Метод за отделяне на азот от природен газ
Собственици на патент RU 2575337:
От дъното на предварителния сепаратор Т1, богата на метанол и обеднена на азот фракция се изтегля през тръбопровод 2 и се подава в богатата на метанол фракция през тръбопровод 13' през клапан V11 и през клапан V11, които ще бъдат обсъдени по-подробно по-долу.
Газова фракция, богата на метан, се изтегля от дънната зона на колоната за предварително разделяне Т1 през тръбопровод 7 и поне частично се втечнява в топлообменника Е4 на потопяемия изпарител. Този потопяем изпарител се състои от топлообменник E4, разположен в резервоара D3, където средата, която трябва да се изпари, се подава в резервоара. След това поне частично втечнена фракция през тръбопровода 7" и през разширителния вентил V3 се подава към главната колона за разделяне Т2. Частичният поток от фракцията, изтеглена от тръбопровод 7, може допълнително да бъде подаден през тръбопровод 7' и разширителен вентил V2 към споменатата фракция 7” на главната колона за разделяне Т2.
Загубата на налягане в колоната за предварително разделяне T1, изтеглена от горната зона през тръбопровод 7 на богатата на метан газова фракция след клапани V2 и V3, както и топлообменник E4, е сравнително малка - тя е по-малка от 300 mbar, за предпочитане по-малка от 200 mbar, така че може да се пренебрегне при помпата в рециркулационния тръбопровод 6. Разликата в налягането между колоната за предварително разделяне Т1 и основната колона за разделяне Т2 компенсира хидростатичното налягане на течността в рециркулационната линия 6 преди клапана V4.
Съгласно изобретението, над точките на зареждане на фракциите 7' и 7” на главната разделителна колона Т2, течната фракция се поема през тръбопровода 6 и през разширителния вентил V4 на предварителното разделянеКолоните T1 се изтеглят като връщане. В същото време, мястото на избор и / или обемът на течната фракция 6, използвана като връщане за колоната за предварително разделяне Т1, се избира по такъв начин, че богатата на метан и обеднена на азот фракция, взета от дъното на основната колона за разделяне Т2 през тръбопровод 10, съдържа фракция от високи въглеводороди под 1 ppm.
Частичният поток от дънния продукт, изтеглен през тръбопровод 10 от дъното на главната колона за разделяне Т2, се подава през тръбопровод 11 и разширителен вентил V9 към потопяем изпарител D3/E4 и се изпарява при средно налягане от 10 до 40 бара, за предпочитане 20 до 30 бара. Изпарената фракция се изтегля от горната част на потопяемия изпарител през тръбопровод 13, нагрява се в топлообменник Е1 и се подава през тръбопровод 13 към многостепенна компресия С1.
Остатъчният частичен поток от дънния продукт, изтеглен през тръбопровод 10 от дъното на главната сепарационна колона Т2, се охлажда в топлообменник Е2 спрямо потоците от процеса на нагряване, които ще бъдат обсъдени по-подробно по-късно, и след това през тръбопровод 12 и през разширителен вентил V7 се подава в друг потопяем изпарител, състоящ се от топлообменник Е3, разположен в резервоар D1. В него тази фракция при ниско налягане от 1,2 до 5 бара, за предпочитане от 1,5 до 3 бара, се изпарява и след това се отвежда в горната част на потопяемия изпарител през тръбопровод 8. Богатата на метан фракция, изтеглена през тръбопровод 8, се нагрява в топлообменници Е2 и Е1 по отношение на охладените технологични потоци и след това се подава през тръбопровод 8' към многостъпален компресор С1. В него богатите на метан фракции 8' и 13', които са под различни височини на налягането, се "събират заедно" и компресират до желания изход.налягане. След преминаване през допълнителния охладител E5, богатата на метан продуктова фракция се изтегля от процеса през линия 14.
В горната част на главната колона за разделяне Т2, богата на азот газова фракция се изтегля през тръбопровод 3, поне частично кондензирана в потопяем изпарител D1/E3, и след това се влива в рециркулационен колектор D2. Течната фаза от рециркулационния колектор D2 се изтегля през линия 4 и разширителен вентил V5 на главната сепарационна колона Т2 в горната зона на последната като връщане. Газовата фаза на фракцията, частично кондензирана в потопяемия изпарител, се изтегля от потопяемия изпарител през разширителния вентил V6 и тръбопровод 5, нагрява се в топлообменници Е2 и Е1 спрямо охладените технологични потоци и се отстранява от потока през тръбопровод 5'.
Загубата на налягане в главната сепарационна колона Т2, взета от горната зона през тръбопровод 3 на богатата на азот газова фракция след топлообменник Е3, е относително малка - тя е по-малка от 300 mbar, за предпочитане по-малка от 200 mbar, така че може да бъде пренебрегната при помпата в рециркулационния тръбопровод 4. Разликата в налягането между главната колона за разделяне Т2 и рециркулационния колектор D2 компенсира хидростатичното налягане на течността в рециркулационната линия 4 преди клапан V5.
Нежеланото обогатяване на по-високи въглеводороди в резервоари D1 и D3 се елиминира чрез промиване на течността от утайката през линия 9 и клапан V8 или линия 2' и клапан V10.