УСТАНОВКА ПАРОВОЙ КОНВЕРСИИ СЕРНИСТОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2017 года по МПК C10L3/00 C10L3/10 B01D53/00 F17D1/02 

Изобретение относится к установкам переработки углеводородных газов паровой конверсией и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности, например, для подготовки попутного нефтяного газа к использованию или к трубопроводному транспорту.

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 являются наличие дорогостоящего компрессорного оборудования и высокие энергетические затраты.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ работы устройства для переработки попутных нефтяных газов [RU 2442819, МПК C10L 3/10, F17D 1/02, опубл. 20.02.2012], включающего систему подачи/дозирования, электронагреватель, конвертор, оснащенный системами запуска и подогрева, а также линией вывода конвертированного газа, на которой установлен трехсекционный теплообменник с нагревателем конвертированного газа и теплообменными секциями "конвертированный газ/попутный нефтяной газ" и "конвертированный газ/вода" (рекуперационное устройство).

Недостатками данной установки являются:

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

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

- отсутствие устройств для обессеривания газа, что не позволяет перерабатывать сернистый попутный нефтяной газ;

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

Задача изобретения - переработка сернистого углеводородного газа, снижение энергопотребления и металлоемкости оборудования.

Техническим результатом является переработка сернистого углеводородного газа за счет оборудования установки узлом адсорбционного обессеривания, снижение металлоемкости оборудования за счет соединения линии подачи подготовленной воды с линией подачи попутного нефтяного газа и исключения из состава установки устройства нагрева конвертированного газа, снижение энергопотребления за счет оборудования установки блоком подготовки воды и дефлегматором.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, оснащенной линией ввода сырьевого газа и линией вывода конвертированного газа с рекуперационным устройством, включающей нагреватель и конвертор, особенностью является то, что установка оборудована узлом адсорбционного обессеривания, состоящим по меньшей мере из двух переключаемых адсорберов, по меньшей мере один из которых, находящийся в режиме регенерации адсорбента, соединен с линией вывода конвертированного газа в дефлегматор, установленный в качестве рекуперационного устройства и оснащенный линией вывода подготовленного газа, а остальные адсорберы, находящиеся в режиме адсорбции, установлены на линии ввода сырьевого газа, кроме того, установка оснащена блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией подачи сырьевого газа после адсорбера и оснащенным линиями ввода воды, подачи дегазированного водного конденсата из дефлегматора и вывода солевого концентрата, при этом нагреватель установлен на линии подачи парогазовой смеси из дефлегматора в конвертор.

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

В качестве сырьевого газа могут перерабатываться как попутный нефтяной газ, так и другие газы, содержащие углеводороды С₂₊. В качестве блока подготовки воды может быть использовано, например, устройство мембранного типа, известное из уровня техники.

Оборудование установки узлом адсорбционного обессеривания позволяет перерабатывать сернистые углеводородные газы. Оснащение установки блоком подготовки воды позволяет исключить отложение солей на внутренних поверхностях оборудования и снизить расход энергии. Соединение линии подачи подготовленной воды с линией ввода сырьевого газа позволяет снизить площадь теплообменных поверхностей вследствие увеличения температурного напора и уменьшить за счет этого металлоемкость оборудования. Установка дефлегматора в качестве рекуперационного устройства позволяет осушить конвертированный газ и возвратить дегазированный водный конденсат в блок подготовки воды, что уменьшает расход энергии.

Установка включает адсорберы (условно показано два адсорбера 1 и 2), конвертор 3, нагреватель 4 (условно показан теплообменник), дефлегматор 5 и блок подготовки воды 6.

При работе установки сернистый углеводородный газ, подаваемый по линии 7 через адсорбер 1, смешивают с подготовленной (деионизированной) водой, подаваемый из блока 6 по линии 8, нагревают до температуры конверсии в дефлегматоре 5 и в нагревателе 4 и подают в конвертор 3, где тяжелые углеводороды конвертируют в метан в той степени, в которой это необходимо для целей подготовки газа. Конвертированный газ по линии 9 подают в дефлегматор 5, где охлаждают и сепарируют с получением подготовленного газа, выводимого по линии 10, и дегазированного конденсата, который по линии 11 подают в блок 6, в который также по линии 12 подают для подпитки воду, а по линии 13 выводят солевой концентрат. Для регенерации адсорбента часть конвертированного газа из линии 9 пропускают через адсорбер 2 и выводят для утилизации по линии 14. По меньшей мере часть газа из линии 14 может быть возвращена в линию 9 при условии, что это не ухудшает потребительских свойств подготовленного газа (показано пунктиром). При необходимости температуру в конверторе контролируют, например, подавая хладоагент или теплоноситель в теплообменные элементы конвертора 3. Системы запуска, контроля температуры в конверторе и устройство для вывода продувочной воды на схеме условно не показаны.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет перерабатывать сернистый углеводородный газ, снизить энергопотребление, уменьшить металлоемкость оборудования и может быть использована в промышленности.

Изобретение раскрывает установку паровой конверсии сернистого углеводородного газа, которая оснащена линией ввода сырьевого газа и линией вывода конвертированного газа с рекуперационным устройством, включает также нагреватель и конвертор, при этом установка оборудована узлом адсорбционного обессеривания, состоящим, по меньшей мере, из двух переключаемых адсорберов, по меньшей мере один из которых, находящийся в режиме регенерации адсорбента, соединен с линией вывода конвертированного газа в дефлегматор, установленный в качестве рекуперационного устройства и оснащенный линией вывода подготовленного газа, а остальные адсорберы, находящиеся в режиме адсорбции, установлены на линии ввода сырьевого газа, кроме того, установка оснащена блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией подачи сырьевого газа после адсорбера и оснащенным линиями ввода воды, подачи дегазированного водного конденсата из дефлегматора и вывода солевого концентрата, при этом нагреватель установлен на линии подачи парогазовой смеси из дефлегматора в конвертор. Технический результат заключается в переработке сернистого углеводородного газа, в снижении энергопотребления и металлоемкости оборудования. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка паровой конверсии сернистого углеводородного газа, оснащенная линией ввода сырьевого газа и линией вывода конвертированного газа с рекуперационным устройством, включающая нагреватель и конвертор, отличающаяся тем, что установка оборудована узлом адсорбционного обессеривания, состоящим по меньшей мере из двух переключаемых адсорберов, по меньшей мере один из которых, находящийся в режиме регенерации адсорбента, соединен с линией вывода конвертированного газа в дефлегматор, установленный в качестве рекуперационного устройства и оснащенный линией вывода подготовленного газа, а остальные адсорберы, находящиеся в режиме адсорбции, установлены на линии ввода сырьевого газа, кроме того, установка оснащена блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией подачи сырьевого газа после адсорбера и оснащенным линиями ввода воды, подачи дегазированного водного конденсата из дефлегматора и вывода солевого концентрата, при этом нагреватель установлен на линии подачи парогазовой смеси из дефлегматора в конвертор.

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

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

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что линия подачи части конвертированного газа после адсорбера соединена с линией вывода конвертированного газа перед дефлегматором.