СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА Российский патент 2013 года по МПК F25J3/02 

Изобретение относится к способу, а также к системе для удаления одной или нескольких содержащих диоксид углерода фракций, которые содержатся в одном или нескольких местах процесса фракционирования и/или сжижения, такого как, например, процесс сжижения природного газа.

В рамках процессов фракционирования и/или сжижения, таких как процессы фракционирования и/или сжижения природного газа, возникают, как правило, одна или несколько содержащих диоксид углерода фракций. Такими источниками диоксида углерода являются, например, возникающий при удалении кислых газов, соответственно, при промывке амином остаточный газ, а также потоки отработавших газов газовых турбин и генераторов пара. Указанные содержащие диоксид углерода фракции до настоящего времени по существу без обработки выпускаются в атмосферу. Основанием для этого является то, что в соответствии с техническими условиями для воздуха задаются предельные значения для углеводородов и соединений серы, но не для диоксида углерода, поэтому его выброс разрешен в настоящее время без ограничений. Относительно ведущейся в настоящее время дискуссии о проблематике диоксида углерода такой подход можно рассматривать как больше не соответствующий времени.

Во многих процессах сжижения и/или фракционирования диоксид углерода используется в качестве охлаждающего средства. В частности, в процессах сжижения природного газа используют контур охлаждения с охлаждающим средством в виде чистого диоксида углерода, пригодного для предварительного охлаждения подлежащего сжижению природного газа; такой способ сжижения природного газа раскрыт, например, в US 6722157. Однако до настоящего времени не уделялось достаточного внимания получению и, в частности, удалению необходимого для охлаждения этих контуров диоксида углерода.

Задачей данного изобретения является создание способа, а также системы для удаления одной или нескольких содержащих диоксид углерода фракций, которые устраняют указанные выше недостатки.

Для решения этой задачи предлагается способ удаления одной или нескольких содержащих диоксид углерода фракций, который отличается тем, что содержащую диоксид углерода фракцию (фракции) подвергают очистке и/или сжижению и затем секвестируют.

Система согласно изобретению для удаления одной или нескольких содержащих диоксид углерода фракций отличается тем, что предусмотрены, по меньшей мере, один блок очистки и/или, по меньшей мере, один блок сжижения, в которые подается содержащая диоксид углерода фракция (фракции), а также средства подачи очищенной и/или сжиженной содержащей диоксид углерода фракции (фракций) для секвестирования.

Другие предпочтительные варианты выполнения способа согласно изобретению, а также системы согласно изобретению для удаления одной или нескольких содержащих диоксид углерода фракций, которые представляют предметы зависимых пунктов формулы изобретения, характеризуется тем, что

- по меньшей мере, один частичный поток сжиженной содержащей диоксид углерода фракции (фракций) применяют в качестве охлаждающего средства внутри процесса фракционирования и/или сжижения,

- сжиженную содержащую диоксид углерода фракцию (фракции) перед их отделением нагнетают до давления, по меньшей мере, 100 бар, и

- содержащая диоксид углерода фракция (фракции) имеет содержание диоксида углерода, по меньшей мере, 90 объемных %.

Ниже приводится подробное пояснение способа согласно изобретению и системы согласно изобретению для удаления одной или нескольких содержащих диоксид углерода фракций турбодетандера, а также других вариантов их выполнения на основании показанного на фигуре примера выполнения.

Показанные на фигуре черные ящики А, A' и A” представляют несколько источников диоксида углерода, таких как, например, одна или несколько промывок амином (А), одна или несколько газовых турбин (A'), а также один или несколько парогенераторов (A”), как они предусмотрены, как правило, в рамках процессов фракционирования и/или сжижения.

Возникающий в этих источниках диоксида углерода содержащий диоксид углерода газ или отработавший газ отводится в трубопроводы 1, 2 и 3, соединяется и через общий трубопровод 4 подается в очистительный блок В. Этот очистительный блок В предпочтительно выполнен в виде работающего абсорпционно, адсорбционно и/или проницаемо очистительного блока. Очистительный блок В содержит, если это необходимо в отдельном случае, сушильный блок для подводимой содержащей диоксид углерода фракции. Отводимая из очистительного блока В через трубопровод 5 содержащая диоксид углерода фракция имеет предпочтительно содержание диоксида углерода более 90 объемных %.

Эту фракцию затем уплотняют настолько, что в расположенном далее сжижающем блоке С может происходить сжижение содержащей диоксид углерода фракции на подходящей среде, такой как, например, охлаждающая вода, воздух или другая подходящая текучая среда.

Затем сжиженную содержащую диоксид углерода фракцию можно использовать согласно изобретению полностью или, по меньшей мере, частично в качестве охлаждающего средства, например, для предварительного охлаждения в рамках процесса сжижения природного газа или для охлаждения при отделении легких углеводородных веществ, таких как С₂₊- или С₃₊-углеводородные вещества, из природного газа. Это предварительное охлаждение представлено черным ящиком D, в который подается содержащая диоксид углерода фракция через трубопровод 6.

Применяемая в качестве охлаждающего средства (черный ящик D) и «израсходованная» содержащая диоксид углерода фракция через трубопровод 7 снова подается в блок С сжижения и в нем при необходимости снова сжижается.

Та доля сжиженной содержащей диоксид углерода фракции, которая подается на секвестирование, нагнетается с помощью одно - или многоступенчатого насосного блока 9 до желаемого давления секвестирования. Оно составляет предпочтительно свыше 100 бар. Через трубопровод 8 осуществляется подача содержащей диоксид углерода фракции для подходящего отделения Е, такого как, например, подземное хранилище или полость.

Способ согласно изобретению, а также система согласно изобретению для удаления одной или нескольких содержащих диоксид углерода фракций пригодны, в частности, для плавающих установок получения природного газа, поскольку в них, учитывая опасность взрыва, связанную с определенными смесями углеводородов, предпочтительным является диоксид углерода в качестве охлаждающего средства для предварительного охлаждения. Изобретение предпочтительно применяется всегда, когда, с одной стороны, внутри процесса фракционирования и/или сжижения возникает несколько содержащих диоксид углерода фракций и, с другой стороны, желателен, соответственно требуется, жидкий диоксид углерода или сжиженная содержащая диоксид углерода фракция в качестве охлаждающего средства.

Изобретение относится к области переработки природого газа. Предложены способ и система удаления одной или нескольких содержащих диоксид углерода фракций, которые содержатся в одном или нескольких местах процесса фракционирования и/или сжижения, такого как, например, процесс сжижения природного газа. Содержащую диоксид углерода фракцию (фракции) подвергают очистке (В) и/или сжижению (С) и затем секвестируют (D). По меньшей мере, один частичный поток (6) сжиженной содержащей диоксид углерода фракции (фракций) применяют в качестве охлаждающего средства (D) внутри процесса фракционирования и/или сжижения. Система включает, по меньшей мере, один блок (В) очистки и/или, по меньшей мере, один блок (С) сжижения, в которые подается содержащая диоксид углерода фракция (фракции), а также средства для подачи очищенной и/или сжиженной содержащей диоксид углерода фракции (фракций) для секвестирования (D). Использование изобретения обеспечит уменьшение выбросов углекислого газа. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ удаления одной или нескольких содержащих диоксид углерода фракций, которые содержатся в одном или нескольких местах процесса фракционирования и/или сжижения, такого как, например, процесс сжижения природного газа, отличающийся тем, что содержащую диоксид углерода фракцию (фракции) подвергают очистке (В) и/или сжижению (С) и затем секвестируют (D), причем, по меньшей мере, один частичный поток (6) сжиженной содержащей диоксид углерода фракции (фракций) применяют в качестве охлаждающего средства (D) внутри процесса фракционирования и/или сжижения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сжиженную содержащую диоксид углерода фракцию (фракции) перед отделением нагнетают (9) до давления, по меньшей мере, 100 бар.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержащая диоксид углерода фракция (фракции) имеют содержание диоксида углерода, по меньшей мере, 90 об.%.

4. Система для удаления одной или нескольких содержащих диоксид углерода фракций, которые содержатся в одном или нескольких местах процесса фракционирования и/или сжижения, такого как, например, процесс сжижения природного газа, отличающаяся тем, что включает, по меньшей мере, один блок (В) очистки и/или, по меньшей мере, один блок (С) сжижения, в которые подается содержащая диоксид углерода фракция (фракции), а также средства для подачи очищенной и/или сжиженной содержащей диоксид углерода фракции (фракций) для секвестирования (D).

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что средство для подачи очищенной и/или сжиженной содержащей диоксид углерода фракции (фракций) для секвестирования (D) включает, по меньшей мере, один блок (9) повышения давления.

6. Система по п.4, отличающаяся тем, что блок (9) повышения давления обеспечивает возможность повышения давления подаваемых для секвестирования (D) содержащих диоксид углерода фракций, по меньшей мере, до 100 бар.