поток газообразного продукта сжимают до давления в магистрали и, по меньшей мере, часть тепла сжатия удаляют из сжатого газообразного продукта с помощью косвенного теплообмена с частью потока жидкости, удаляемого со дна ректификационной колонны для получения кипящего потока, который вводят в ректификационную колонну. 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что дополнительно включает удаление жидкости из ректификационной колонны ниже уровня введения потока(ов) жидкости на этапе (с), удаление углекислого газа из этой жидкости и введение этой жидкости в ректификационную колонну.
МПК / Метки
Метки: тяжелых, газа, этана, более, компонентов, природного, углекислого, способ, удаления
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-759-sposob-udaleniya-uglekislogo-gaza-etana-i-bolee-tyazhelyh-komponentov-iz-prirodnogo-gaza.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ удаления углекислого газа, этана и более тяжелых компонентов из природного газа</a>
Предыдущий патент: Способ лечения биполярного расстройства
Следующий патент: Чашка вертлужной впадины полного эндопротеза тазобедренного сустава
Случайный патент: Замещённые 6-(2-толил)триазолопиримидины