Адсорбционная установка подготовки углеводородного газа Российский патент 2020 года по МПК B01D53/00 

Изобретение относится к области газовой промышленности, а именно к технике и технологии подготовки углеводородного газа, и может быть использовано в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности на адсорбционных установках подготовки углеводородных газов. При подготовке и переработке газа, где применяются адсорбционные процессы, одной из проблем является использование выделенной жидкой фазы, в том числе водометанольной смеси (ВМС), поступающей на адсорбционную установку после применения метанола в качестве ингибитора гидратообразования на объектах магистральных газопроводов.

Как правило, при подготовке и адсорбционной осушке углеводородного газа выделенную водометанольную смесь из трехфазных сепараторов направляют в дренаж, а при низкотемпературных процессах на адсорбционных установках данную смесь регенерируют с получением высокотоксичного метанола, применяемого в качестве ингибитора гидратообразования.

Известна адсорбционная установка подготовки углеводородного газа (патент РФ на изобретение №2470865 С2, МПК С01G 5/00, B01D 53/00, F25J 3/00. Способ подготовки углеводородного газа и установка для его осуществления (Аджиев А.Ю., Аристович Ю.В., Килинник А.В., Дмитриев А.С., Черноскутов А.П.; №2011112212/05; заявл. 30.03.2011; опубл. 27.12.2012, Бюл. №36. - 9 с.), включающая блок сепарации газа с отводами углеводородного конденсата и воды, блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа с отводами подготовленного газа и газа после проведения регенерации адсорбента, холодильник и сепаратор охлажденного газа после проведения регенерации адсорбента с отводами отработанного газа регенерации, углеводородного конденсата и воды содержащей метанол, отвод углеводородного конденсата с блока сепарации газа и отвод углеводородного конденсата с сепаратора охлажденного газа после проведения регенерации адсорбента соединены с блоком стабилизации углеводородов, снабженным отводами газов стабилизации и стабильного конденсата, при этом отвод газов стабилизации соединен с дополнительно установленным блоком компримирования, выход из которого соединен или с потоком исходного газа, или с отводом отработанного газа регенерации, или с отводом подготовленного газа.

Недостатком известной установки является низкая экологическая безопасность в виду того, что осуществляется отвод водометанольной смеси в дренаж и ограниченный ассортимент получаемой продукции.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является адсорбционная установка подготовки углеводородного газа (патент РФ на изобретение №2653023 С1, МПК B01D 53/00. Установка подготовки газа / Сыроватка В.А., Холод В.В., Ясьян Ю.П.; №2017133884; заявл. 28.09.2017; опубл. 04.05.2018, Бюл. №13. - 13 с.), включающая регулирующий клапан, входной сепаратор, адсорберы, верх которых соединен с линией подачи исходного газа, линией подачи газа охлаждения и линией отвода насыщенного газа регенерации, а низ соединен с линией отвода подготовленного газа, линией отвода газа охлаждения и линией подачи газа регенерации, фильтрующее устройство, печь, сепаратор высокого давления, который последовательно соединен с сепараторами среднего и низкого давления, при этом линия подачи исходного газа проходит через регулирующий клапан и соединена с входным сепаратором, выход газа из входного сепаратора соединен с первым рекуперативным теплообменником, выход газа из которого соединен с верхом адсорберов, линия отвода подготовленного газа соединена с первым фильтрующим устройством, при этом линия подачи газа охлаждения соединена с линией подачи исходного газа перед регулирующим клапаном и соединена с фильтром-сепаратором, выход газа из которого соединен с верхом адсорберов, а линия отвода газа охлаждения последовательно соединена с вторым фильтрующим устройством, вторым рекуперативным теплообменником и печью, линия подачи газа регенерации соединена с низом адсорберов, а линия отвода насыщенного газа регенерации последовательно соединена с третьим фильтрующим устройством, вторым рекуперативным теплообменником, первым рекуперативным теплообменником, пропановым холодильником и сепаратором высокого давления, при этом линия отвода газового конденсата из сепаратора высокого давления через дроссель соединена с сепаратором среднего давления, в котором линия отвода газового конденсата через дроссель соединена с сепаратором низкого давления, выход из которого соединен с линией отвода стабильного конденсата, а линия отвода отработанного газа регенерации из сепаратора высокого давления соединена с линией подачи исходного газа после регулирующего клапана перед входным сепаратором, подпиточную емкость, выход которой соединен через линию подачи метанола с линией насыщенного газа регенерации между первым рекуперативным теплообменником и пропановым холодильником, и блок регенерации метанола, вход которого соединен с линией отвода технической воды содержащей метанол из сепаратора высокого давления, а выход соединен через линию подачи регенерированного метанола с линией насыщенного газа регенерации между первым рекуперативным теплообменником и пропановым холодильником и содержит сообщенные между собой входной рекуперативный теплообменник, выход из которого соединен со средней частью ректификационной колонны, верхняя часть колонны сообщена с аппаратом воздушного охлаждения, рефлюксной емкостью и первым насосом, сообщенным с ректификационной колонной и линией отвода регенерированного метанола, а нижняя часть ректификационной колонны через линию отвода технической воды последовательно сообщена с ребойлером, вторым насосом и входным рекуперативным теплообменником.

Недостатком известной установки является низкая экологическая безопасность в виду того, что осуществляется отвод водометанольной смеси в дренаж и ограниченный ассортимент получаемой продукции.

Задачей изобретения является усовершенствование установки подготовки газа, позволяющее повысить эксплуатационные характеристики установки.

Техническим результатом является обеспечение возможности ресурсосбережения установки, а также повышение экологической безопасности и расширения ассортимента продукции за счет получения добавочных жидких продуктов - высокооктанового бензина, пропан-бутановой фракции (ПБФ), подготовленной воды и выработки дополнительного количества топливного газа.

Технический результат достигается тем, что адсорбционная установка подготовки углеводородного газа, включает регулирующий клапан, входной сепаратор, адсорберы, верх которых соединен с линией подачи исходного газа, линией подачи газа охлаждения и линией отвода насыщенного газа регенерации, а низ соединен с линией отвода подготовленного газа, линией отвода газа охлаждения и линией подачи газа регенерации, при этом линия подачи исходного газа проходит через регулирующий клапан и соединена с входным сепаратором, выход газа из входного сепаратора соединен с первым рекуперативным теплообменником, выход газа из которого соединен с верхом адсорберов, линия отвода подготовленного газа соединена с первым фильтрующим устройством, при этом линия подачи газа охлаждения соединена с линией подачи исходного газа перед регулирующим клапаном и соединена с фильтром-сепаратором, выход газа из которого соединен с верхом адсорберов, а линия отвода газа охлаждения последовательно соединена с вторым фильтрующим устройством, вторым рекуперативным теплообменником и первой печью, линия подачи газа регенерации соединена с низом адсорберов, а линия отвода насыщенного газа регенерации последовательно соединена с третьим фильтрующим устройством, вторым рекуперативным теплообменником, первым рекуперативным теплообменником, пропановым холодильником и сепаратором высокого давления, при этом линия отвода газового конденсата из сепаратора высокого давления через дроссель соединена с сепаратором среднего давления, в котором линия отвода газового конденсата через дроссель соединена с сепаратором низкого давления, выход из которого соединен с линией отвода стабильного конденсата, а линия отвода отработанного газа регенерации из сепаратора высокого давления соединена с линией подачи исходного газа после регулирующего клапана перед входным сепаратором, подпиточную емкость, выход которой соединен через линию подачи метанола с линией насыщенного газа регенерации между первым рекуперативным теплообменником и пропановым холодильником, и блок регенерации метанола, вход которого соединен с линией отвода водометанольной смеси из сепаратора высокого давления, а выход соединен через линию подачи регенерированного метанола с линией отвода насыщенного газа регенерации между первым рекуперативным теплообменником и пропановым холодильником и содержит сообщенные между собой входной рекуперативный теплообменник, выход из которого соединен со средней частью ректификационной колонны, верхняя часть колонны сообщена с аппаратом воздушного охлаждения, рефлюксной емкостью и первым насосом, сообщенным с ректификационной колонной и линией отвода регенерированного метанола, а нижняя часть ректификационной колонны через линию отвода технической воды последовательно сообщена с ребойлером, вторым насосом и входным рекуперативным теплообменником, при этом адсорбционная установка подготовки углеводородного газа дополнительно содержит блок конверсии метанола, вход которого соединен с линией отвода регенерированного метанола из блока регенерации метанола, а выходы соединены с линиями отвода газа стабилизации, пропан-бутановой фракции, стабильного высокооктанового бензина и технической воды, при этом блок конверсии метанола содержит сообщенные между собой через линию отвода регенерированного метанола из блока регенерации метанола буферную емкость метанола блока конверсии метанола, выход из которой через третий насос последовательно соединен с третьим рекуперативным теплообменником, со второй печью блока конверсии метанола и с реактором конверсии метанола, который через линию отвода углеводородного катализата последовательно сообщен с третьим, четвертым рекуперативными теплообменниками и первым водяным холодильником, выход которого соединен с трехфазным сепаратором катализата, линия отвода технической воды которого, подключена совместно к входу дополнительно установленного блока сбора и подготовки воды с линией отвода технической воды с блока регенерации метанола, вход которого подключен совместно к отводу водометанольной смеси от входного сепаратора исходного газа, от сепаратора высокого давления и от фильтра сепаратора газа регенерации, отвод газов стабилизации от трехфазного сепаратора катализата соединен с топливной сетью на собственные нужды, а линия отвода газа рециркуляции через компрессор и четвертый рекуперативный теплообменник сообщена параллельно с верхней и со средней частью реактора конверсии, и линия отвода жидких органических продуктов от трехфазного сепаратора катализата через четвертый насос и пятый рекуперативный теплообменник соединена со средней частью стабилизационной колонны, верхняя часть колонны сообщена со вторым водяным холодильником, второй рефлюксной емкостью, которая соединена с сетью топливного газа и пятым насосом, сообщенным со стабилизационной колонной и линией отвода пропан-бутановой фракции (ПБФ), а нижняя часть стабилизационной колонны через линию отвода стабильного высокооктанового бензина последовательно сообщена со вторым ребойлером, шестым насосом и пятым рекуперативным теплообменником. При этом с дополнительно установленного блока сбора и подготовки воды, подготовленную воду направляют на собственные нужды или внешним потребителям.

В виду того, что для предотвращения образования газогидратов в газотранспортную систему периодически закачивается ингибитор гидратообразования - метиловый спирт, на адсорбционную установку поступает водометанольная смесь в составе исходного газа. Потребление метанола в газовой отрасли и, соответственно, необходимость эффективного использования его отходов - ВМС на адсорбционной установке подготовки углеводородного газа пропорционально повышается при увеличении влагосодержания транспортируемого газа.

Дополнительный блок конверсии метанола даст возможность прекратить дренаж ВМС и отводить данную выделенную жидкую фазу в полном объеме от сепаратора высокого давления, от фильтра сепаратора газа регенерации и от входного сепаратора исходного газа в блок регенерации метанола для разделения технической воды и метанола (94% масс.). И далее - после разделения, метанол (94% масс.) перерабатывать в указанном дополнительном блоке конверсии метанола в присутствии катализатора: цеолит - 50…60% масс.; ZrO₂ - 5% масс.; SiO₂ - 5% масс.; Аl₂O₃ - 40…30% масс. и получать в большей степени жидкие углеводороды, которые являются высокооктановыми компонентами бензинов АИ-92, АИ-95 с содержанием ароматических углеводородов не выше 35% об. и содержанием бензола не выше 1% об., а выделенную техническую воду направить в дополнительный блок сбора и подготовки воды.

Также при указанном каталитическом процессе выделяется и отводится поток газа C₁…C₄ который по физико-химическим свойствам соответствует требованиям ГОСТа 5542 и может использоваться в качестве топлива для промышленного назначения, и получается ПБФ, которая при стабилизации высокооктанового бензина может отводиться в качестве газа углеводородного сжиженного топливного для коммунального бытового потребления согласно ГОСТа 20448.

Снабжение установки дополнительным блоком конверсии метанола, с которым соединен отвод метанола с блока регенерации метанола, позволяет вовлечь в каталитическую переработку высокотоксичный метанол, с целью выработки продукции - высокооктанового бензина, ПБФ и топливного газа тем самым добиться эффективной утилизации ядовитого метанола вырабатываемого из ВМС, поступающей на установку, повысить экологическую безопасность и обеспечить ресурсосбережение.

Дополнительный блок сбора и подготовки воды на адсорбционной установке подготовки углеводородного газа даст возможность прекратить отвод технической воды, выделенной из технологического процесса, в дренаж. Соединение отводов технической воды с блока регенерации метанола и с блока конверсии метанола с дополнительно установленным блоком сбора и подготовки воды, выход из которого направлен или на технические нужды, или на нужды пожарной безопасности, или на энергетические нужды, с возможностью возврата в качестве оборотной воды, позволяет собрать и подготовить техническую воду для использования в производственном цикле, что имеет ресурсосберегающее значение. При этом избыток подготовленной воды отводится внешним потребителям в качестве готового продукта.

Таким образом, совокупность предлагаемых признаков позволит обеспечить ресурсосбережение и экологичность установки, а также расширить ассортимент продукции, за счет глубокой переработки сырья и водометанольной смеси.

Промышленная подготовка воды определяется видами водопотребления, и выбор основного и вспомогательного оборудования должен быть индивидуален в каждом конкретном случае в зависимости от состава и назначения воды. Поэтому схема оборудования блока сбора и подготовки воды и ее описание работы не приводится.

На фиг. 1 представлена блок-схема адсорбционной установки подготовки углеводородного газа, на фиг. 2 - блок конверсии метанола, на фиг. 3 - блок регенерации метанола.

Адсорбционная установка подготовки углеводородного газа содержит регулирующий клапан 1, входной сепаратор 2, соединенный с адсорберами 3-6 через первый рекуперативный теплообменник 7. Верх адсорберов 3-6 соединен с линией подачи исходного газа I, линией подачи газа охлаждения II и линией отвода насыщенного газа регенерации III, а низ - с линией отвода подготовленного газа IV, линией отвода газа охлаждения V, и линией подачи газа регенерации VI. Адсорберы 3-6 работают периодически: два адсорбера работают параллельно в цикле адсорбции, один находится в цикле регенерации, один - в цикле охлаждения. Линия подачи исходного газа I через регулирующий клапан 1 последовательно соединена с входным сепаратором 2, первым рекуперативным теплообменником 7 и с верхом адсорберов 3-6. Линия подачи газа охлаждения II соединена с верхом адсорберов 3-6 через фильтр-сепаратор 8. Линия отвода подготовленного газа IV из адсорберов 3-6 соединена с фильтрующим устройством 12. Линия подачи газа охлаждения II соединена с линией подачи исходного газа перед регулирующим клапаном и соединена с фильтром-сепаратором 8. Линия отвода газа охлаждения V из адсорберов 3-6 последовательно соединена с 2 фильтрующим устройством 13, вторым рекуперативным теплообменником 10 и первой печью 14, выход которой через линию подачи газа регенерации VI соединен с низом адсорберов 3-6. Линия отвода насыщенного газа регенерации III из адсорберов 3-6 последовательно соединена с фильтрующим устройством 9, вторым рекуперативным теплообменником 10, первым рекуперативным теплообменником 7, пропановым холодильником 17 и сепаратором высокого давления 11. Линия отвода отработанного газа регенерации IX из сепаратора высокого давления 11 соединена с линией подачи исходного газа I после регулирующего клапана 1 перед входным сепаратором 2. Линия отвода газового конденсата X из сепаратора высокого давления 11 через дроссель 19 соединена с сепаратором среднего давления 15. Линия отвода газового конденсата XI из сепаратора среднего давления 15 через дроссель 20 соединена с сепаратором низкого давления 16, выход из которого соединен с линией отвода стабильного конденсата XII.

Линия подачи метанола XIII из подпиточной емкости 21 соединена с линией отвода насыщенного газа регенерации III между первым рекуперативным теплообменником 7 и пропановым теплообменником 17.

Основная линия отвода ВМС VII, из сепаратора высокого давления 11, и вспомогательные линии отвода ВМС из входного сепаратора 2 и фильтра сепаратора 8 совместно соединены с установленным в блоке регенерации метанола 18, входным рекуперативным теплообменником 22, выход из которого соединен со средней частью ректификационной колонны 23, верхняя ее часть сообщена с аппаратом воздушного охлаждения 24, рефлюксной емкостью 25 и первым насосом 26, сообщенным с ректификационной колонной 23 и линией отвода регенерированного метанола VIII, которая соединена с линией отвода насыщенного газа регенерации III между пропановым холодильником 17 и рекуперативным теплообменником 7, а нижняя часть ректификационной колонны 23 через линию отвода технической воды XIV последовательно сообщена с ребойлером 27, вторым насосом 28, входным рекуперативным теплообменником 22 и блоком сбора и подготовки воды.

Линия отвода регенерированного метанола VIII дополнительно соединена с буферной емкостью метанола 29 блока конверсии метанола, выход которой последовательно соединен с третьим насосом 30, третьим теплообменником 33 и второй печью 31 блока конверсии метанола, выход которой соединен с реактором конверсии метанола 32, который через линию отвода углеводородного катализата XV последовательно сообщен с третьим и четвертым рекуперативными теплообменниками 33, 34 и первым водяным холодильником 35 для подачи в них горячего углеводородного катализата, выход первого водяного холодильника 35 соединен с трехфазным сепаратором катализата 36, из которого линия отвода технической воды соединена с блоком сбора и подготовки воды, отвод газов стабилизации соединен с топливной сетью на собственные нужды, линия отвода газа рециркуляции XVI через компрессор 37 и четвертый рекуперативный теплообменник 34 сообщена параллельно с верхней и со средней частью реактора конверсии, а линия отвода жидких органических продуктов XVII соединена через четвертый насос 38 с пятым рекуперативным теплообменником 39, выход из которого соединен со средней частью стабилизационной колонны 40, верхняя ее часть сообщена со вторым водяным холодильником 41, второй рефлюксной емкостью 42, с отводом газов стабилизации на собственные нужды, и пятым насосом 43, сообщенным со стабилизационной колонной 40 и линией отвода пропан-бутановой фракции XVIII в резервуарный парк, а нижняя часть стабилизационной колонны 40 через линию отвода стабильного высокооктанового бензина XIX последовательно сообщена со вторым ребойлером 44, шестым насосом 45 и пятым рекуперативным теплообменником 39.

Установка работает следующим образом: исходный газ с давлением 6,4 МПа и температурой 20°С в количестве 1900000 нм³/ч и с плотностью 0,699 кг/м³ поступает на установку подготовки газа. Предварительно от общего потока исходного газа по линии подачи исходного газа I перед регулирующим клапаном 1 отбирают часть потока в линию подачи газа охлаждения II в количестве 113400 кг/ч для проведения процессов регенерации и охлаждения. По линии подачи исходного газа I основной поток газа проходит через регулирующий клапан 1, вследствие чего давление исходного потока газа снижается до давления 6,1 МПа, объединяется с отработанным газом регенерации из линии отвода отработанного газа регенерации IX, выходящим из сепаратора высокого давления 11 и поступает во входной сепаратор 2, позволяющий более полно удалить из потока газа капельную ВМС в количестве 40...60 кг/ч и направить в блок конверсии метанола. Далее газ по линии подачи исходного газа I проходит первый рекуперативный теплообменник 7 и поступает на адсорбционную осушку, которая проводится по четырехадсорберной схеме в адсорберах 3-6 (количество адсорберов зависит от номинального расхода исходного газа). При работе установки два адсорбера 3,4 работают параллельно в цикле адсорбции, адсорбер 6 находится в цикле регенерации, а адсорбер 5 - в цикле охлаждения. Исходный газ по линии подачи исходного газа I проходит сверху вниз через адсорберы 3, 4, где осушается до температуры точки росы по воде от минус 5°С до минус 60°С и по углеводородам от 0°С до минус 50°С. Подготовленный газ по линии отвода подготовленного газа IV из адсорберов 3, 4 поступает в первое фильтрующее устройство 12, где происходит улавливание унесенной потоком газа пыли адсорбента и затем поступает в магистральный газопровод. После завершения цикла адсорбции адсорберы 3, 4 переводят в цикл регенерации и далее - охлаждения.

В качестве газа регенерации и охлаждения используется часть потока исходного газа из линии подачи исходного газа I, отбираемого перед регулирующим клапаном 1. Газ охлаждения по линии подачи газа охлаждения II с расходом 113400 кг/ч проходит фильтр-сепаратор 8, где отделяется капельная ВМС с расходом 5…10 кг/ч в блок конверсии метанола, и поступает в адсорбер 5 сверху вниз. После адсорбера 5 газовый поток через линию отвода газа охлаждения V проходит через второе фильтрующее устройство 13, второй рекуперативный теплообменник 10, где происходит нагрев потоком газа проходящим через линию отвода насыщенного газа регенерации III, и направляется в первую печь 14. Нагретый до температуры 260°С (температурный режим печи зависит от вида адсорбента и избыточного давления режима регенерации) газ по линии подачи газа регенерации VI поступает снизу-вверх в адсорбер 6 на регенерацию адсорбента.

Насыщенный газ регенерации по линии отвода насыщенного газа регенерации III после адсорбера 6 последовательно проходит третье фильтрующее устройство 9, второй и первый рекуперативный теплообменники 10 и 7. Во время работы установки, перед тем как снижать температуру насыщенного газа регенерации в пропановом холодильнике 17, проводят аналитический контроль содержания воды в насыщенном газе регенерации для определения температуры гидратообразования. Например, при содержании в насыщенном газе регенерации 0,87% масс., воды, что соответствует расходу 990,8 кг/ч воды при расходе газа регенерации 113395 кг/ч, температура гидратообразования насыщенного газа регенерации составляет 11°С. Выработка стабильного конденсата при температуре 11°С насыщенного газа регенерации составляет 8679 кг/ч.

Для понижения температуры насыщенного газа регенерации до минус 15°С с целью увеличения выработки углеводородного конденсата, в поток насыщенного газа регенерации необходимо подавать ингибитор гидратообразования - метанол, в количестве 888,2 кг/ч. Метанол предотвратит образование гидратов при температуре насыщенного газа регенерации минус 15°С. Понижение температуры насыщенного газа регенерации (с содержанием воды 0,87% масс.) до минус 15°С увеличит выработку стабильного конденсата на 23% и составит 10680 кг/ч с давлением насыщенных паров не более 500…700 мм рт.ст при 38°С по ГОСТу Р 54389 «Конденсат газовый стабильный».

После подачи концентрированного метанола по линии подачи метанола XIII (первоначально метанол подается из подпиточной емкости 21) в количестве 888,2 кг/ч в поток насыщенного газа регенерации III между первым рекуперативным теплообменником 7 и пропановым холодильником 17, насыщенный газ регенерации по линии отвода насыщенного газа регенерации III направляют в пропановый холодильник 17 на охлаждение до температуры минус 15°С, а затем в сепаратор высокого давления 11, где от насыщенного газа регенерации отделяются ВМС, поступающая в блок регенерации метанола, в количестве 1827,2 кг/ч с содержанием метанола 43,7% масс., и углеводородный конденсат в количестве 11770 кг/ч.

Отработанный газ регенерации по линии отвода отработанного газа регенерации IX из сепаратора высокого давления 11 с расходом 100800 кг/ч объединяется с основным потоком газа по линии подачи исходного газа I, после регулирующего клапана 1.

ВМС по линии отвода водометальной смеси VII из сепаратора высокого давления 11 с содержанием метанола 43,7% масс, в количестве 1827,2 кг/ч и температурой минус 15°С поступает в блок регенерации метанола 18, с целью восстановления высококонцентрированного метанола (94% масс.) из ВМС, в котором проходит через входной рекуперативный теплообменник 22, где нагревается до температуры 18,4°С и поступает в среднюю часть ректификационной колонны 23, сверху колонны отводятся пары метанола с температурой 74°С и давлением 0,1 МПа и поступают в аппарат воздушного охлаждения 24, в котором пары метанола охлаждаются до температуры 20°С и далее жидкостной поток регенерированного метанола поступает в рефлюксную емкость 25, откуда первым насосом 26 часть потока регенерированного метанола подается на верх колонны 23 в качестве орошения, а балансовое количество регенерированного метанола по линии отвода регенерированного метанола VIII поступает в поток насыщенного газа регенерации по линии отвода насыщенного газа регенерации III между пропановым холодильником 17 и рекуперативным теплообменником 7. При этом блок регенерации метанола 18 обеспечивает бесперебойную подачу высококонцентрированного метанола (94% масс.) в поток насыщенного газа регенерации по линии отвода насыщенного газа регенерации III. Вследствие уноса метанола с отработанным газом регенерации и углеводородным конденсатом, предусмотрена подпитка свежего концентрированного метанола в поток насыщенного газа регенерации из подпиточной емкости 21. Снизу колонны 23 кубовый остаток с давлением 0,12 МПа поступает в ребойлер 27, в котором нагревается до температуры 104°С. Паровая фаза из ребойлера 27 подается в кубовую часть колонны 23 для поддержания ее температурного режима, а жидкостной поток технической воды по линии отвода технической воды XIV последовательно соединен с вторым насосом 28 и входным рекуперативным теплообменником 22, в котором отдает тепло потоку технической воды по линии отвода технической воды VII из сепаратора высокого давления 11 и с температурой 20°С отводится в блок сбора и подготовки воды.

В случае вывода в резерв, ремонт и т.д. блока регенерации метанола 18 ВМС из сепаратора высокого давления 11 утилизируется в технологических печах, которые не указаны.

Нестабильный газовый конденсат по линии отвода газового конденсата X из сепаратора высокого давления 11 с расходом 11770 кг/ч проходит через дроссель 19, вследствие чего происходит дросселяция потока газового конденсата по линии отвода газового конденсата X со снижением температуры до минус 21,5°С и поступает в сепаратор среднего давления 15, где поддерживается давление 2,0 МПа. В сепараторе среднего давления 15 происходит за счет снижения давления частичная дегазация газового конденсата. Выделившиеся при этом газ дегазации (легкие углеводороды) с расходом 690 кг/ч направляются в топливную сеть установки, а нестабильный газовый конденсат по линии отвода газового конденсата XI из сепаратора среднего давления 15 в количестве 11080 кг/ч проходит через дроссель 20, вследствие чего происходит дросселяция потока газового конденсата по линии отвода газового конденсата XI со снижением температуры до минус 27°С и поступает в сепаратор низкого давления 16, где поддерживается давление ОД МПа для окончательной дегазации (стабилизации). Выделившийся при этом газ дегазации с расходом 400 кг/ч сбрасывается на факел, а поток стабильного конденсата по линии отвода стабильного конденсата XII из сепаратора низкого давления 16 с расходом 10680 кг/ч подается в резервуарный парк стабильного конденсата на хранение.

Вследствие поступления ВМС с исходным газом из магистральных газопроводов на установку, предусмотрен отвод дополнительного полученного балансового количества регенерированного метанола VIII(A) в блок конверсии метанола от линии отвода регенерированного метанола VIII. В случае не работы блока конверсии метанола (ремонт, аварийная остановка) метанол утилизируется в технологических печах, которые не указаны.

Метанол с расходом 200 кг/ч и температурой 20°С по линии отвода регенерированного метанола VIII(A) подается в буферную емкостью метанола 29, далее третьим насосом 30 подается в количестве 200 кг/ч последовательно в третий рекуперативный теплообменник 33, и вторая печь блока конверсии метанола 31, где нагревается до температуры 200°С и 360°С соответственно, и далее подается в реактор конверсии метанола 32 состоящий из модулей частичной конверсии при температуре 360°С и полной конверсии при температуре 370°С при давлении 2,0 МПа. Тепловой режим регулируется рециркуляцией углеводородного газа, указанного ниже. В реакторе конверсии метанола 32 осуществляется каталитическое превращение метилового спирта в компоненты моторного топлива. Продукты реакции (катализат) с температурой 370°С из реактора конверсии метанола 32 выводятся по линии отвода углеводородного катализата XV, последовательно охлаждаются в третьем и четвертом рекуперативных теплообменниках 33, 34 до 100°С и первом водяном холодильнике 35 до 40…45°С и разделяются в трехфазном сепараторе катализата 36, где поддерживается давление 1,5 МПа. Газ из трехфазного сепаратора катализата 36, сбрасывается в топливную сеть на собственные нужды в количестве 5,9 кг/ч, а для углубления переработки сырья и регулирования качества продукта в схеме используется рецикл, циркулирующий газ сепарации XVI, подается с помощью циркуляционного компрессора 37 через четвертый рекуперативный теплообменник 34 с температурой 150°С параллельно двумя вводами в количестве 1300 кг/ч в верхнюю и в количестве 2000 кг/ч в среднюю часть реактора конверсии метанола 32. Жидкий конденсат расслаивается и отстаивается в трехфазном сепараторе катализата 36, водный слой в количестве 117,8 кг/ч направляется в блок сбора и подготовки воды, а жидкие органические продукты четвертым насосом 38 направляются на предварительный подогрев в пятый рекуперативный теплообменник 39, где нагревается до температуры 90°С и поступает в среднюю часть стабилизационной колонны 40, работающей при давлении 0,8 МПа, сверху колонны отводится газовая фаза с температурой 66°С и поступает во второй водяной холодильник 41, где охлаждается до температуры 35…40°С, и далее во вторую рефлюксную емкость 42, откуда газ сбрасывается в топливную сеть на собственные нужды в количестве 2,5 кг/ч, а жидкостной поток ПБФ пятым насосом 43 частично подается на верх колонны 40 в качестве орошения, а балансовое количество 14,6 кг/ч пропан-бутановой фракции XVIII подается в резервуарный парк. Снизу колонны 40 кубовый остаток с давлением 0,9 МПа поступает во второй ребойлер 44, в котором нагревается до температуры 130°С. Паровая фаза из второго ребойлера 44 подается в кубовую часть колонны 40 для поддержания ее температурного режима, а жидкостной поток стабильного высокооктанового бензина XIX последовательно соединен с шестым насосом 45 и пятым рекуперативным теплообменником 39, в котором отдает тепло потоку жидких органических продуктов XVII и далее отводится в резервуарный парк в количестве 61,7 кг/ч.

Изобретение относится к области газовой промышленности, а именно к технике и технологии подготовки углеводородного газа, и может быть использовано в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности на адсорбционных установках подготовки углеводородных газов. На адсорбционных установках при осушке и отбензинивании углеводородного газа выделенную ВМС из трехфазных сепараторов направляют в дренаж, а при низкотемпературных процессах на адсорбционных установках выделенную ВМС регенерируют с выделением высокотоксичного метанола, применяемого в качестве ингибитора гидратообразования, и полученный стабильный углеводородный конденсат после отделения в трехфазных сепараторах от газообразных компонентов С₁…С₄ и ВМС отводят с установки и отгружают потребителю. Техническим результатом является обеспечение возможности ресурсосбережения установки, а также повышение экологической безопасности и расширение ассортимента продукции за счет получения добавочных жидких продуктов - высокооктанового бензина, пропан-бутановой фракции (ПБФ), подготовленной воды и выработки дополнительного количества топливного газа. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Адсорбционная установка подготовки углеводородного газа, включающая регулирующий клапан, входной сепаратор, адсорберы, верх которых соединен с линией подачи исходного газа, линией подачи газа охлаждения и линией отвода насыщенного газа регенерации, а низ соединен с линией отвода подготовленного газа, линией отвода газа охлаждения и линией подачи газа регенерации, при этом линия подачи исходного газа проходит через регулирующий клапан и соединена с входным сепаратором, выход газа из входного сепаратора соединен с первым рекуперативным теплообменником, выход газа из которого соединен с верхом адсорберов, линия отвода подготовленного газа соединена с первым фильтрующим устройством, при этом линия подачи газа охлаждения соединена с линией подачи исходного газа перед регулирующим клапаном и соединена с фильтром-сепаратором, выход газа из которого соединен с верхом адсорберов, а линия отвода газа охлаждения последовательно соединена с вторым фильтрующим устройством, вторым рекуперативным теплообменником и первой печью, линия подачи газа регенерации соединена с низом адсорберов, а линия отвода насыщенного газа регенерации последовательно соединена с третьим фильтрующим устройством, вторым рекуперативным теплообменником, первым рекуперативным теплообменником, пропановым холодильником и сепаратором высокого давления, при этом линия отвода газового конденсата из сепаратора высокого давления через дроссель соединена с сепаратором среднего давления, в котором линия отвода газового конденсата через дроссель соединена с сепаратором низкого давления, выход из которого соединен с линией отвода стабильного конденсата, а линия отвода отработанного газа регенерации из сепаратора высокого давления соединена с линией подачи исходного газа после регулирующего клапана перед входным сепаратором, подпиточную емкость, выход которой соединен через линию подачи метанола с линией насыщенного газа регенерации между первым рекуперативным теплообменником и пропановым холодильником, и блок регенерации метанола, вход которого соединен с линией отвода водометанольной смеси из сепаратора высокого давления, а выход соединен через линию подачи регенерированного метанола с линией отвода насыщенного газа регенерации между первым рекуперативным теплообменником и пропановым холодильником и содержит сообщенные между собой входной рекуперативный теплообменник, выход из которого соединен со средней частью ректификационной колонны, верхняя часть колонны сообщена с аппаратом воздушного охлаждения, рефлюксной емкостью и первым насосом, сообщенным с ректификационной колонной и линией отвода регенерированного метанола, а нижняя часть ректификационной колонны через линию отвода технической воды последовательно сообщена с ребойлером, вторым насосом и входным рекуперативным теплообменником, отличающаяся тем, что дополнительно содержит блок конверсии метанола, вход которого соединен с линией отвода регенерированного метанола из блока регенерации метанола, а выходы соединены с линиями отвода газа стабилизации, пропан-бутановой фракции, стабильного высокооктанового бензина и технической воды, при этом блок конверсии метанола содержит сообщенные между собой через линию отвода регенерированного метанола из блока регенерации метанола буферную емкостью метанола блока конверсии метанола, выход из которой через третий насос последовательно соединен с третьим рекуперативным теплообменником, с второй печью блока конверсии метанола и с реактором конверсии метанола, который через линию отвода углеводородного катализата последовательно сообщен с третьим, четвертым рекуперативными теплообменниками и первым водяным холодильником, выход которого соединен с трехфазным сепаратором катализата, из которого линия отвода технической воды подключена совместно к входу дополнительно установленного блока сбора и подготовки воды с линией отвода технической воды с блока регенерации метанола, вход которого подключен совместно к отводу водометанольной смеси от входного сепаратора исходного газа, от сепаратора высокого давления и от фильтра сепаратора газа регенерации, отвод газов стабилизации от трехфазного сепаратора катализата соединен с топливной сетью на собственные нужды, а линия отвода газа рециркуляции через компрессор и четвертый рекуперативный теплообменник сообщена параллельно с верхней и со средней частью реактора конверсии, и линия отвода жидких органических продуктов от трехфазного сепаратора катализата через четвертый насос и пятый рекуперативный теплообменник соединена со средней частью стабилизационной колонны, верхняя часть колонны сообщена со вторым водяным холодильником, второй рефлюксной емкостью, которая соединена с сетью топливного газа и пятым насосом, сообщенным со стабилизационной колонной и линией отвода пропан-бутановой фракции, а нижняя часть стабилизационной колонны через линию отвода стабильного высокооктанового бензина последовательно сообщена со вторым ребойлером, шестым насосом и пятым рекуперативным теплообменником.

2. Адсорбционная установка подготовки углеводородного газа по п. 1, отличающаяся тем, что с дополнительно установленного блока сбора и подготовки воды подготовленную воду направляют на собственные нужды или внешним потребителям.