Система удаления тяжелых углеводородов для сжижения обедненного природного газа - RU2017126023A
Код документа: RU2017126023A
Формула
1. Способ, содержащий этапы, на которых
(а) выполняют последовательность сжатия в замкнутом контуре на теплом потоке первого хладагента, выводимом с теплой стороны основного теплообменника, причем последовательность сжатия включает сжатие и охлаждение теплого потока первого хладагента для получения по меньшей мере одного охлажденного сжатого потока первого хладагента;
(б) выводят сырьевой поток природного газа из источника подачи природного газа при давлении в источнике;
(в) вводят сырьевой поток природного газа в скрубберную колонну при давлении в скрубберной колонне, имеющей верхнюю секцию и нижнюю секцию;
(г) разделяют сырьевой поток природного газа в скрубберной колонне на обогащенную метаном паровую фракцию, отбираемую как первый поток пара верхнего погона с верха скрубберной колонны, и обогащенную тяжелыми углеводородами фракцию, отбираемую как первый поток кубовой жидкости из куба скрубберной колонны;
(д) выводят первый поток кубовой жидкости из скрубберной колонны, при этом первый поток кубовой жидкости является потоком природного газа, обогащенным тяжелыми углеводородами;
(е) выводят первый поток пара верхнего погона из скрубберной колонны, причем первый поток пара верхнего погона является потоком природного газа, обогащенным метаном;
(ж) вводят, на теплом конце теплой секции основного теплообменника, первый поток пара верхнего погона в контур природного газа, и каждый из по меньшей мере одного охлажденного и сжатого потока первого хладагента в контур охлаждения;
(з) по меньшей мере в одном из контуров охлаждения, выводят и снижают давление потока верхнего погона хладагента с получением потока верхнего погона хладагента пониженного давления и вводят поток верхнего погона хладагента пониженного давления в холодную сторону основного теплообменника;
(и) обеспечивают косвенный теплообмен между теплой стороной и холодной стороной основного теплообменника;
(к) получают поток продукта из контура природного газа на холодном конце основного теплообменника, причем поток продукта является, по меньшей мере частично, сжиженным;
(л) выводят поток частично сконденсированного природного газа из контура природного газа на холодном конце теплой секции основного теплообменника;
(м) снижают давление потока частично сконденсированного природного газа с образованием потока частично сконденсированного природного газа пониженного давления;
(н) вводят поток частично сконденсированного природного газа пониженного давления в сборник-сепаратор флегмы при промежуточной температуре природного газа;
(о) разделяют поток частично сконденсированного природного газа пониженного давления в сборнике-сепараторе флегмы на жидкий поток флегмы и паровой поток флегмы;
(п) вводят паровой поток флегмы в контур природного газа в месте основного теплообменника, которое расположено ближе к холодному концу основного теплообменника, чем к холодному концу теплой секции;
(р) повышают давление жидкого потока флегмы и вводят жидкий поток флегмы в верхнюю секцию скрубберной колонны; и
(с) обеспечивают косвенный теплообмен между паровым потоком флегмы и потоком частично сконденсированного природного газа, посредством чего поток частично сконденсированного природного газа охлаждается паровым потоком флегмы.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает
(т) эксплуатационную установку любых клапанов, расположенных между и находящихся в сообщении по потоку с источником подачи природного газа и скрубберной колонной, чтобы обеспечить общий перепад давления не более чем 1 бар (0,1 Мпа).
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы, на которых
(у) выводят поток частично сконденсированного хладагента из одного из по меньшей мере одного из контуров хладагента на холодном конце теплой секции основного теплообменника и при промежуточной температуре хладагента;
(ф) разделяют поток частично сконденсированного хладагента в фазовом сепараторе на промежуточный поток жидкого хладагента и промежуточный поток пара хладагента;
(х) вводят каждый из промежуточного потока жидкого хладагента и промежуточного потока пара хладагента в контур хладагента в месте основного теплообменника, которое находится ближе к холодному концу основного теплообменника, чем к холодному концу теплой секции.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап (и) дополнительно включает этап, на котором
(и) обеспечивают косвенный теплообмен между теплой стороной и холодной стороной основного теплообменника, причем теплая сторона основного теплообменника включает по меньшей мере один спирально-витой трубный пучок, а холодная сторона основного теплообменника включает межтрубное пространство, причем каждый контур охлаждения и контур природного газа включает часть по меньшей мере одного спирально-витого трубного пучка.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что этап (в) дополнительно включает
(в) разделение сырьевого потока природного газа на первую часть и вторую часть, введение первой части сырьевого потока природного газа в скрубберную колонну в среднем месте и введение второй части сырьевого потока природного газа в куб скрубберной колонны.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что дополнительно включает этап, на котором
(ц) обеспечивают косвенный теплообмен между первым потоком пара верхнего погона и первой частью сырьевого потока природного газа.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает этап, на котором
(ч) предварительно охлаждают сырьевой поток природного газа путем косвенного теплообмена со вторым хладагентом перед выполнением этапа (в).
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает этап, на котором
(ш) выводят поток сконденсированного природного газа из контура природного газа с холодного конца средней секции основного теплообменника, повышают давление потока сконденсированного природного газа с образованием потока природного газа повышенного давления и вводят потока природного газа повышенного давления в сборник-сепаратор флегмы.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап (р) включает
(р) повышение давления жидкого потока флегмы, разделение жидкого потока флегмы на первую часть и вторую часть, введение первой части жидкого потока флегмы в верхнюю секцию скрубберной колонны и смешение второй части жидкого потока флегмы с паровым потоком флегмы перед выполнением этапа (п).
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что дополнительно включает этап, на котором (щ) выполняют косвенный теплообмен между потоком частично сконденсированного природного газа и третьим хладагентом перед выполнением этапа (м).
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап (з) дополнительно включает разделение по меньшей мере одного из потоков хладагента верхнего погона пониженного давления на первую часть и вторую часть, введение первой части в холодную сторону основного теплообменника, выполнение косвенного теплообмена между второй частью, паровым потоком флегмы и потоком частично сконденсированного природного газа.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает этап, на котором
(ю) повышают давление сырьевого потока природного газа с использованием компрессора перед выполнением этапа (в).
13. Система сжижения сырьевого потока природного газа, содержащая
подающее устройство природного газа, соединенное с источником природного газа;
систему компрессии хладагента, выполненную с возможностью сжатия и охлаждения теплого потока первого хладагента, для получения потока пара первого хладагента высокого давления и жидкого потока первого хладагента высокого давления, причем система компрессии хладагента включает по меньшей мере один компрессор, по меньшей мере один вторичный охладитель и по меньшей мере один фазовый сепаратор;
основной теплообменник, включающий теплый конец, холодный конец, теплую секцию, холодную секцию, теплую сторону, холодную сторону, первый контур хладагента, расположенный на теплой стороне, второй контур хладагента, расположенный на теплой стороне, контур природного газа, расположенный на теплой стороне и имеющий промежуточный выпуск на теплом конце контура природного газа, причем контур первого хладагента находится в сообщении по текучей среде с потоком пара первого хладагента высокого давления на теплом конце основного теплообменника, и контур второго хладагента находится в сообщении по текучей среде с жидким потоком первого хладагента высокого давления на теплом конце основного теплообменника, при этом основной теплообменник сконфигурирован таким образом, чтобы обеспечивать косвенный теплообмен между теплой стороной и холодной стороной основного теплообменника;
скрубберную колонну, включающую впуск сырьевого потока, который находится в сообщении по текучей среде с сырьевым потоком природного газа, и внешний корпус, который определяет внутренний объем, включающий верхнюю секцию, расположенную выше впуска сырьевого потока, и нижнюю секцию, расположенную ниже впуска сырьевого потока, при этом скрубберная колонна имеет выпуск для пара, расположенный в верхней секции скрубберной колонны, выпуск для жидкости, расположенный в нижней секции скрубберной колонны, впуск для жидкости, расположенный в верхней секции скрубберной колонны, причем выпуск для пара в скрубберной колонне находится в сообщении по текучей среде с контуром природного газа на теплом конце основного теплообменника;
сборник-сепаратор флегмы, имеющий впуск в сообщении по текучей среде с промежуточным выпуском основного теплообменника, выпуск для пара, который находится в сообщении по текучей среде с промежуточным впуском основного теплообменника, и выпуск для жидкости в сообщении по текучей среде со впуском для жидкости скрубберной колонны;
насос, расположенный между и находящийся в сообщении по текучей среде с выпуском для жидкости сборника-сепаратора флегмы и впуском для жидкости скрубберной колонны; и
первый экономайзер, имеющий теплый канал и холодный канал, сконфигурированный таким образом, чтобы обеспечивать косвенный теплообмен между теплым каналом и холодным каналом, причем теплый канал расположен между и находится в сообщении по текучей среде с промежуточным выпуском основного теплообменника и впуском сборника-сепаратора флегмы, а холодный канал расположен между и находится в сообщении по текучей среде с выпуском для пара сборника-сепаратора флегмы и промежуточным впуском основного теплообменника.
14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что основной теплообменник содержит спирально-винтовой теплообменник, имеющий теплый трубный пучок и холодный трубный пучок, при этом промежуточный выпуск контура природного газа расположен на холодном конце теплого трубного пучка.
15. Система по п. 13, отличающаяся тем, что по меньшей мере один фазовый сепаратор системы компрессии хладагента содержит фазовый сепаратор холодного хладагента, имеющий впуск фазового сепаратора в сообщении по текучей среде с холодным концом контура первого хладагента, поток кубовой жидкости хладагента, который выводят из нижней части фазового сепаратора холодного хладагента, и поток пара верхнего погона хладагента, который выводят с верха фазового сепаратора холодного хладагента, причем поток пара верхнего погона хладагента и поток кубовой жидкости хладагента, оба, находятся в сообщении по текучей среде с теплой стороной основного теплообменника в месте, расположенном ближе к холодному концу основного теплообменника, чем к холодному концу контура первого хладагента.
16. Система по п. 13, отличающаяся тем, что первый хладагент содержит смешанный хладагент.
17. Система по п. 13, отличающаяся тем, что скрубберная колонна дополнительно содержит впуск для пара.
18. Система по п. 13, отличающаяся тем, что дополнительно содержит предварительный охладитель, который расположен и эксплуатационно сконфигурирован таким образом, чтобы охлаждать сырьевой поток природного газа вверх по потоку от впуска сырьевого потока до температуры ниже 0°С.
19. Система по п. 13, отличающаяся тем, что дополнительно содержит первый клапан понижения давления, расположенный между и находящийся в сообщении по текучей среде с теплым каналом первого экономайзера и впуском сборника-сепаратора флегмы.
20. Система по п. 13, отличающаяся тем, что дополнительно содержит теплообменник, расположенный между первым экономайзером и сборником-сепаратором флегмы и находящийся в сообщении по текучей среде с теплым каналом первого экономайзера.
