176833. lajstromszámú szabadalom • Eljárás földgáz, ill. olajkísérő-gáz komponenseinek szétválasztására
3 176833 4 azzal az előnnyel jár, hogy az expanzió folyamata magasabb nyomástartományban játszódik le és így azonos technológiai belépő nyomásnál az előkomprimálás révén nagyobb lesz az expanzió kezdeti és végnyomásának aránya, aminek következtében a hőmérsékletesés fokozódik. A hőmérsékletesés növekedése eredményezi a kondenzáció mértékének növekedését. A találmány szerint a hideg szeparátorból kilépő gáz az előszeparált gáz hűtésére is felhasználható. Ugyanígy a hidegszeparátorból kilépő gázzal a komprimált gáz is hűthető. A találmány szerint előnyös, ha a gázáramból több, egymást követő lépésben különítünk el kondenzátumot, miáltal különböző hőmérsékletű és összetételű folyadék frakciókhoz jutunk. Az ily módon elkülönített különböző hőmérsékletű kondenzátumokban oldott gázt ellenáramú desztilláló berendezésen átvezetve, a bennük oldott gázt kihajtjuk. Azzal, hogy több betápláláson felülről lefelé növekvő hőmérsékletű kondenzátumokat adunk be a desztilláló oszlopba, vagyis a desztilláló oszlop tetején a mindenkori leghidegebb kondenzátumot vezetjük be, csökkentjük a kigázosításhoz szükséges beviendő energiát és ugyanakkor csökkentjük a desztilláló oszlop fejtermékében távozó értékes komponensek mennyiségét. Végezetül a találmány szerint előnyös, ha a földgázból és/vagy olajkísérő gázból hidegszeparátorban esetenként az expander előtti szeparátorban leválasztott kondenzátumot külön ellenáramú desztillációs oszlopba vezetjük (elkülönítve a gázáramból korábban leválasztott kondenzátumtól, melyeket egy másik ellenáramú desztilláló oszlopba vezetjük), mely desztilláló oszlop fenéktermékeként kinyert cseppfolyós gáz pentán tartalma a kereskedelmi követelményeknek megfelelő értékű. A találmányt részletesen kiviteli példán, rajz alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló legegyszerűbb kapcsolás elvi elrendezése, a 2. ábra az 1. ábrán ábrázolt eljárás továbbfejlesztett elvi elrendezése, melynél az előszeparált gázt a komprimálás előtt a hidegszeparátor gázával lehűtjük, a 3. ábra a 2. ábra szerinti folyamatábra a kompreszszor előtti hűtést követő szeparálással, a 4. ábra egy további kiviteli példa szerinti eljárás elvi elrendezése, az 5. ábra a 4. ábra szerinti elrendezés továbbfejlesztett kiviteli alakja, a 6. ábra egy másik kiviteli példa a találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló kapcsolásra, a 7. ábra a 6. ábrán ábrázolt kapcsolás továbbfejlesztése, a 8. ábra szerinti kapcsolás a 6. ábrán ábrázolt kapcsolás tovább leválasztóval kialakított kiviteli alakja, a 9. ábra a 8. ábra szerinti kapcsolás bővített szerkezeti kialakításának vázlata, a 10. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítása az alapelv felhasználása mellett desztillációs oszloppal kiegészítve, all. ábra a 10. ábra szerinti elv két desztillációs oszlopos megoldásának elrendezése. Az 1. ábrán ábrázolt kiviteli példa a földgáz, illetve olajkísérő gázkomponenseket 1 előszeparátorból kivezetve 4 kompresszorban sűrítjük, amelyet a 7 expanziós gép hajt. A 4 kompresszorból kilépő sűrített gázt, illetve olajkísérő gázkomponenseket külső hűtőközeges 9 hűtőn lehűtve vezetjük a 7 expanziós gépbe. Itt a gáz expandál, miközben munkát végezve egyúttal hajtja a 4 kompresszort. A gépből kilépő gázáramból a kondenzátumot a 8 hidegszeparátorban fogjuk fel és a gázfázist, illetve kondenzátumot innen vezetjük tovább. Az 1. ábrán szemléltetett, a találmány szerinti eljárás előnye, hogy az expanzió folyamata az ismert eljárásokhoz képest magasabb nyomástartományban játszódik le, azonos technológiai belépő nyomásnál és az előkomprimálás révén nagyobb lesz az expanzió kezdeti és végnyomásának aránya, növelve ezáltal a hőmérsékletesést, ennek folytán a kondenzáció mértékét. Ha a komprimálás utáni hőmérséklet a környezet hőmérséklete felett van, úgy a 9 hűtőben levegővel vagy vízzel hűthetjük a gázt. A 2. ábrán a találmány szerinti eljárás azon kapcsolási változatát mutatjuk be, amelynél a földgázt, a 4 kompresszorba való bevezetés előtt 2 hőcserélőben előhűtjük a 8 hideg szeparátorból jövő gázáram segítségével. Az ily módon végrehajtott eljárás további előnye, hogy csökkenti a 4 kompresszor munkáját, valamint az egész eljárási folyamat hőmérséklet-szintjét. Amennyiben a 2 hűtőben érdemi mennyiségű kondenzátum válik le, úgy — ahogy a 3. ábrán látható — azt a 3 szeparátorban különítjük el. A 4. ábrán ábrázolt folyamatábra szerinti eljárásnál a 4 kompresszorból kilépő és külső közeggel a 9 hűtőn lehűtött gázt tovább hűtjük az 5 hőcserélőben, a 8 hidegszeparátor gázfázisa segítségével. Az 5. ábrán bemutatott elvi vázlat a 4. ábrán ábrázolttól abban különbözik, hogy az 5 hőcserélő után a kivált kondenzátumot a 6 szeparátorban választjuk le. A kondenzátum kiválása a 6 szeparátorban levő kedvező gőz—folyadék egyensúlyi viszonyokból adódik. Ugyanis a nagyobb nyomáson kisebb a kondenzációs hő, ezért a kondenzátum elkülönítésével kisebb energia befektetéssel növelhető a kondenzátum kihozatal. A 6. ábrán ábrázolt kapcsolási elv szerint a 8 hidegszeparátor gázának hűtő hatását azáltal fokozzuk, hogy azt először a 2 hőcserélőbe vezetjük, ahol azt lehűti a 4 kompresszorba áramló gáz. A sűrített gázt az 5 hőcserélőben a 7 expanziós gépbe való bevezetés előtt a 8 hidegszeparátorban kondenzátummentesített és 2 hőcserélőn már átáramlott gáz hűti. A 7. ábrán bemutatott elvi vázlat a 6. ábrán ismertetettől abban különbözik, hogy a 2 hőcserélő utáni 3 szeparátorban elkülönítjük a kivált folyadékot. A 8. ábrán bemutatott folyamat a 6. ábrán szemléltetettektől abban tér el, hogy az 5 hőcserélőből való kilépés után külön 6 szeparátoron különítjük el a kivált folyadék-fázist. A találmány szerinti eljárásból adódó további lehetőségeket a 9. ábrán, illetve 10. ábrán mutatjuk be. A 9. ábra szerint az 1 előszeparátortól eltekintve a különböző hőmérsékletű folyadékot a 3 ill. 6 szeparátorban, illetve a 8 hidegszeparátorban különítjük el. Az egyes szeparátorokban a hőmérsékletek úgy oszlanak meg, hogy leghidegebb a 8 hidegszeparátor, ennél magasabb hőmérséklet uralkodik a 3 szeparátorban, míg a 6 szeparátorban a legmagasabb a hőmérséklet. A különböző hőmérsékletű folyadékokban oldott gáz kihajtását előnyösen ellenáramú desztilláló berendezésben végezzük, amelyben a betáplálások helyeit felülről lefele haladva úgy választjuk meg, hogy a betáplált folyadék hőmérséklete lefelé emelkedjék. A desztilláló berendezés legtetején tehát a legalacsonyabb hőmérsékletű, vagyis a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
