УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА Российский патент 2017 года по МПК C10G9/38 C10L3/10 C10G5/06 B01D5/00 F25J3/02 

Изобретение относится к установкам подготовки тяжелых углеводородных газов паровой конверсией и может быть применено, например, для подготовки попутного нефтяного газа (ПНГ) к использованию или трубопроводному транспорту в нефтяной и газовой промышленности.

Известна установка подготовки природного газа к транспорту методом низкотемпературной конденсации [Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999, с. 308], включающая входной и выходной сепараторы, компрессор, воздушный холодильник, рекуперативный теплообменник, редуцирующее устройство и емкости для сбора конденсата.

Недостатками известной установки является наличие дорогостоящего компрессорного оборудования и высокие энергетические затраты.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ работы устройства для переработки попутных нефтяных газов путем полного метанирования углеводородов С₂₊ [RU 2442819, МПК C10L 3/10, F17D 1/02, опубл. 20.02.2012], которое включает конвертор полного (неселективного) метанирования ПНГ, оборудованный системами запуска и подогрева, оснащенный линией вывода конвертированного газа, на которой установлен трехсекционный теплообменник, оснащенный линиями подачи ПНГ и воды, на которых установлены системы подачи/дозирования и секция электронагревателя. При этом теплообменник оборудован нагревателем - секцией нагрева конвертированного газа теплоносителем и рекуперационным устройством, включающим рекуперационные секции конвертированный газ/ПНГ и конвертированный газ/кислородсодержащее соединение, например вода.

Недостатками данной установка являются:

- отсутствие блока подготовки воды приводит к отложению солей на внутренних поверхностях оборудования и увеличивает расход энергии;

- оснащение установки нагревательным оборудованием для раздельного нагрева ПНГ и воды, что увеличивает ее металлоемкость;

- отсутствие в составе установки устройств для выделения воды из конвертированного газа и ее возврата на установку, что снижает качество подготовленного газа, увеличивает расход энергии и воды;

- расположение нагревателя на линии вывода конвертированного газа, что не требуется для целей подготовки газа и приводит к повышенному расходу энергии и увеличению металлоемкости оборудования;

- высокая металлоемкость конвертора неселективного метанирования ПНГ из-за большой массы загрузки катализатора, а также низкое качество подготовленного газа из-за высокого содержания диоксида углерода и паров воды в подготовленном газе вследствие полного метанирования углеводородов С₂₊, содержащихся в ПНГ.

Задача изобретения - повышение качества подготовленного газа, снижение энергопотребления и металлоемкости оборудования.

Техническим результатом является снижение металлоемкости установки за счет примыкания линии подачи подготовленной воды к линии подачи ПНГ и исключения из состава установки устройства нагрева конвертированного газа, снижение энергопотребления за счет оборудования установки блоком подготовки воды и дефлегматором, повышение качества подготовленного газа за счет оборудования установки дефлегматором и конвертором неполного (селективного) метанирования углеводородов С₂₊, содержащихся в ПНГ.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей нагреватель и конвертор, оснащенный линией вывода конвертированного газа с рекуперационным устройством, особенностью является то, что установка оборудована конвертором селективного метанирования попутного нефтяного газа с линией ввода парогазовой смеси и оснащена блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией подачи попутного нефтяного газа и оснащенным линиями вывода солевого концентрата, ввода воды и подачи дегазированного водного конденсата из дефлегматора, который установлен в качестве рекуперационного устройства, при этом нагреватель установлен на линии ввода парогазовой смеси.

Конвертор целесообразно оборудовать системой контроля температуры, например электронагревателем или устройствами для подачи теплоносителя/хладоагента, и системой запуска. Дефлегматор может быть оснащен устройством, например полуглухой тарелкой, для вывода части неиспарившейся воды в качестве продувочной или для подачи части неиспарившейся воды в блок подготовки воды, что уменьшает загрязнение теплообменных поверхностей и продлевает срок службы установки.

Оборудование установки конвертором селективного метанирования ПНГ позволяет поддерживать высокую скорость подачи парогазовой смеси и уменьшить массу загрузки катализатора, за счет чего снизить металлоемкость оборудования, а также повысить качество подготовленного газа путем снижения содержания диоксида углерода в подготовленном газе.

Оснащение установки блоком подготовки воды позволяет исключить отложение солей на внутренних поверхностях оборудования и снизить расход энергии.

Соединение линии подачи подготовленной воды с линией подачи ПНГ позволяет снизить требуемый размер теплообменных площадей вследствие увеличения температурного напора и уменьшить металлоемкость оборудования.

Установка дефлегматора в качестве рекуперационного устройства позволяет получать осушенный подготовленный газ более высокого качества и подавать в блок подготовки воды дегазированный водный конденсат, что снижает расход воды, энергопотребление и упрощает подготовку воды.

Установка включает конвертор 1, нагреватель 2 (условно показан теплообменник), дефлегматор 3 и блок подготовки воды 4. При работе установки ПНГ, подаваемый по линии 5, смешивают с подготовленной (деионизированной) водой, подаваемой из блока 4 по линии 6, нагревают до температуры конверсии в дефлегматоре 3 и в нагревателе 2 и по линии 7 подают в конвертор 1, где тяжелые углеводороды, содержащиеся в ПНГ, селективно конвертируют в метан только в той степени, в которой это необходимо для целей подготовки газа. Конвертированный газ по линии 8 подают в дефлегматор 3, где охлаждают и сепарируют с получением охлажденного осушенного подготовленного газа, выводимого по линии 9, и дегазированного конденсата, который по линии 10 подают в блок 4, в который также по линии 11 подают для подпитки воду, а по линии 12 выводят солевой концентрат. При необходимости температуру в конверторе контролируют, например, подавая хладоагент или теплоноситель по линиям 13 (показано пунктиром). Устройство для вывода продувочной воды на схеме не показано.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить качество подготовленного газа, снизить энергопотребление и металлоемкость оборудования и может быть использована в промышленности.

Изобретение раскрывает установку подготовки попутного нефтяного газа, включающую нагреватель и конвертор, оснащенный линией вывода конвертированного газа с рекуперационным устройством, при этом установка оборудована конвертором селективного метанирования попутного нефтяного газа с линией ввода парогазовой смеси и оснащена блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией подачи попутного нефтяного газа и оснащенным линиями вывода солевого концентрата, ввода воды и подачи дегазированного водного конденсата из дефлегматора, который установлен на линии ввода парогазовой смеси. Технический результат - повышение качества подготовленного газа, снижение энергопотребления и металлоемкости установки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка подготовки попутного нефтяного газа, включающая нагреватель и конвертор, оснащенный линией вывода конвертированного газа с рекуперационным устройством, отличающаяся тем, что установка оборудована конвертором селективного метанирования попутного нефтяного газа с линией ввода парогазовой смеси и оснащена блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией подачи попутного нефтяного газа и оснащенным линиями вывода солевого концентрата, ввода воды и подачи дегазированного водного конденсата из дефлегматора, который установлен в качестве рекуперационного устройства, при этом нагреватель установлен на линии ввода парогазовой смеси.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что включает системы запуска и контроля температуры.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что дефлегматор оснащен устройством для вывода части неиспарившейся воды в качестве продувочной или для подачи части неиспарившейся воды в блок подготовки воды.