СПОСОБ ОБРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ, СОДЕРЖАЩЕГО ВОДОРОД И УГЛЕВОДОРОДЫ
METHOD OF TREATING HYDROCARBON FEEDSTOCK CONTAINING HYDROGEN AND HYDROCARBONS

5
11
12
30
Настоящее изобретение относится к области обработки потоков, поступающих с установок конверсии или нефтеочистки или нефтехимии, содержащих одновременно водород и углеводороды, такие, как метан, этан, пропан, бутан, фракции углеводородов с 5-11 атомами углерода (обозначенные C-C) и, факультативно, более тяжелые углеводороды, например, содержащие от 12 до 30 атомов углерода (C-C) и даже больше, часто в незначительных количествах.
3
4
Речь может идти, в частности, об обработке потока с каталитического риформинга или с ароматизации фракций с интервалом кипения в диапазоне бензина (содержащих в основном от 6 до 11 атомов углерода), которая позволяет получить ароматический продукт риформинга, газ, обогащенный водородом, и сжиженный нефтяной газ (или СНГ), содержащий главным образом углеводороды с тремя или четырьмя атомами углерода (пропан, и/или пропилен, и/или бутан, и/или бутены, и/или бутадиен, а также их смеси). Присутствие углеводородов C и C в потоках с каталитического риформинга связано, в частности, с реакциями гидрокрекинга, которые сопутствуют реакциям дегидрирования.
Изобретение применимо также к потокам с дегидрирования, например, бутана, или пентана, или высших углеводородов, например, фракций, содержащих в основном углеводороды с 10-14 атомами углерода, олефины из которых используются позднее для получения линейных алкилбензолов.
3
4
Способ согласно изобретению можно также применять для гидрообработки (и/или гидрообессеривания, и/или гидродеметаллизации, и/или полного или селективного гидрирования) любых углеводородных фракций, таких как нафта, бензин, керосин, легкий газойль, тяжелый газойль, вакуумный дистиллят, вакуумные остатки. В более общем смысле способ применим к любому потоку, содержащему водород, легкие углеводороды (метан и/или этан), углеводороды C и C, а также более тяжелые углеводороды.
Уровень техники
В данной области техники известен документ US 4673488, в котором раскрывается способ извлечения легких углеводородов из реакционного потока, содержащего водород, образованного в результате реакции конверсии углеводородного сырья, причем способ включает:
- проведение частично сконденсированного потока, содержащего углеводороды C5+, метан, этан, пропан, бутан и водород, в зону разделения парожидкостных смесей, которая содержит по меньшей мере два парожидкостных сепаратора и в которой осуществляют по меньшей мере этап повторного контактирования пара с жидкостью;
- разделение потока, полученного после зоны парожидкостного разделения, на газовый поток, обогащенный водородом, и поток жидких углеводородов;
- проведение потока жидких углеводородов в зону фракционирования, содержащую по меньшей мере одну фракционную колонну, чтобы извлечь поток тяжелых углеводородов, головной поток пара, и головной жидкий поток; и
- возвращение части головного потока пара в указанную зону парожидкостного разделения.
Известен также документ FR 2873710, в котором описан способ обработки углеводородного сырья, содержащего жидкую углеводородную фазу и газовую фазу, обогащенную водородом, согласно которому:
a) разделяют сырье на жидкость и газ,
b) сжимают по меньшей мере часть газа, которую затем приводят в контакт с по меньшей мере частью жидкости, чтобы извлечь жидкость и газ, обогащенный водородом,
c) затем жидкость, выходящую с этапа b), фракционируют, получая по меньшей мере: стабилизированную жидкость, по существу не содержащую СНГ и более легких продуктов, легкий жидкий поток, содержащий в основном СНГ, и газовый поток, который по меньшей мере частично возвращают в цикл,
причем по меньшей мере один из газовых потоков, выходящих с этапа a) или этапа c), приводят в контакт в противотоке с нестабилизированной жидкостью, выходящей с этапов a) или b). Нестабилизированную жидкость охлаждают до температуры по меньшей мере на 10°C ниже ее точки кипения при давлении контакта.
Термин "стабилизированный" означает для продукта риформинга (или для другой жидкости, стабилизированной согласно изобретению), что продукт риформинга (или другая жидкость) был дистиллирован, чтобы удалить максимально большую часть, обычно по существу все соединения с 4 или менее атомами углерода (C4-).
Целью изобретения является разработать способ, позволяющий максимально повысить извлечение водорода и углеводородов C3 и C4, которые можно позднее использовать с большей пользой, чем просто сжигать как топливо на нефтеперерабатывающих заводах, и являющийся более экономичным с точки зрения энергетики.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к способу обработки углеводородного сырья, содержащего водород и углеводороды, в том числе углеводороды C1-C4, включающему следующие этапы:
a) разделение углеводородного сырья на газовую фазу и жидкую фазу, содержащую углеводороды;
b) охлаждение жидкой фазы, выходящей с этапа a), до температуры меньше или равной 45°C в устройстве охлаждения;
c) осуществление первого повторного контактирования охлажденной жидкой фазы газовой фазой в противоточной колонне, чтобы выделить первый газовый поток, обогащенный водородом, и первый жидкий поток углеводородов;
d) осуществление второго повторного контактирования первого жидкого потока углеводородов с рециркулирующим газом и разделение второго газового потока, обогащенного углеводородами C1 и C2, и второго жидкого потока углеводородов;
e) фракционирование второго жидкого потока углеводородов, выходящего с этапа d), во фракционной колонне, чтобы выделить газообразную головную фракцию и жидкую кубовую фракцию, содержащую углеводороды с более чем 4 атомами углерода;
g) конденсация газообразной головной фракции, выходящей с этапа e), и отделение жидкой фазы, содержащей преимущественно углеводороды C3 и C4, и газовой фазы, которую возвращают на этап d),
причем перед этапом b) охлаждения проводят предварительное охлаждение жидкой фазы, выходящей с этапа a), путем теплообмена в теплообменнике, в который подают первый газовый поток и/или первый жидкий поток углеводородов, выходящие с этапа c).
Термин "повторное контактирование" означает операцию, которая позволяет извлечь соединения, содержащиеся в газовой фазе, с помощью жидкой фазы, обладающей абсорбционной способностью, благодаря контактированию между этими двумя фазами. Например, повторное контактирование можно обеспечить, осуществляя прямой контакт в линии путем смешения жидкой и газовой фаз или в специальном устройстве повторного контактирования, предназначенном для этой единственной операции.
Способ согласно изобретению с выгодой использует холодосодержание газовых или жидких потоков, образованных на этапе повторного контактирования, осуществляемого в колонне повторного контактирования (или абсорбции), для предварительного охлаждения жидкой фазы углеводородов, перед тем как подвергнуть эту фазу охлаждению, позволяющему достичь температуры, желательной для этапа повторного контактирования. Таким образом, тепловая интеграция позволяет значительно снизить энергопотребление холодильного оборудования и, следовательно, полный расход энергии в процессе. Эта тепловая интеграция тем более выгодна, что жидкая фаза углеводородов должна быть охлаждена до температуры меньше или равной 10°C, что потребовало бы применения холодильной установки, которая является энергоемким оборудованием.
Согласно одному варианту осуществления, перед этапом b) охлаждения жидкую фазу, выходящую с этапа a), подвергают теплообмену в теплообменнике, в который подают первый холодный газовый поток, выходящий из колонны повторного контактирования (или абсорбции), а газовую фазу, выходящую с этапа a), подвергают теплообмену в теплообменнике, в который подают первый холодный поток жидких углеводородов из этой же колонны повторного контактирования.
Альтернативно, перед этапом b) охлаждения жидкую фазу, выходящую с этапа a), подвергают теплообмену в теплообменнике, в который подают холодный жидкий поток углеводородов из колонны повторного контактирования, а газовую фазу, выходящую с этапа a), подвергают теплообмену в теплообменнике, в который подают холодный газовый поток из колонны повторного контактирования.
Эти варианты осуществления улучшают тепловую интеграцию способа, с выгодой используя холодосодержание первых газовых и жидких потоков (выходящих с этапа повторного контактирования c)) для предварительного охлаждения газовых и жидких фаз, задействованных на этапе c).
В одном варианте осуществления жидкую фазу, выходящую с этапа a), охлаждают до температуры меньше или равной 0°C с помощью устройства охлаждения.
Согласно другому варианту осуществления, газовую фазу, выходящую с этапа a), охлаждают до температуры меньше или равной 0°C, с помощью устройства охлаждения, при условии, что указанный этап охлаждения газовой фазы осуществляют после этапа теплообмена, если таковой проводится.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления, часть или весь второй газовый поток, обогащенный углеводородами C1 и C2, возвращают в цикл до первого этапа повторного контактирования. Предпочтительно, второй газовый поток смешивают с газовой фазой, выходящей с этапа a), перед первым этапом повторного контактирования. Возвращение второго газового потока на первый этап повторного контактирования позволяет, в частности, улучшить степень извлечения соединений C3 и C4, а также водорода.
Предпочтительно, разделение, осуществляемое на этапе d), реализуют в сепараторе.
Первый этап повторного контактирования (этап c)) обычно осуществляют при температуре в интервале от -20°C до 55°C, предпочтительно при температуре от -10°C до 10°C.
Первый этап повторного контактирования осуществляют при давлении от 1,6 до 4 МПа.
Предпочтительно, второй этап повторного контактирования (этап d)) осуществляют при температуре от 10°C до 55°C. Предпочтительно, температуру на втором этапе повторного контактирования не контролируют, она получается как результат термодинамического равновесия после смешения газовой фазы, выходящей с этапа стабилизации e), и жидкости, выходящей со стадии повторного контактирования в колонне (этап c).
Предпочтительно, колонна, использующаяся для повторного контактирования в противотоке, содержит от 5 до 15 теоретических тарелок.
Способ согласно изобретению предпочтительно применять для обработки углеводородного сырья, являющегося потоком с процесса каталитического риформинга.
Подробное описание изобретения
Другие характеристики и преимущества изобретения выявляются из изучения следующего описания, приводимого исключительно в целях иллюстрации, но не ограничения, с обращением к следующим фигурам:
фигура 1 является принципиальной схемой способа согласно изобретению в соответствии с первым вариантом осуществления;
фигура 2 является принципиальной схемой способа согласно изобретению в соответствии со вторым вариантом осуществления;
фигура 3 является принципиальной схемой способа не по изобретению, иллюстрирующей частный случай, описанный в патенте FR 2873710.
Похожие элементы, как правило, обозначены одинаковыми позициями. Кроме того, линии или блоки, изображенные пунктиром, обозначают факультативные элементы.
Сырье, которое обрабатывают данным способом, является, например, потоком с установки каталитического риформинга, потоками с дегидрирования, например, бутана, или пентана, или высших углеводородов, например, фракций, содержащих в основном углеводороды с 10-14 атомами углерода, олефины из которых используются позднее для получения линейных алкилбензолов (называемых обычно LAB).
Способ согласно изобретению можно также применять для потоков с установок гидрообработки (гидрообессеривание, гидродеметаллизация, полное или селективное гидрирование) любых углеводородных фракций, таких, как нафта, бензин, керосин, легкий газойль, тяжелый газойль, вакуумный дистиллят, вакуумный остаток. В более общем смысле, способ применим к любому потоку, содержащему водород, легкие углеводороды (метан и/или этан), СНГ (пропан и/или бутан), а также более тяжелые углеводороды.
Предпочтительно, способ согласно изобретению позволяет обрабатывать потоки, поступающие с установок каталитического риформинга.
Согласно фигуре 1, углеводородное сырье, содержащее газовую фазу, включающую водород, и углеводородную фазу, включающую углеводороды C1, C2, C3 и C4, отправляют по линии 1 в устройство газожидкостного разделения 2, которое может представлять собой газожидкостной сепаратор, известный специалисту.
Устройство разделения 2 позволяет выделить газовую фазу 3 и жидкую фазу углеводородов 4, соответственно в голове и в кубе указанного устройства 2. Как видно из фигуры 1, головную газовую фракцию 3, которая содержит преимущественно водород и легкие углеводороды C1, C2, C3 и C4, можно разделить на два потока 5 и 6. Поток 5 возвращают как рециркулирующий газ в реакционную установку, находящуюся выше по потоку, например, в установку каталитического риформинга. Что касается газового потока 6, его сжимают в компрессоре 7 и затем направляют в систему охлаждения 8. Газ 6 обычно сжимают до давления от 0,6 до 1,0 МПа.
Сжатый газ 6 факультативно смешивают с доставляемым по линии 25 рециркулирующим газом, происхождение которого будет подробнее описано ниже. Газ или смесь газов охлаждают, например, до температуры ниже 55°C. Газ или смесь газов, выходящую из системы охлаждения 8 (например, воздушный или водяной охладитель) переводят в сепаратор 9, чтобы извлечь газ 10, очищенный от жидких углеводородов, которые конденсируются в результате охлаждения.
Охлажденный газ 10 сжимают в компрессоре 7 до давления, обычно составляющего от 1,6 до 4,0 МПа.
Сжатый газ 10 подвергают этапу повторного контактирования при низкой температуре в присутствии жидкой фазы углеводородов 4, выходящей из устройства 2 газожидкостного разделения. Как следует из фигуры 1, сжатый газ сначала предварительно охлаждают с помощью охладителя (воздушного или водяного) 12, затем подвергают непрямому теплообмену в теплообменнике 13, в который подают вышеописанный холодный поток. Затем газ предпочтительно можно охладить в устройстве охлаждения (не показано), например, в холодильной установке (по-английски chiller), чтобы довести газ до температуры меньше или равной 0°C.
Согласно изобретению, жидкую фазу углеводородов 4 используют в качестве жидкого абсорбента на этапе повторного контактирования. Так, сначала жидкую фазу углеводородов 4 предварительно охлаждают путем непрямого теплообмена в теплообменнике 11, в который подают описанный выше холодный поток. Затем предварительно охлажденную жидкую фазу углеводородов 4 охлаждают до температуры меньше или равной 45°C в устройстве охлаждения 15. Можно использовать разные типы средств охлаждения в зависимости от желаемой температуры. Например, воздушный или водяной охладитель применяют, когда целевая температура составляет от 20°C до 45°C. Когда хотят охладить жидкую фазу углеводородов до температуры меньше или равной 20°C, предпочтительно до температуры от -10°C до 20°C, предпочтительно использовать холодильную установку (chiller по-английски).
Газ 10 и охлажденную жидкую фазу углеводородов 4 приводят в контакт в противотоке в колонне 16 повторного контактирования (или абсорбции), которая может содержать перфорированные или колпачковые тарелки, или любые другие контактные тарелки или же быть оборудованной структурированными или неструктурированными насадочными элементами (кольца Палля, Рашига или другие). Число теоретических разделительных тарелок в колонне может составлять, например, от 5 до 15, предпочтительно от 7 до 10. Повторное контактирование состоит в осуществлении абсорбции углеводородов C1-C4, присутствующих в газе, посредством охлажденной жидкой фазы углеводородов. Как правило, в зависимости от температуры газовой и жидкой фаз, приводимых в контакт в колонне, этап повторного контактирования проводят при температуре от -20°C до 55°C, предпочтительно от -10°C до 10°C.
Из колонны 16 повторного контактирования, которая обычно работает при давлении от 1,6 до 4,0 МПа, по линии 17 отбирают газовый поток, обогащенный водородом.
Холодный газовый поток используют как теплоноситель для теплообменника 11, в котором реализуется непрямой теплообмен с жидкой фазой углеводородов 4, как было описано выше. Холодный жидкий поток, отводимый снизу колонны 16 по линии 18, также используют в качестве теплоносителя для питания теплообменника 13 для предварительного охлаждения газовой фазы 10.
Использование холодных потоков с этапа повторного контактирования позволяет значительно снизить энергопотребление устройств охлаждения 14 и 15, в частности, устройства охлаждения 15, которое требуется для осуществления охлаждения жидкой фазы углеводородов, чтобы повысить ее абсорбционную способность, для того чтобы ее можно было применять в качестве жидкой среды повторного контактирования.
Обогащенный водородом газ 17 выводят из блока обработки по линии 19 после необязательно прохождения через защитный слой 20 (guard bed по-английски), чтобы адсорбировать хлор, присутствующий в газе, когда углеводородное сырье, обрабатываемое настоящим способом, является потоком с каталитического риформинга.
В соответствии со способом, жидкий поток 18, выходящий из колонны 16 повторного контактирования, используют как среду для повторного контактирования на втором этапе повторного контактирования, который состоит в том, чтобы привести в контакт указанный жидкий поток с газовым рециркулирующим потоком, подводимым по линии 21, чтобы улучшить извлечение соединений C3 и C4 (СПГ) и удалить метан и этан из процесса.
Как показано на фигуре 1, второе повторное контактирование проводят путем прямого контакта в линии, смешивая жидкий поток 18 с рециркулирующим газом 21. Второй этап повторного контактирования проводят при температуре выше температуры на первом этапе повторного контактирования, которая обычно составляет от 10°C до 55°C. Эта температура определяется из термодинамического равновесия абсорбции жидкости 18 и пара 21. Предпочтительно не применять никаких средств контроля температуры (например, типа теплообменника).
Смесь газ/жидкость переносят по линии 22 в сепаратор 23, который работает так, чтобы максимально повысить извлечение водорода и углеводородов C1 и C2 в головную газовую фракцию. Газовый поток, содержащий водород и углеводороды C1 и C2, отбирают по линии 24, чтобы вернуть часть или весь поток в процесс по линии 25. Часть газового потока, содержащего водород и углеводороды C1 и C2, которую не возвращают, выводят из процесса по линии 26. Этот газовый поток можно использовать, в частности, в качестве газообразного топлива на нефтеперерабатывающих предприятиях.
Полный или частичный возврат газового потока, содержащего водород и углеводороды C1 и C2, выше первого этапа повторного контактирования, например, как показано на фигуре 1, в смеси с сжатым газом 6, выходящим из сепаратора 2, выгоден тем, что в результате повышается степень извлечения водорода на первом этапе повторного контактирования.
Согласно фигуре 1, из куба сепаратора 23 извлекают жидкий поток 27, содержащий в основном углеводороды с тремя или более атомами углерода (C3+), а также в меньшей части углеводороды C1 и C2. Жидкий поток 27 нагревают перед тем, как провести его на установку стабилизации, которая действует так, чтобы получить стабилизированный жидкий поток углеводородов и дистиллят, содержащий преимущественно углеводороды C3 и C4. Установка стабилизации включает дистилляционную колонну 28, куб которой снабжен линией циркуляции, оборудованной контуром рециркуляции, содержащим ребойлер (не показан) и линией отвода 29 стабилизированного жидкого потока. Газ из головы колонны 28 циркулирует в линии 30, соединенной с системой конденсации, содержащей устройство охлаждения 31 головного газовой фракции и флегмовый сосуд 32. Сконденсированную жидкость, отделенную во флегмовом сосуде 32, выводят по линии 33 и разделяют на два потока, причем один поток возвращают в колонну 28 по линии 34, а комплементарный, не возвращаемый поток выводят по линии 35 из процесса как поток СНГ. Остаточный газ, отбираемый из головы флегмового сосуда 32, не сконденсированный и потенциально содержащий довольно значительные количества углеводородов C3 и C4, отводят по линии 21 и возвращают в процесс, чтобы подвергнуть этапу повторного контактирования с жидким потоком 18, выходящим из колонны 16 повторного контактирования, как пояснялось выше.
Также согласно фигуре 1, стабилизированный жидкий поток 29, отобранный из куба дистилляционной колонны 28, с успехом используют для питания системы непрямого теплообмена 36,37, чтобы предварительно нагревать жидкий поток 27 перед его вводом в дистилляционную колонну 25. Таким образом, эта тепловая интеграция позволяет уменьшить мощность нагрева, необходимую для ребойлера, чтобы управлять работой дистилляционной колонны 28.
Как показано на фигуре 1, выгодно разместить до дистилляционной колонны 28 защитный слой 38, предназначенный для улавливания хлора, возможно присутствующего в жидком потоке 27 в случае, когда углеводородное сырье, обрабатываемое настоящим способом, является потоком с установки каталитического риформинга.
Фигура 2 показывает принципиальную схему способа по изобретению в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Второй вариант осуществления отличается от варианта с фигуры 1, с одной стороны, тем, что жидкую фазу углеводородов 4 предварительно охлаждают путем теплообмена в теплообменнике 11, в который подают холодную среду, являющуюся жидким потоком 18, выходящим из колонны 16 повторного контактирования, а с другой стороны, тем, что сжатый газ 10 предварительно охлаждают путем непрямого теплообмена в теплообменнике 13, в который подают обогащенный водородом газовый поток 17, отбираемым из головы колонны 16 повторного контактирования.
Эта конфигурация позволяет достичь более легкого баланса расходов газовых и жидких потоков, которые подают в теплообменники 11 и 13, в зависимости от потребности и/или от наличия холода для предварительного охлаждения газовой и жидкой фаз, которые приводят в контакт в колонне.
Примеры
Пример 1
Пример 1 (сравнительный) иллюстрирует принцип действия способа обработки, показанного на фигуре 3, согласно которому газовую фазу 6 и жидкую фазу углеводородов 4 охлаждают до температуры 0°C с помощью двух холодильных установок перед тем как привести их в контакт в противотоке в колонне 16 повторного контактирования. Отметим также, что газовый поток 24, полученный на втором этапе повторного контактирования, не возвращают на первый этап повторного контактирования.
Обрабатываемое углеводородное сырье представляет собой поток (или продукт риформинга), поступающий с каталитического риформинга, его состав приведен в таблице 1.
<b>Таблица 1</b>Состав продукта риформинга
кг/ч
продукт риформинга
H2
7200
C1
1540
C2
2540
C3
4660
C4 разветвленный
2840
C4 линейный
2860
C5+
178360
Всего, кг/ч
200000
Углеводородное сырье сначала обрабатывают в сепараторе 2, чтобы отделить газовую фазу 6, содержащую преимущественно водород, и жидкую фазу 4, содержащую углеводороды.
Газовую фазу 6, выходящую с этапа разделения, сжимают в компрессоре 7 с промежуточным охлаждением, необходимым для нормальной работы компрессора, и отправляют на первый этап повторного контактирования с жидкой фазой 4, выходящей с этапа разделения. Газовую и жидкую фазу, которые имеют начальную температуру примерно 100°C и 40°C, соответственно, охлаждают до температуры 0°C с помощью холодильных установок 14 и 15. Охлажденные газовую и жидкую фазы приводят в контакт в противотоке в колонне 16 повторного контактирования, содержащей 9 теоретических тарелок, которая работает при давлении 3,1 МПа. Из колонны повторного контактирования отбирают газ 17, обогащенный водородом, и жидкую фазу 18, содержащую углеводороды.
Затем жидкую фазу 18 приводят в контакт с рециркулирующей газовой фазой 21, поступающей из флегмового сосуда дистилляционной колонны. Второе повторное контактирование проводят в линии, и смесь разделяют в сепараторе 23 при давлении 1,6 МПа, чтобы получить газ 24, который не возвращают на первое повторное контактирование, и жидкую фазу 27.
Жидкую фазу 27 фракционируют во фракционной колонне 28 (или стабилизационной колонне), чтобы собрать газообразную головную фракцию 30 и стабилизированную жидкую кубовую фракцию 29, содержащую углеводороды с числом атомов углерода более 4. Эта колонна работает при давлении 1,6 МПа и температуре во флегмовом сосуде 43°C.
Газообразную головную фракцию 30 конденсируют во флегмовом сосуде, где ее разделяют на жидкую фазу 33, содержащую сконденсированные углеводороды C3-C4 (СНГ), и газовую фазу 21, которую возвращают на второе повторное контактирование.
В таблице 2 приведены степени извлечения различных продуктов из потоков, создаваемых способом по примеру 1.
<b>Таблица 2</b>
Пример 1 (фиг. 3)
Энергопотребление холодильных установок 14 и 15 на охлаждение газовой фазы и жидкой фазы углеводородов до 0°C
8,5 МВт
Извлечение в газ (17) водорода из потоков 4 и 6
99,3 вес.%
Извлечение в жидкую фазу углеводородов (33) углеводородов C3 и C4 из потоков 4 и 6
82,2 вес.%
Извлечение в стабилизированный поток (29) углеводородов C5+ из потоков 4 и 6
99,7 вес.%
Пример 2
Пример 2 иллюстрирует предлагаемый изобретением способ обработки углеводородного сырья в соответствии с фигурой 1. Он отличается от примера 1 тем, что газ 24, полученный на выходе со второго повторного контактирования, целиком возвращают на первое повторное контактирование, тем, что сжатую газовую фазу 6 охлаждают путем непрямого теплообмена в теплообменнике 13, в который подается жидкий поток 18 из колонны 16 повторного контактирования, и тем, что жидкую фазу углеводородов предварительно охлаждают в теплообменнике 11, в который подается газовый поток 17 из колонны 16 повторного контактирования, а затем охлаждают посредством холодильной установки 15 до температуры 0°C.
Температуры жидкой и газовой фаз на входе в колонну повторного контактирования составляют 0°C и 40°C, соответственно.
Другие рабочие условия, упомянутые в примере 1, сохраняются идентичными для примера 2.
В таблице 3 приведены степени извлечения различных продуктов из потоков, создаваемых способом по примеру 2.
<b>Таблица 3</b>
Пример 2 (фиг. 1)
Энергопотребление холодильной установки 15 на охлаждение жидкой фазы углеводородов до 0°C
2,8 МВт
Извлечение в газ (17) водорода из потоков 4 и 6
100,0 вес.%
Извлечение в жидкую фазу углеводородов (33) углеводородов C3 и C4 из потоков 4 и 6
83,1 вес.%
Извлечение в стабилизированный поток (29) углеводородов C5+ из потоков 4 и 6
99,7 вес.%
Пример 3
Пример 3 основан на предлагаемом изобретением способе в соответствии с фигурой 2.
По сравнению с фигурой 1, пример 3 отличается тем, что жидкую 4 и газообразную 10 фазы сначала предварительно охлаждают путем теплообмена в теплообменнике, в который подается соответственно жидкий поток 18 и газовый поток 17, а затем охлаждают в холодильных установках 14 и 15 до достижения температуры 0°C на входе в колонну 16 повторного контактирования.
В таблице 4 приведены степени извлечения различных продуктов из потоков, создаваемых способом по примеру 3.
<b>Таблица 4</b>
Пример 3 (фиг. 2)
Энергопотребление холодильных установок 14 и 15 на охлаждение газовой фазы и жидкой фазы углеводородов до 0°C
4,2 МВт
Извлечение в газ (17) водорода из потоков 4 и 6
100,0 вес.%
Извлечение в жидкую фазу углеводородов (33) углеводородов C3 и C4 из потоков 4 и 6
83,9 вес.%
Извлечение в стабилизированный поток (29) углеводородов C5+ из потоков 4 и 6
99,7вес.%
Из сравнения результатов примера 1 с результатами примеров 2 и 3 выявляется, что предварительное охлаждение газовой и жидкой фаз холодным потоком, выходящим из колонны повторного контактирования, позволяет значительно уменьшить расход энергии в теплообменниках 14 и 15. Кроме того, способ позволяет повысить степень извлечения углеводородов C3 и C4 в жидкий поток 33 и водорода в поток 17, в частности, благодаря возвращению газа, полученного после газожидкостного разделения потока, извлеченного после второго этапа повторного контактирования.
Пример 2 в сравнении с примером 3 демонстрирует выгоду отказа от холодильной установки, которая охлаждает газовую фазу, входящую в колонну повторного контактирования. Таким образом, этот вариант осуществления позволяет снизить расход энергии в холодильной установке без существенного негативного влияния на степень извлечения продуктов C3 и C4 (потеря всего 0,8 вес.% на извлечение фракции C3-C4).