CA2429319A1 - Procede et installation de separation d'un melange gazeux contenant du methane par distillation, et gaz obtenue par cette separation - Google Patents
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Abstract
Procédé et installation de séparation d'un mélange gazeux et gaz obtenus par cette installation. La présente invention concerne un procédé et une installation de séparation cryogénique des constituants d'un gaz naturel sou s pression (14) par un premier séparateur de phases (B1) dont les constituants de chacune des phases sont séparés dans une colonne de distillation (C1). Un e partie de la fraction gazeuse (5) issue de la tête de la colonne (C1) est recyclée au dernier étage de celle-ci. Le procédé comprend en outre la dérivation (9) d'une partie d'une première fraction de tête (3) issue du premier séparateur de phase. Le procédé comprend de plus la séparation d'une première fraction de pied (4) issue du premier séparateur, dans un second séparateur (B2). D'autres modes de réalisation sont également décrits.</SDOA B>
Claims (14)
1. Procédé de séparation d'un mélange refroidi sous.
pression contenant du méthane et des hydrocarbures en C2 et supérieurs, en une fraction finale légère (1) enrichie en méthane et une fraction finale lourde (2) enrichie en hydrocarbures en C2 et supérieurs, comprenant une première étape (I) dans laquelle (Ia) on sépare ledit mélange refroidi sous pression, dans un premier ballon (B1), en une première fraction de tête (3) relativement plus volatile, et une première fraction de pied (4) relativement moins volatile, dans laquelle (Ib) on introduit la première fraction de pied (4) dans une partie médiane d'une colonne de distillation (C1), dans laquelle (Ic) on collecte, dans une partie basse de la colonne, en tant que seconde fraction de pied (2), la fraction finale lourde (2) enrichie en hydrocarbures en C2 et supérieurs, dans laquelle (Id) on introduit, après l'avoir détendue dans une turbine (T1), la première fraction de tête (3) dans une partie haute de la colonne de distillation, dans laquelle (Ie) on collecte, dans la partie haute de la colonne, une seconde fraction de tête (5) enrichie en méthane, dans laquelle (If) on soumet ensuite la seconde fraction de tête (5), pour l'obtention de la fraction finale légère (1), à une compression et à
un refroidissement, et dans laquelle (Ig) on prélève de la fraction finale légère (1) une première fraction de prélèvement (6), ce procédé comprenant une seconde étape (II) dans laquelle (IIa) on introduit la première fraction de prélèvement (6), après refroidissement et liquéfaction, dans la partie haute de la colonne de distillation, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième étape (III) dans laquelle (IIIa) on soumet la première fraction de pied (4) à une pluralité de sous-étapes comprenant un réchauffage, un passage dans un second ballon (B2), et une séparation en une troisième fraction de tête (7) relativement plus volatile, et une troisième fraction de pied (8) relativement moins volatile, dans laquelle (IIIb) on introduit la troisième fraction de pied (8) dans la partie médiane de la colonne.
de distillation, et dans laquelle (IIIc) on introduit la troisième fraction de tête (7), après refroidissement et liquéfaction, dans la partie haute de la colonne de distillation.
pression contenant du méthane et des hydrocarbures en C2 et supérieurs, en une fraction finale légère (1) enrichie en méthane et une fraction finale lourde (2) enrichie en hydrocarbures en C2 et supérieurs, comprenant une première étape (I) dans laquelle (Ia) on sépare ledit mélange refroidi sous pression, dans un premier ballon (B1), en une première fraction de tête (3) relativement plus volatile, et une première fraction de pied (4) relativement moins volatile, dans laquelle (Ib) on introduit la première fraction de pied (4) dans une partie médiane d'une colonne de distillation (C1), dans laquelle (Ic) on collecte, dans une partie basse de la colonne, en tant que seconde fraction de pied (2), la fraction finale lourde (2) enrichie en hydrocarbures en C2 et supérieurs, dans laquelle (Id) on introduit, après l'avoir détendue dans une turbine (T1), la première fraction de tête (3) dans une partie haute de la colonne de distillation, dans laquelle (Ie) on collecte, dans la partie haute de la colonne, une seconde fraction de tête (5) enrichie en méthane, dans laquelle (If) on soumet ensuite la seconde fraction de tête (5), pour l'obtention de la fraction finale légère (1), à une compression et à
un refroidissement, et dans laquelle (Ig) on prélève de la fraction finale légère (1) une première fraction de prélèvement (6), ce procédé comprenant une seconde étape (II) dans laquelle (IIa) on introduit la première fraction de prélèvement (6), après refroidissement et liquéfaction, dans la partie haute de la colonne de distillation, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième étape (III) dans laquelle (IIIa) on soumet la première fraction de pied (4) à une pluralité de sous-étapes comprenant un réchauffage, un passage dans un second ballon (B2), et une séparation en une troisième fraction de tête (7) relativement plus volatile, et une troisième fraction de pied (8) relativement moins volatile, dans laquelle (IIIb) on introduit la troisième fraction de pied (8) dans la partie médiane de la colonne.
de distillation, et dans laquelle (IIIc) on introduit la troisième fraction de tête (7), après refroidissement et liquéfaction, dans la partie haute de la colonne de distillation.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prélève de la première fraction de tête (3) une deuxième fraction de prélèvement (9), et en ce qu'on introduit cette deuxième fraction de prélèvement (9), après refroidissement et liquéfaction, dans la partie haute de la colonne de distillation.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite deuxième fraction de prélèvement (9) est refroidie et partiellement condensée puis séparée dans un troisième ballon (B3) en une quatrième fraction de tête relativement plus volatile (10), qui est refroidie et liquéfiée puis introduite dans la partie haute de la colonne de distillation, et une quatrième fraction de pied relativement moins volatile (11), qui est réchauffée puis séparée dans un quatrième ballon (B4) en une cinquième fraction de tête relativement plus volatile (12) qui est refroidie puis introduite dans la partie haute de la colonne de distillation, et une cinquième fraction de pied relativement moins volatile (13) qui est réchauffée puis est envoyée dans ledit deuxième ballon.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie inférieure de la colonne de distillation comporte une pluralité d'étages reliés par paires à un ou une pluralité de rebouilleurs latéraux.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième fraction de tête (5), pour l'obtention de la fraction finale légère (1), est, après sortie de la colonne de distillation, successivement soumise à un réchauffage, à une première compression dans un premier compresseur (K1) couplé à la turbine de détente (T1), à
une seconde compression dans un second compresseur (K2), et à un refroidissement.
une seconde compression dans un second compresseur (K2), et à un refroidissement.
6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie haute de la colonne de distillation comprend au moins deux étages successifs dont le premier est le plus bas et la cinquième fraction de tête (12), est introduite au dessus du premier étage.
7. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie haute de la colonne de distillation comprend au moins trois étages successifs dont le premier est le plus bas et la cinquième fraction de tête. (10), est introduite au dessus du deuxième étage.
8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie haute de la colonne de distillation comprend au moins deux étages successifs dont le premier est le plus bas et la deuxième fraction de prélèvement (9), est introduite au dessus du premier étage.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie haute de la colonne de distillation comprend au moins trois étages dont le premier est le plus bas, dans laquelle on introduit la première fraction de prélèvement (6) dans une partie basse du dernier étage, et en ce que la troisième fraction de tête (7), est introduite en dessous du dernier étage.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la troisième fraction de tête (7) est introduite au premier étage de la partie haute de la colonne de distillation.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie médiane de la colonne de distillation comprend au moins deux étages successifs dont le premier est le plus bas et dans laquelle la troisième fraction de pied (8) est introduite au moins au premier étage, et en ce que la première fraction de tête (3) est introduite au dessus du premier étage.
12. Gaz enrichi en méthane obtenu par le procédé
selon l'une des revendications précédentes.
selon l'une des revendications précédentes.
13. Gaz liquéfié enrichi en hydrocarbures en C2 et supérieurs obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 11.
14. Installation de séparation d'un mélange refroidi sous pression contenant du méthane et des hydrocarbures en C2 et supérieurs, en une fraction finale légère (1) enrichie en méthane et une fraction finale lourde (2) enrichie en hydrocarbures en C2 et supérieurs, comprenant des moyens pour effectuer une première étape (I) dans laquelle (Ia) on sépare ledit mélange refroidi sous pression, dans un premier ballon (B1), en une première fraction de tête (3) relativement plus volatile, et une première fraction de pied (4) relativement moins volatile, dans laquelle (Ib) on introduit la première fraction de pied (4) dans une partie médiane d'une colonne de distillation (C1), dans laquelle (Ic) on collecte, dans une partie basse de la colonne, en tant que seconde fraction de pied (2), la fraction finale lourde (2) enrichie en hydrocarbures en C2 et supérieurs, dans laquelle (Id) on introduit, après l'avoir détendue dans une turbine (T1), la première fraction de tête (3) dans une partie haute de la colonne de distillation, dans laquelle (Ie) on collecte, dans la partie haute de la colonne, une seconde fraction de tête (5) enrichie en méthane, dans laquelle (If) on soumet ensuite la seconde fraction de tête (5), pour l'obtention de la fraction finale légère (1), à une compression et à un refroidissement, et dans laquelle (Ig) on prélève de la fraction finale légère (1) une première fraction de prélèvement (6), cette installation comprenant des moyens pour effectuer une seconde étape (II) dans laquelle (IIa) on introduit la première fraction de prélèvement (6), après refroidissement et liquéfaction, dans la partie haute de la colonne de distillation, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour effectuer une troisième étape (III) dans laquelle (IIIa) on soumet la première fraction de pied (4) à une pluralité de sous-étapes comprenant un réchauffage, un passage dans un second ballon (B2), et une séparation en une troisième fraction de tête (7) relativement plus volatile, et une troisième fraction de pied (8) relativement moins volatile, dans laquelle (IIIb) on introduit la troisième fraction de pied (8) dans la partie médiane de la colonne de distillation, et dans laquelle (IIIc) on introduit la troisième fraction de tête (7), après refroidissement et liquéfaction, dans la partie haute de la colonne de distillation.
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