УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕЭТАНИЗАЦИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2018 года по МПК C10G5/06 F25J3/00 B01D53/48 

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для разделения природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам.

Известен способ сжижения богатого углеводородами потока с одновременным извлечением - богатой фракции с высоким выходом [RU 2317497, опубл. 20.02.2008 г., МПК F25J 1/02, F25J 3/00], осуществляемый на установке, включающей три холодильных каскада со смешанными хладоагентами разного состава и блок фракционирования, состоящий из сепаратора, детандер-компрессорного агрегата, насоса, рекуперационного теплообменника, абсорбера и отпарной колонны.

Недостатками известной установки являются неполное извлечение углеводородов С₃₊ и невозможность извлечения этана.

Наиболее близка по технической сущности к предлагаемому изобретению установка комплексной подготовки газа [RU 2624710, опубл. 05.07.2017 г., МПК F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], включающая входной сепаратор, теплообменники "газ/редуцированный конденсат" и "газ/газ низкотемпературной. сепарации после дефлегматора" (рекуперационные теплообменники), дефлегматор, редуцирующие устройства, блок низкотемпературной сепарации (сепаратор) и блок стабилизации конденсата.

Недостатками данной установки при деэтанизации природного газа являются низкий выход жидких углеводородов из-за недостаточного охлаждения газа.

Задача изобретения - повышение выхода жидких углеводородов.

Техническим результатом является повышение выхода жидких углеводородов за счет установки в качестве редуцирующих устройств детандеров, соединенных кинематически или электрически с приводом компрессора для сжатия части газа высокого давления, который после охлаждения и редуцирования является источником дополнительного холода.

Предложено два варианта установки.

Технический результат в нервом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей рекуперационный теплообменник, дефлегматор, редуцирующие устройства и сепаратор, оснащенной линиями газа высокого и низкого давления, особенность заключается в том, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с приводом компрессора, на линии газа высокого давления установлен блок осушки с линией ввода продувочного газа и линией вывода газа регенерации в линию вывода газа низкого давления, затем линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и первый детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен второй детандер и дефлегматор, соединенный с сепаратором линией подачи газа низкого давления и линией подачи газа дефлегмации, на которой установлен третий детандер, а с рекуперационным теплообменником - линией ввода газа низкого давления, оснащенный линией подачи флегмы в деметанизатор, к которой примыкает линия подачи широкой фракции легких углеводородов из сепаратора, при этом деметанизатор оборудован линией вывода жидких углеводородов и линией подачи метансодержащего газа в сепаратор.

Второй вариант установки отличается отсутствием сепаратора и соединением линии подачи газа фракционирования с линией подачи газа низкого давления после третьего детандера.

Деметанизатор может быть оснащен линиями вывода этановой и пропан-бутановой фракций. При высоком содержании углекислого газа и низком содержании тяжелых углеводородов в газе высокого давления установку целесообразно оснастить блоком очистки газа от углекислоты, например, адсорбционного типа, а при необходимости дальнейшей транспортировки газа на линии вывода газа низкого давления может быть установлена газоперекачивающая компрессорная станция.

Установка оборудована блоком адсорбционной осушки с регенерируемым адсорбентом и подачей газа регенерации в поток газа низкого давления. Деметанизатор может быть выполнен, например, в виде ректификационной колонны. Б качестве остальных элементов установки могут быть расположены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Размещение в качестве редуцирующих устройств детандеров, соединенных кинематически или электрически с приводом компрессора, позволяет использовать энергию редуцирования технологических потоков для дополнительного охлаждения газа за счет выведения из системы тепла, выделяющегося при сжатии части газа высокого давления, с помощью холодильника, что снижает 'температуру газа, приводит к уменьшению содержания углеводородов С₂₊ в газе и увеличивает выход жидких углеводородов.

Предлагаемая установка в обоих вариантах включает блок осушки 1, компрессор 2, холодильник 3, детандеры 4-6, рекуперационный теплообменник 7, дефлегматор 8 и деметанизатор 9. Первый вариант установки включает также сепаратор 10. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 11 и газоперекачивающей компрессорной станцией 12 (показано пунктиром).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) природный газ высокого давления, поступающий по линии 13, осушают в адсорбционном блоке 1 (ввод продувочного газа условно не показан) и разделяют на два потока, первый поток по линии 14 подают на охлаждение в теплообменник 7, второй поток сжимают компрессором 2, охлаждают в холодильнике 3, редуцируют с помощью детандера 4 и подают в линию 14. Объединенный поток редуцируют с помощью детандера 5 и направляют в нижнюю часть дефлегматора 8, где подвергают дефлегмации за счет противоточного охлаждения подаваемым по линии 15 из сепаратора 10 газом низкого давления, который затем нагревают в теплообменнике 7, смешивают с газом регенерации адсорбента, подаваемым из блока 1 по линии 16, и выводят с установки. Полученный газ дефлегмации после редуцирования в детандере 6 по линии 17 подают в сепаратор 10 совместно с метансодержащим газом, направляемым по линии 18 из деметанизатора 9. Из низа сепаратора 10 по линии 19 выводят широкую фракцию легких углеводородов, которую смешивают с флегмой, подаваемой из низа дефлегматора 8 по линии 20, и подвергают фракционированию в деметанизаторе 9 с получением жидких углеводородов, выводимых по линии 21, или этановой и пропан-бутановой фракций, выводимых по линиям 22 и 23, соответственно (показано пунктиром).

Работа второго варианта (фиг. 2) отличается тем, что из потока газа после детандера 6 широкую фракцию легких углеводородов не выделяют, в деметанизатор 9 по линии 20 направляют только флегму, а метансодержащий газ по линии 18 подают на смешение с газом низкого давления в линию 15. При необходимости в обоих вариантах объединенный газовый поток перед детандером 5 очищают от углекислого газа в блоке 11, а газ низкого давления дожимают до давления дальнейшей транспортировки на компрессорной станции 12 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход жидких углеводородов и может найти применение в газовой промышленности.

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для разделения природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам. Предлагаемая установка в обоих вариантах включает блок осушки, компрессор, холодильник, три детандера, рекуперационный теплообменник, дефлегматор и деметанизатор. Первый вариант включает также сепаратор. При работе первого варианта установки природный газ высокого давления осушают и разделяют на два потока, первый поток охлаждают в рекуперационном теплообменнике, а второй сжимают, охлаждают, редуцируют с помощью первого детандера и объединяют с первым потоком. Объединенный поток редуцируют с помощью второго детандера и направляют в дефлегматор, где подвергают дефлегмации за счет противоточного охлаждения подаваемым из сепаратора газом низкого давления, который затем нагревают в рекуперационном теплообменнике, смешивают с газом регенерации адсорбента, подаваемым из блока осушки, и выводят с установки. Полученный газ дефлегмации после редуцирования в третьем детандере подают в сепаратор совместно с метансодержащим газом из деметанизатора. Из низа сепаратора выводят широкую фракцию легких углеводородов, которую смешивают с флегмой, подаваемой из низа дефлегматора, и подвергают фракционированию в деметанизаторе с получением жидких углеводородов или этановой и пропан-бутановой фракций. Работа второго варианта отличается тем, что из потока газа после третьего детандера широкую фракцию легких углеводородов не выделяют, в деметанизатор направляют только флегму, а метансодержащий газ подают на смешение с газом низкого давления. Технический результат - повышение выхода жидких углеводородов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка деэтанизации природного газа, включающая рекуперационный теплообменник, дефлегматор, редуцирующие устройства и сепаратор, отличающаяся тем, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с приводом компрессора, на линии газа высокого давления установлен блок осушки с линией ввода продувочного газа и линией вывода газа регенерации в линию вывода газа низкого давления, затем линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и первый детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен второй детандер и дефлегматор, соединенный с сепаратором линией подачи газа низкого давления и линией подачи газа дефлегмации, на которой установлен третий детандер, а с рекуперационным теплообменником - линией ввода газа низкого давления, оснащенный линией подачи флегмы в деметанизатор, к которой примыкает линия подачи широкой фракции легких углеводородов из сепаратора, при этом деметанизатор оборудован линией вывода жидких углеводородов и линией подачи метансодержащего газа в сепаратор.

2. Установка деэтанизации природного газа, включающая рекуперационный теплообменник, дефлегматор и редуцирующие устройства, отличающаяся тем, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с приводом компрессора, на линии газа высокого давления установлен блок осушки с линией ввода продувочного газа и линией вывода газа регенерации в линию вывода газа низкого давления, затем линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и первый детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен второй детандер и дефлегматор, соединенный с третьим детандером линией подачи газа низкого давления и линией подачи газа дефлегмации, а с рекуперационным теплообменником - линией ввода газа низкого давления, оснащенный линией подачи флегмы в деметанизатор, который оборудован линией вывода жидких углеводородов и линией подачи метансодержащего газа в линию подачи газа низкого давления.