СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2022 года по МПК F25J3/02 

Настоящее изобретение относится к способу и установке для производства сжиженного природного газа согласно соответствующим ограничительным частям независимых пунктов формулы изобретения.

Предшествующий уровень техники

Способы и установки для сжижения природного газа и, таким образом, для получения сжиженного природного газа известны из предшествующего уровня техники в различных вариантах осуществления. Для более подробного обзора дается ссылка на соответствующую техническую литературу, например статью «Natural Gas» в «Энциклопедии промышленной химии Ульмана», опубликованную в сети Интернет 15 июля 2006 г., ЦИО: 10.1002/14356007.a17_073.pub2, в частности на раздел 3.3 «Производство». Сжижение природного газа осуществляют, в частности, для повышения его пригодности к транспортировке, в том числе на танкерных судах. Сжиженный газ, производимый с помощью соответствующих способов и установок, часто называют СПГ (сжиженным природным газом). СПГ представляет собой криогенную жидкость, содержащую преимущественно или исключительно метан. Сжиженный природный газ, как правило, содержит только часть компонентов, имеющихся в (естественном) природном газе.

Во время сжижения природного газа с образованием сжиженного природного газа повреждения и закупорка деталей установки могут уже возникать в присутствии очень небольшого количества определенных углеводородных соединений, называемых далее «критически важными». Вследствие может происходить полный отказ применяемых установок.

К критически важным углеводородным соединениям относятся, в частности, бензол и неопентан, которые, как химически чистые вещества, при замерзании переходят в твердое состояние уже при относительно высоких температурах +5 °C и -16,6 °C соответственно. Напротив, перехода в твердое состояние не происходит, если в дополнение к критически важным углеводородным соединениям в природном газе, подлежащем сжижению, по-прежнему присутствуют в достаточном количестве дополнительные углеводороды, которые конденсируются, но не застывают при соответствующем диапазоне температур. Благодаря данным сопутствующим компонентам возможно сохранение этих критически важных углеводородных соединений в растворе и предотвращение или замедление затвердевания, а значит, обеспечение осаждения или элюирования в растворе. После осаждения или элюирования природный газ можно охлаждать до очень низких температур, требуемых для сжижения, и при этом не опасаться повреждений, появляющихся из-за критически важных углеводородных соединений.

Для обеспечения элюирования парциальное давление или концентрация компонентов, подходящих для использования в качестве растворителей, должны быть достаточно высокими для обеспечения их конденсации при температурах уже выше температуры застывания критически важных углеводородных соединений и для присутствия в виде жидкости. Эти компоненты можно подавать противотоком к газу, например, в промывных колоннах, за счет чего возможно элюирование критически важных углеводородных соединений.

Однако, как также поясняется ниже, соответствующая процедура удаления критически важных углеводородных соединений не всегда возможна. Иными словами, разделение соответствующих критически важных углеводородных соединений также невозможно в традиционной процедуре или практически нецелесообразно.

Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в обеспечении или более серьезной разработке сжижения природного газа в присутствии критически важных углеводородных соединений даже в таких ситуациях.

Описание изобретения

С учетом этого в настоящем изобретении предложены способ и установка с соответствующими признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения являются объектом зависимых пунктов формулы изобретения и последующего описания.

Перед объяснением признаков и преимуществ настоящего изобретения обсуждаются некоторые из используемых принципов и терминов.

Жидкие и газообразные смеси могут на языке, используемом в настоящем документе, быть обогащены или обеднены одним или более компонентами, причем термин «обогащен» относится к содержанию по меньшей мере 99%, 99,5%, 99,9% или 99,99%, а термин «обеднен» относится к содержанию не более 1%, 0,1% или 0,01% по молярному количеству, весу или объему. Термин «преимущественно» может соответствовать определению термина «обогащенный».

Смеси компонентов на языке, используемом в настоящем документе, также могут быть обогащены или обеднены одним или более компонентами, причем эти термины относятся к соответствующему содержимому в другой смеси компонентов, с помощью которой получали рассматриваемую смесь компонентов. Смесь компонентов считается «обогащенной» при по меньшей мере 1,5-кратном, 2-кратном, 5-кратном, 10-кратном, 100-кратном или 1000-кратном содержании указанного (-ых) компонента (-ов) в ней и «обедненной» — при почти 0,75-кратном, 0,5-кратном, 0,1-кратном, 0,01-кратном или 0,001-кратном содержании указанного (-ых) компонента (-ов) в ней.

В настоящей заявке термины «уровень давления» и «уровень температуры» используются для характеристики давлений и температур, что означает необязательное использование соответствующих давления и температуры в соответствующей установке в форме точных значений давления или температуры для реализации идеи изобретения. Однако такие давления и температуры, как правило, находятся в определенных диапазонах, максимальные и минимальные значения которых отличаются, например, не более чем на 1%, 5%, 10%, 20% или даже на 50%.

В этом случае соответствующие уровни давления и уровни температуры могут находиться в несвязанных диапазонах или в диапазонах, совпадающих друг с другом. В частности, в уровнях давления, например, учитываются неизбежные или ожидаемые потери давления, например, из-за эффектов охлаждения. То же самое относится и к уровням температуры. Значения давления, указанные в данном документе в отношении «уровней абсолютного давления», в каждом случае представляют собой абсолютные давления в бар (абс.).

Преимущества изобретения

Как уже отмечалось выше, удаление критически важных углеводородных соединений перед сжижением природного газа посредством их осаждения или элюирования возможно, если наряду с критически важными углеводородными соединениями в достаточном количестве присутствуют дополнительные углеводороды, подходящие для использования в качестве растворителей для критически важных углеводородных соединений. Данные компоненты, подходящие для использования в качестве растворителей, должны конденсироваться в соответствующем диапазоне температур, но не должны застывать. Как упомянуто, парциальное давление или концентрация компонентов, подходящих для использования в качестве растворителей, должны быть достаточно высокими для обеспечения их конденсации при температурах уже выше температуры застывания критически важных углеводородных соединений и для присутствия в виде жидкости.

Напротив, соответствующее осаждение или элюирование невозможно, если содержание компонентов, подходящих для использования в качестве растворителей, недостаточно велико и их конденсация не происходит при температуре выше температуры застывания с учетом низкого парциального давления.

Таким образом, природные газы, которым, например, свойственно неблагоприятное соотношение неопентана и бутанов, из-за этого в традиционной процедуре не могут быть сжижены с получением сжиженного природного газа, поскольку неопентан уже застывает до сжижения достаточного количества бутанов или других углеводородов и сохранения неопентана в растворе и, тем самым, его подвижного состояния. Однако, в отличие от бензола или углеводородов, имеющих семь атомов углерода, и/или углеводородов, имеющих восемь или более атомов углерода, неопентан не может быть целенаправленно или избирательно удален из природного газа посредством адсорбции.

С другой стороны, благодаря мерам, предложенным в настоящее время в соответствии с изобретением, можно также сжижать природные газы, которые в традиционном методе считаются неблагоприятными для сжижения и содержат указанные критически важные углеводородные соединения, и при этом не опасаться повреждения деталей установки и соответствующего выхода установки из строя. Таким образом, благодаря использованию изобретения дополнительные природные газы могут стать доступными для сжижения. С помощью настоящего изобретения природный газ с высоким содержанием неопентана и/или бензола и в то же время с низким содержанием пропана и/или бутана можно кондиционировать с возможностью его сжижения, хранения и транспортировки при самых низких температурах. В результате природные газы с подобными свойствами могут стать доступными для разработки и сбыта. В этом случае можно использовать практически любой природный газ или сырьевую смесь, в частности, благодаря мерам, преимущественно предложенным в дополнение к способу адсорбции при переменном давлении, в частности термическому разделению. Однако с помощью только способа адсорбции при переменном давлении можно получать примерно 70% от значения нагрева.

Настоящее изобретение основано, в частности, на реализации следующего: природный газ, подлежащий сжижению, или соответствующая сырьевая смесь, которые могут быть получены, в частности, при подходящем кондиционировании природного газа, и которые содержат соответствующие критически важные углеводородные соединения, преимущественно подвергаются адсорбции при переменном давлении (PSA) и разделяются на фракцию, содержащую преимущественно или исключительно метан, и, возможно, компоненты, кипящие при температуре ниже, чем у метана (также называемую фракцией С1 минус и впоследствии также называемую «первой» фракцией), и фракцию, содержащую преимущественно или исключительно метан, и компоненты, кипящие при температуре выше, чем у метана (также называемую фракцией С1 плюс и впоследствии также называемую «второй» фракцией).

Для фракции C1 минус сохраняется относительно высокий уровень давления, при котором ее больше не подвергают способу адсорбции при переменном давлении и можно подвергать сжижению при этом уровне давления. Преимуществом является то, что эта фракция практически не содержит никаких углеводородов используемого природного газа, которые кипят при температуре, превышающей температуру кипения метана. Напротив, фракция C1 плюс преимущественно содержит практически все углеводороды используемого природного газа, которые кипят при более высокой температуре, включая критически важные углеводородные соединения, такие как неопентан или бензол, и существенно сниженную долю метана по сравнению с природным газом или используемой сырьевой смесью. Эту фракцию, накапливаемую при относительно низком давлении, можно, в частности, снова сжимать и подвергать термическому разделению. Далее в настоящем документе обсуждаются конкретные признаки и преимущества соответствующей обработки этой фракции.

В целом в настоящем изобретении предложен способ получения сжиженного природного газа с использованием сырьевой смеси, содержащей по меньшей мере метан, один или более компонентов, кипящих при температуре ниже температуры кипения метана, и одного или более углеводородов, кипящих при температуре выше температуры кипения метана. Сырьевую смесь в контексте настоящего изобретения можно получать, как также более подробно описано ниже, из природного газа, в частности, путем кондиционирования.

Углеводород (-ы), содержащийся (-иеся) в сырьевой смеси, которая кипит при температуре выше температуры кипения метана, представляют собой один или более углеводородов, имеющих температуру замерзания более -50 °C, в частности от -30 °C до +30 °C, более конкретно от -20 °C до +20 °C. В каждом случае температура замерзания относится к химически чистому веществу в стандартных условиях или к уровню давления, при котором обычно выполняют сжижение природного газа, а именно, при уровне абсолютного давления от 20 до 40 бар, в частности от 25 до 30 бар. В настоящем документе углеводороды, температура замерзания которых находится в указанных диапазонах, также называются углеводородами «с высокой температурой замерзания». Они включают в себя, в частности, соединения неопентана и бензола, которые выше упоминались как «критически важные углеводородные соединения».

Однако, как также объяснено ниже, помимо углеводородов с высокой температурой замерзания также могут присутствовать дополнительные углеводороды, которые кипят при температуре выше температуры кипения метана, в частности этана, и/или пропана, и/или бутана, и одного или более соответствующих ненасыщенных углеводородов.

В соответствии с изобретением сырьевую смесь подвергают способу адсорбции при переменном давлении, в котором формируется первая содержащая метан фракция и вторая содержащая метан фракция. Способ адсорбции при переменном давлении функционирует по существу известным образом и с использованием известных адсорбентов, подходящих для рассматриваемой в данном документе цели.

При способе адсорбции при переменном давлении сырьевую смесь вводят в газообразной форме при повышенном давлении в один или более контейнеров, содержащих один или более адсорбентов, с обеспечением прохождения сырья через адсорбенты. Один или более компонентов сырьевой смеси адсорбируются на адсорбенте (-ах). На выпускном отверстии контейнера или контейнеров может быть получена фракция, обедненная адсорбируемыми компонентами сырьевой смеси, в частности, по существу не содержащая их, и обогащенная неадсорбируемыми компонентами. Данная фракция соответствует первой содержащей метан фракции.

Через некоторое время адсорбент (-ы) насыщаются таким образом, что дополнительная адсорбция невозможна или ее больше недостаточно для соответствующей задачи разделения. Поэтому выпускное отверстие для ранее образовавшейся фракции, обедненной адсорбируемыми компонентами сырьевой смеси, в частности по существу не содержащей их, и обогащенной неадсорбируемыми компонентами, в настоящее время закрыта. Давление в контейнере или контейнерах снижается до более низкого давления. В данном способе ранее адсорбированный (-ые) компонент (-ы) снова десорбируется (-ются) и может (могут) быть выгружены через соответствующее выпускное отверстие. Непрерывность работы возможна благодаря двум попеременно загружаемым и выгружаемым контейнерам. Для удаления надосадочной жидкости десорбированных компонентов также можно промывать часть желаемого продукта для предотвращения появления примесей.

В контексте настоящего изобретения способ адсорбции при переменном давлении осуществляется с обеспечением содержания в первой содержащей метан фракции по меньшей мере преобладающей части компонентов сырьевой смеси (в дополнение к метану) с температурой кипения ниже, чем у метана, содержащей мало углеводородов с температурой кипения выше, чем у метана, или не содержащей таких углеводородов. Последний адсорбируется преимущественно используемым (-и) адсорбентом (-ами), при этом компоненты, с температурой кипения ниже, чем у метана, не адсорбируются. Метан адсорбируется частично. Кроме метана вторая содержащая метан фракция, напротив, содержит по меньшей мере преобладающую часть углеводородов сырьевой смеси с температурой кипения выше, чем у метана, и содержащую мало компонентов с температурой кипения ниже, чем у метана, или совсем не содержащую таких компонентов.

Преимуществом первой содержащей метан фракции является то, что в ней по существу отсутствуют компоненты с высокой температурой замерзания. В частности, (остаточное) содержание компонента (-ов) с высокой температурой замерзания составляет … Таким образом, он предназначен для сжижения. В связи с незначительным количеством компонентов с высокой температурой замерзания предотвращается их замерзание при сжижении и, следовательно, блокировка части установки.

В контексте настоящего изобретения первую содержащую метан фракцию преимущественно получают посредством способа адсорбции при переменном давлении на уровне абсолютного давления 20–40 бар, в частности 25–35 бар, например примерно 28 бар, и первую содержащую метан фракцию или ее часть, подвергаемую сжижению, подвергают сжижению на данном уровне абсолютного давлении. Таким образом, может происходить дополнительное сжатие ниже по потоку после способа адсорбции при переменном давлении, а также может происходить прямая подача первой содержащей метан фракции или ее части, подвергаемой сжижению.

Напротив, вторую содержащую метан фракцию, как правило, подвергают способу адсорбции при переменном давлении на уровне абсолютного давления 0,1–5 бар, в частности 1–2 бар. Существует уровень давления ниже атмосферного, в частности, в случае так называемой вакуумной адсорбции при переменном давлении, общеизвестной из предыдущего уровня техники. Таким образом, предпочтительно подвергать вторую содержащую метан фракцию или ее часть сжатию перед дальнейшей обработкой для обеспечения возможности доведения до давления, пригодного для дополнительной обработки.

Вторую содержащую метан фракцию или ее часть, подвергаемую сжатию, преимущественно по меньшей мере частично подвергают термическому разделению после сжатия, в частности, для отгонки или ректификации в одной или более подходящих колоннах. При таком термическом разделении метан, в частности, содержащийся во второй фракции, или соответствующая его часть, и другие более легкие углеводороды могут быть отделены от углеводородов с высокой температурой замерзания.

Углеводороды с температурой кипения выше, чем у метана в сырьевой смеси и во второй содержащей метан фракции содержат, в частности, пропан и/или по меньшей мере один бутан, а сжатие преимущественно выбрано в зависимости от содержания пропана и/или по меньшей мере одного бутана во второй содержащей метан фракции или ее части, подвергаемой термическому разделению. В связи с обеднением метаном в способе адсорбции при переменном давлении и последующем сжатии второй содержащей метан фракции или ее части парциальное давление, например, пропана или бутанов можно увеличивать с обеспечением возможности сжижения при температурах выше -16 °C и возможности использования пропана и/или бутана в качестве промывочного агента или растворителя для удаления, например, неопентана способом, описанным на начальном этапе. Давление сжатия выбрано с обеспечением соответствия высокому уровню и, если применимо, соответствия другим технологическим требованиям, например, достаточно высокому уровню, при котором легкую фракцию, полученную при соответствующем разделении, можно подвергать сжижению.

Другими словами, в рамках объема настоящего изобретения в процессе термического разделения преимущественно образуется газообразная третья фракция и жидкая четвертая фракция, причем газообразная третья фракция содержит по меньшей мере метан и малое количество углеводородов с высокой температурой замерзания или не содержит таких углеводородов. Часть газообразной третьей фракции также, в частности, преимущественно подвергают сжижению. Дополнительная часть может быть использована, в частности, в качестве возвратного потока при термическом разделении, которое может быть осуществлено с использованием одной или более ректификационных колонн.

Обеднение метаном и, таким образом, парциальное давление и температура разделения при термическом разделении могут быть скорректированы путем целевой рециркуляции и повторного сжатия в способе адсорбции при переменном давлении. На это может повлиять конечное давление повторного сжатия и доля первой содержащей метан фракции, повторно подвергаемой способу адсорбции при переменном давлении. Таким образом, в контексте настоящего изобретения часть первой содержащей метан фракции также может быть снова подвергнута способу адсорбции при переменном давлении. За счет повторения адсорбции можно уменьшать содержание метана в первой содержащей метан фракции и, таким образом, повышать температуру при низкотемпературном разделении. Доля первой содержащей метан фракции, повторно подвергаемой способу адсорбции при переменном давлении, может составлять, например, 10–80%, в частности 30–70% или 50–70%, например приблизительно 68%, от первой содержащей метан фракции.

В контексте настоящего изобретения можно использовать различные способы термического разделения. Таким образом, термическое разделение можно проводить с помощью ректификационной колонны с обеспечением по меньшей мере преимущественного перехода углеводородов, имеющих два или менее атомов углерода, в верхний продукт в виде газа и по меньшей мере преимущественного перехода углеводородов, имеющих три или более атомов углерода, в кубовую жидкость. В альтернативном варианте осуществления термическое разделение может также быть выполнено с использованием ректификационной колонны, под воздействием которой углеводороды, имеющие три или менее атомов углерода, по меньшей мере преимущественно переходят в верхний продукт в виде газа, а углеводороды, имеющие четыре или более атомов углерода, по меньшей мере преимущественно переходят в кубовую жидкость.

В зависимости от используемого термического разделения и, возможно, дополнительных способов кондиционирования в рамках объема настоящего изобретения также возможно формирование дополнительных смесей жидких компонентов, например сжиженного нефтяного газа (СНГ), преимущественно пропана и бутанов.

В этом случае температура верхнего продукта или конденсации ректификационных колонн, используемых в каждом случае, ниже соответствующей температуры замерзания углеводородов с высокой температурой замерзания при условии, что между точкой подачи и конденсатором достаточно свободного пространства или достаточно кубовых остатков и в колонне образуется надлежащий температурный профиль. Фактический промывочный агент, с помощью которого элюируют углеводороды с высокой температурой замерзания, образуется в колонне углеводородами, имеющими два атома углерода и метан, которые вытекают из головки.

Как уже отмечалось, в контексте настоящего изобретения сырьевая смесь может быть получена путем кондиционирования природного газа, причем кондиционирование может включать в себя, в частности, сушку и удаление диоксида углерода.

Преимуществом является то, что сырьевую смесь обеспечивают при первом уровне давления и подвергают способу адсорбции при переменном давлении при втором уровне давления, причем сырьевую смесь по меньшей мере частично доводят до второго уровня давления путем расширения в одном или более детандерах. Второй уровень давления соответствует, в частности, верхнему уровню давления в способе адсорбции при переменном давлении и, таким образом, также уже описанному уровню давления, при котором возможна выдача первой содержащей метан фракции. Особое преимущество заключается в возможности приведения одного или более компрессоров, используемых для сжатия второй содержащей метан фракции или ее части, подвергаемой сжатию, в действие одним или более детандерами. Таким образом, возможно разумное использование соответственно высвобождаемой механической работы. Температуру на выпускном отверстии, т. е. температуру на впускном отверстии в способе адсорбции при переменном давлении, можно регулировать путем регулирования температуры перед расширением.

В соответствии с преимущественным вариантом осуществления изобретения кондиционирование природного газа может, в частности, также включать в себя способ адсорбции при переменной температуре. Таким образом, в частности, могут быть удалены, высшие углеводороды, а кубовый продукт ректификационной колонны, используемый при термическом разделении, может быть надлежащим образом кондиционирован.

Настоящее изобретение также относится к установке для производства сжиженного природного газа с использованием сырьевой смеси с учетом признаков, на которые даны ссылки в соответствующей независимой формуле изобретения.

Преимуществом является то, что соответствующая установка изготовлена с возможностью осуществления способа, как объяснено выше в различных вариантах осуществления, и в каждом случае оснащена специально предусмотренными средствами для данной цели. Таким образом, приведена ссылка на соответствующие пояснения, в частности, в отношении соответствующих преимуществ.

Вариант осуществления изобретения более подробно описан ниже со ссылкой на прилагаемый чертеж.

Краткое Описание Графических Материалов

На Фиг. 1 представлен способ в соответствии с вариантом осуществления изобретения в виде очень упрощенной схемы способа.

Подробное описание чертежа

На Фиг. 1 представлен способ получения сжиженного природного газа в соответствии с вариантом осуществления изобретения в виде очень упрощенной схемы способа, который обозначен в целом номером 100.

В способе 100 сырьевую смесь, показанную в настоящем документе в виде потока 1 материала, содержащего по меньшей мере метан, один или более компонентов с температурой кипения ниже, чем у метана, и один или более углеводородов с температурой кипения выше, чем у метана, подвергают способу 10 адсорбции при переменном давлении. Как указано выше, углеводород или углеводороды, с температурой кипения выше, чем у метана, содержат один или более углеводородов с высокой температурой замерзания при температуре замерзания ниже -50°C.

Способом 10 адсорбции при переменном давлении получают первую содержащую метан фракцию, показанную в данном документе в виде потока 2 материала, и вторую содержащую метан фракцию, показанную в данном документе в виде потока 3 материала.

Первая содержащая метан фракция или поток 2 материала кроме метана содержит по меньшей мере преобладающую часть компонентов сырьевой смеси с температурой кипения ниже, чем у метана, и содержит небольшое количество углеводородов с температурой кипения выше, чем у метана, или совсем не содержит таких углеводородов, согласно описанию. Как также описывается, вторая содержащая метан фракция или поток 3 материала, кроме метана содержит по меньшей мере преобладающую часть углеводородов сырьевой смеси с температурой кипения выше, чем у метана, и содержит небольшое количество компонентов с температурой кипения ниже, чем у метана, или совсем не содержит таких компонентов.

Поскольку первая содержащая метан фракция преимущественно не содержит или по существу не содержит описанных выше критически важных разновидностей углеводородов, ее или поток 2 материала можно напрямую подвергать сжижению 20. Первую содержащую метан фракцию или поток 2 материала получают способом 10 адсорбции при переменном давлении на таком уровне абсолютного давления, при котором можно напрямую подвергать сжижению 20.

Вторую содержащую метан фракцию или поток 3 материала подвергают способу 10 адсорбции при переменном давлении на значительно более низком уровне абсолютного давления и поэтому их подвергают сжатию 30. Вторую содержащую метан фракцию или ее часть, подвергнутую сжатию 30, по меньшей мере частично подвергают термическому разделению 40 после сжатия 30, что теперь показано в виде потока 4 материала.

Термическое разделение 40 и его варианты осуществления уже были несколько раз подробно рассмотрены ранее. В частности, при термическом разделении образуются газообразная третья фракция, показанная в данном документе в виде потока 5 материала, и жидкая четвертая фракция, показанная в данном документе в виде потока 6 материала, при этом газообразная третья фракция или поток 5 материала содержит по меньшей мере метан и небольшое количество углеводородов с высокой температурой замерзания или совсем не содержит таких углеводородов. Поэтому его можно подвергать сжижению 20. Напротив, жидкую четвертую фракцию или поток 6 материала можно извлекать для получения дополнительных продуктов способом 100.

В частности, в контексте настоящего изобретения способом 100 можно получать и извлекать фракцию сжиженного природного газа, показанную в данном документе в виде потока 7 материала.

Сырьевую смесь или поток 1 материала можно получать кондиционированием 50 природного газа, который показан в данном документе в виде потока 8 материала, при этом кондиционирование 50 может, в частности, включать в себя сушку и удаление диоксида углерода. Сырьевую смесь или поток 1 материала можно обеспечивать, в частности, на первом уровне давления и подвергать способу 10 адсорбции при переменном давлении на втором уровне давления. Сырьевую смесь можно по меньшей мере частично доводить до второго уровня давления посредством расширения 60 в одном или более детандерах. В этом случае процессы расширения 60 и сжатия 30, можно, в частности, совмещать, как показано в данном документе в виде пунктирного соединения 9. В частности, один или более компрессоров, используемых для процесса сжатия 30 второй содержащей метан фракции или ее части, подвергаемой сжатию 30, и, таким образом, потока 3 материалов, могут приводиться в действие одним или более детандерами, выполняющими расширения 60.

Изобретение относится к способу (100) получения сжиженного природного газа с использованием сырьевой смеси, которая содержит метан, один или более компонентов, кипящих при более низкой температуре, чем метан, и один или более углеводородов, кипящих при более высокой температуре, чем метан. Углеводороды, кипящие при более высокой температуре, чем метан, имеют температуру замерзания выше -50 °C. Сырьевую смесь подвергают адсорбции (10) при переменном давлении, в котором образуются первая содержащая метан фракция и вторая содержащая метан фракция. Первая содержащая метан фракция содержит по меньшей мере преобладающую часть компонентов сырьевой смеси с температурой кипения ниже, чем у метана, и небольшое количество углеводородов с температурой кипения выше, чем у метана, или совсем не содержит таких углеводородов. Вторая содержащая метан фракция содержит по меньшей мере преобладающую часть углеводородов сырьевой смеси с температурой кипения выше, чем у метана, и небольшое количество компонентов с температурой кипения ниже, чем у метана, или совсем не содержит таких компонентов. Первую содержащую метан фракцию или ее часть подвергают сжижению (20). Техническим результатом является обеспечение возможности сжижения природного газа с высоким содержанием неопентана и/или бензола. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ (100) получения сжиженного природного газа с использованием сырьевой смеси, которая содержит по меньшей мере метан, один или более компонентов, кипящих при более низкой температуре, чем метан, и один или более углеводородов, кипящих при более высокой температуре, чем метан, при этом углеводород (-ы), кипящий (-ие) при более высокой температуре, чем метан, представляют собой один или более углеводородов с высокой температурой замерзания, превышающей -50°С,

отличающийся тем, что

- сырьевая смесь подвергнута адсорбции при переменном давлении (10), в ходе которой образуются первая содержащая метан фракция и вторая содержащая метан фракция,

- первая содержащая метан фракция кроме метана содержит по меньшей мере преобладающую часть компонентов сырьевой смеси с температурой кипения ниже, чем у метана, и содержит небольшое количество углеводородов с температурой кипения выше, чем у метана, или совсем не содержит таких углеводородов, а

- вторая содержащая метан фракция кроме метана содержит по меньшей мере преобладающую часть углеводородов сырьевой смеси с температурой кипения выше, чем у метана, и содержит небольшое количество компонентов с температурой кипения ниже, чем у метана, или совсем не содержит таких компонентов, и

- первая содержащая метан фракция или ее часть подвергнута сжижению (20).

2. Способ (100) по п. 1, в котором первая содержащая метан фракция получена способом (10) адсорбции при переменном давлении на уровне абсолютного давления от 20 до 40 бар, и при этом первая содержащая метан фракция или ее часть, подвергаемая сжижению, подвергнута сжижению (20) на этом уровне абсолютного давления.

3. Способ (100) по п. 1 или 2, в котором вторая содержащая метан фракция получена способом адсорбции при переменном давлении на уровне абсолютного давления от 0,1 до 5 бар, и при этом вторая содержащая метан фракция или ее часть подвергнута сжатию (30).

4. Способ (100) по п. 3, в котором вторая содержащая метан фракция или ее часть, подвергаемая сжатию (30), по меньшей мере частично подвергнута термическому разделению (40) после сжатия (30).

5. Способ (100) по п. 4, в котором углеводороды с температурой кипения выше, чем у метана, в сырьевой смеси и во второй содержащей метан фракции содержат пропан и/или по меньшей мере один бутан, и давление сжатия выбрано в зависимости от содержания пропана и/или по меньшей мере одного бутана во второй содержащей метан фракции или ее части, подвергнутой термическому разделению (40).

6. Способ (100) по п. 4 или 5, в котором при термическом разделении образуются газообразная третья фракция и жидкая четвертая фракция, при этом газообразная третья фракция содержит по меньшей мере метан и небольшое количество углеводородов с высокой температурой замерзания или совсем не содержит таких углеводородов.

7. Способ (100) по п. 6, в котором часть газообразной третьей фракции также подвергнута сжижению (20).

8. Способ (100) по одному из пп. 4-7, в котором осуществляют термическое разделение (40) с использованием ректификационной колонны, под воздействием которой углеводороды, имеющие два или менее атомов углерода, по меньшей мере в преобладающем количестве переходят в верхний продукт в виде газа, а углеводороды, имеющие три или более атомов углерода, по меньшей мере в преобладающем количестве переходят в кубовую жидкость.

9. Способ (100) по одному из пп. 4-8, в котором осуществляют термическое разделение (40) с использованием ректификационной колонны, под воздействием которой углеводороды, имеющие три или менее атомов углерода, по меньшей мере в преобладающем количестве переходят в верхний продукт в виде газа, а углеводороды, имеющие четыре или более атомов углерода, по меньшей мере в преобладающем количестве переходят в кубовую жидкость.

10. Способ (100) по одному из пп. 3-9, в котором сырьевая смесь получена путем кондиционирования (50) природного газа, при этом кондиционирование (50) включает в себя сушку и удаление диоксида углерода.

11. Способ (100) по одному из пп. 3-10, в котором сырьевая смесь обеспечена при первом уровне давления и подвергнута адсорбции при переменном давлении (10) на втором уровне давления, при этом сырьевая смесь по меньшей мере частично доведена до второго уровня давления путем расширения (60) в одном или более детандерах.

12. Способ (100) по п. 11, в котором один или более компрессоров, используемых для сжатия (30) второй содержащей метан фракции или ее части, подвергаемой сжатию (30), приведены в действие одним или более детандерами.

13. Способ (100) по одному из пп. 10-12, в котором указанное кондиционирование (50) включает в себя способ адсорбции при переменной температуре.

14. Установка для получения сжиженного природного газа, в которой используется сырьевая смесь, содержащая по меньшей мере метан, один или более компонентов, кипящих при более низкой температуре, чем метан, и один или более углеводородов, кипящих при более высокой температуре, чем метан, при этом углеводород или углеводороды, кипящие при более высокой температуре, чем метан, представляют собой один или более углеводородов с высокой температурой замерзания, превышающей -50°С,

отличающаяся следующим:

- средством, выполненным с возможностью подвергания сырьевой смеси адсорбции при переменном давлении (10) и получения в его ходе первой содержащей метан фракции и второй содержащей метан фракции,

- при этом первая содержащая метан фракция кроме метана содержит по меньшей мере преобладающую часть компонентов сырьевой смеси с температурой кипения ниже, чем у метана, и содержит небольшое количество углеводородов с температурой кипения выше, чем у метана, или совсем не содержит таких углеводородов, и

- при этом вторая содержащая метан фракция кроме метана содержит по меньшей мере преобладающую часть углеводородов сырьевой смеси с температурой кипения выше, чем у метана, и содержит небольшое количество компонентов с температурой кипения ниже, чем у метана, или совсем не содержит таких компонентов, и

- средством, выполненным с возможностью подвергания первой содержащей метан фракции или ее части сжижению (20).