УСТАНОВКА ДЕЭТАНИЗАЦИИ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗА ПО ТЕХНОЛОГИИ НТДР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2020 года по МПК C10L3/10 B01D53/00 F25J3/02 

Изобретение относится к установкам низкотемпературной дефлегмации с ректификацией и может быть использовано в газовой промышленности для выделения углеводородов С₂₊ из магистрального природного газа.

Известна установка комплексной подготовки газа [RU 2624710, опубл. 05.07.2017 г., МПК F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], включающая входной сепаратор, два рекуперационных теплообменника, дефлегматор, редуцирующие устройства, блок низкотемпературной сепарации и блок стабилизации.

Недостатком установки является низкий выход углеводородов С₂₊ из-за недостаточного охлаждения газа.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка для деэтанизации природного газа (варианты) [RU 2668896, опубл. 04.10.2018 г., МПК C10G 5/06, F25J 3/00, B01D 53/48], включающая в одном из вариантов блок осушки, компрессор, холодильник, три детандера, соединенных с компрессором посредством кинематической или электрической связи, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с линией вывода флегмы, сепаратор с линиями подачи метансодержащего газа из деметанизатора и подачи широкой фракции легких углеводородов в деметанизатор (блок фракционирования).

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С₂₊ из-за недостаточного охлаждения газа высокого давления, а также уноса углеводородов С₂₊ из деметанизатора с метансодержащим газом вследствие высокого содержания метана в смеси флегмы и широкой фракции легких углеводородов, направляемых в деметанизатор на фракционирование.

Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С₂₊.

Техническим результатом является повышение выхода углеводородов С₂₊ за счет понижения температуры газа высокого давления путем размещения дополнительного рекуперационного теплообменника и снижения уноса углеводородов С₂₊ при фракционировании за счет установки предварительного деметанизатора взамен сепаратора.

Предложено два варианта установки, в первом из которых установлена компрессионная холодильная машина, а во втором - компрессор части газа высокого давления, используемой в качестве хладоагента смешения.

Технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке с линиями газа высокого и низкого давления, включающей блок осушки, рекуперационный теплообменник, детандеры, соединенные с компрессором посредством кинематической или электрической связи, дефлегматор, оснащенный линиями вывода флегмы и газа дефлегмации с детандером, сепаратор с линиями подачи газа низкого давления, широкой фракции легких углеводородов, а также метансодержащего газа из блока фракционирования, особенность заключается в том, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, линия вывода газа дефлегмации соединена с линией подачи газа низкого давления, линия подачи широкой фракции легких углеводородов соединена со вторым рекуперационным теплообменником, размещенным на байпасной линии рекуперационного теплообменника после компрессионной холодильной машины, при этом линия подачи широкой фракции легких углеводородов после второго рекуперационного теплообменника соединена с деметанизатором.

Второй вариант установки отличается размещением компрессора, холодильника, второго рекуперационного теплообменника и второго детандера на байпасной линии рекуперационного теплообменника, взамен компрессионной холодильной машины.

При необходимости установка оснащена блоком очистки газа от углекислоты, например, адсорбционного или абсорбционного типа, размещаемым на линии газа высокого давления, а на линии газа низкого давления установлена компрессорная станция. Для снижения нагрузки деметанизатора по газу по меньшей мере часть метансодержащего газа может подаваться непосредственно в линию газа низкого давления, минуя деметанизатор. В качестве углеводородов C₂₊ из блока фракционирования могут выводиться, например, этановая и пропан-бутановая фракции.

Установка оборудована блоком осушки, например, адсорбционного или абсорбционного типа. Деметанизатор может быть выполнен в виде ректификационной колонны. Редуцирующее устройство может быть выполнено в виде дроссельного вентиля или газодинамического устройства или детандера. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Установка деметанизатора взамен сепаратора позволяет уменьшить содержание метана в широкой фракции легких углеводородов, направляемой на фракционирование, и снизить благодаря этому потери углеводородов С₂₊ с метансодержащим газом. Размещение второго рекуперационного теплообменника на байпасной линии рекуперационного теплообменника позволяет снизить температуру газа высокого давления и повысить выход углеводородов С₂₊, при этом соединение линии подачи широкой фракции легких углеводородов с деметанизатором позволяет подать часть нагретой широкой фракции легких углеводородов в качестве "горячей" струи и дополнительно снизить количество метана, подаваемого в блок фракционирования.

Установка в первом варианте включает блок осушки 1, компрессионную холодильную машину 2, рекуперационные теплообменники 3 и 4, детандеры 5 и 6, редуцирующее устройство 7 (условно показан детандер), дефлегматор 8, деметанизатор 9 и блок фракционирования 10. Второй вариант установки взамен холодильной машины включает компрессор 11, холодильник 12 и детандер 13. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 14 и компрессорной станцией 15 (показано пунктиром).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, подаваемый по линии 16, осушают в блоке 1 и разделяют на два потока, первый охлаждают в теплообменнике 3, а второй охлаждают в холодильной машине 2, компрессор которой соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи (показано штрих-пунктиром), и теплообменнике 4, затем потоки объединяют, редуцируют в детандере 5 и направляют в дефлегматор 8, охлаждаемый газом низкого давления, подаваемым из деметанизатора 9 по линии 17, который затем нагревают в теплообменнике 3 и выводят. Из дефлегматора 8 по линии 18, после редуцирования в детандере 6, в линию 17 выводят газ дефлегмации, а по линии 19 выводят флегму, редуцируют ее с помощью устройства 7 и подают в деметанизатор 9, из которого широкую фракцию легких углеводородов выводят по линии 20, нагревают в теплообменнике 4 и подают в блок 10, из которого по линии 21 метансодержащий газ возвращают в деметанизатор, а по линиям 22 выводят углеводороды С₂₊. Работа второго варианта установки (фиг. 2) отличается тем, что второй поток газа высокого давления сжимают компрессором 11, соединенным с детандерами посредством кинематической или электрической связи, охлаждают в холодильнике 12, теплообменнике 4 и редуцируют с помощью детандера 13. При необходимости в обоих вариантах установки объединенный газовый поток очищают от углекислого газа в блоке 14, располагаемом на линии 16, газ низкого давления сжимают в компрессорной 15, а по меньшей мере часть метансодержащего газа из линии 21 подают в линию 17 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход углеводородов С₂₊ и может найти применение в газовой промышленности.

Изобретение относится к двум вариантам установки низкотемпературной дефлегмации с ректификацией. По одному из вариантов объектом является установка деэтанизации магистрального газа по технологии низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР с линиями газа высокого и низкого давления, включающая блок осушки, рекуперационный теплообменник, детандеры, соединенные с компрессором посредством кинематической или электрической связи, дефлегматор, оснащенный линиями вывода флегмы и газа дефлегмации с детандером, сепаратор с линиями подачи газа низкого давления, широкой фракции легких углеводородов, а также метансодержащего газа из блока фракционирования, отличающаяся тем, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, линия вывода газа дефлегмации соединена с линией подачи газа низкого давления, линия подачи широкой фракции легких углеводородов соединена со вторым рекуперационным теплообменником, размещенным на байпасной линии рекуперационного теплообменника после компрессионной холодильной машины, при этом линия подачи широкой фракции легких углеводородов после второго рекуперационного теплообменника соединена с деметанизатором. Технический результат - повышение выхода углеводородов С₂₊. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка деэтанизации магистрального газа по технологии низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР с линиями газа высокого и низкого давления, включающая блок осушки, рекуперационный теплообменник, детандеры, соединенные с компрессором посредством кинематической или электрической связи, дефлегматор, оснащенный линиями вывода флегмы и газа дефлегмации с детандером, сепаратор с линиями подачи газа низкого давления, широкой фракции легких углеводородов, а также метансодержащего газа из блока фракционирования, отличающаяся тем, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, линия вывода газа дефлегмации соединена с линией подачи газа низкого давления, линия подачи широкой фракции легких углеводородов соединена со вторым рекуперационным теплообменником, размещенным на байпасной линии рекуперационного теплообменника после компрессионной холодильной машины, при этом линия подачи широкой фракции легких углеводородов после второго рекуперационного теплообменника соединена с деметанизатором.

2. Установка деэтанизации магистрального газа по технологии низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР с линиями газа высокого и низкого давления, включающая блок осушки, рекуперационный теплообменник, компрессор, холодильник, детандеры, соединенные с компрессором кинематической или электрической связью, дефлегматор, оснащенный линиями вывода флегмы и газа дефлегмации с детандером, и сепаратор с линиями подачи газа низкого давления, широкой фракции легких углеводородов, а также метансодержащего газа из блока фракционирования, отличающаяся тем, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, линия подачи широкой фракции легких углеводородов соединена со вторым рекуперационным теплообменником, размещенным на байпасной линии рекуперационного теплообменника после компрессора и холодильника, перед детандером, при этом линия подачи широкой фракции легких углеводородов после второго рекуперационного теплообменника соединена с деметанизатором.