Способ одновременного получения гелия, этана и более тяжелых углеводородов Советский патент 1991 года по МПК F25J3/02 

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к способам разделения газовых смесей.

Целью изобретения является повышение экономичности.

На чертеже представлена схема установки, реализующей предложенный способ.

Установка содержит магистраль 1 перерабатываемого газа, теплообменники 2-8, сепараторы 9-12, гелиевую ректификационную кололнну 13 с линией удаления жидкой фазы, детандер 14, колонну-деметанизатор 15 с линиями 16 и 17 питания колонны, линию 18 удаления газов деметанизации, линию 19 удаления кубовой жидкости, насос

20, линию 21 подачи жидкости в колонну- деэтанизатор (не показана).

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Очищенный, осушенный и охлажденный до 243-245 К газ подают на разделение при давлении 4,7- 4,9 МПа. Этот разделят на два потока в соотношении, примерно равном 3:1, охлаждают до 202-205 К и частично конденсируют соответственно в теплообменниках 2 и 3 за счет холода сдросселиро- ванных и расширенных в детандере 14 по 1,7-1,9 МПа обратных фракций газов сепарации, деметанизации и питания ко- лонны-деметанизатора 15. Затем потоки, смешивают и сепарируют в сепараторе 9.

О

Јь

СП

VJ ю

Os

Жидкость дросселируют до давления 3,9 МПа и направляют в сепаратор 10, откуда испаренные гелий и легкие углеводороды подают в нижнюю часть гелиевой колонны 13. Пар из сепаратора 9 конденсируют и переохлаждают до 179-182 К в теплообменниках 4-8 и кипятильнике второй гелиевой колонны (не показана), затем дросселируют до 3,9 МПа и подают на отпарку растворенного в жидкости гелия в колонну 13. Отсюда обогащенный гелием газ(10% от сырьевого потока) направляют на дальнейшее концентрирование, а жидкую фазу разделяют на доа потока. Одну часть (93-95%) жидкой фазы колонны 13 дросселируют до 3,8 МПа и частично испаряют в теплообменнике 4 в диапазоне температур 179 - 191 К, после чего смесь разделяют в сепараторе 11. Жидкости сепараторов 10 и 11, в которых концентрации этана ii пропана возросли более чем в 4 и 7 раз соответственно, после дросселирования и смешения при давлении 1,85 МПа почти полностью испаряют в диапазоне; температур 177 - 238 К в теплообменниках 6 и 3 для конденсации и переохлаждения части перерабатываемого газа и подают как питание по линии 17 в среднюю часть колонны- деметанизатора 15. Пар .из сепаратора 11 расширяют п детандере 14 с 3,7-3,8 до 1,8 МПа, при этом на выходе из него температура снижаотся на 22-24 К, образуется около 8% жидкости, обогащенной этаном. Поток из детандера смешивают с 5-7% сдросселированной до 1.8 МПа жидкости колонны 13, разделяют в сепараторе 12. Отсюда жидкость подают как холодное орошение в верхнюю часть колонны-деметанизатора 15. Здесь при 1,8 МПа умеводороды разделяют на кубовую жидкость, содержащую этан, пропан, бутан, пентан, которую после сжатия насосом 20 до 3 МПа подают на дальнейшее фракционирование. Газ деме- танизации по линии 18 смешивают с газом сепаратора 12 и метаноазотным газом из

узла дальнейшего концентрирования гелия, нагревают в диапазоне температур 168 - 238 К в теплообменниках 7, 5, 4, 2 для конденсации и переохлаждения части перерабатываемого газа. Обратный поток переработанного газа из теплообменника 2 после дальнейшей рекуперации холода для предсарительного охлаждения перерабатываемого газа сжимают до 5,5 МПа вкомпрессорах и выводят из установки. Кубовую жидкость колонны 15 разделяют на этановую и широкую фракции легких углеводородов в колонне-деэтанизаторе (не представлена).

15

Формула изобретения

Способ одновременного получения гелия, этана и более тяжелых углеводородов путем разделения перерабатываемого газа

на потоки, их охлаждение и частичную конденсацию, смешение, сепарацию на жидкость и пар с разделением последнего на потоки, их конденсацию, переохлаждение, смешение и последующее выделение гелия,

этана и других углеводородов в своих ректификационных колоннах и метана в колонне- деметанизаторе, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, жидкую фазу гелиевой ректификационной

колонны разделяют на два потока, один из которых частично испаряют, сепарируют с получением жидкости и пара, причем жидкость дросселируют, смешивают с жидкостью после сепарации перерабатываемого

газа, направляют на конденсацию и переохлаждение части перерабатываемого газа и затем подают на питание колонны-демета- низагора, а пар расширяют в детандере, объединяют с другим потоком жидкой фазы

гелиевой колонны, сепарируют с выделением жидкости и газа, первую из которых направляют на орошение колонны-деметанизатора, а газ объединяют с газами деметаниэации, выходящими из последней.

Ј

S3

«VI

А

Изобретение относится к газовой промышленности. Целью изобретения является повышение экономичности. Перерабатываемый газ разделяют на потоки, которые раздельно охлаждают и частично конденсируют за счет холода обратных потоков. Затем потоки смешивают и сепарируют, при этом жидкость дросселируют и направляют на сепарацию, откуда испаренные гелий и легкие углеводороды подают в нижнюю часть гелиевой ректификационной колонны. Жидкую фазу колонны делят на два потока, один из которых дросселируют, частично испаряют и разделяют в сепараторе. Выделившуюся жидкость дросселируют, смешивают с жидкостью, выделившейся при охлаждении и сепарации подаваемого на переработку газа, и подают в качестве питания в колонну-деметанизатор. Пар. выделившийся при охлаждении и сепарации первой части жидкой фазы гелиевой колонны, расширяют, объединяют с остальной частью жидкой фазы гелиевой колонны, сепарируют и жидкость направляют в качестве холодного орошения в колонну-деметанизатор. 1 ил. (А С