УСТАНОВКА КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА ПУТЕМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ Российский патент 2020 года по МПК B01D3/00 

Изобретение относится к оборудованию для промысловой подготовки природного газа и может быть использовано в газовой промышленности.

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, первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор, соединенный линией газа подачи дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с низкотемпературным сепаратором, оборудованным линией вывода газа в теплообменную секцию дефлегматора, а также редуцирующие устройства и блок стабилизации конденсата (блок фракционирования).

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С₃₊ из-за потерь с факельными газами.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка НТДР для комплексной безотходной промысловой подготовки газа [RU 2699913, опубл. 11.09.2019 г., МПК C10G 5/00] с линиями сырого и подготовленного природного газа, которая в одном из вариантов включает входной сепаратор, установленные на линии газа входной сепарации первый и второй промежуточные сепараторы с редуцирующим устройством между ними, первый и второй рекуперационный (рекуперативный) теплообменники, а также дефлегматор, оснащенный линией подачи газа дефлегмации с редуцирующим устройством, оборудованный теплообменной (тепломассообменной) секцией, расположенной в верхней его части, соединенной линией вывода подготовленного (метансодержащего) газа с первым рекуперативным теплообменником и деметанизатором, который соединен линиями подачи деметанизированного конденсата и отходящего газа с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода продуктов, а также соединен с дефлегматором и сепараторами линиями подачи углеводородных конденсатов с редуцирующими устройствами, а со вторым рекуперативным теплообменником - линиями ввода/вывода циркуляционного орошения.

Недостатком известной установки является низкий выход углеводородов С₂₊, из-за уноса с метансодержащего газом вследствие относительно высокой температуры верха деметанизатора, а также необходимость использования сторонних источников низкотемпературного холода для разделения деметанизированного конденсата в блоке фракционирования.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выхода углеводородов С₂₊ и исключение использования сторонних источников низкотемпературного холода.

Техническим результатом является увеличение выхода углеводородов С₂₊ за счет установки взамен дефлегматора и деметанизатора полной фракционирующей колонны, охлаждаемой редуцированным подготовленным газом и обогреваемой газом входной сепарации. Исключение использования сторонних источников низкотемпературного холода достигается за счет использования в качестве хладоагента части подготовленного природного газа.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке с линиями сырого и подготовленного природного газа, включающей редуцирующие устройства, входной сепаратор, установленные на линии газа входной сепарации рекуперативный теплообменник, промежуточный сепаратор, редуцирующее устройство, и фракционирующий аппарат, оснащенный тепломассообменной секцией, расположенной в верхней его части на линии вывода подготовленного газа с рекуперативным теплообменником, а также блок фракционирования с линией подачи деметанизированного конденсата, оснащенный линиями вывода продуктов, особенность заключается в том, что в качестве фракционирующего аппарата установлена фракционирующая колонна, с верхней частью, оснащенной линией вывода подготовленного газа с редуцирующим устройством, и нижней частью, соединенной с сепараторами линиями подачи углеводородных конденсатов с редуцирующими устройствами, оснащенной линией подачи деметанизированного конденсата и второй тепломассообменной секцией, расположенной на байпасе рекуперативного теплообменника, при этом блок фракционирования оснащен линиями ввода/вывода в качестве хладоагента части подготовленного газа, отбираемой между колонной и редуцирующим устройством или между колонной и рекуперационным теплообменником.

При необходимости увеличения выхода углеводородов С₂₊ рекуперативный теплообменник может быть выполнен многопоточным и соединенным с компрессионной холодильной машиной.

Блок фракционирования может быть выполнен, например, в виде ректификационных колонн в количестве и с характеристиками, обусловленными заданным ассортиментом жидких продуктов. Редуцирующие устройства могут быть выполнены в виде дроссельного вентиля, газодинамического устройства или детандера. При установке холодильной машины по меньшей мере одно из редуцирующих устройств может быть выполнено в виде детандера, который соединен с компрессором холодильной машины посредством кинематических и/или электрических и/или магнитных и/или гидравлических устройств. В качестве остальных элементов установки могут быть установлены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Установка полной фракционирующей колонны взамен дефлегматора и деметанизатора позволяет исключить потери углеводородов С₂₊ вместе с метансодержащим газом, непосредственно направляемым в подготовленный газ, за счет более низкой температуры верха фракционирующей колонны, охлаждаемой редуцированным подготовленным газом, за счет чего повысить выход углеводородов С₂₊. Кроме того, обогрев газом высокого давления нижней части колонны позволяет осуществить фракционирование флегмы, образующейся в верхней части колонны за счет охлаждения редуцированным подготовленным газом, и получить деметанизированный конденсат с низким содержанием метана. За счет этого для разделения последнего достаточно технологического тепла потока подготовленного газа, что позволяет исключить использование сторонних источников низкотемпературного холода.

Установка показана на прилагаемом чертеже и включает входной 1 и промежуточный 2 сепараторы, рекуперативный теплообменник 3, фракционирующую колонну 4 с верхней и нижней тепломассообменными секциями, блок фракционирования 5, а также редуцирующие устройства 6-9. Установка может быть дополнена компрессионной холодильной машиной 10 (показана пунктиром).

При работе установки сырой природный газ, поступающий по линии 11, разделяют в сепараторе 1 с получением углеводородного конденсата, выводимого по линии 12, и газа, выводимого по линии 13, который разделяют на два потока. Первый поток по линии 14 подают на охлаждение в нижнюю тепломассообменную секцию колонны 4, смешивают со вторым потоком, охлажденным в теплообменнике 3, разделяют в сепараторе 2 с получением углеводородного конденсата, выводимого по линии 15, и газа, который редуцируют в устройстве 6 и подают в среднюю часть колонны 4, совместно с углеводородными конденсатами, подаваемыми в ее нижнюю часть по линиям 12 и 15 после редуцирования в устройствах 7 и 8, соответственно. С низа колонны 4 по линии 16 деметанизированный конденсат подают в блок 5, из которого по линиям 17 выводят жидкие продукты в заданном ассортименте, при этом по линиям 18 в качестве хладоагента вводят и выводят часть газа подготовленного газа из линии 19, отбираемую между колонной 4 и теплообменником 3, или между колонной 4 и устройством 9 и возвращаемую в линию 19 до или после устройства 9 (последний вариант показан пунктиром). С верха колонны 4 по линии 19 выводят подготовленный газ, редуцируют его в устройстве 9, нагревают в верхней теплообменной секции колонны 4, охлаждая ее верхнюю часть, затем в теплообменнике 3 и выводят. Линии ввода свежего и вывода отработанного ингибитора гидратообразования условно не показаны.

При необходимости (показано пунктиром) по линии 20 из блока 6 в линию 19 выводят отходящий газ, а в теплообменник 3 подают дополнительное количество холода с помощью компрессионной холодильной машины 10. Возможное соединение компрессора холодильной машины 10 с детандером(ами) показано штрих-пунктиром.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход углеводородов С₂₊, исключить использование сторонних источников низкотемпературного холода и может найти применение в газовой промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для промысловой подготовки природного газа и может быть использовано в газовой промышленности. Предложена установка, включающая входной и промежуточный сепараторы, рекуперативный теплообменник, фракционирующую колонну с верхней и нижней тепломассообменными секциями, редуцирующие устройства и блок фракционирования. При работе установки сырой газ разделяют во входном сепараторе с получением углеводородного конденсата и газа, который разделяют на два потока. Первый поток подают на охлаждение в нижнюю тепломассообменную секцию колонны, смешивают со вторым потоком, охлажденным в теплообменнике, разделяют в промежуточном сепараторе с получением углеводородного конденсата и газа, который редуцируют и подают в среднюю часть колонны, совместно с углеводородными конденсатами, подаваемыми в ее нижнюю часть после редуцирования. С низа колонны деметанизированный конденсат подают в блок фракционирования, из которого выводят жидкие продукты в заданном ассортименте, при этом в качестве хладагента подают часть подготовленного газа. С верха колонны выводят подготовленный газ, редуцируют его, нагревают в верхней теплообменной секции колонны, затем в теплообменнике и выводят. Технический результат - увеличение выхода углеводородов С₂₊ и исключение использования сторонних источников низкотемпературного холода. 1 ил.

Установка комплексной подготовки газа путем низкотемпературного фракционирования с линиями сырого и подготовленного природного газа, включающая редуцирующие устройства, входной сепаратор, установленные на линии газа входной сепарации рекуперативный теплообменник, промежуточный сепаратор, редуцирующее устройство и фракционирующий аппарат, оснащенный тепломассообменной секцией, расположенной в верхней его части на линии вывода подготовленного газа с рекуперативным теплообменником, а также блок фракционирования с линией подачи деметанизированного конденсата, оснащенный линиями вывода продуктов, отличающаяся тем, что в качестве фракционирующего аппарата установлена фракционирующая колонна, с верхней частью, оснащенной линией вывода подготовленного газа с редуцирующим устройством, и нижней частью, соединенной с сепараторами линиями подачи углеводородных конденсатов с редуцирующими устройствами, оснащенной линией подачи деметанизированного конденсата и второй тепломассообменной секцией, расположенной на байпасе рекуперативного теплообменника, при этом блок фракционирования оснащен линиями ввода/вывода в качестве хладагента части подготовленного газа, отбираемой между колонной и редуцирующим устройством или между колонной и рекуперационным теплообменником.