NO20111226A1 - Fremgangsmate for utskillelse av nitrogen - Google Patents
Fremgangsmate for utskillelse av nitrogen Download PDFInfo
- Publication number
- NO20111226A1 NO20111226A1 NO20111226A NO20111226A NO20111226A1 NO 20111226 A1 NO20111226 A1 NO 20111226A1 NO 20111226 A NO20111226 A NO 20111226A NO 20111226 A NO20111226 A NO 20111226A NO 20111226 A1 NO20111226 A1 NO 20111226A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- nitrogen
- fraction
- rich
- separation
- feed
- Prior art date
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 94
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 18
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002680 soil gas Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
- F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
- F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
- F25J3/0257—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of nitrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/04—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
- F25J2200/06—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system in a classical double column flow-sheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/72—Refluxing the column with at least a part of the totally condensed overhead gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/78—Refluxing the column with a liquid stream originating from an upstream or downstream fractionator column
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
- F25J2210/42—Nitrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
- F25J2210/62—Liquefied natural gas [LNG]; Natural gas liquids [NGL]; Liquefied petroleum gas [LPG]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
- F25J2235/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being (a mixture of) hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
- F25J2245/90—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being boil-off gas from storage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
- F25J2270/904—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by liquid or gaseous cryogen in an open loop
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2280/00—Control of the process or apparatus
- F25J2280/20—Control for stopping, deriming or defrosting after an emergency shut-down of the installation or for back up system
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
En fremgangsmåte for utskillelse av en nitrogenrik fraksjon fra en matefraksjon som i det vesentlige inneholder nitrogen og hydrokarboner, hvor matefraksjonen blir kondensert partielt og separert til en nitrogenrik og en metanrik fraksjon ved rektifikasjon. Ifølge oppfinnelsen, under et avbrudd av tilføringen av matefraksjonen holdes varmeveksleren (E2), tilveiebrakt for skillekolonnen(e) (T1/T2) som anvendes for separeringen ved rektifikasjon og fremgangsmåtestrømmene som samler seg for den partielle kondensering (E1) av matefraksjonen og kjølingen og oppvarmingen av fremgangsmåtestrømmene som samler seg ved separeringen ved rektifikasjon, ved temperaturnivåer som i det vesentlige tilsvarer temperaturnivåene under normal drift av skillekolonnen(e) (T1/T2) og varmeveksleren (E1, E2) ved hjelp av ett eller flere forskjellige kjølemedier (6-11).
Description
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for utskillelse av en nitrogenrik fraksjon fra en matcfraksjon som i del vesentlige inneholder nitrogen og hydrokarboner, hvor matefraksjonen blir kondensert partielt og separert til en nitrogenrik og en metanrik fraksjon ved rektifikasjon.
En lignende fremgangsmåte for utskillelse av en nitrogenrik fraksjon fra en materfraksjon som i det vesentlige inneholder nitrogen og hydrokarboner skal forklares i det følgende ved hjelp av prosessen vist på figur 1.
Via ledningen 1 blir matefraksjonen som i det vesentlige inneholder nitrogen og hydrokarboner ført frem, hvor matefraksjonen eksempelvis stammer fra et forkoblet LNG-anlcgg. Den har fortrinnsvis et trykk som er større enn 25 bar. Den ble eventuelt underkastet en forbehandling som svovelfjerning, kulldioksidfjerning, tørking, osv. I varmeveksleren El ble den avkjølt og partielt kondensert mot fremgangsmåtestrømmer som det skal kommes nærmere inn på i det følgende. Etler ventil d blir den partielt kondenserte matefraksjon deretter tilført en høytrykkskolonne Tl via ledningen 1'.
Denne høytrykkskolonne Tl danner sammen med lavtrykkskolonnen T2 en dobbeltkolonne T1/T2. Den termiske kobling av skillekolonnene Tl og T2 skjer via kondensatoren/oppkokeren E3.
Fra sumpen i høytrykkskolonnen Tl blir en hydrokarbonrik flytende fraksjon trukket ut via ledningen 2. underkjølt i varmeveksleren E2 mot fremgangsmåte-strømmer, som det skal kommes nærmere inn på i det følgende, og deretter tilfort lavtrykkskolonnen T2 i det øvre området via ledningen 2' og ckspansjonsventilen a.
Via ledningen 3 blir det trukket ut cn flytende nitrogenrik fraksjon fra det øvre området av forskillekolonnen Tl. En delstrøm av denne fraksjon blir via ledningen 3' gitt til forskillekolonnen Tl som tilbakeløp. Den nitrogenrike fraksjon som er trukket ut via ledningen 3 blir underkjølt i varmeveksleren E2 og tilført lavtrykkskolonnen T2 ovenfor innmatingspunktet for den foran beskrevne metanrike fraksjon via ledningen 3" og ekspansjonsventilen b.
Via ledningen 4 blir en nitrogenrik gassfraksjon trukket ut ved loppen av lavtrykkskolonnen T2. Dens metaninnhold utgjør typisk mindre enn 1 mol%. 1 varmevekslerne E2 og El blir den nitrogenrike fraksjon deretter oppvarmet og eventuelt overopphetet før den trekkes ul via ledningen 4" og slippes ut i atmosfæren eller eventuelt tilføres en annen anvendelse.
Via ledningen 5 blir det fra sumpen i lavtrykkskolonnen T2 trukket ut en metanrik flytende fraksjon som ved siden av metan inneholder de høyere hydrokarboner som er i matefraksjonen. Dens nitrogeninnhold utgjør typisk mindre enn 5 mol%. Den metanrike fraksjon blir pumpet ved hjelp av pumpen P til et høyest mulig trykk som vanligvis ligger mellom 5 og 15 barri varmeveksleren E2 "blir den metanrike flytende fraksjon oppvarmet og eventuelt delfordampet. Via ledningen 5' blir den deretter tilført varmeveksleren El og fullstendig fordampet og overhetet i denne mot matefraksjonen som skal avkjøles.
Ved hjelp av kompressoren V blir den metanrike fraksjon deretter komprimert til det ønskede utleveringstrykk. som vanligvis er på mer enn 25 bar. og trukket ut av prosessen via ledningen 5".
Lignende typer fremgangsmåter for utskillelse av en nitrogenrik fraksjon fra en matcfraksjon som i det vesentlige inneholder nitrogen og hydrokarboner blir realisert i en såkalt NRU (Nitrogen Rejcction Unit). En nitrogenutskiHelse fra blandinger av nitrogen/hydrokarboner blir alltid gjennomført dersom et øket nitrogeninnhold hindrer den tilsiktede anvendelse av blandingen av nitrogen/hydrokarboner. Således over-skrider eksempelvis et nitrogeninnhold på mer enn 5 mol% typiske spesifikasjoner av jordgassrørledninger hvor blandingen av nitrogen/hydrokarboner blir transportert. Også gassturbiner kan bare drives opp til et bestemt nitrogeninnhold i brenngassen.
Slike NRU blir som regel bygget som sentralprosessenhet lignende en luft-atskiller med en dobbeltkolonne som beskrevet eksempelvis på figur 1, og blir som regel anordnet i en såkalt Cold Box.
Avhengig av mateområdet kan tilgjengeligheten av en NRU være av stor betydning. En hindring for en høy tilgjengelighet er den lange tidsvarighet som er nødvendig for å sette prosessen i drift på nytt etter frafall av matefraksjonen (NRU-mategass) som i det vesentlige inneholder nitrogen og hydrokarboner. Frafall av NRU-mategassen kan. avhengig av forkoblede prosesser henholdsvis anlegg, inntreffe flere ganger i året, eksempelvis ved frafall av en forkoblct NRU-matekompressor eller et forkoblet LNG/NGL-anlegg. Ut over dette kan det innenfor NRU forekomme forstyrrelser som gjør det nødvendig med et avbrudd i tilføringen av NRU-mategassen.
I denne sammenheng må det skilles mellom idriftscttelsen på nytt fra den varmetilstand (Warm Slart-up) og den kalde tilstand (Cold Restart). "Warm Start-up" er forholdsvis tidsintensiv da det komplette utstyr på nytt må avkjøles til meget lave temperaturer og de flytende tilstander i prosessen må bygges opp. En "Cold Restart" etter forholdsvis korte frafall av NRU-mategassen - herunder menes frafallstider mellom noen få minutter og 24 timer - fra den kalde tilstand, kan derimot gjennom-føres forholdsvis hurtig.
Under en stillstand av NRU skjer det på grunn av uunngåelige isolasjonstap en oppvarming av skillekolonnen (E) så vel som varmevekslere, ledninger, osv. Etter en bestemt oppvarmingstid som blir bestemt av anleggsslørrelsen og omgivclses-betingelsene, er en "Cold Restart" ikke lenger mulig. Grunnen til dette ligger i dc uunngåelige forekommende utillatelige mekaniske spenninger som forekommer når den (delvis) oppvarmede varmeveksler påføres med kalde væsker eller gasser fra prosessen. 1 et slikt tilfelle må NRU derfor oppvarmes til omgivelsestemperatur før en "Warm Start-up" kan gjennomføres.
I tilfelle med lengre frafall av NRU-mategassen, som kan være forårsaket av anleggsfeil eller vedlikeholdsarbeider, må NRU derfor oppvarmes fullstendig før en tidsintensiv "Warm Start-up" kan gjennomføres. Denne prosedyre kan eventuelt vedvare lenger enn en uke. Denne lange "Warm Slart-up"-oppstarttid går tapt som produksjonstid og kan derfor førelii betydelige finansielle tap. Dette er særlig tilfelle dersom NRU er integrert i andre anlegg hvor produksjonen er avhengig av funksjons-evnen for NRU: eksempelvis skal det nevnes LNG-anlegg med en brenngass-tilberedning for gassturbiner gjennom NRU.
Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en lignende type fremgangsmåte for utskillelse av en nitrogenrik fraksjon fra en matcfraksjon som i det vesentlige inneholder nitrogen og hydrokarboner, hvor de foran beskrevne ulemper unngås.
Dette formål oppnås med en lignende type fremgangsmåte for utskillelse av en nitrogenrik fraksjon fra en mate fraksjon som i det vesentlige inneholder nitrogen og hydrokarboner, som er kjennetegnet ved at under et avbrudd av tilføringen av matefraksjonen holdes varmeveksleren tilveiebrakt for skillekolonnen (E) som anvendes for separeringen ved rektifikasjon og fremgangsmåtestrømmene som samler seg for den partielle kondensering av matefrasksjonen og kjølingen og oppvarmingen av frem-gangsmåtestrømmene som samler seg ved separeringen ved rektifikasjon, ved temperaturnivåer som i det vesentlige tilsvarer temperaturn i våene under normal drift av skillekolonnen (E) og varmeveksleren ved hjelp av et eller flere forskjellige kjole-medier.
Under begrepet "ved et temperalurnivå som i det vesenllige tilsvarer temperaturnivået under normal drift" skal det forstås el temperalurnivå som ikke skiller seg med mer enn 20 K fra temperaturnivået som hersker under normal drift, og som sikrer al del ikke inntreffer noen ulemper forbundet med oppvarmingen av skillekolonnen (E) og/eller varmevekslerne.
En ytterligere fordelaktig utførelsesfonn av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for utskillelse av en nitrogenrik fraksjon fra en matefraksjon som i det vesentlige inneholder nitrogen og hydrokarboner, er kjennetegnet ved at det som kjole-medium anvendes en hydrokarbonrik fraksjon, fortrinnsvis flytendegjort jordgass (LNG), boil-off-gas, Hylende og/eller gassformig nitrogen.
Under et avbrudd i tilføringen av matefraksjonen blir nå NRU ifølge oppfinnelsen holdt kald ved at skillekolonnen (E), ledningene, pumpene, varmevekslerne, osv. i NRU kjøles under avbrekkstidsrommet ved tilføring av ett eller flere forskjellige kjølemedier.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for utskillelse av en nitrogenrik fraksjon fra en matefraksjon som i det vesentlige inneholder nitrogen og hydrokarboner, så vel som ytterligere fordelaktige utførelsesformer av denne, som er gjenstander i de uselv-stendige krav skal beskrives nærmere i det følgende ved hjelp av utførelscseksempler vist på figur 2 til 4. 1 det følgende blir det ved forklaringen av utførelsesekscmplene vist på figur 2 til 4, bare gått inn på forskjellene fra fremgangsmåten vist på figur 1.
I utførelses formen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vist på figur 2, blir dobbeltskillekolonnen T1/T2 under avbrekket av tilførselen av matefraksjonen - ventilene c og d i ledning I henholdsvis 1' er i dette tidsrom lukket - tilført et kjøle-medium egnet for kjølingen av kolonnene Tl og T2, fortrinnsvis flytendegjort jordgass (LNG), via ledningene 6 til 6"'. På figurene 2 til 4 er det i ledningene 6 til 6"' ikke vist reguleringsventilene som må anordnes og som kan regulere kjølemediummengdene. Tilføringen av flytendegjort jordgass via ledningene 6 og 6' inn i lavtrykkskolonnen T2 er her av særlig betydning, da det i tilfelle av en oppvarming av denne kolonne må den deri fordampede væske avgis til atmosfæren henholdsvis avgis i et fakkelsystem. Skjer det en oppvarming av hoytrykkskolonnen Tl og den dermed forbundet fordampning av væsken i den, så ville den dannede gass kondensere på nytt på grunn av kondensatoren E3. Denne tilbakekondensering funksjonerer imidlertid bare så lenge det eksisterer en tilstrekkelig stor og kald væskemengde i sumpen i skillekolonnen T2. Ikke desto mindre er det i tilfelle ved et lengre avbrudd også nødvendig med en tilføring av kjøle-medium inn i kolonnen Tl via ledningene 6" og 6"'. i det minste imidlertid hensikts-messig. Særlig utettheter i ventilene a og b fører ved lengre stillstandstider til væsketap i høytrykkskolonnen Tl.
Via ledningsavsnittene 7.1 og 7 blir el kjølemedium ført gjennom varmeveksleren El. Dette kjølemedium må ha en temperatur som er lignende temperaturen i matefraksjonen som tilføres varmeveksleren El via ledningen 1 under normal drift. Som kjølemedium kommer det på fordelaktig måte til anvendelse varme, gassformig nitrogen. Etter gjennomgang gjennom varmeveksleren El blir nitrogenet avgitt til atmosfæren via ledningen T.
Videre blir del via ledningsavsnittene 8, 4' og 4" fort et kjølemedium gjennom varmeveksleren E2 og El. Dette kjølemedium. som på fordelaktig måte dreier seg om kald, gassformig nitrogen, har en temperatur som er lignende temperaturen i den nitrogenrike strøm som er trukket ut via ledningen 4 i normal drill Tilføringen av kjølcmediet henholdsvis kjølemcdicnc til varmevekslerne El og E2 må i praksis utformes slik at ledningene mellom varmevekslerne og kolonnene blir kjølt mest mulig selvstendig sammen.
Ved hjelp av de foran beskrevne kjølemediestrømmer kan temperaturprofilene av kolonnene T1/3P2 så vel som av. varmevekslerne El/E2 holdes'"under avbrekks-- tidsrommet, slik at det etter avslutning av avbrekkstidsrommet kan realiseres en hurtig gjenoppstarting av skilleprosesscn henholdsvis NRU. uten at det inntreffer uønskede termiske spenninger i materialene i kolonnene, varmevekslerne osv.
Ved utførelscsformen av fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen vist på figur 3 blir det via ledningsavsnittene 9. 5' og 9' ført et ytterligere kjølemedium gjennom varmevekslerne E2 og El. Her kommer det til anvendelse som kjølemedium fortrinnsvis kald, gassformig nitrogen eller flytendegjort jordgass. Ved"hjelp av denne utførelse^blir kaldholdingen av skilleprosesscn henholdsvis NRU ytterligere understøttet.
En ytterligere fordelaktig utforclsesform av fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen cr vist på figur 4. Ved denne blir varm gassformig nitrogen og flytendegjort jordgass blandet via ledningene 10 og 11, tilført ledningsavsnittct 4 via ledningen 12 og ført gjennom varmevekslerne E2 og El via lcdningsavsnittet 4' og 4". Tilføringen av et ytterligere kjølemedium via ledningen 9, som ble beskrevet i det foregående, kan realiseres valgfritt. Utførelses formen vist på figur 4 av fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen har den fordel at den ofte krevende tilberedning av all nitrogen kan utelates.
Det er åpenbart at det ved siden av den nevnte flytendegjorte jordgass og nitrogen også kan komme til anvendelse andre én- eller flerkomponentige gassformige eller flytende medier som kjølemedier. f tilfelle av innbinding av skoleprosessen henholdsvis NRU i ett LNG- eller NGL-anlegg kan det også anvendes "Boil-off-Gas" som har samlet seg som kjølemedium.
Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det nå realiseres et hurtig opptak av normaldriften også etter lengre avbrudd i tilføringen av NRU-mategassen. da apparatene (skillekolonncr. varmevekslere, osv.) som danner NRU ved hjelp av kjølemediet henholdsvis kjølemedienc holdes på temperaturnivåene som tilsvarer i det vesentlige temperaturn i våene under normaldriften av NRU.
Merkostnaden som er nødvendig med apparater og fremgangsmåteteknisk for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, hvor dette innbefatter tilberedningen av kjøle-mediet henholdsvis kjølcmcdicne som er nødvendig, er forholdsmessig liten, slik at fordelene som oppnås med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen uten videre forsvarer denne merkostnad.
Claims (2)
1. Fremgangsmåte for utskillelse av en nitrogenrik fraksjon fra en malefraksjon som i det vesentlige inneholder nitrogen og hydrokarboner, hvor matefraksjonen blir kondensert partielt og separert til en nitrogenrik og en metanrik fraksjon ved rektifikasjon,karakterisert vedat under et avbrudd av tilføringen av matefraksjonen holdes varmeveksleren (E2), tilveiebrakt for skillekolonncn(e) (T1/T2) som anvendes for separeringen ved rektifikasjon og fremgangsmåtestrømmene som samler seg for den partielle kondensering (El) av matefraksjonen og kjølingen og oppvarmingen av fremgangsmåtestrømmene som samler seg ved separeringen ved rektifikasjon, ved tcmpcraturnivåer som i det vesentlige tilsvarer temperaturnivåene under normal drift av skillekolonnen(e) (T1/T2) og varmeveksleren (El, E2) ved hjelp av ett eller flere forskjellige kjølemedier (6-11).
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat det som kjølemedium (6-11) anvendes en hydrokarbonrik fraksjon, fortrinnsvis flytendegjort jordgass (LNG), Boil-off-Gas, flytende og/eller gassformig nitrogen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009008229A DE102009008229A1 (de) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff |
PCT/EP2010/000615 WO2010091805A2 (de) | 2009-02-10 | 2010-02-02 | Verfahren zum abtrennen von stickstoff |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20111226A1 true NO20111226A1 (no) | 2011-09-09 |
Family
ID=42317491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20111226A NO20111226A1 (no) | 2009-02-10 | 2011-09-09 | Fremgangsmate for utskillelse av nitrogen |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8435403B2 (no) |
AU (1) | AU2010213189B2 (no) |
DE (1) | DE102009008229A1 (no) |
MX (1) | MX2011007887A (no) |
NO (1) | NO20111226A1 (no) |
RU (1) | RU2524312C2 (no) |
WO (1) | WO2010091805A2 (no) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009036366A1 (de) | 2009-08-06 | 2011-02-10 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff |
FR2971331B1 (fr) | 2011-02-09 | 2017-12-22 | L'air Liquide Sa Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede et appareil de separation cryogenique d'un debit riche en methane |
US9487458B2 (en) | 2014-02-28 | 2016-11-08 | Fluor Corporation | Configurations and methods for nitrogen rejection, LNG and NGL production from high nitrogen feed gases |
DE102015004120A1 (de) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
TWI603044B (zh) | 2015-07-10 | 2017-10-21 | 艾克頌美孚上游研究公司 | 使用液化天然氣製造液化氮氣之系統與方法 |
TWI606221B (zh) | 2015-07-15 | 2017-11-21 | 艾克頌美孚上游研究公司 | 一倂移除溫室氣體之液化天然氣的生產系統和方法 |
TWI608206B (zh) | 2015-07-15 | 2017-12-11 | 艾克頌美孚上游研究公司 | 藉由預冷卻天然氣供給流以增加效率的液化天然氣(lng)生產系統 |
KR102137939B1 (ko) * | 2015-12-14 | 2020-07-27 | 엑손모빌 업스트림 리서치 캄파니 | 액체 질소로 보강된, 팽창기-기반 lng 생산 방법 |
SG11201803521SA (en) | 2015-12-14 | 2018-06-28 | Exxonmobil Upstream Res Co | Method of natural gas liquefaction on lng carriers storing liquid nitrogen |
KR102137940B1 (ko) | 2015-12-14 | 2020-07-27 | 엑손모빌 업스트림 리서치 캄파니 | 액화 질소를 사용하여 액화 천연 가스로부터 질소를 분리하기 위한 방법 및 시스템 |
SG11201906786YA (en) | 2017-02-24 | 2019-09-27 | Exxonmobil Upstream Res Co | Method of purging a dual purpose lng/lin storage tank |
US11536510B2 (en) | 2018-06-07 | 2022-12-27 | Exxonmobil Upstream Research Company | Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion |
WO2020036711A1 (en) | 2018-08-14 | 2020-02-20 | Exxonmobil Upstream Research Company | Conserving mixed refrigerant in natural gas liquefaction facilities |
JP7179155B2 (ja) | 2018-08-22 | 2022-11-28 | エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー | 高圧エキスパンダプロセスのための一次ループ始動方法 |
JP7179157B2 (ja) | 2018-08-22 | 2022-11-28 | エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー | 高圧エキスパンダプロセスのための熱交換器構成及びそれを用いた天然ガス液化方法 |
CA3109918C (en) | 2018-08-22 | 2023-05-16 | Exxonmobil Upstream Research Company | Managing make-up gas composition variation for a high pressure expander process |
WO2020106397A1 (en) | 2018-11-20 | 2020-05-28 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods and apparatus for improving multi-plate scraped heat exchangers |
WO2020106394A1 (en) | 2018-11-20 | 2020-05-28 | Exxonmobil Upstream Research Company | Poly refrigerated integrated cycle operation using solid-tolerant heat exchangers |
WO2020159671A1 (en) | 2019-01-30 | 2020-08-06 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods for removal of moisture from lng refrigerant |
US11668524B2 (en) | 2019-01-30 | 2023-06-06 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods for removal of moisture from LNG refrigerant |
US11686528B2 (en) | 2019-04-23 | 2023-06-27 | Chart Energy & Chemicals, Inc. | Single column nitrogen rejection unit with side draw heat pump reflux system and method |
US11465093B2 (en) | 2019-08-19 | 2022-10-11 | Exxonmobil Upstream Research Company | Compliant composite heat exchangers |
US20210063083A1 (en) | 2019-08-29 | 2021-03-04 | Exxonmobil Upstream Research Company | Liquefaction of Production Gas |
WO2021055020A1 (en) | 2019-09-19 | 2021-03-25 | Exxonmobil Upstream Research Company | Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion |
US11815308B2 (en) | 2019-09-19 | 2023-11-14 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion |
US11083994B2 (en) | 2019-09-20 | 2021-08-10 | Exxonmobil Upstream Research Company | Removal of acid gases from a gas stream, with O2 enrichment for acid gas capture and sequestration |
KR20220062653A (ko) | 2019-09-24 | 2022-05-17 | 엑손모빌 업스트림 리서치 캄파니 | 선박의 이중 목적 극저온 탱크 또는 lng 및 액화 질소용 부유식 저장 유닛용 화물 스트리핑 기능 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5125934A (en) * | 1990-09-28 | 1992-06-30 | The Boc Group, Inc. | Argon recovery from argon-oxygen-decarburization process waste gases |
US5220797A (en) * | 1990-09-28 | 1993-06-22 | The Boc Group, Inc. | Argon recovery from argon-oxygen-decarburization process waste gases |
US5233839A (en) * | 1991-03-13 | 1993-08-10 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for operating a heat exchanger |
FR2682964B1 (fr) * | 1991-10-23 | 1994-08-05 | Elf Aquitaine | Procede de deazotation d'un melange liquefie d'hydrocarbures consistant principalement en methane. |
DE4135302A1 (de) * | 1991-10-25 | 1993-04-29 | Linde Ag | Anlage zur tieftemperaturzerlegung von luft |
JP3373013B2 (ja) * | 1993-11-16 | 2003-02-04 | 日本エア・リキード株式会社 | 窒素ガス製造装置 |
DE19919932A1 (de) * | 1999-04-30 | 2000-11-02 | Linde Ag | Verfahren zum Gewinnen einer Reinmethanfraktion |
FR2825119B1 (fr) * | 2001-05-23 | 2003-07-25 | Air Liquide | Procede et installation d'alimentation d'une unite de separation d'air au moyen d'une turbine a gaz |
GB0116977D0 (en) * | 2001-07-11 | 2001-09-05 | Boc Group Plc | Nitrogen rejection method and apparatus |
GB0220791D0 (en) * | 2002-09-06 | 2002-10-16 | Boc Group Plc | Nitrogen rejection method and apparatus |
GB0226983D0 (en) * | 2002-11-19 | 2002-12-24 | Boc Group Plc | Nitrogen rejection method and apparatus |
RU2265778C1 (ru) * | 2004-04-30 | 2005-12-10 | Савинов Михаил Юрьевич | Способ очистки и разделения смеси ректификацией |
KR101188502B1 (ko) * | 2004-07-01 | 2012-10-08 | 바스프 에스이 | 프로판으로부터 아크롤레인, 아크릴산, 또는 이들의혼합물의 제조 방법 |
US7552599B2 (en) * | 2006-04-05 | 2009-06-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Air separation process utilizing refrigeration extracted from LNG for production of liquid oxygen |
DE102010020282A1 (de) * | 2010-05-12 | 2011-11-17 | Linde Aktiengesellschaft | Stickstoff-Abtrennung aus Erdgas |
-
2009
- 2009-02-10 DE DE102009008229A patent/DE102009008229A1/de not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-02-02 MX MX2011007887A patent/MX2011007887A/es active IP Right Grant
- 2010-02-02 WO PCT/EP2010/000615 patent/WO2010091805A2/de active Application Filing
- 2010-02-02 RU RU2011137412/06A patent/RU2524312C2/ru active
- 2010-02-02 US US13/148,484 patent/US8435403B2/en active Active
- 2010-02-02 AU AU2010213189A patent/AU2010213189B2/en active Active
-
2011
- 2011-09-09 NO NO20111226A patent/NO20111226A1/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102009008229A1 (de) | 2010-08-12 |
RU2524312C2 (ru) | 2014-07-27 |
AU2010213189B2 (en) | 2016-01-14 |
MX2011007887A (es) | 2011-08-15 |
WO2010091805A3 (de) | 2013-04-18 |
RU2011137412A (ru) | 2013-03-20 |
US20120041248A1 (en) | 2012-02-16 |
AU2010213189A1 (en) | 2011-08-18 |
WO2010091805A2 (de) | 2010-08-19 |
US8435403B2 (en) | 2013-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO20111226A1 (no) | Fremgangsmate for utskillelse av nitrogen | |
US7310972B2 (en) | Process and apparatus for separation of hydrocarbons from liquefied natural gas | |
CN105509383B (zh) | 在天然气液化工艺中的制冷剂回收 | |
US8752401B2 (en) | Method for producing a flow which is rich in methane and a cut which is rich in C2+ hydrocarbons from a flow of feed natural gas and an associated installation | |
US9316434B2 (en) | Process for producing liquid and gaseous nitrogen streams, a gaseous stream which is rich in helium and a denitrided stream of hydrocarbons and associated installation | |
CN105531552B (zh) | 烃类气体处理 | |
RU2382301C1 (ru) | Установка низкотемпературного разделения углеводородного газа | |
PT1828697E (pt) | Processo e instalação de produção de gás natural tratado, de uma fracção rica em hidrocarbonetos c3 + e de uma corrente rica em etano | |
US20110036120A1 (en) | Method and apparatus for recovering and fractionating a mixed hydrocarbon feed stream | |
JPWO2005009930A1 (ja) | 炭化水素の分離方法および分離装置 | |
US11408678B2 (en) | Method and apparatus for separating hydrocarbons | |
CN102099647A (zh) | 用于冷却低温交换管路的方法 | |
US10539362B2 (en) | Method and system for producing a pressurized and at least partially condensed mixture of hydrocarbons | |
NO20111247A1 (no) | Fremgangsmate for fjerning av nitrogen | |
US20090293537A1 (en) | NGL Extraction From Natural Gas | |
US20190049178A1 (en) | Method for de-icing a device for separating air by cryogenic distillation and device adapted to be de-iced using this method | |
JP5411496B2 (ja) | 液化天然ガス流の希薄化方法及び装置 | |
AU2009313087B2 (en) | Method for removing nitrogen | |
US10309719B2 (en) | De-superheater system and compression system employing such de-superheater system, and method of producing a pressurized and at least partially condensed mixture of hydrocarbons | |
US20110232327A1 (en) | Method for Processing Off Gas | |
RU2537326C2 (ru) | Способ удаления азота | |
US20210131728A1 (en) | Process and apparatus for separating hydrocarbon | |
US20100115990A1 (en) | Method for liquefying a hydrocarbon-rich flow | |
BRPI0412337B1 (pt) | Process for the recovery of hydrocarbons heavy than methane from natural gas liquefied |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application |