Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США №61/891,497, поданной 16 октября 2013 года, и заявке США №14/445,512, поданной 29 июля 2014 года.
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение в общем случае относится к способу рекуперации тепла от процесса разделения углеводородов.
Уровень техники
Процессы переработки нефти и нефтехимические процессы зачастую включают разделение углеводородных компонентов, которые обладают в значительной степени подобными структурой и свойствами.
Например, установки разделения пропилена и пропана обычно содержат перегонные колонны, которые используют для разделения С3 потоков на пропилен полимерного сорта (PGP) в результирующем головном потоке и пропан в результирующем кубовом потоке. Вследствие низкой относительной летучести пропилена и пропана обычно используют очень большую колонну, имеющую от 150 до 250 тарелок. В дополнение к этому, колонна также обычно имеет отношение между флегмой и подаваемым потоком в диапазоне от 5 до 10. Поскольку относительная летучесть пропилена и пропана является настолько низкой (обычно в диапазоне от 1,05 до 1,20), энергия, требуемая для разделения пропилена и пропана на потоки высокочистых компонентов, является очень большой.
Обычно для конденсирования (или отвода энергии) в головном потоке фракционирующей колонны и повторного кипячения (или подвода энергии) в кубовом потоке колонны используют компрессор теплового насоса, поскольку давление паров пропилена и пропана является подобным, и тепло, отведенное из головного потока колонны при конденсировании, может быть передано или перекачано к кубовому потоку колонны при повторном кипячении.
В одном традиционном проектном решении, таком как проектное решение, описанное в публикации патента США №2013/0131417, который переуступлен патентообладателю настоящего изобретения, и который во всей своей полноте посредством ссылки включается в настоящий документ, пары головного потока из колонны установки разделения пропилена и пропана («установки разделения ПП») отправляют в компрессор теплового насоса первой ступени. В компрессоре теплового насоса первой ступени пары компримируют до требуемого давления, обычно в диапазоне от 1034 до 1724 кПа (изб.) (от 150 до 250 фунт/дюйм2 (изб.)), что соответствует минимальной температуре для теплообменника при конденсировании паров на горячей стороне и повторном кипячении жидкости на холодной стороне теплообменника. Теплопроизводительность, требуемая для повторного кипячения в установке разделения ПП, определяет расход паров для рибойлера/конденсаторов. Поскольку у установки для разделения ПП теплопроизводительность при конденсировании является большей, чем теплопроизводительность при повторном кипячении, имеются избыточные пары из выпускного потока первой ступени, для которых требуется отвод тепла. Данные избыточные пары отправляют на вторую ступень компрессора теплового насоса, где они могут быть компримированы до давления, способного обеспечить конденсирование при использовании другого теплообменника при более высокой температуре. Впоследствии данный поток подвергают мгновенному испарению при пропускании через клапан в отсасывающий барабан вплоть до давления головного потока колонны в целях получения охлаждения по эффекту Джоуля-Томсона для головного потока колонны и накопления пропиленового жидкого продукта в отсасывающем барабане.
В такой описанной выше системе при мгновенном испарении для выпускного потока второй ступени вплоть до давления головного потока колонны получающиеся в результате пары от данного мгновенного испарения после этого будут последовательно подвергать повторной переработке на первой ступени и вторых ступенях теплового насоса. Таким образом, первая ступень компрессора теплового насоса, которая является ступенью с большей производительностью, имеющей большую потребность в теплоносителях, вынуждена перерабатывать пары головного потока колонны совместно с парами от мгновенного испарения выпускного потока второй ступени, что, тем самым, увеличивает совокупную производительность и потребность в энергоносителях для компрессора.
Было бы желательно иметь способ, который улучшает эффективность и рекуперацию тепла у такого способа.
Раскрытие изобретения
Был открыт способ, который делает возможной более эффективную рекуперацию тепла.
В одном аспекте настоящее изобретение может быть охарактеризовано как способ разделения углеводородов и рекуперации тепла, который включает: разделение подаваемого потока, содержащего углеводороды, в первой зоне разделения на головной поток и кубовый поток; при этом головной поток представляет собой поток паров, а кубовый поток представляет собой поток жидкости; пропускание по меньшей мере части головного потока в зону компримирования, выполненную с возможностью получения первого выходного потока и второго выходного потока; передачу тепла от по меньшей мере части первого выходного потока зоны компримирования в первую зону разделения; отвод тепла от второго выходного потока зоны компримирования; и пропускание второго выходного потока зоны компримирования во вторую зону разделения, которая характеризуется давлением, большим, чем давление указанного головного потока.
По меньшей мере в одном варианте осуществления первая зона разделения представляет собой фракционирующую колонну.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает извлечение потока жидкости из второй зоны разделения.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает пропускание по меньшей мере первой части первого выходного потока зоны компримирования в первую зону разделения после передачи тепла от первой части первого выходного потока. Кроме того, предусматривается включение в способ пропускания второй части первого выходного потока зоны компримирования во вторую зону разделения. Также предусматривается, что первая часть первого выходного потока зоны компримирования составляет от 75% до 90% (об.) от первого выходного потока зоны компримирования.
По меньшей мере в одном варианте осуществления вторая зона разделения обеспечивает получение головного потока и кубового потока. Способ дополнительно включает пропускание указанного головного потока в зону компримирования.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает извлечение жидкости из головного потока первой зоны разделения перед пропусканием указанного головного потока в зону компримирования. Кроме того, предусматривается включение в способ также извлечения жидкости из головного потока первой зоны разделения в третьей зоне разделения. Третья зона разделения предпочтительно расположена в промежутке между первой зоной разделения и зоной компримирования.
В других вариантах осуществления способ включает охлаждение второго выходного потока зоны компримирования в зоне охлаждения после отвода тепла из второго выходного потока и до пропускания второго выходного потока во вторую зону разделения.
В еще одном аспекте настоящее изобретение может быть охарактеризовано как способ разделения углеводородов и рекуперации тепла, который включает: разделение подаваемого потока, содержащего углеводороды, в первой зоне разделения на головной поток и кубовый поток; разделение головного потока из первой зоны разделения на поток паров и поток жидкости; пропускание потока паров в зону компримирования, выполненную с возможностью получения первого выходного потока и второго выходного потока; отвод тепла из первого выходного потока зоны компримирования; конденсирование и отправление на рецикл первого выходного потока зоны компримирования в первую зону разделения; рекуперацию тепла из второго выходного потока зоны компримирования; и пропускание второго выходного потока зоны компримирования во вторую зону разделения. Вторая зона разделения выполнена таким образом, что любые пары во второй зоне разделения являются из зоны компримирования.
В некоторых вариантах осуществления способ включает пропускание части первого выходного потока зоны компримирования во вторую зону разделения перед рекуперацией тепла из первого выходного потока. Предусматривается, что указанная часть первого выходного потока, пропускаемая во вторую зону разделения, составляет от 10 до 25% (об.) от первого выходного потока.
По меньшей мере в одном варианте осуществления способ включает охлаждение второго выходного потока зоны компримирования в зоне охлаждения после отвода тепла из второго выходного потока и до пропускания второго выходного потока во вторую зону разделения.
В еще одном другом варианте осуществления вторая зона разделения обеспечивает получение головного потока и кубового потока. Способ может включать пропускание указанного головного потока в зону компримирования.
В некотором варианте осуществления способ включает извлечение потока жидкости из второй зоны разделения.
В других еще вариантах осуществления головной поток из первой зоны разделения разделяют на поток паров и поток жидкости в третьей зоне разделения. Предусматривается расположение третьей зоны разделения в промежутке между первой зоной разделения и зоной компримирования. Кроме того, предусматривается, что первая зона разделения содержит перегонную колонну. Также предусматривается, что давление в третьей зоне разделения меньше, чем давление во второй зоне разделения.
Дополнительные цели, варианты осуществления и детали изобретения представлены в следующем далее подробном описании изобретения.
Краткое описание чертежей
Чертежи представляют собой упрощенные технологические схемы, в числе которых:
Фигура 1 демонстрирует одну принципиальную технологическую схему способа, соответствующего одному или нескольким вариантам осуществления настоящего изобретения; и
Фигура 2 демонстрирует еще одну принципиальную технологическую схему способа, соответствующего одному или нескольким вариантам осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Был разработан способ, который обеспечивает более эффективное разделение различных углеводородов в результате увеличения рекуперации тепла из них.
В различных способах изобретения первая и вторая ступени компрессора теплового насоса являются разделенными таким образом, что первая ступень перерабатывает пары из головного потока колонны, а вторая ступень перерабатывает только материал, нуждающийся в отводе избыточной энергии конденсирования, необходимой для функционирования колонны.
В некоторых вариантах осуществления энергетические преимущества в сопоставлении с современным проектным решением теплового насоса может быть реализовано в результате уменьшения объемного расхода при всасывании на первой ступени, поскольку теперь первая ступень перерабатывает только пары головного потока колонны (без дополнительных паров от мгновенного испарения второй ступени).
В дополнение к этому, способы, соответствующие настоящему изобретению, будут обеспечивать наличие более низкой температуры при всасывании на второй ступени, поскольку в отсасывающем барабане второй ступени происходит повторное введение в контакт в системе пар/жидкость, что производит охлаждение газа всасывания на вторую ступень. Более плотный газ приводит к уменьшению размера компрессора и потребности в энергоносителях в результате понижения требуемого напора компрессора.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления исключают насос, использующийся для отправления флегмы обратно в колонну, поскольку жидкость отсасывающего барабана второй ступени функционирует при более высоком давлении, и вторичная флегма может быть отправлена под давлением обратно в головной поток колонны в виде жидкости. В дополнение к этому, линия вторичной флегмы из отсасывающего барабана может быть исключена, поскольку совокупная флегма может представлять собой сочетание на одном уровне. В настоящем изобретении плотность материала первичной и вторичной флегмы будет подобной. В традиционной схеме насос флегмы переохлаждает вторичную флегму. Первичная флегма, представляющая собой газонасыщенный материал, имела меньшую плотность в сопоставлении с материалом вторичной флегмы, и линии первичной и вторичной флегмы обычно направляли в верх колонны независимо. Объединение первичной флегмы со вторичной переохлажденной флегмой будет приводить к увеличению статического напора в линии совокупной флегмы и увеличивать потребность в энергоносителях первой ступени. Данные и другие преимущества будут оценены с учетом следующего далее описания некоторых из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Один вариант осуществления настоящего изобретения будет описываться при обращении к фигуре 1. Как это продемонстрировано, подаваемый поток 10, содержащий подлежащие разделению углеводороды, пропускают в первую зону 12 разделения. В одном предпочтительном варианте осуществления первая зона 12 разделения содержит одну или несколько фракционирующих колонн 14 для разделения углеводородов, например, изобутана и нормального бутана, изобутилена и изобутена или пропана и пропилена. В наиболее предпочтительном варианте осуществления одна или несколько фракционирующих колонн 14 включает колонну разделения пропилена и пропана.
Одна или несколько фракционирующих колонн 14 функционируют в условиях разделения углеводородов в подаваемом потоке 10 на головной поток 16 паров и кубовый поток 18. По меньшей мере в одном варианте осуществления каждая из одной или нескольких фракционирующих колонн 14 функционирует при давлении головного потока 689 кПа (изб.) (100 фунт/дюйм2 (изб.)). В случае колонны разделения пропилена и пропана кубовый поток 18 может содержать пропан, а также другие более тяжелые углеводороды, которые могут быть пропущены в другие зоны или установки для дальнейших разделения и переработки.
Головной поток 16 паров из первой зоны 12 разделения пропускают в зону 20 компримирования. В наиболее предпочтительном варианте осуществления зона 20 компримирования содержит компрессор 22 теплового насоса, который производит два выходных (или выпускных) потока - выходной поток 24 первой ступени и выходной поток 26 второй ступени. Компрессор 22 теплового насоса будет компримировать головной поток 16 паров из первой зоны 12 разделения вплоть до значения в диапазоне от 1034 до 1724 кПа (изб.) (от 150 до 250 фунт/дюйм2 (изб.)) для получения выходного потока 24 первой ступени. Давление выходного потока 24 первой ступени базируется на требуемом минимальном перепаде температур на концах теплообменника, который будет обеспечивать повторное кипячение для кубового потока 18 первой зоны 12 разделения и полное конденсирование для паров выходного потока 24 первой ступени для получения первичной жидкой флегмы (что обсуждается ниже).
В одном или нескольких вариантах осуществления выходной поток 24 первой ступени будет поделен на две части 30а, 30b, при этом от 75 до 90% (первую часть 30а) пропускают в теплообменник 28 для передачи тепла (или перекачивания тепла) от головного потока 16 паров первой зоны 12 разделения к кубовому потоку 18 первой зоны 12 разделения. В соответствии с этим, тепло от горячей стороны теплообменника 28 передается к холодной стороне и выполняет функцию источника тепла при повторном кипячении для первой зоны 12 разделения.
Теплообменник 28 может представлять собой термосифонную систему, в которой температура выходного отверстия холодной стороны является той же самой, что и температура кубового потока 18 первой зоны 12 разделения. Теплообменник 28, а также и другие теплообменники, обсуждающиеся в настоящем документе, также могут относиться к любому обычному проектному решению, при этом одним примером является кожухотрубное проектное решение с перекрестным током, а еще один пример использует технологии с высокой теплопередачей, такие как Highflux™ (что доступно в компании UOP, Дес-Плейнс, Иллинойс), или теплообменники пластинчатого типа.
Пары на выходном отверстии горячей стороны теплообменника 28 полностью конденсируются и пропускаются обратно в первую зону 12 разделения в качестве материала первичной флегмы. Выходное отверстие теплообменника 28 может иметь гидравлическое сопротивление в диапазоне от 34 до 172 кПа (от 5 до 25 фунт/дюйм2) для регулирования течения выходного потока 24 первой ступени обратно в первую зону 12 разделения.
Как это упоминалось выше, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения выходной поток 24 первой ступени делят на две части 30а, 30b. Вторая часть 30b выходного потока 24 первой ступени (предпочтительно остающиеся от 10 до 25%) может обходить по байпасу теплообменник 28 и проходить посредством линии 32 байпаса во вторую зону 34 разделения. Предпочтительно вторая зона 34 разделения содержит отсасывающий барабан 36, характеризующийся рабочим давлением 1241 кПа (изб.) (180 фунт/дюйм2 (изб.)).
При поступлении второй части 30b выходного потока 24 первой ступени во вторую зону 34 разделения она будет вступать в контакт с выходным потоком 26 второй ступени. Вторая зона 34 разделения обеспечивает для паров в выходном потоке 24 первой ступени и жидкости из выходного потока 26 второй ступени вхождение в контакт и разъединение, что охлаждает выходной поток 26 второй ступени до его компримирования на второй ступени компрессора 22 теплового насоса. Более низкая температура обеспечивает поступление более высокой плотности газа на вторую ступень компрессора 22 теплового насоса. Это будет уменьшать напор компрессора и потребность в энергоносителях для второй ступени.
В целях получения выходного потока 26 второй ступени компрессор 22 теплового насоса компримирует остаточные пары из первой зоны 12 разделения совместно с парами мгновенного испарения из выходного потока 26 второй ступени во второй зоне 34 разделения. Давление выходного потока 26 второй ступени предпочтительно составляет 2689 кПа (изб.) (390 фунт/дюйм2 (изб.) для конденсирования паров в технологическом теплообменнике 38 с последующим доохладителем 40, охлаждаемым воздухом или водой. Доохладитель 40, охлаждаемый воздухом или водой, отводит избыточное тепло из выходного потока 26 второй ступени, который отправляют на мгновенное испарение во вторую зону 34 испарения для повторного компримирования еще раз на второй ступени компрессора 22 теплового насоса.
Жидкость из второй зоны 34 разделения может быть пропущена обратно во фракционирующую колонну 14 посредством линии 39 вследствие разницы давлений между второй зоной 34 разделения и головным потоком первой фракционирующей колонны 14. Также результирующая жидкость 42 головного потока может быть перекачана для хранения под давлением. В вариантах осуществления, в которых фракционирующая колонна 14 включает установку разделения ПП, результирующая жидкость 42 головного потока обычно содержит пропилен полимерного сорта.
Еще один вариант осуществления настоящего изобретения продемонстрирован на фигуре 2, на которой головной поток 116 паров из первой зоны 112 разделения пропускают в третью зону 144 разделения перед пропусканием в зону 120 компримирования. В третьей зоне 144 разделения могут быть отделены любые капли в головном потоке 116 паров, которые могут конденсироваться в результате потери тепла в окружающую среду. В одном предпочтительном варианте осуществления третья зона 144 разделения содержит отсасывающий барабан 146. Жидкость в третьей зоне 144 разделения предположительно не будет накапливаться в случае осуществления способа, близкого к адиабатическому. Любая жидкость в третьей зоне 144 разделения может быть повторно испарена при использовании горячих паров в головном потоке 116 паров. В альтернативном варианте, жидкость из третьей зоны 144 разделения может периодически перекачиваться при использовании насоса с низкой производительностью во вторую зону 134 разделения. В одном альтернативном варианте осуществления может быть использована сетка (не показана), например, в верхней части фракционирующей колонны 114, для обеспечения накапливания капель в парах в верхней части фракционирующей колонны 114 вместо их пропускания в компрессор 122 теплового насоса. В данном случае отсасывающий барабан 146 не потребовался бы, поскольку третья зона 144 разделения была бы интегрирована в головную часть установки фракционирования. Третью зону 144 разделения и сетку используют для предохранения компрессора 122 теплового насоса от приема даже минимального количества жидкости, поскольку жидкость может повреждать компрессор 122 теплового насоса. Также могут быть использованы и другие проектные решения для предохранения компрессора 122 теплового насоса.
В дополнение к этому, как это продемонстрировано на фигуре 2, в данном варианте осуществления настоящего изобретения выходной поток 126 второй ступени пропускают в технологический теплообменник 148 для рекуперации тепла перед пропусканием через доохладитель 140 и во вторую зону 134 разделения. Любое тепло, рекуперированное в технологическом теплообменнике 148 для рекуперации тепла, может быть использовано в других технологических процессах на нефтеперерабатывающем предприятии.
В заключение, на фигуре 2 часть выходного потока 124 первой ступени посредством линии 150 может быть пропущена обратно непосредственно в компрессор 122 теплового насоса, предназначенный для использования в качестве входного отверстия (или точки всасывания) второй ступени, в целях компримирования для получения выходного (или выпускного) потока 126 второй ступени. В данном случае линия 130b от выходного потока 124 первой ступени ко второй зоне 134 разделения не потребовалась бы.
Остальные элементы данного варианта осуществления на фигуре 2 подобны тому, что имеет место для первого варианта осуществления, продемонстрированного на фигуре 1, и поэтому в настоящий документ включается описание того же, что и выше.
Согласно оценке способы, соответствующие одному или нескольким вариантам осуществления настоящего изобретения, могут обеспечить экономию капиталовложений, составляющую по меньшей мере 2 миллиона долларов США, а также ежегодную экономию затрат на энергоносители, превышающую 1 миллион долларов США. Таким образом, данный способ не только реально обеспечивает более эффективную рекуперацию тепла, данные способы осуществляют это при экономии капиталовложений, требуемых для осуществления способов.
Специалисты в соответствующей области техники должны осознавать и понимать то, что на чертежах не были показаны различные другие компоненты, такие как клапаны, насосы, фильтры, холодильники и тому подобное, поскольку, как представляется, их конкретные особенности вполне соответствуют знаниям специалистов в соответствующей области техники, и их описание не является обязательным для осуществления на практике или понимания вариантов осуществления настоящего изобретения.
Конкретные варианты осуществления
Несмотря на описание нижеследующего в связи с конкретными вариантами осуществления необходимо понимать то, что данное описание предназначено для иллюстрирования, а не ограничения объема предшествующего описания изобретения и прилагаемой формулы изобретения.
Первый вариант осуществления изобретения представляет собой способ разделения углеводородов и рекуперации тепла из потока, который включает разделение подаваемого потока, содержащего углеводороды, в первой зоне разделения на головной поток и кубовый поток; при этом головной поток представляет собой поток паров, а кубовый поток представляет собой поток жидкости; пропускание по меньшей мере части головного потока в зону компримирования, выполненную с возможностью получения первого выходного потока и второго выходного потока; передачу тепла от по меньшей мере части первого выходного потока зоны компримирования в первую зону разделения; отвод тепла от второго выходного потока зоны компримирования; и пропускание второго выходного потока зоны компримирования во вторую зону разделения, которая характеризуется давлением, большим, чем давление указанного головного потока. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением первого варианта осуществления в данном абзаце, в котором первая зона разделения представляет собой фракционирующую колонну. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением первого варианта осуществления в данном абзаце, дополнительно включающие извлечение потока жидкости из второй зоны разделения. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением первого варианта осуществления в данном абзаце, дополнительно включающие пропускание по меньшей мере первой части первого выходного потока зоны компримирования в первую зону разделения после передачи тепла от первой части первого выходного потока. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением первого варианта осуществления в данном абзаце, дополнительно включающие пропускание второй части первого выходного потока зоны компримирования во вторую зону разделения. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением первого варианта осуществления в данном абзаце, в котором первая часть первого выходного потока зоны компримирования составляет от 75% до 90% (об.) от первого выходного потока зоны компримирования. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением первого варианта осуществления в данном абзаце, в котором вторая зона разделения обеспечивает получение головного потока и кубового потока, а способ дополнительно включает пропускание указанного головного потока в зону компримирования. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением первого варианта осуществления в данном абзаце, дополнительно включающие извлечение жидкости из головного потока первой зоны разделения перед пропусканием указанного головного потока в зону компримирования. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением первого варианта осуществления в данном абзаце, дополнительно включающие извлечение жидкости из головного потока первой зоны разделения в третьей зоне разделения, при этом третья зона разделения расположена в промежутке между первой зоной разделения и зоной компримирования. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением первого варианта осуществления в данном абзаце, дополнительно включающие охлаждение второго выходного потока зоны компримирования в зоне охлаждения после отвода тепла из второго выходного потока и до пропускания второго выходного потока во вторую зону разделения.
Второй вариант осуществления изобретения представляет собой способ разделения углеводородов и рекуперации тепла, который включает разделение подаваемого потока, содержащего углеводороды, в первой зоне разделения на головной поток и кубовый поток; разделение головного потока из первой зоны разделения на поток паров и поток жидкости; пропускание указанного потока паров в зону компримирования, выполненную с возможностью получения первого выходного потока и второго выходного потока; рекуперацию тепла из первого выходного потока зоны компримирования; конденсирование и отправление на рецикл первого выходного потока зоны компримирования в первую зону разделения; отвод тепла из второго выходного потока зоны компримирования; и пропускание второго выходного потока зоны компримирования во вторую зону разделения, выполненную таким образом, что любые пары во второй зоне разделения являются из зоны компримирования. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением второго варианта осуществления в данном абзаце, дополнительно включающие пропускание части первого выходного потока зоны компримирования во вторую зону разделения перед рекуперацией тепла из первого выходного потока. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением второго варианта осуществления в данном абзаце, в котором часть первого выходного потока, пропускаемая во вторую зону разделения, составляет 10-25% (об.) от первого выходного потока. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением второго варианта осуществления в данном абзаце, дополнительно включающие охлаждение второго выходного потока зоны компримирования в зоне охлаждения после отвода тепла из второго выходного потока и до пропускания второго выходного потока во вторую зону разделения. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением второго варианта осуществления в данном абзаце, в котором вторая зона разделения обеспечивает получение головного потока и кубового потока, а способ дополнительно включает пропускание указанного головного потока в зону компримирования. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением второго варианта осуществления в данном абзаце, дополнительно включающие извлечение потока жидкости из второй зоны разделения. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением второго варианта осуществления в данном абзаце, в котором головной поток из первой зоны разделения разделяют на поток паров и поток жидкости в третьей зоне разделения.
Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением второго варианта осуществления в данном абзаце, в котором третья зона разделения расположена в промежутке между первой зоной разделения и зоной компримирования. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением второго варианта осуществления в данном абзаце, в котором первая зона разделения содержит фракционирующую колонну. Одним вариантом осуществления изобретения являются один, любые или все представители, выбираемые из предшествующих вариантов осуществления в данном абзаце вплоть до и с включением второго варианта осуществления в данном абзаце, в котором давление в третьей зоне разделения является меньшим, чем давление во второй зоне разделения.
Несмотря на представление в предшествующем подробном описании изобретения по меньшей мере одного примера варианта осуществления необходимо понимать то, что существует и огромное количество вариаций. Также необходимо понимать то, что пример варианта осуществления или примеры вариантов осуществления являются только примерами и не предполагают ограничения объема, применимости или конфигурации заявки каким бы то ни было образом. Вместо этого предшествующее подробное описание будет предлагать специалистам в соответствующей области техники удобную дорожную карту для воплощения одного примера варианта осуществления изобретения, при этом необходимо понимать то, что могут быть сделаны различные изменения в отношении функции и компоновки элементов, описанных в одном примере варианта осуществления, без отклонения от объема изобретения, представленного в прилагаемой формуле изобретения и ее законных эквивалентах.
Изобретение относится к способу разделения углеводородов с рекуперацией тепла во фракционной колонне. Поток, содержащий углеводороды, подают в первую зону разделения на головной поток и кубовый поток. По меньшей мере часть, головного потока паров пропускают в двухступенчатый компрессор теплового насоса в зону компримирования, выполненную с возможностью получения первого выходного потока и второго выходного потока. Передача тепла от по меньшей мере части первого выходного потока зоны компримирования в первую зону разделения; отвод тепла от второго выходного потока зоны компримирования и пропускание второго выходного потока зоны компримирования во вторую зону разделения. Причем вторая зона разделения характеризуется давлением, большим, чем давление головного потока. Технический результат – эффективное разделение различных углеводородов в результате рекуперации тепла. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
1. Способ разделения углеводородов с рекуперацией тепла, который включает:
разделение подаваемого потока, содержащего углеводороды, в первой зоне разделения на головной поток и кубовый поток, при этом головной поток представляет собой поток паров, а кубовый поток представляет собой поток жидкости;
пропускание по меньшей мере части головного потока в зону компримирования, выполненную с возможностью получения первого выходного потока и второго выходного потока;
передачу тепла от по меньшей мере части первого выходного потока зоны компримирования в первую зону разделения;
отвод тепла от второго выходного потока зоны компримирования; и
пропускание второго выходного потока зоны компримирования во вторую зону разделения,
причем вторая зона разделения характеризуется давлением, большим, чем давление головного потока.
2. Способ по п. 1, в котором первая зона разделения представляет собой фракционирующую колонну.
3. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
извлечение потока жидкости из второй зоны разделения.
4. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно включающий:
пропускание по меньшей мере первой части первого выходного потока зоны компримирования в первую зону разделения после передачи тепла от первой части первого выходного потока.
5. Способ по п. 4, дополнительно включающий:
пропускание второй части первого выходного потока зоны компримирования во вторую зону разделения.
6. Способ по п. 5, в котором первая часть первого выходного потока зоны компримирования составляет от 75% до 90% (об.) от первого выходного потока зоны компримирования.
7. Способ по любому из пп. 1-3, в котором вторая зона разделения обеспечивает получение головного потока и кубового потока, а способ дополнительно включает:
пропускание указанного головного потока в зону компримирования.
8. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно включающий:
извлечение жидкости из головного потока первой зоны разделения перед пропусканием головного потока в зону компримирования.
9. Способ по п. 8, дополнительно включающий:
извлечение жидкости из головного потока первой зоны разделения в третьей зоне разделения, которая расположена в промежутке между первой зоной разделения и зоной компримирования.
10. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно включающий:
охлаждение второго выходного потока зоны компримирования в зоне охлаждения после отвода тепла из второго выходного потока и до пропускания второго выходного потока во вторую зону разделения.
| US 2013131417 A1, 23.05.2013 | |||
| US 2009120780 A1, 14.05.2009 | |||
| US 2010025218 A1, 04.02.2010 | |||
| US 2012000244 A1, 05.01.2012 | |||
| ОЧИСТКА ЖИДКИХ СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРЕГОННО-МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ | 2004 |
|
RU2341315C2 |
