Бюллетень ЕАПВ "Изобретения (евразийские заявки и евразийские патенты)"
Бюллетень 07´2016

  

(11) 

023957 (13) B1       Разделы: A B C D E F G H    

(21) 

201200007

(22) 

2011.03.22

(51) 

F25J 3/00 (2006.01)

(31) 

12/750,862; PCT/US2010/0029331; 12/772,472; PCT/US2010/0033374; 12/781,259; PCT/US2010/0035121; 13/048,315; PCT/US2011/0028872; PCT/US2011/0029034; 13/051,682; 13/052,348; PCT/US2011/0029239; PCT/US2011/0029234; 13/052,575; 13/053,792

(32) 

2010.03.31; 2010.03.31; 2010.05.03; 2010.05.03; 2010.05.17; 2010.05.17; 2011.03.15; 2011.03.17; 2011.03.18; 2011.03.18; 2011.03.21; 2011.03.21; 2011.03.21; 2011.03.21; 2011.03.22

(33) 

US

(43) 

2013.09.30

(86) 

PCT/US2011/029409

(87) 

WO 2011/123289 2011.10.06

(71) 

(73) ОРТЛОФФ ИНДЖИНИРС, ЛТД.; Эс.Эм И. ПРОДАКТС ЭлПи (US)

(72) 

Джонк Эндрю Ф., Льюис У. Ларри, Тайлер Л. Дон, Уилкинсон Джон Д., Линч Джо Т., Хадсон Хэнк М., Кьюллар Кайл Т. (US)

(74) 

Медведев В.Н. (RU)

(54) 

ПЕРЕРАБОТКА УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА

(57) 1. Способ сепарации газового потока, содержащего метан, компоненты С2, 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, включающий стадии, на которых:

(a) указанный газовый поток разделяют на первую и вторую части;

(b) указанную первую часть потока охлаждают;

(c) указанную вторую часть потока охлаждают;

(d) указанную охлажденную первую часть потока смешивают с указанной охлажденной второй частью потока, при этом образуя поток охлажденного газа;

(e) указанный газовый поток охлажденного газа разделяют на первый и второй потоки;

(f) указанный первый поток охлаждают до практически полной его конденсации, который затем расширяют при более низком давлении, за счет этого охлаждая его еще больше;

(g) указанный расширенный первый поток нагревают;

(h) указанный расширенный нагретый первый поток в качестве сырья подают в зону между первым и вторым устройствами абсорбции, установленными в перерабатывающей установке; при этом первое устройство абсорбции располагают выше второго;

(i) указанный второй поток расширяют при указанном более низком давлении и после этого подают в качестве сырья в нижнюю часть указанного второго устройства абсорбции;

(j) первый поток отгонного пара отбирают из верхней зоны указанного первого устройства абсорбции и подвергают охлаждению в одном или нескольких теплообменных устройствах до конденсации по крайней мере его части, при этом частично способствуя нагреву на этапе (g);

(k) указанный, по меньшей мере частично, конденсированный первый поток отгонного пара подают в устройство сепарации, где его разделяют, образуя поток конденсата и второй поток отгонного пара;

(l) указанный поток конденсата подают в качестве сырья в верхнюю часть первого устройства абсорбции;

(m) указанный второй поток отгонного пара нагревают в одном или нескольких теплообменных устройствах, таким образом обеспечивая, по крайней мере частичное, охлаждение на этапах (b) и (f), а затем указанный нагретый второй поток отгонного пара выводят из установки как летучую фракцию остаточного газа;

(n) из нижней части указанного второго устройства абсорбции отбирают поток отгонного конденсата, который нагревают в устройстве тепломассообмена, размещенном в указанной перерабатывающей установке; таким образом обеспечивая, по крайней мере частичное, охлаждение на этапе (с); при этом из указанного потока отгонного конденсата одновременно освобождаются более летучие компоненты, после чего указанный нагретый и очищенный от легких фракций поток отгонного конденсата выводят из перерабатывающей установки как менее летучую фракцию;

(о) количество и температуру указанных сырьевых потоков, направляемых в первое устройство абсорбции, поддерживают достаточными в верхней части указанного первого устройства абсорбции для извлечения основной части указанных менее летучих компонентов.

2. Способ по п.1, в котором:

(a) указанную охлажденную первую часть потока смешивают с указанной охлажденной второй частью потока, при этом образуя поток частично конденсированного газа;

(b) указанный поток частично конденсированного газа подают в дополнительное устройство сепарации, где он разделяется на парообразный поток и по крайней мере один поток конденсата;

(c) указанный парообразный поток разделяют на указанные первый и второй потоки.

3. Способ по п.2, в котором:

(a) указанный первый поток смешивают по меньшей мере с частью по меньшей мере одного из потоков жидкого конденсата, образуя смешанный поток;

(b) указанный смешанный поток охлаждают до практически полной его конденсации, который затем расширяют при более низком давлении, дополнительно охлаждая его за счет этого;

(c) указанный расширенный охлажденный смешанный поток нагревают;

(d) указанный расширенный нагретый смешанный поток в качестве указанного сырья подают в зону между указанными первым и вторым устройствами абсорбции;

(e) первый поток отгонного пара отбирают из верхней зоны указанного первого устройства абсорбции и его подвергают охлаждению в одном или нескольких теплообменных устройствах до конденсации по крайней мере его части, тем самым обеспечивая, по меньшей мере частично, нагрев на этапе (с) п.3;

(f) оставшуюся часть указанного хотя бы одного потока конденсата расширяют до указанного более низкого давления и ее подают в качестве указанного сырья в перерабатывающую установку в точке ниже указанного второго устройства абсорбции и выше указанного устройства тепломассообмена.

4. Способ по п.1, в котором:

(a) указанный газовый поток охлаждают и

(b) указанный охлажденный газовый поток разделяют на первый и второй потоки.

5. Способ по п.4, в котором:

(a) указанный газовый поток охлаждают в достаточной степени для его частичной конденсации;

(b) указанный поток частично конденсированного газа подают в дополнительное устройство сепарации, где его разделяют на парообразный поток и по крайней мере один поток жидкого конденсата;

(c) указанный парообразный поток разделяют на указанные первый и второй потоки и

(d) по крайней мере часть указанного хотя бы одного потока конденсата расширяют до указанного более низкого давления и затем ее подают в качестве сырья в перерабатывающую установку в точке ниже указанного второго устройства абсорбции и выше указанного устройства тепломассообмена.

6. Способ по п.5, в котором:

(a) указанный первый поток смешивают по меньшей мере с частью указанного по меньшей мере одного из потоков жидкого конденсата, образуя смешанный поток;

(b) указанный смешанный поток охлаждают, по существу, до полной его конденсации, а затем расширяют до более низкого давления, за счет чего он дополнительно охлаждается;

(c) указанный расширенный охлажденный смешанный поток нагревают;

(d) указанный расширенный нагретый смешанный поток подают в качестве указанного сырья в зону между указанным первым и указанным вторым устройствами абсорбции;

(e) первый поток отгонного пара отбирают из верхней зоны указанного первого устройства абсорбции и его подвергают охлаждению в одном или нескольких теплообменных устройствах в достаточной степени для конденсации по крайней мере его части, тем самым обеспечивая, по меньшей мере частично, нагрев на этапе (с) п.6; и

(f) оставшуюся часть указанного хотя бы одного потока конденсата расширяют до более низкого давления и подают в качестве указанного сырья в перерабатывающую установку в точке ниже указанного второго устройства абсорбции и выше указанного устройства тепломассообмена.

7. Способ по любому из пп.2, 3, 5 или 6, отличающийся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещают внутри указанной перерабатывающей установки.

8. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что:

(a) газосборное устройство размещают в указанной перерабатывающей установке;

(b) внутри указанного газосборного устройства размещают дополнительное устройство тепломассообмена, при этом указанное дополнительное устройство тепломассообмена имеет один или несколько каналов для прохождения внешнего охлаждающего агента;

(c) указанный охлажденный газовый поток подают в указанное газосборное устройство и направляют в указанное дополнительное устройство тепломассообмена, где указанный охлажденный газовый поток дополнительно охлаждается с помощью указанного внешнего охлаждающего агента; и

(d) указанный дополнительно охлажденный газовый поток разделяют на указанные первый и второй потоки.

9. Способ по любому из пп.2, 3, 5, 6 или 7, отличающийся тем, что:

(1) внутри указанного дополнительного устройства сепарации размещают дополнительное устройство тепломассообмена, имеющее один или несколько каналов для прохождения внешнего охлаждающего агента;

(2) указанный парообразный поток направляют в указанное дополнительное устройство тепломассообмена, где с помощью внешнего охлаждающего агента указанный парообразный поток охлаждается до образования дополнительного конденсата;

(3) указанный дополнительный конденсат объединяют по меньшей мере с одним из потоков конденсата, отделенных при сепарации.

10. Способ по любому из пп.1-8 или 9, отличающийся тем, что:

(1) в указанной перерабатывающей установке, выше указанного устройства тепломассообмена, устанавливают дополнительное устройство абсорбции;

(2) указанное дополнительное устройство абсорбции имеет конфигурацию для обеспечения контакта указанного потока отгонного конденсата, поступающего из указанного второго устройства абсорбции, с отогнанными более летучими компонентами, поступающими из указанного устройства тепломассообмена; при этом образуются третий поток отгонного пара и поток отгонного конденсата, частично освобожденного от легких фракций;

(3) указанный третий поток отгонного пара подают в нижнюю зону указанного второго устройства абсорбции и

(4) указанный поток отгонного конденсата, частично освобожденный от легких фракций, подают в указанное устройство тепломассообмена для нагрева, за счет чего из потока отгоняется дополнительное количество легких фракций, в результате чего образуется нагретый и освобожденный от легких фракций поток отгонного конденсата, который выводят из перерабатывающей установки в качестве указанной менее летучей фракции.

11. Способ по любому из пп.1-3, 7-9 или 10, отличающийся тем, что в указанном устройстве тепломассообмена имеется один или несколько каналов для внешнего теплоносителя для дополнительного поддержания подогрева, создаваемого указанной второй частью потока и обеспечивающего отделение более летучих компонентов от указанного потока отгонного конденсата.

12. Агрегат для реализации способа сепарации газового потока по п.1, 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, включающий:

(1) первое разделительное устройство для разделения газового потока на первую и вторую части;

(2) первое теплообменное устройство, соединенное с первым разделительным устройством и предназначенное для приема и охлаждения указанной первой части потока;

(3) устройство тепломассообмена, установленное в перерабатывающей установке, соединенное с указанным первым разделительным устройством и предназначенное для приема и охлаждения второй части потока;

(4) смешивающее устройство, соединенное с указанным первым теплообменным устройством и указанным устройством тепломассообмена и предназначенное для приема и смешивания указанных охлажденных первой и второй частей потока и образования охлажденного газового потока;

(5) второе разделительное устройство, соединенное с указанным смешивающим устройством и предназначенное для приема и разделения охлажденного газового потока на первый и второй потоки;

(6) второе теплообменное устройство, соединенное с указанным вторым разделительным устройством и предназначенное для приема и охлаждения первого потока в достаточной степени для его практически полной конденсации;

(7) первое расширительное устройство, соединенное с указанным вторым теплообменным устройством, предназначенное для приема и расширения указанного практически полностью конденсированного потока до более низкого давления;

(8) третье теплообменное устройство, соединенное с первым расширительным устройством и предназначенное для приема расширенного охлажденного первого потока и его нагрева;

(9) первое и второе устройства абсорбции, расположенные в указанной перерабатывающей установке, соединенные с третьим теплообменным устройством и предназначенные для приема указанного расширенного и нагретого первого потока, поданного в качестве сырья в зону между указанным первым и вторым устройствами абсорбции, при этом первое устройство абсорбции расположено выше второго;

(10) второе расширительное устройство, соединенное с указанным вторым разделительным устройством, предназначенное для приема указанного второго потока и его расширения до указанного пониженного давления; причем указанное второе расширительное устройство дополнительно соединено со вторым устройством абсорбции для подачи в его нижнюю часть расширенного второго потока в качестве сырья;

(11) паросборное устройство, размещенное в перерабатывающей установке и соединенное с указанным первым устройством абсорбции, предназначенное для приема первого потока отгонного пара, поступающего из верхней части указанного первого устройства абсорбции;

(12) причем указанное третье теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным паросборным устройством для приема первого потока отгонного пара и его охлаждения в достаточной степени, по крайней мере, для частичной конденсации, за счет чего осуществляется частичный нагрев на этапе (g) способа по п.1;

(13) устройство сепарации, соединенное с третьим теплообменным устройством для приема указанного частично конденсированного первого потока отгонного пара и его разделения на конденсированный поток и на второй поток отгонного пара;

(14) причем указанное первое устройство абсорбции дополнительно соединено с указанным устройством сепарации и служит для приема указанного конденсированного потока в качестве сырья в свою верхнюю часть;

(15) при этом указанное второе теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным устройством сепарации и предназначено для приема и нагрева указанного второго потока отгонного пара, тем самым обеспечивая, по меньшей мере частичное, охлаждение на этапе (f) способа по п.1;

(16) при этом указанное первое теплообменное устройство дополнительно соединено с указанным вторым теплообменным устройством и предназначено для приема указанного второго потока отгонного пара и его дальнейшего нагрева, тем самым обеспечивая, по меньшей мере частично, охлаждение на этапе (b) способа по п.1, после чего указанный дополнительно нагретый второй поток отгонного пара выводится из установки в виде летучей фракции остаточного газа;

(17) устройство сбора конденсата, размещенное в перерабатывающей установке и соединенное с указанным вторым устройством абсорбции, предназначенное для приема указанного потока отгонного конденсата, поступающего из нижней части указанного второго устройства абсорбции;

(18) при этом указанное устройство тепломассообмена дополнительно соединено с указанным устройством сбора конденсата и предназначено для приема и нагрева указанного потока отгонного конденсата, тем самым обеспечивая, по меньшей мере частично, охлаждение на этапе (с) способа по п.1, при одновременном отпаривании из потока отгонного конденсата более летучих компонентов, после чего указанный нагретый и освобожденный от легких фракций поток отгонного конденсата выводится из перерабатывающей установки в качестве указанной относительно менее летучей фракции; и

(19) устройство управления, предназначенное для регулирования количества и температуры указанных сырьевых потоков, направляемых в указанное первое устройство абсорбции, для поддержания температуры в верхней части указанного первого устройства абсорбции на уровне, при котором из потока извлекается основная часть указанных менее летучих компонентов.

13. Агрегат по п.12, в котором:

(a) указанное первое смешивающее устройство предназначено для приема и смешивания охлажденных первой и второй частей потока и образования частично конденсированного газового потока;

(b) дополнительное устройство сепарации соединено с указанным первым смешивающим устройством и предназначено для приема указанного частично конденсированного газового потока и его разделения на парообразный поток и по крайней мере один поток жидкого конденсата;

(c) указанное второе разделительное устройство соединено с указанным дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема указанного парообразного потока и его разделения на указанные первый и второй потоки; и

(d) третье расширительное устройство соединено с указанным дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема как минимум части указанного по меньшей мере одного из потоков конденсата и его расширения до указанного пониженного давления, а также дополнительно соединено с перерабатывающей установкой для подачи в нее по меньшей мере части указанного по меньшей мере одного расширенного потока конденсата в качестве сырья в точке ниже второго устройства абсорбции и выше устройства тепломассообмена.

14. Агрегат по п.13, в котором:

(а) дополнительное смешивающее устройство соединено с указанным вторым разделительным устройством и указанным дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема указанного смешанного потока и по крайней мере части указанного по меньшей мере одного потока конденсата и образования смешанного потока;

(b) указанное второе теплообменное устройство соединено с указанным дополнительным смешивающим устройством и предназначено для приема указанного смешанного потока и его охлаждения в достаточной степени для практически полной конденсации;

(c) указанное первое расширительное устройство соединено с указанным вторым теплообменным устройством и предназначено для приема указанного практически полностью конденсированного смешанного потока и его расширения до более низкого давления;

(d) указанное третье теплообменное устройство соединено с первым расширительным устройством и предназначено для приема указанного расширенного охлажденного смешанного потока и его нагрева;

(e) указанные первое и второе устройства абсорбции соединены с указанным третьим теплообменным устройством и предназначены для приема в качестве сырья указанного расширенного и нагретого смешанного потока, подаваемого в зону между указанными первым и вторым устройствами абсорбции; и

(f) указанное третье расширительное устройство соединено с указанным дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема любой оставшейся части указанного по меньшей мере одного из потоков конденсата и его расширения до указанного пониженного давления, и при этом также соединен с перерабатывающей установкой для подачи в нее указанной расширенной оставшейся части указанного по меньшей мере одного потока конденсата в качестве сырья в точке ниже указанного второго устройства абсорбции и выше указанного устройства тепломассообмена.

15. Агрегат по п.12, в котором:

(a) указанное первое теплообменное устройство предназначено для охлаждения указанного газового потока;

(b) указанное первое разделительное устройство соединено с указанным первым теплообменным устройством и предназначено для приема охлажденного газового потока и его разделения на указанные первый и второй потоки.

16. Агрегат по п.15, в котором:

(a) указанное первое теплообменное устройство предназначено для охлаждения указанного газового потока в достаточной степени для частичной его конденсации;

(b) дополнительное устройство сепарации соединено с указанным первым теплообменным устройством и предназначено для приема указанного частично конденсированного газового потока и его разделения на парообразный поток и по крайней мере один поток жидкого конденсата;

(c) указанное первое разделительное устройство соединено с указанным дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема указанного парообразного потока и его разделения на указанные первый и второй потоки; и

(d) третье расширительное устройство соединено с указанным дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема по меньшей мере части указанного по меньшей мере одного из потоков конденсата и его расширения до указанного пониженного давления, и также дополнительно соединено с перерабатывающей установкой для подачи в нее указанной по меньшей мере части указанного по меньшей мере одного расширенного потока конденсата в качестве сырья в точке ниже указанного второго устройства абсорбции и выше указанного устройства тепломассообмена.

17. Агрегат по п.16, в котором:

(a) дополнительное смешивающее устройство соединено с указанным первым разделительным устройством и указанным дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема указанного первого потока и по крайней мере части указанного по меньшей мере одного из потоков конденсата и образования смешанного потока;

(b) указанное второе теплообменное устройство соединено с указанным дополнительным смешивающим устройством и предназначено для приема указанного смешанного потока и его охлаждения в достаточной степени для практически полной его конденсации;

(c) указанное первое расширительное устройство соединено с указанным вторым теплообменным устройством и предназначено для приема указанного практически полностью конденсированного смешанного потока и его расширения до более низкого давления;

(d) указанное третье теплообменное устройство соединено с указанным первым расширительным устройством и предназначено для приема указанного расширенного охлажденного смешанного потока и его нагрева;

(e) указанные первое и второе устройства абсорбции соединены с третьим теплообменным устройством и предназначены для приема указанного расширенного и нагретого смешанного потока, подаваемого в качестве сырья в зону между указанными первым и вторым устройствами абсорбции; и

(f) указанное третье расширительное устройство соединено с указанным дополнительным устройством сепарации и предназначено для приема любой оставшейся части указанного по меньшей мере одного из потоков конденсата и его расширения до указанного пониженного давления, и при этом также соединено с перерабатывающей установкой для подачи в нее указанной расширенной оставшейся части указанного по меньшей мере одного потока конденсата в качестве указанного сырья в точке ниже указанного второго устройства абсорбции и выше указанного устройства тепломассообмена.

18. Агрегат по любому из пп.13, 14, 16 или 17, отличающийся тем, что указанное дополнительное устройство сепарации размещено внутри указанной перерабатывающей установки.

19. Агрегат по п.12, отличающийся тем, что:

(1) газосборное устройство размещено в указанной перерабатывающей установке;

(2) внутри указанного газосборного устройства размещено дополнительное устройство тепломассообмена, при этом указанное дополнительное устройство тепломассообмена имеет один или несколько каналов для прохождения внешнего охлаждающего агента;

(3) указанное газосборное устройство соединено с первым смешивающим устройством и предназначено для приема указанного охлажденного газового потока и его направления в указанное дополнительное устройство тепломассообмена для дальнейшего охлаждения с помощью указанного внешнего охлаждающего агента;

(4) указанное первое разделительное устройство соединено с указанным газосборным устройством и предназначено для приема указанного охлажденного газового потока и его разделения на указанные первый и второй потоки.

20. Агрегат по п.15, отличающийся тем, что:

(1) газосборное устройство размещено в указанной перерабатывающей установке;

(2) внутри указанного газосборного устройства размещено дополнительное устройство тепломассообмена, при этом указанное устройство тепломассообмена имеет один или несколько каналов для прохождения внешнего охлаждающего агента;

(3) указанное газосборное устройство соединено с первым теплообменным устройством и предназначено для приема указанного охлажденного газового потока и его направления в указанное дополнительное устройство тепломассообмена для дальнейшего охлаждения с помощью указанного внешнего охлаждающего агента;

(4) указанное разделительное устройство соединено с указанным газосборным устройством и предназначено для приема указанного дополнительно охлажденного газового потока и его разделения на указанные первый и второй потоки.

21. Агрегат по любому из пп.13, 14, 16, 17 или 18, отличающийся тем, что:

(a) внутри указанного дополнительного устройства сепарации размещено дополнительное устройство тепломассообмена, при этом указанное дополнительное устройство тепломассообмена имеет один или несколько каналов для прохождения внешнего охлаждающего агента;

(b) указанное дополнительное устройство тепломассообмена сконструировано так, чтобы принимать указанный парообразный поток и при этом с помощью указанного внешнего охлаждающего агента охлаждать его до образования дополнительного конденсата, причем указанный дополнительный конденсат объединяют по меньшей мере с одним из потоков конденсата, отделенных при сепарации.

22. Агрегат по любому из пп.12-20 или 21, отличающийся тем, что:

(1) в указанной перерабатывающей установке, над устройством тепломассообмена установлено дополнительное устройство абсорбции, которое соединено с данным устройством тепломассообмена и служит для приема отогнанных из потока более летучих компонентов;

(2) указанное дополнительное устройство абсорбции дополнительно соединено с указанным устройством сбора конденсата и служит для приема указанного потока отгонного конденсата и обеспечения контакта данного потока отгонного конденсата с отогнанными более летучими компонентами, с формированием тем самым третьего потока отгонного пара и потока отгонного конденсата, частично освобожденного от легких фракций;

(3) указанное второе устройство абсорбции соединено с указанным дополнительным устройством абсорбции и предназначено для приема указанного третьего потока отгонного пара и его подачи в нижнюю зону указанного второго устройства абсорбции; и

(4) указанное устройство тепломассообмена соединено с указанным дополнительным устройством абсорбции и предназначено для приема указанного потока отгонного конденсата, частично освобожденного от легких фракций, и его нагрева, за счет чего из указанного потока отгоняется дополнительное количество летучих компонентов и образуется указанный нагретый и освобожденный от легких фракций поток отгонного конденсата, который выводится из перерабатывающей установки в качестве указанной менее летучей фракции.

23. Агрегат по любому из пп.12-14, 18, 19 или 21, отличающийся тем, что в указанном устройстве тепломассообмена имеется один или несколько каналов для внешнего теплоносителя, для дополнительного поддержания подогрева, создаваемого указанной второй частью потока и обеспечивающего указанное отделение более летучих компонентов от указанного потока отгонного конденсата.

Увеличить масштаб


наверх