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WO2017013329A1 - Méthode de purification d'un gaz riche en hydrocarbures - Google Patents

Méthode de purification d'un gaz riche en hydrocarbures Download PDF

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WO2017013329A1
WO2017013329A1 PCT/FR2016/051789 FR2016051789W WO2017013329A1 WO 2017013329 A1 WO2017013329 A1 WO 2017013329A1 FR 2016051789 W FR2016051789 W FR 2016051789W WO 2017013329 A1 WO2017013329 A1 WO 2017013329A1
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WO
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gas
stream
carbon atoms
column
pot
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/051789
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Inventor
Nicolas CHAMBRON
Pierre COSTA DE BEAUREGARD
Henri Paradowski
Original Assignee
L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude
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Publication date
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Priority to CA2992791A priority patent/CA2992791A1/fr
Priority to US15/746,456 priority patent/US11060037B2/en
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    • F25J2290/12—Particular process parameters like pressure, temperature, ratios

Definitions

  • the present invention relates to a process for purifying a gas rich in hydrocarbons, for example natural gas.
  • a process is implemented, for example, in natural gas liquefaction units or in natural gas purification units.
  • natural gas contains "heavy" hydrocarbons and aromatic derivatives.
  • the term "heavy hydrocarbons” is understood to mean hydrocarbons having more than four carbon atoms, especially hydrocarbons having more than six carbon atoms.
  • Aromatic derivatives are cyclic compounds such as benzene, xylene or toluene, for example.
  • An existing solution is to send the "hot" natural gas (that is to say before entering a liquefaction exchanger) in a washing column where it is washed and freed of its heavy constituents including benzene.
  • the gaseous stream at the top outlet of this column, purified with heavy compounds, is then sent to a liquefaction exchanger where it condenses.
  • An intermediate outlet in the exchanger makes it possible to recover a liquid flow resulting from the partial condensation of the natural gas, and serves to make the reflux at the top of the column.
  • composition and the operating conditions of the natural gas to be treated may change over the life of the unit and the liquid reflux at the head of the column may not be sufficient if only dependent on partial condensation.
  • the invention proposes to solve the problems described above related to the reduction of heavy hydrocarbons and aromatic derivatives, in particular benzene present in natural gas.
  • the present invention relates to a process for purifying a gas rich in hydrocarbons, and comprising at least 10 ppm by volume of hydrocarbons having at least six carbon atoms (such as benzene), comprising the following steps:
  • Step b) Purification of compounds containing at least six carbon atoms from the partially liquefied gas in step a) in a washing column containing a top of column at its uppermost end and a bottom of the column at its lowest end to form, at the top of the washing column, a gaseous stream containing less than 5 ppm by volume of compounds containing at least six carbon atoms and, in a wash column tank, a liquid stream enriched with compounds containing at least five carbon atoms; carbon;
  • Step c) at least partial condensation of said gas stream from step b) in a heat exchanger to form a two-phase current
  • Step e) Use of the liquid stream resulting from stage d) as reflux at the top of the washing column;
  • Step f) Condensation of the gaseous stream from step d) by heat exchange in a heat exchanger at a temperature below -100 ° C to form a liquefied gas containing less than 5 ppm by volume of compounds containing at least six atoms of carbon.
  • the present invention also relates to:
  • step b) and the liquefied gas from step f) contains less than 1 ppm by volume of compounds containing at least six carbon atoms
  • step d) A process as defined above characterized in that at least a portion of the liquid stream formed during step f) is punctured at a temperature below -100 ° C and then recycled into the phase separator pot implemented at the same time. step d).
  • a process as defined above characterized in that the liquid stream formed in the tank of the phase separator pot in step d) is pumped using at least one pump in order to feed the washing column head. implemented in step b).
  • step a) is between -20 ° C and -40 ° C.
  • step d) is between -70 ° C and -80 ° C.
  • step f) is between -100 ° C and -160 ° C.
  • the method which is the subject of the present invention makes it possible to remove heavy constituents and aromatic derivatives, in particular benzene from the natural gas to be liquefied, and relies on one or more washing steps at different temperature levels.
  • a cooling of the natural gas to a first temperature level is first carried out ensuring that the heavy constituents, in particular the benzene contained in the liquid generated, do not freeze.
  • the temperature is typically between -20 ° C and -40 ° C.
  • the partially liquefied natural gas is then sent to a washing column making it possible to produce, at the top of the column, a gaseous stream of natural gas purified of heavier compounds, in particular respecting the desired specification on benzene, and to produce at the bottom of a column a liquid stream enriched with heavy compounds, for example products containing predominantly more than four carbon atoms and the various aromatic derivatives, in particular benzene.
  • said temperature is between -60 ° C and -80 ° C, preferably between -70 ° C and -75 ° C.
  • the liquid is separated from the gas by means of a phase separator and is sent as reflux to the top of the wash column. This time, the flash (i.e. instantaneous steam) is limited because the temperature levels between the column and the reflux liquid are closer.
  • a pair of lifting pumps may be considered.
  • this phase separator pot ensures a good separation of benzene from the gas, in case of failure of the washing column and thus offers additional protection.
  • FIG. 1 The method that is the subject of the present invention is illustrated in FIG.
  • a hydrocarbon-rich gas stream 1 such as a stream of natural gas is introduced into a heat exchanger 2.
  • the pressure of this gaseous stream is for example between 25 and 60 bar absbars.
  • the gaseous stream 1 contains between 30 ppm by volume and 500 ppm by volume of benzene, usually less than 100 ppm by volume.
  • the gaseous stream 1 is cooled by heat exchange in the heat exchanger 2 in contact with a refrigerant.
  • the heat exchanger is fed with at least one refrigerant stream.
  • this stream may be composed of a mixed refrigerant stream. The composition and the operating conditions of the mixed refrigerant are adjusted to the hydrocarbon to be liquefied.
  • Heavy products is meant hydrocarbons having more than four carbon atoms and aromatic compounds including benzene.
  • a liquid stream 6 containing all (to the nearest ppm by volume) benzene of the initial gas stream 1 is discharged to the bottom of the column 5.
  • a gaseous stream 9 comprising less than 1 ppm by volume of benzene is recovered for introduction into a second heat exchanger 10 which may preferably be a second section of the heat exchanger 2.
  • the stream 1 1 of mixed refrigerant recovered at the outlet of the heat exchanger 2 is introduced into a phase separator pot 12 producing a gas stream 13 containing the light elements of the cooler at the top of the pot 12 and a liquid stream 14 containing the elements.
  • the two streams 13 and 14 feed the second heat exchanger 10 (or second stage of the exchanger 2).
  • the gas stream 9 containing less than 1 ppm by volume of benzene introduced into the second heat exchanger 10 (or second section of the exchanger 2) is condensed at least partially.
  • the two-phase current at the outlet of the second heat exchanger 10 (or second section of the exchanger 2) is introduced into a phase separator pot 16 in order to produce a gas stream 17 at the top of the pot 16 and a liquid stream 18 pot tank 16.
  • the temperature is typically between -70 ° C and - 75 ° C.
  • the liquid stream 18 feeds the head 8 of the washing column 5.
  • a pair 19 of lifting pumps can be present in order to suck up the liquid stream 18 to reflux at the top of column 5.
  • liquid reflux may not be sufficient and that in this case, it is possible to cool the pot 16 by injecting liquid natural gas at the inlet of the two-phase pot (line 22).
  • This line 22 is important because it allows to control the flow of liquid reflux in the column 5 and therefore the benzene content of the product to be liquefied. Since the composition and the operating conditions of the natural gas can change during the life of the unit, the necessary reflux flow rate can be optimized, as well as the liquefaction energy.
  • Variant No. 1 To simplify the main exchanger, it is possible to "shower" directly the column head 5 with liquid natural gas (stream 22) but the flow of liquid natural gas 22 is then more important and this option can be expensive in liquefaction energy.
  • the gas stream 17 is introduced into a third heat exchanger 20 which may preferably be a third section of the exchanger 2 so as to be cooled to a temperature below -1 10 ° C, for example between -1 10 ° C and -1 15 ° C.
  • the stream 21 thus cooled may be partly punctured and form a stream 22 which will be recycled by being introduced with the stream 15 into the phase separator pot 16.
  • the liquid refrigerants 14 are withdrawn then, then, relaxed, for example using valves 23, before being reintroduced and re vaporized in the exchange line 24 in front of the natural gas 17 liquefying.
  • a stream of liquid natural gas may be punctured 22 at this level (colder than the phase separator pot 16 refluxing the column 5) and recycled to the pot 16 to increase the reflux liquid 18 in case of lack of the latter, while limiting the efficiency loss by instantaneous vaporization.
  • the stream of gas 21 is introduced into a heat exchanger 26 in order to produce a stream of liquefied natural gas 27, a purified product of heavy compounds and aromatics, typically benzene from the liquefaction and purification process that is the subject of the present invention. invention.

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Abstract

Procédé de purification d'un gaz (1 ) riche en hydrocarbures, et comprenant au moins 10 ppm en volume d'hydrocarbures ayant au moins six atomes de carbone, comprenant les étapes suivantes : Etape a) Refroidissement dudit gaz à une température comprise entre -20°C et -60°C par échange thermique avec au moins un réfrigérant (3) dans un échangeur de chaleur (2); Etape b) Epuration en composés contenant au moins six atomes de carbone du gaz partiellement liquéfié à l'étape a) dans une colonne (5) de lavage contenant une tête (8) de colonne (5) dans son extrémité la plus haute et une cuve (7) de colonne (5) dans son extrémité la plus basse pour former, en tête (8) de colonne de lavage (5), un courant (9) gazeux contenant moins de 5 ppm en volume de composés contenant au moins six atomes de carbone et, en cuve (7) de colonne de lavage (5), un courant (6) liquide enrichi en composés contenant au moins cinq atomes de carbone; Etape c) Condensation au moins partielle dudit courant (9) gazeux issu de l'étape b) dans un échangeur (10, 2) de chaleur pour former un courant diphasique (15); Etape d) Séparation dudit courant diphasique (15) issu de l'étape c) dans un pot (16) séparateur de phases à une température comprise entre -60°C et -80°C pour former un courant (17) gazeux en tête de pot et un courant (18) liquide en cuve de pot (16); Etape e) Utilisation du courant liquide (18) issu de l'étape d) comme reflux en tête (8) de colonne de lavage (5); Etape f) Condensation du courant (17) gazeux issu de l'étape d) par échange thermique dans un échangeur de chaleur (20, 2) à une température inférieure à -100°C pour former un gaz (21 ) liquéfié contenant moins de 5 ppm en volume de composés contenant au moins six atomes de carbone.

Description

Méthode de purification d'un gaz riche en hydrocarbures
La présente invention concerne un procédé de purification d'un gaz riche en hydrocarbures, par exemple le gaz naturel. Un tel procédé est mis en œuvre par exemple dans les unités de liquéfaction de gaz naturel ou dans les unités de purification de gaz naturel. Typiquement, le gaz naturel contient des hydrocarbures « lourds » et des dérivés aromatiques. Par hydrocarbures lourds on entend hydrocarbures ayant plus de quatre atomes de carbone dont notamment des hydrocarbures ayant plus de six atomes de carbone. Les dérivés aromatiques sont des composées cycliques comme le benzène, le xylène ou le toluène par exemple.
Afin d'éviter le gel de certains hydrocarbures lourds et des dérivés aromatiques comme le benzène par exemple au cours de la liquéfaction du gaz naturel, il convient de les retirer à une température suffisamment élevée pour éviter tout risque de formation de solide.
Une solution existante est d'envoyer le gaz naturel "chaud" (c'est-à-dire avant l'entrée dans un échangeur de liquéfaction) dans une colonne de lavage où il est lavé et débarrassé des ses constituants lourds dont le benzène. Le courant gazeux en sortie de tête de cette colonne, épuré en composés lourds, est ensuite envoyé dans un échangeur de liquéfaction où il se condense. Une sortie intermédiaire dans l'échangeur permet de récupérer un débit liquide issu de la condensation partielle du gaz naturel, et sert à faire le reflux en tête de colonne.
L'inconvénient de cette solution est que le lavage d'une colonne à température ambiante avec un liquide cryogénique, de plus à l'équilibre thermodynamique car typiquement issu d'un pot de condensation partielle, entraine une vaporisation instantanée très importante qui traduit une mauvaise intégration thermique du système et donc une mauvaise efficacité.
De plus, la composition et les conditions opératoires du gaz naturel à traiter peuvent évoluer au cours de la vie de l'unité et le reflux liquide en tête de colonne peut ne pas être suffisant si seulement dépendant d'une condensation partielle.
L'invention se propose de résoudre les problèmes décrits précédemment liés à l'abattement des hydrocarbures lourds et des dérivés aromatiques en particulier du benzène présent dans le gaz naturel.
La présente invention a pour objet un procédé de purification d'un gaz riche en hydrocarbures, et comprenant au moins 10 ppm en volume d'hydrocarbures ayant au moins six atomes de carbone (tels que le benzène), comprenant les étapes suivantes :
Etape a) Refroidissement dudit gaz à une température comprise entre -20°C et -60°C par échange thermique avec au moins un réfrigérant dans un échangeur de chaleur;
Etape b) Epuration en composés contenant au moins six atomes de carbone du gaz partiellement liquéfié à l'étape a) dans une colonne de lavage contenant une tête de colonne dans son extrémité la plus haute et une cuve de colonne dans son extrémité la plus basse pour former, en tête de colonne de lavage, un courant gazeux contenant moins de 5 ppm en volume de composés contenant au moins six atomes de carbone et, en cuve de colonne de lavage, un courant liquide enrichi en composés contenant au moins cinq atomes de carbone ;
Etape c) Condensation au moins partielle dudit courant gazeux issu de l'étape b) dans un échangeur de chaleur pour former un courant diphasique ;
Etape d) Séparation dudit courant diphasique issu de l'étape c) dans un pot séparateur de phases à une température comprise entre -60°C et -80°C pour former un courant gazeux en tête de pot et un courant liquide en cuve de pot ;
Etape e) Utilisation du courant liquide issu de l'étape d) comme reflux en tête de colonne de lavage ;
Etape f) Condensation du courant gazeux issu de l'étape d) par échange thermique dans un échangeur de chaleur à une température inférieure à -100°C pour former un gaz liquéfié contenant moins de 5 ppm en volume de composés contenant au moins six atomes de carbone. Selon d'autres modes particuliers, la présente invention a aussi pour objet :
Un procédé tel que défini précédemment, caractérisé en ce que le courant gazeux issu de l'étape b) et le gaz liquéfié issu de l'étape f) contient moins de 1 ppm en volume de composés contenant au moins six atomes de carbone
Un procédé tel que défini précédemment caractérisé en ce que le gaz riche en hydrocarbures est le gaz naturel.
Un procédé tel que défini précédemment caractérisé en ce que lesdits hydrocarbures ayant au moins six atomes de carbone comportent une majorité de benzène.
Un procédé tel que défini précédemment caractérisé en ce que ledit réfrigérant est un réfrigérant mixte comprenant de l'azote, du méthane, de l'éthane et du butane.
Un procédé tel que défini précédemment caractérisé en ce qu'au moins une partie du courant liquide formé en cours d'étape f) est ponctionnée à une température inférieure à -100°C puis recyclée dans le pot séparateur de phases mis en œuvre à l'étape d).
Un procédé tel que défini précédemment caractérisé en ce que le courant liquide formé en cuve du pot séparateur de phases à l'étape d) est pompé à l'aide d'au moins une pompe afin d'alimenter la tête de colonne de lavage mise en œuvre à l'étape b).
Un procédé tel que défini précédemment caractérisé en ce que la température de mise en œuvre de l'étape a) est comprise entre -20°C et -40°C.
Un procédé tel que défini précédemment caractérisé en que la température de mise en œuvre de l'étape d) est comprise entre -70°C et -80°C.
Un procédé tel que défini précédemment caractérisé en que la température de mise en œuvre de l'étape f) est comprise entre -100°C et -160°C.
Le procédé objet de la présente invention permet de retirer les constituants lourds et dérivés aromatiques, en particulier le benzène du gaz naturel à liquéfier et repose sur une ou plusieurs étapes de lavage à différents niveaux de température. Au cours du procédé objet de la présente invention, un refroidissement du gaz naturel jusqu'à un premier niveau de température est tout d'abord effectué assurant que les constituants lourds, en particulier le benzène contenu dans le liquide généré ne gèlent pas. La température est typiquement comprise entre -20°C et -40°C.
Le gaz naturel partiellement liquéfié est ensuite envoyé dans une colonne de lavage permettant de produire en tête de colonne un courant gazeux de gaz naturel épuré en composés les plus lourds, respectant notamment la spécification souhaitée sur le benzène, et de produire en pied de colonne un courant liquide enrichi en composés lourds, par exemple les produits contenant majoritairement plus de quatre atomes de carbone et les différents dérivés aromatiques, en particulier le benzène.
Le gaz de tête ainsi épuré est ensuite renvoyé dans la ligne d'échange principale où il va se condenser de nouveau.
Il est ensuite soutiré à un niveau de température plus bas que le précédent, choisi pour permettre d'avoir un courant suffisamment diphasique pour générer une quantité de liquide cohérente avec le besoin en lavage de la tête de colonne.
Typiquement, ladite température est comprise entre -60°C et -80°C, préférentiel lement entre -70°C et -75°C.
Le liquide est séparé du gaz au moyen d'un pot séparateur de phases et est envoyé comme reflux en tête de colonne de lavage. Cette fois, le flash (i.e la vapeur instantanée) est limité car les niveaux de température entre la colonne et le liquide de reflux sont plus proches. En fonction de l'installation du pot par rapport à la colonne, une paire de pompes de relevage peut être envisagée.
Par ailleurs, la température particulièrement basse de ce pot séparateur de phases permet d'assurer une bonne séparation du benzène du gaz, en cas de défaillance de la colonne de lavage et offre ainsi une protection supplémentaire.
Le procédé objet de la présente invention est illustré sur la figure 1 .
Sur la figure 1 , un courant gazeux 1 riche en hydrocarbures tel qu'un courant de gaz naturel est introduit dans un échangeur de chaleur 2. La pression de ce courant gazeux est par exemple comprise entre 25 et 60 Bar absbars. Typiquement, le courant gazeux 1 contient entre 30 ppm en volume et 500 ppm en volume de benzène, usuellement moins de 100 ppm en volume. Le courant gazeux 1 est refroidi par échange thermique dans l'échangeur de chaleur 2 au contact d'un réfrigérant. L'échangeur de chaleur est alimenté par au moins un courant de réfrigérant. Par exemple ce courant peut être composé d'un courant de réfrigérant mixte. La composition et les conditions opératoires du réfrigérant mixte sont ajustées à l'hydrocarbure à liquéfier.
Le courant de gaz naturel refroidi à une température comprise entre -20°C et -70°C, typiquement comprise entre -35°C et -40°C en sortie 4 d'échangeur 2 est introduit dans une colonne de lavage dans laquelle les produits lourds sont séparés du gaz naturel. Par produits lourds on entend les hydrocarbures ayant plus de quatre atomes de carbone et les composés aromatiques dont notamment le benzène.
Un courant liquide 6 contenant tout (au ppm en volume près) le benzène du courant gazeux initial 1 est évacué en cuve 7 de colonne 5.
En tête 8 de colonne 5, un courant gazeux 9 comprenant moins de 1 ppm en volume de benzène est récupéré pour être introduit dans un deuxième échangeur de chaleur 10 qui peut être préférentiellement une deuxième section de l'échangeur de chaleur 2.
Le courant 1 1 de réfrigérant mixte récupéré en sortie de l'échangeur de chaleur 2 est introduit dans un pot séparateur de phases 12 produisant un courant gazeux 13 contenant les éléments légers du réfrigérant en tête de pot 12 et un courant liquide 14 contenant les éléments lourds du réfrigérant en cuve de pot 12. Ces deux courants 13 et 14 alimentent le deuxième échangeur de chaleur 10 (ou deuxième étage de l'échangeur 2).
Le courant gazeux 9 contenant moins de 1 ppm en volume de benzène introduit dans le deuxième échangeur de chaleur 10 (ou deuxième section de l'échangeur 2) est condensé au moins partiellement. Le courant diphasique 15 en sortie du deuxième échangeur de chaleur 10 (ou deuxième section de l'échangeur 2) est introduit dans un pot séparateur de phases 16 afin de produire une courant gazeux 17 en tête de pot 16 et un courant liquide 18 en cuve de pot 16. La température est alors typiquement comprise entre -70°C et - 75°C.
Le courant liquide 18 alimente la tête 8 de la colonne de lavage 5. En fonction de l'installation du pot 16 par rapport à la colonne 5, une paire 19 de pompes de relevage peut être présente afin d'aspirer le courant liquide 18 pour effectuer le reflux en tête 8 de colonne 5.
Il est à noter que le reflux liquide (courant 18) peut ne pas être suffisant et que dans ce cas, il est possible de refroidir le pot 16 en injectant du gaz naturel liquide à l'entrée du pot diphasique (ligne 22). Cette ligne 22 est importante car elle permet de contrôler le débit de reflux liquide dans la colonne 5 et donc la teneur en benzène du produit à liquéfier. Comme la composition et les conditions opératoires du gaz naturel peuvent évoluer au cours de la vie de l'unité, le débit de reflux nécessaire peut ainsi être optimisé, ainsi que l'énergie de liquéfaction.
Il est existe au moins deux variantes pour cette solution, objet de la présente invention:
• Variante n°1 : Pour simplifier l'échangeur principal, il est possible de « doucher » directement la tête de colonne 5 avec du gaz naturel liquide (courant 22) mais le débit de gaz naturel liquide 22 est alors plus important et cette option peut être coûteuse en énergie de liquéfaction.
• Variante n°2 : pour diminuer le débit de gaz naturel liquide nécessaire, il est aussi possible de doucher la tête du pot séparateur 16 et ainsi de purifier le gaz naturel par deux reflux successifs.
Le courant gazeux 17 est introduit dans un troisième échangeur de chaleur 20 qui peut être préférentiellement une troisième section de l'échangeur 2 afin d'être refroidi à une température inférieure à -1 10°C, par exemple comprise entre -1 10°C et -1 15°C. Le courant 21 ainsi refroidi peut-être en partie ponctionné et former un courant 22 qui sera recyclé en étant introduit avec le courant 15 dans le pot séparateur de phases 16.
En effet, selon un mode particulier du procédé de liquéfaction du gaz naturel 1 objet de l'invention, les réfrigérants liquides 14 sont soutirés puis, ensuite, détendus, par exemple à l'aide de vannes 23, avant d'être réintroduits et re-vaporisés dans la ligne d'échange 24 en face du gaz naturel 17 se liquéfiant. Ainsi, un courant de gaz naturel liquide peut être ponctionné 22 à ce niveau (plus froid que le pot 16 séparateur de phases faisant le reflux de la colonne 5) et recyclé dans le pot 16 pour augmenter le liquide 18 de reflux en cas de manque de ce dernier, tout en limitant la perte d'efficacité par vaporisation instantanée.
Enfin, le courant de gaz 21 est introduit dans un échangeur de chaleur 26 afin de produire un courant de gaz naturel liquéfié 27, produit épuré en composés lourds et en aromatiques dont typiquement le benzène issu du procédé de liquéfaction et de purification objet de la présente invention.

Claims

Revendications
1 . Procédé de purification d'un gaz (1 ) riche en hydrocarbures, et comprenant au moins 10 ppm en volume d'hydrocarbures ayant au moins six atomes de carbone, comprenant les étapes suivantes :
Etape a) Refroidissement dudit gaz à une température comprise entre -20°C et -60°C par échange thermique avec au moins un réfrigérant (3) dans un échangeur de chaleur (2) ;
Etape b) Epuration en composés contenant au moins six atomes de carbone du gaz partiellement liquéfié à l'étape a) dans une colonne (5) de lavage contenant une tête (8) de colonne (5) dans son extrémité la plus haute et une cuve (7) de colonne (5) dans son extrémité la plus basse pour former, en tête (8) de colonne de lavage (5), un courant (9) gazeux contenant moins de 5 ppm en volume de composés contenant au moins six atomes de carbone et, en cuve (7) de colonne de lavage (5), un courant (6) liquide enrichi en composés contenant au moins cinq atomes de carbone ;
Etape c) Condensation au moins partielle dudit courant (9) gazeux issu de l'étape b) dans un échangeur (10, 2) de chaleur pour former un courant diphasique (15) ;
Etape d) Séparation dudit courant diphasique (15) issu de l'étape c) dans un pot (16) séparateur de phases à une température comprise entre -60°C et -80°C pour former un courant (17) gazeux en tête de pot et un courant (18) liquide en cuve de pot (16) ;
Etape e) Utilisation du courant liquide (18) issu de l'étape d) comme reflux en tête (8) de colonne de lavage (5) ;
Etape f) Condensation du courant (17) gazeux issu de l'étape d) par échange thermique dans un échangeur de chaleur (20, 2) à une température inférieure à -100°C pour former un gaz (21 ) liquéfié contenant moins de 5 ppm en volume de composés contenant au moins six atomes de carbone.
2. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que le courant gazeux (9) issu de l'étape b) et le gaz (21 ) liquéfié issu de l'étape f) contient moins de 1 ppm en volume de composés contenant au moins six atomes de carbone.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le gaz (1 ) riche en hydrocarbures est le gaz naturel.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits hydrocarbures ayant au moins six atomes de carbone comportent une majorité de benzène.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit réfrigérant (3) est un réfrigérant mixte comprenant de l'azote, du méthane, de l'éthane et du butane.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins une partie (22) du courant liquide (21 ) formé en cours d'étape f) est ponctionnée à une température inférieure à -100°C puis recyclée dans le pot séparateur de phases (16) mis en œuvre à l'étape d).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le courant (18) liquide formé en cuve du pot séparateur de phases (16) à l'étape d) est pompé à l'aide d'au moins une pompe (19) afin d'alimenter la tête (8) de colonne de lavage (5) mise en œuvre à l'étape b).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la température de mise en œuvre de l'étape a) est comprise entre -20°C et -40°C.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en que la température de mise en œuvre de l'étape d) est comprise entre -70°C et -80°C.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en que la température de mise en œuvre de l'étape f) est comprise entre -100°C et -160°C.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3252408A1 (fr) * 2016-06-02 2017-12-06 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé de purification de gaz naturel et de liquéfaction de dioxyde de carbone

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001088447A1 (fr) * 2000-05-18 2001-11-22 Phillips Petroleum Company Recuperation amelioree de liquides de gaz naturels (ngl) au moyen de refrigeration et de reflux provenant des installations de gaz naturel liquefie (lng)
WO2006123240A1 (fr) * 2005-05-19 2006-11-23 Air Products And Chemicals, Inc. Recuperation de lgn et production de gaz naturel liquefie integrees
FR2923000A1 (fr) * 2007-10-26 2009-05-01 Inst Francais Du Petrole Procede de liquefaction d'un gaz naturel avec recuperation amelioree de propane.
WO2015098124A1 (fr) * 2013-12-26 2015-07-02 千代田化工建設株式会社 Système de liquéfaction de gaz naturel et procédé de liquéfaction

Family Cites Families (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5440512B1 (fr) 1968-11-04 1979-12-04
US3970441A (en) * 1973-07-17 1976-07-20 Linde Aktiengesellschaft Cascaded refrigeration cycles for liquefying low-boiling gaseous mixtures
US4004430A (en) * 1974-09-30 1977-01-25 The Lummus Company Process and apparatus for treating natural gas
US4188282A (en) * 1978-06-12 1980-02-12 Mobile Oil Corporation Manufacture of benzene, toluene and xylene
US4352685A (en) * 1981-06-24 1982-10-05 Union Carbide Corporation Process for removing nitrogen from natural gas
US4445917A (en) * 1982-05-10 1984-05-01 Air Products And Chemicals, Inc. Process for liquefied natural gas
US4445916A (en) * 1982-08-30 1984-05-01 Newton Charles L Process for liquefying methane
US4428759A (en) * 1983-01-14 1984-01-31 Koch Process Systems, Inc. Distillative separation employing bottom additives
USRE32600E (en) * 1983-01-14 1988-02-16 Koch Process Systems, Inc. Distillative separation employing bottom additives
US4460395A (en) * 1983-01-18 1984-07-17 The Pritchard Corporation Method and apparatus for producing food grade carbon dioxide
OA07599A (en) * 1983-12-01 1985-03-31 Air Prod & Chem Process for liquefying methane.
US4563202A (en) * 1984-08-23 1986-01-07 Dm International Inc. Method and apparatus for purification of high CO2 content gas
US4584424A (en) * 1984-10-29 1986-04-22 Exxon Research & Engineering Company Process for separating ethylbenzene from xylenes by selective adsorption on a Beta zeolite
US4697039A (en) * 1985-09-13 1987-09-29 Uop Inc. Xylene producing process having staged catalytic conversion of ethylbenzene
US4783568A (en) * 1985-09-13 1988-11-08 Uop Inc. Xylene producing process having staged catalytic conversion of ethylbenzene
US4707170A (en) * 1986-07-23 1987-11-17 Air Products And Chemicals, Inc. Staged multicomponent refrigerant cycle for a process for recovery of C+ hydrocarbons
RU2088866C1 (ru) * 1995-04-21 1997-08-27 Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Способ подготовки природного газа к транспорту
US5737940A (en) * 1996-06-07 1998-04-14 Yao; Jame Aromatics and/or heavies removal from a methane-based feed by condensation and stripping
US5659109A (en) * 1996-06-04 1997-08-19 The M. W. Kellogg Company Method for removing mercaptans from LNG
FR2796858B1 (fr) * 1999-07-28 2002-05-31 Technip Cie Procede et installation de purification d'un gaz et produits ainsi obtenus
FR2803851B1 (fr) * 2000-01-19 2006-09-29 Inst Francais Du Petrole Procede de liquefaction partielle d'un fluide contenant des hydrocarbures tel que du gaz naturel
UA76750C2 (uk) * 2001-06-08 2006-09-15 Елккорп Спосіб зрідження природного газу (варіанти)
FR2826969B1 (fr) * 2001-07-04 2006-12-15 Technip Cie Procede de liquefaction et de deazotation de gaz naturel, installation de mise en oeuvre, et gaz obtenus par cette separation
GB0120272D0 (en) * 2001-08-21 2001-10-10 Gasconsult Ltd Improved process for liquefaction of natural gases
US6945075B2 (en) * 2002-10-23 2005-09-20 Elkcorp Natural gas liquefaction
US6662589B1 (en) * 2003-04-16 2003-12-16 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated high pressure NGL recovery in the production of liquefied natural gas
US7204100B2 (en) * 2004-05-04 2007-04-17 Ortloff Engineers, Ltd. Natural gas liquefaction
FR2884304A1 (fr) * 2005-04-08 2006-10-13 Air Liquide Procede integre d'absorption et de separation cryogenique pour la production de co2 et installation pour la mise en oeuvre du procede
US20070157663A1 (en) * 2005-07-07 2007-07-12 Fluor Technologies Corporation Configurations and methods of integrated NGL recovery and LNG liquefaction
US20070012072A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 Wesley Qualls Lng facility with integrated ngl extraction technology for enhanced ngl recovery and product flexibility
US20070056318A1 (en) * 2005-09-12 2007-03-15 Ransbarger Weldon L Enhanced heavies removal/LPG recovery process for LNG facilities
US20130061632A1 (en) * 2006-07-21 2013-03-14 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated NGL Recovery In the Production Of Liquefied Natural Gas
GB0812699D0 (en) * 2008-07-11 2008-08-20 Johnson Matthey Plc Apparatus and process for treating offshore natural gas
US8535417B2 (en) * 2008-07-29 2013-09-17 Praxair Technology, Inc. Recovery of carbon dioxide from flue gas
BRPI0918587B1 (pt) * 2008-09-08 2020-10-13 Conocophillips Company processo e instalação para liquefazer um fluxo de gás natural
US8071829B2 (en) * 2009-02-20 2011-12-06 Conocophillips Company Alkylation process
GB2455462B (en) * 2009-03-25 2010-01-06 Costain Oil Gas & Process Ltd Process and apparatus for separation of hydrocarbons and nitrogen
US20110126451A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-02 Chevron U.S.A., Inc. Integrated process for converting natural gas from an offshore field site to liquefied natural gas and liquid fuel
DE102010020282A1 (de) * 2010-05-12 2011-11-17 Linde Aktiengesellschaft Stickstoff-Abtrennung aus Erdgas
BR112012033737A2 (pt) * 2010-07-21 2016-11-22 Synfuels Int Inc processo para converter gás natural a produtos de hidrocarboneto
US9683776B2 (en) * 2012-02-16 2017-06-20 Kellogg Brown & Root Llc Systems and methods for separating hydrocarbons using one or more dividing wall columns
US20150013379A1 (en) * 2012-03-30 2015-01-15 Russell H. Oelfke LNG Formation
CA2895257C (fr) * 2012-12-28 2022-06-21 Linde Process Plants, Inc. Procede integre de lgn (recuperation de liquides du gaz naturel) et de gnl (liquefaction du gaz naturel)
EP3435016A1 (fr) * 2013-01-24 2019-01-30 Exxonmobil Upstream Research Company Production de gaz naturel liquéfié
CN103148674B (zh) * 2013-01-27 2015-03-18 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 一种天然气等压液化装置
CN103148673B (zh) * 2013-01-27 2015-01-07 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 一种天然气等压液化装置
US9335091B2 (en) * 2013-02-28 2016-05-10 Conocophillips Company Nitrogen rejection unit
AU2014237550A1 (en) * 2013-03-15 2015-10-08 Conocophillips Company Mixed-reflux for heavies removal in LNG processing
CA2813260C (fr) * 2013-04-15 2021-07-06 Mackenzie Millar Procede de production de gaz naturel liquefie
WO2014205216A2 (fr) * 2013-06-19 2014-12-24 Bechtel Hydrocarbon Technology Solutions, Inc. Systèmes et procédés d'augmentation de capcité de liquéfaction de gaz naturel
US20160207853A1 (en) * 2013-08-29 2016-07-21 Blue Cube Ip Llc Extractive distillation process
US20150308737A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated Nitrogen Removal in the Production of Liquefied Natural Gas Using Intermediate Feed Gas Separation
KR101727362B1 (ko) * 2014-05-22 2017-04-14 주식회사 엘지화학 큐멘 정제장치 및 정제방법
WO2015183384A1 (fr) * 2014-05-30 2015-12-03 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Procédé et dispositif pour éliminer l'eau et/ou l'oxygène d'un liquide organique
US20160061517A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Black & Veatch Holding Company Dual mixed refrigerant system
US20160061518A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Black & Veatch Holding Company Dual mixed refrigerant system
US20160061516A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Black & Veatch Holding Company Dual mixed refrigerant system
WO2016036392A1 (fr) * 2014-09-05 2016-03-10 Scg Chemicals Company Limited Procédé de séparation améliorée d'éthylbenzène
WO2016092593A1 (fr) * 2014-12-09 2016-06-16 千代田化工建設株式会社 Système de liquéfaction de gaz naturel
US20160216030A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Air Products And Chemicals, Inc. Separation of Heavy Hydrocarbons and NGLs from Natural Gas in Integration with Liquefaction of Natural Gas
US9920987B2 (en) * 2015-05-08 2018-03-20 Air Products And Chemicals, Inc. Mixing column for single mixed refrigerant (SMR) process
FR3052241A1 (fr) * 2016-06-02 2017-12-08 L'air Liquide Sa Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede de purification de gaz naturel et de liquefaction de dioxyde de carbone
US11668522B2 (en) * 2016-07-21 2023-06-06 Air Products And Chemicals, Inc. Heavy hydrocarbon removal system for lean natural gas liquefaction
US11402155B2 (en) * 2016-09-06 2022-08-02 Lummus Technology Inc. Pretreatment of natural gas prior to liquefaction
US10365038B2 (en) * 2016-09-15 2019-07-30 Lummus Technology Inc. Process for the production of dilute ethylene
US10627158B2 (en) * 2017-03-13 2020-04-21 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Coproduction of liquefied natural gas and electric power with refrigeration recovery
CA2992255A1 (fr) * 2018-01-18 2019-07-18 Nova Chemicals Corporation Complexe de deshydrogenation oxydative comportant un module de melange en ligne et le nettoyage de la ligne d'alimentation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001088447A1 (fr) * 2000-05-18 2001-11-22 Phillips Petroleum Company Recuperation amelioree de liquides de gaz naturels (ngl) au moyen de refrigeration et de reflux provenant des installations de gaz naturel liquefie (lng)
WO2006123240A1 (fr) * 2005-05-19 2006-11-23 Air Products And Chemicals, Inc. Recuperation de lgn et production de gaz naturel liquefie integrees
FR2923000A1 (fr) * 2007-10-26 2009-05-01 Inst Francais Du Petrole Procede de liquefaction d'un gaz naturel avec recuperation amelioree de propane.
WO2015098124A1 (fr) * 2013-12-26 2015-07-02 千代田化工建設株式会社 Système de liquéfaction de gaz naturel et procédé de liquéfaction

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHIU C-H: "LPG-RECOVERY PROCESSES FOR BASELOAD LNG PLANTS EXAMINED", OIL AND GAS JOURNAL, PENNWELL, HOUSTON, TX, US, 24 November 1997 (1997-11-24), pages 59 - 63, XP001093790, ISSN: 0030-1388 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3252408A1 (fr) * 2016-06-02 2017-12-06 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé de purification de gaz naturel et de liquéfaction de dioxyde de carbone

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