УСТАНОВКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДДЕФЛЕГМАЦИИ С РЕКТИФИКАЦИЕЙ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА И ПОЛУЧЕНИЯ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2021 года по МПК B01D3/40 

Изобретение относится к установкам низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР и может быть использовано в газовой промышленности при промысловой подготовке природного газа.

Известен способ низкотемпературной сепарации газа [RU 2543867, опубл. 10.03.2015 г., МПК B01D 3/14, B01D 3/28], осуществляемый на установке, включающей входной сепаратор, двухсекционный дефлегматор, блок низкотемпературной сепарации в составе редуцирующего устройства и низкотемпературного сепаратора, и блок выветривания конденсата.

Недостатками известной установки являются низкое качество товарного газа и низкий выход газового конденсата из-за неполной рекуперации холода технологических потоков.

Наиболее близка 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, блок низкотемпературной конденсации с первым и вторым рекуперационным теплообменниками, дефлегматором, соединенным линией газа подачи дефлегмации, оснащенным редуцирующим устройством, с низкотемпературным сепаратором, оснащенным линией вывода газа в теплообменную секцию дефлегматора, а также редуцирующие устройства и блок стабилизации конденсата.

Недостатком данной установки является невозможность получения СПГ и низкий выход углеводородов С₂₊ из-за потерь с факельными газами.

Задача изобретения - получение СПГ и повышение выхода углеводородов С₂₊.

Техническим результатом является получение СПГ за счет оборудования установки деметанизатором, оснащенным линией вывода СПГ, а также повышение выхода углеводородов С₂₊ за счет исключения вывода факельных газов.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке НТДР, включающей входной сепаратор, блок низкотемпературной конденсации с редуцирующими устройствами, содержащий первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор с теплообменной секцией, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с низкотемпературным сепаратором, оснащенным линией вывода подготовленного газа, а также блок стабилизации, особенность заключается в том, что в качестве низкотемпературного сепаратора установлен деметанизатор, оснащенный линией подачи деметанизированного конденсата в блок стабилизации и линией вывода подготовленного газа с теплообменной секцией дефлегматора и первым рекуперационным теплообменником, соединенный с входным сепаратором и дефлегматором линиями подачи конденсатов с редуцирующими устройствами, а со вторым рекуперационным теплообменником - линиями ввода/вывода флегмы в качестве циркуляционного орошения, а также оборудованный линией вывода СПГ, расположенной выше линий ввода/вывода флегмы, оснащенной узлом очистки от углекислого газа и холодильной машиной, при этом в качестве блока стабилизации установлен узел дебутанизации, оснащенный линиями вывода продуктов.

Второй рекуперационный теплообменник может быть расположен на линии подачи части газа входной сепарации перед редуцирующим устройством. По меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, соединенного с компрессором холодильной машины кинематической или электрической связью. Остальные редуцирующие устройства могут быть выполнены в виде дроссельного вентиля, газодинамического устройства или детандера.

Кинематическое соединение между компрессором холодильной установки и детандером(ами) осуществляют, например, путем их размещения на одном валу, а электрическое соединение - путем оборудования детандера(ов) электрогенератором(ами), питающими электропривод компрессора. Узел дебутанизации, в зависимости от требуемого ассортимента жидких продуктов, может включать деэтанизатор или деэтанизатор с дебутанизатором. В качестве продуктов могут выводиться: широкая фракция легких углеводородов, этан-бутановая фракция, этановая фракция, пропан-бутановая фракция и стабильный газовый конденсат.При получении в качестве продуктов пропан-бутановой фракции и стабильного газового конденсата узел дебутанизации может быть соединен линией вывода этансодержащего газа с линией вывода подготовленного газа. Деметанизатор, деэтанизатор и дебутанизатор могут быть выполнены в виде ректификационных колонн. Узел очистки газа от углекислоты может представлять собой, например, адсорбционную установку. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Получение СПГ достигается путем оборудования установки деметанизатором, оснащенным линией вывода СПГ, оснащенной блоком очистки от углекислого газа и холодильной машиной. Повышение выхода углеводородов С₂₊ достигается путем исключения образования факельных газов за счет размещения на линии вывода деметанизированного конденсата узла дебутанизации, оснащенного линиями вывода продуктов, содержащих тяжелые углеводороды.

Установка включает входной сепаратор 1, блок низкотемпературной конденсации в составе дефлегматора 2 и деметанизатора 3, рекуперационных теплообменников 4 и 5, редуцирующих устройств 6-9 (условно показаны детандеры), а также узлы дебутанизации 10 и очистки от углекислого газа 11 и холодильную машину 12.

При работе установки (фиг. 1) сырой газ, подаваемый по линии 13, охлаждают в теплообменнике 5, разделяют в сепараторе 1 на конденсат, выводимый по линии 14, и газ, который по линии 15, после охлаждения в теплообменнике 4 и редуцирования с помощью устройства 6, направляют в дефлегматор 2, из которого по линии 16 выводят конденсат, а по линии 17 - газ дефлегмации, который редуцируют с помощью устройства 7 и подают в деметанизатор 3 совместно с конденсатами, подаваемыми по линиям 14 и 16, предварительно редуцированными с помощью устройств 9 и 8, соответственно. Из средней части деметанизатора 3 выводят циркулирующую флегму, которую после нагрева в теплообменнике 5 возвращают в деметанизатор 3 в качестве "горячей" струи. С верха деметанизатора 3 по линии 18, после нагрева в теплообменной секции дефлегматора 2 и в теплообменнике 4, выводят подготовленный газ, а с низа деметанизатора 3 по линии 19 деметанизированный конденсат направляют в узел дебутанизации 10 для разделения на продукты, выводимые по линиям 20. Из средней части деметанизатора 3 по линии 21 отбирают СПГ, который выводят после очистки от углекислого газа в узле 11 и охлаждения в холодильной машине 12. Пунктиром показаны возможные: подача этансодержащего газа по линии 22 в линию вывода подготовленного газа 18, вариант расположения теплообменника 5 на линии подачи части газа входной сепарации 23, а также обогрев низа деметанизатора 2 тепловым потоком 24, подаваемым любым известным способом (электронагрев, нагрев теплоносителем, горячей струей и пр.). Штрих-пунктиром показана связь компрессора холодильной машины 12 с по меньшей мере одним из детандеров. Линии подачи ингибитора гидратообразования (метанола) и вывода отработанного водометанольного раствора условно не показаны.

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

Изобретение относится к установкам низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР и может быть использовано в газовой промышленности при подготовке природного газа. Предложена установка низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР, включающая входной сепаратор, блок низкотемпературной конденсации в составе дефлегматора и деметанизатора, первого и второго рекуперационных теплообменников и редуцирующих устройств, а также узлы дебутанизации, очистки от углекислого газа и холодильную машину. При работе установки сырой газ охлаждают в первом рекуперационном теплообменнике, разделяют во входном сепараторе на конденсат и газ, который после охлаждения во втором рекуперационном теплообменнике и редуцирования направляют в дефлегматор, с низа которого выводят конденсат, а с верха - газ дефлегмации, который редуцируют и подают в деметанизатор совместно с редуцированными конденсатами входной сепарации и дефлегмации. Из средней части деметанизатора выводят циркулирующую флегму, которую после нагрева сырым газом возвращают в деметанизатор. С верха деметанизатора после нагрева в теплообменной секции дефлегматора и втором рекуперационном теплообменнике выводят подготовленный газ, а с низа - деметанизированный конденсат, который направляют в узел дебутанизации для разделения на продукты. Из средней части деметанизатора отбирают СПГ, который выводят после очистки от углекислого газа и охлаждения в холодильной машине. Технический результат - получение СПГ и повышение выхода углеводородов С₂₊. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка низкотемпературной дефлегмации с ректификацией (НТДР) для комплексной подготовки газа и получения сжиженного природного газа (СПГ), включающая входной сепаратор, блок низкотемпературной конденсации с редуцирующими устройствами, содержащий первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор с теплообменной секцией, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с низкотемпературным сепаратором, оснащенным линией вывода подготовленного газа, а также блок стабилизации, отличающаяся тем, что в качестве низкотемпературного сепаратора установлен деметанизатор, оснащенный линией подачи деметанизированного конденсата в блок стабилизации и линией вывода подготовленного газа с теплообменной секцией дефлегматора и первым рекуперационным теплообменником, соединенный с входным сепаратором и дефлегматором линиями подачи конденсатов с редуцирующими устройствами, а со вторым рекуперационным теплообменником - линиями ввода/вывода флегмы в качестве циркуляционного орошения, а также оборудованный линией вывода СПГ, расположенной выше линий ввода/вывода флегмы, оснащенной узлом очистки от углекислого газа и холодильной машиной, при этом в качестве блока стабилизации установлен узел дебутанизации, оснащенный линиями вывода продуктов.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, соединенного с компрессором холодильной машины кинематической или электрической связью.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что второй рекуперационный теплообменник установлен на линии подачи части газа сепарации перед редуцирующим устройством.