Промышленность \ Добыча, хранение и транспортировка нефти и газа

Физические методы переработки и использования газа: Учебное пособие, страница 80

Ж Y

Рис. VII.6. Два варианта (а) и (б) установок для извлечения гелия из-природного газа:

/, 2 — сырьевые теплообменники; 3 — аммиачный холодильник, 4, 5, 13, 14 — сепараторы; 6, 7, 8 — ректификационные колонные (противоточные тепло­обменники)'; 10, 11, 12 — теплообменники; 1Ь —• турбодетандер; 16 — мет»-новмй насос; 17 — холодильник;

/ — сырой газ; // — сухой газ; /// — жидкие углеводороды; IV — азот; V — сырой гелий


Та

блица  VII.4

Определяемая функция

1

в

с

Примечание

dN2

4

,934

7,66

1

,95

dU

4

,35

7,3

0

d%

2

,96

5,38

1

,33

dN,

2

,03

3,14

0

азот — пропан

dN2

1

,79

2,71

0

азот —■ изобутан

dN2

1

,3

2,1

0

азот — «-бутан

dN2

1

1

1,8

0

азот —^изопентан

dN2

1

о

1,6

0

азот — «-пентан

dHe

-217

05

—218,13

0

flHe

-52

2

—51,5

0

<*&

— 110,

16

—109,5

0

dSl

—138,

65

—137,5

0

dSi

—219,

56,

—220,5

0

—208,

04

—209,28

0

—220,

66

—222,0

0

давлением 2 МПа с содержанием гелия 0,24 об. %. Газ охлаждается в теплообменниках 1 и 2 соответственно до температур —28 и —45°С обратными потоками газа ив аммиачном холодильнике 3 охлаждается до температу­ры—45° С с промежуточной двухступенчатой сепара­цией конденсата в сепараторах 4 и 5. После теплооб­менника 2 газожидкостная смесь дросселируется до давления 1,2 МПа и поступает на разделение в ректифи­кационную колонну 6 (противоточный конденсатор), с верху которой уходит газ, с содержанием гелия до 3 об. %, а снизу —сухой газ (метан с азотом). Газ кон­центрируется во второй колонне 7 (противоточном кон174


денсаторе), с верху которой уходит газ с содержанием гелия от 70 до 90%, а с низу—смесь азота с гелием. Верх колонны 6 охлаждается кубовой жидкостью после дросселирования ее до давления 0,15 МПа, а колонны 7 кипящим жидким азотом под давлением 0,04 МПа.

По второму варианту (рис. VII.6, б) гелий извлека­ют следующим образом. Предварительно очищенный и осушенный природный газ поступает на установку с давлением 3,2 МПа. Газ охлаждается в двух сырьевых теплообменниках 1 и 2 до температуры —104 °С обрат­ными потоками газа и конденсата и испаряющимся про­паном при температуре —40 °С с промежуточной сепара­цией жидкости в сепараторе 4. После теплообменника 2 газожидкостная смесь дросселируется и подается на \ разделение в ректификационную колонну 8, с верха ко­торой уходит смесь гелия с азотом, а с низа — сухой газ, состоящий в основном из метана. Ректификацион­ная колонна работает с тепловым насосом на верхнем и нижнем продуктах. В качестве рабочего тела в тепло­вом насосе используют жидкий метан. Температуру сырьевой смеси после дросселя на входе в колонну 8 поддерживают —153°С, а температуру парциальной конденсации смеси в верху колонны—минус 191 °С. Смесь гелия с азотом из сепаратора 9 поступает в теп­лообменник 11, где она охлаждается обратным потоком жидкого азота и далее подвергается двухступенчатой сепарации. С верху сепараторов 13 и 14 уходит гелие­вый концентрат с содержанием гелия до 85%, а с низа уходит азот чистотой 99,5%, который после детандера 15 и систем теплообменников 12, 2 и 1 выбрасывается в атмосферу.

Скачать файл