Спосіб відділення азоту із природного газу
Власники патенту UA 2575337:
З куба попередньої розділової колони Т1 по трубопроводу 2 відбирають багату метанолом і збіднену азотом фракцію і через клапан V11 і через клапан V11 подають багату метанолом фракцію в трубопровід 13', про який надалі буде сказано більш докладно.
З кубової зони попередньої розділової колони Т1 трубопроводом 7 відбирають багату метаном газову фракцію і, щонайменше частково, зріджують в теплообміннику Е4 занурювального випарного апарату. Цей занурювальний випарний апарат складається з розташованого в резервуарі D3 теплообмінника Е4, при цьому середовище подають в резервуар. Потім, щонайменше, частково зріджену фракцію трубопроводом 7” і через розширювальний клапан V3 подають на головну роздільну колону Т2. Парціальний потік відібраної по трубопроводу 7 фракції може бути подано додатково трубопроводом 7' і розширювальному клапану V2 вищевказану фракцію 7” головної розділової колони Т2.
Втрата тиску відведеної з верхньої зони попередньої розділової колони Т1 по трубопроводу 7 багатої метаном газової фракції після клапана V2 і V3, а також теплообмінника Е4 порівняно невелика - вона становить менше 300 мбар, переважно менше 200 мбар, так що на насосі в рециркуляційному трубопроводі 6 їм можна знехтувати. Різниця тиску між попередньою розділювальною колоною Т1 і головною розділовою колоною Т2 компенсує гідростатичний тиск рідини в рециркуляційному трубопроводі 6 перед клапаном V4.
Згідно винаходу вище місць завантаження фракцій 7' і 7” головної розділової колони Т2 трубопроводом 6 відбирають рідку фракцію і через розширювальний клапан V4 попередньої розділовоїколони Т1 відводять як повернення. При цьому місце відбору та/або обсяг використовуваної як повернення для попередньої розділової колони Т1 рідкої фракції 6 вибирають таким чином, що відібрана з куба головної розділової колони Т2 трубопроводом 10 багата метаном і збіднена азотом фракція містить частку високих вуглеводнів менше 1 год. .
Парціальний потік відібраного трубопроводом 10 з куба головної розділової колони Т2 кубового продукту трубопроводу 11 і розширювальному клапану V9 подають на занурювальний випарний апарат D3/Е4 і випаровують при середньому тиску від 10 до 40 бар, переважно від 20 до 30 бар. По трубопроводу 13 з верхньої частини занурювального випарного апарату випаровувану фракцію відбирають, нагрівають в теплообміннику Е1 і по трубопроводу 13 подають на багатоступінчасте стиск С1.
Залишковий парціальний потік відведеного по трубопроводу 10 з куба головної розділової колони Т2 кубового продукту охолоджується в теплообміннику Е2 щодо технологічних потоків, що нагріваються, про які надалі буде сказано більш докладно, і потім по трубопроводу 12 і через розширювальний клапан V7 подається в інший занурювальний випарний апарат, що складається із розміщеного в резервуарі D1 теплообмінника Е3. У ньому ця фракція при низькому тиску від 1,2 до 5 бар, переважно від 1,5 до 3 бар, випаровується і потім відбирається на верхній частині випарного заглибного апарату по трубопроводу 8. Відведена по трубопроводу 8 багата метаном фракція в теплообмінниках Е2 і Е1 нагрівається щодо охолоджуваних технологічних потоків і потім трубопроводом 8' подається на багатоступінчастий компресор С1. У ньому перебувають під різною висотою тиску багаті метаном фракції 8' і 13' «зводять разом» і стискають на бажане вихіднетиск. Після проходження через додатковий охолоджувач Е5 багату метаном фракцію продукту відводять трубопроводом 14 з процесу.
На верхній частині головної розділової колони Т2 трубопроводом 3 відбирають багату азотом газову фракцію, щонайменше, частково конденсують в занурювальному випарному апараті D1/Е3, і потім вона перетікає в рециркуляційний колектор D2. Рідку фазу з рециркуляційного колектора D2 трубопроводом 4 і розширювальному клапану V5 головної розділової колони Т2 відводять у верхній зоні останньої як повернення. Газову фазу частково конденсованої в занурювальному випарному апараті фракції через розширювальний клапан V6 і трубопровід 5 відбирають з занурювального випарного апарату, нагрівають в теплообмінниках Е2 і Е1 щодо технологічних охолоджуваних потоків і по трубопроводу 5' відводять з потоку.
Втрата тиску відібраної з верхньої зони головної розділової колони Т2 по трубопроводу 3 багатої азотом газової фракції після теплообмінника Е3 порівняно невелика - вона становить менше 300 мбар, переважно менше 200 мбар, так що на насосі в рециркуляційному трубопроводі 4 їм можна знехтувати. Різниця тиску між головною розділовою колоною Т2 та рециркуляційним колектором D2 компенсує гідростатичний тиск рідини в рециркуляційному трубопроводі 4 перед клапаном V5.
Небажане збагачення вищих вуглеводнів у резервуарах D1 та D3 виключається шляхом промивання рідини від шламу за допомогою трубопроводу 9 та клапана V8 або трубопроводу 2' та клапана V10.