CA2464709A1 - Procede et installation de separation d'un gaz contenant du methane et de l'ethane a deux colonnes fonctionnant sur deux pressions differentes - Google Patents

Procede et installation de separation d'un gaz contenant du methane et de l'ethane a deux colonnes fonctionnant sur deux pressions differentes Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de séparation d'un gaz d'alimentation (1) se c, comprenant majoritairement du méthane, de l'éthane et du propane, en un premier produit (17) relativement plus volatil, dit gaz traité, et un second produit (34) relativement moins volatil dénommé coupe C2 plus, comprenant: ( i) une opération de refroidissement du gaz d'alimentation(1) en un gaz refroidi (2), (ii) une opération de séparation et de traitement du gaz refroidi (2) issu de l'opération (i), (iii) une opération de distillation dans un dispositif de distillation (C3), et l'installation correspondante. Selon l'invention, le dispositif de distillation (C3) comprend au moins des premiè re et seconde colonnes à distiller (C1) et (C2) fonctionnant à des pressions différentes.

Claims (14)

1. Procédé de séparation d'un gaz d'alimentation (1) sec, comprenant majoritairement du méthane, de l'éthane et du propane, en un premier produit (17) relativement plus volatil, dit gaz traité, et un second produit (34) relativement moins volatil dénommé coupe C2 plus, comprenant : (i) une opération de refroi-dissement du gaz d'alimentation (1) en un gaz refroidi (2), (ii) une opération de séparation et de traitement du gaz refroidi (2) issu de l'opération (i), ce gaz refroi-di (2) étant séparé en un premier flux de pied (4) essentiellement liquide et un premier flux de tête (3) essentiellement gazeux, le premier flux de pied (4) étant ensuite au moins partiellement détendu pour former un premier flux de pied re-froidi (10), le premier flux de tête (3) étant séparé en un flux principal (5) et un flux secondaire (6), le flux principal (5) étant détendu dans une turbine (T1) pour former un flux principal détendu (7), et le flux secondaire (6) étant refroidi dans un échangeur (E2) puis détendu pour former un flux secondaire détendu (9), (iii) une opération de distillation dans un dispositif de distillation (C3) produisant un second flux de tête (11) et un second flux de pied (22), le dispositif de distillation (C3) étant alimenté par au moins une partie du flux principal détendu (7), par au moins une partie du flux de pied refroidi (10), et par au moins une partie du flux secondaire détendu (9) et comprenant une première colonne à distiller (C1) fonc-tionnant à une pression P1, le flux de pied refroidi (10) étant à une température relativement moins froide que le flux principal détendu (7) et le flux secondaire détendu (9) étant à une température relativement plus froide que le flux principal détendu (7), le second flux de tête (11) refroidissant le flux secondaire (6) dans l'échangeur (E2) puis, après réchauffage et une pluralité d'étapes de compres-sion et de refroidissement, constituant le premier produit (17), le second flux de pied (22) après compression et réchauffage constituant le second produit (34), caractérisé en ce que, le dispositif de distillation (C3) comprend au moins une seconde colonne à
distiller (C2) fonctionnant à une pression P2, la différence entre P1 et P2 étant comprise entre 5 et 25 bars ;
en ce que la seconde colonne à distiller (C2) produit un quatrième flux de tête (25) et un quatrième flux de pied (22), le quatrième flux de pied (22) consti-tuant le second flux de pied produit par le dispositif de distillation (C3), au moins une partie du quatrième flux de tête (25) alimentant après compression et liqué-faction au moins partielle un étage de tête de la première colonne à distiller (C1);
et en ce que la première colonne à distiller (C1) produit un troisième flux de tête (11) et un troisième flux de pied (23), le troisième flux de tête (11) constituant le second flux de tête produit par le dispositif de distillation (C3), la première colonne à distiller (C1) étant alimentée à un étage inférieur par au moins une partie du flux principal détendu (7) et à un étage intermédiaire par au moins une partie du flux secondaire détendu (9).
2. Procédé de séparation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pression de fonctionnement P1 de la première colonne à distiller (C1) est comprise entre 30 et 45 bars.
3. Procédé de séparation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pression de fonctionnement P2 de la seconde colonne à distiller (C2) est comprise entre 15 et 30 bars.
4. Procédé de séparation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde colonne à distiller (C2) est alimentée à un étage supérieur par au moins une partie du troisième flux de pied (23) produit par la première colonne à
distiller (C1), et à un étage intermédiaire par au moins une partie du premier flux de pied refroidi (10).
5. Procédé de séparation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde colonne à distiller (C2) comprend au moins un rebouilleur.
6. Procédé de séparation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le quatrième flux de tête (25) cède une partie de son potentiel frigorifique dans l'échangeur (E2) avant compression.
7. Procédé de séparation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le quatrième flux de tête (25) après compression subit une pluralité
d'étapes de refroidissement, dont au moins une dans l'échangeur (E2), puis une détente, avant d'alimenter la première colonne à distiller (C1).
8. Installation de séparation d'un gaz d'alimentation (1) sec, compre-nant majoritairement du méthane, de l'éthane et du propane, en un premier pro-duit (17) relativement plus volatil, dit gaz traité, et un second produit (34) relati-vement moins volatil dénommé coupe C2 plus, comprenant : (i) des moyens pour le refroidissement du gaz d'alimentation (1) en un gaz refroidi (2), (ii) des moyens pour la séparation et de traitement du gaz refroidi (2) issu de l'étape (i), ce gaz refroidi (2) étant séparé en un premier flux de pied (4) essentiellement liquide et un premier flux de tête (3) essentiellement gazeux, le premier flux de pied (4) étant ensuite au moins partiellement détendu pour former un premier flux de pied refroidi (10), le premier flux de tête (3) étant séparé en un flux principal (5) et un flux secondaire (6), le flux principal (5) étant détendu dans une turbine (T1) pour former un flux principal détendu (7), et le flux secondaire (6) étant refroidi dans un échangeur (E2) puis détendu pour former un flux secondaire détendu (9), (iii) un dispositif de distillation (C3) produisant un second flux de tête (11) et un second flux de pied (22), le dispositif de distillation (C3) étant alimenté par au moins une partie du flux principal détendu (7), par au moins une partie du flux de pied refroi-di (10), et par au moins une partie du flux secondaire détendu (9) et comprenant une première colonne à distiller (C1) fonctionnant à une pression P1, le flux de pied refroidi (10) étant à une température relativement moins froide que le flux principal détendu (7) et le flux secondaire détendu (9) étant à une température relativement plus froide que le flux principal détendu (7), le second flux de tête (11) refroidissant le flux secondaire (6) dans l'échangeur (E2) puis, après ré-chauffage et une pluralité d'étapes de compression et de refroidissement, consti-tuant le premier produit (17), le second flux de pied (22) après compression et réchauffage constituant le second produit (34) caractérisée en ce que:
le dispositif de distillation (C3) comprend au moins une seconde co-lonne à distiller (C2) fonctionnant à une pression P2, la différence entre P1 et P2 étant comprise entre 5 et 25 bars ;
en ce que la seconde colonne à distiller (C2) produit un quatrième flux de tête (25) et un quatrième flux de pied (22), le quatrième flux de pied (22) cons-tituant le second flux de pied produit par le dispositif de distillation (C3), au moins une partie du quatrième flux de tête (25) alimentant après compression et liqué-faction au moins partielle un étage de tête de la première colonne à distiller (C1) ;
et en ce que la première colonne à distiller (C1) produit un troisième flux de tête (11) et un troisième flux de pied (23), le troisième flux de tête (11) constituant le second flux de tête produit par le dispositif de distillation (C3), la première colonne à distiller (C1) étant alimentée à un étage inférieur par au moins une partie du flux principal détendu (7) et à un étage intermédiaire par au moins une partie du flux secondaire détendu (9).
9. Installation de séparation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la pression de fonctionnement P1 de la première colonne à distiller (C1) est comprise entre 30 et 45 bars.
10. Installation de séparation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la pression de fonctionnement P2 de la seconde colonne à distiller (C2) est comprise entre 15 et 30 bars.
11. Installation de séparation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la seconde colonne à distiller (C2) est alimentée à un étage supérieur par au moins une partie du troisième flux de pied (23) produit par la première co-lonne à distiller (C1), et à un étage intermédiaire par au moins une partie du pre-mier flux de pied refroidi (10).
12. Installation de séparation suivant l'une quelconque des revendica-tions 8 à 11, caractérisée en ce que la seconde colonne à distiller (C2) comprend au moins un rebouilleur.
13. Installation de séparation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le quatrième flux de tête (25) cède une partie de son potentiel frigorifi-que dans l'échangeur (E2) avant compression.
14. Installation de séparation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le quatrième flux de tête (25) après compression subi une pluralité
d'étapes de refroidissement, dont au moins une dans l'échangeur (E2), puis une détente, avant d'alimenter la première colonne à distiller (C1).
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