УСТАНОВКА ПЕРЕРАБОТКИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА С ВЫРАБОТКОЙ ШИРОКОЙ ФРАКЦИИ ЛЕГКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2021 года по МПК C10G5/06 F25J3/00 

Изобретение относится к способам промысловой подготовки углеводородных газов и может быть использовано в нефтяной промышленности для переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с получением широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и сухого отбензиненного газа (СОГ).

Известен способ подготовки углеводородного газа [RU 2524790, опубл. 10.08.2014 г., МПК F25J 3/00], осуществляемый на установке, включающей компрессор, отпарную колонну с линией вывода конденсата (ШФЛУ), нагреваемую сжатым газом, дефлегматор с линией вывода подготовленного газа (СОГ), охлаждаемый с помощью стороннего источника холода, соединенные линиями подачи нестабильного конденсата и смеси охлажденного сжатого газа с газом стабилизации.

Недостатками известных способа и установки являются низкий выход и низкое качество подготовленного газа из-за высокого содержания в нем тяжелых компонентов газа и низкое качество ШФЛУ из-за высокого содержания в нем легких компонентов газа.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению способ подготовки попутного нефтяного газа [RU 2593571, опубл. 10.08.2016 г., МПК F25J 3/06], осуществляемый на установке, включающей компрессорную станцию первой ступени, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа выветривания (газа стабилизации), оснащенную оборудованием для охлаждения сжатого газа в условиях дефлегмации (дефлегматор с внешним источником холода) и стабилизации флегмы (устройство для стабилизации) за счет нагрева сжатым газом, соединенную линией подачи стабилизированной флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, с сепаратором, соединенным с линией подачи ПНГ линией подачи газа выветривания (газа сепарации) и оборудованным линией вывода ШФЛУ (остатка сепарации). Компрессорная станция первой ступени соединена линией подачи сжатого газа с компрессорной станцией второй ступени, оснащенной оборудованием для охлаждения сжатого газа в условиях дефлегмации (дефлегматор с внешним источником холода), а также линиями вывода пропан-бутановой фракции и подготовленного газа (СОГ). Перед компрессорными станциям могут быть расположены блоки осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов.

Недостатками данных способа и установки являются высокая металлоемкость из-за неоптимального расположения блока осушки и/или очистки газа и большие энергозатраты на охлаждение сжатого газа из-за отсутствия системы рекуперации холода СОГ.

Задача изобретения - уменьшение металлоемкости, снижение энергозатрат на охлаждение сжатого газа.

Техническим результатом во всех предложенных вариантах установки является снижение металлоемкости путем расположения блока осушки и/или очистки газа после компрессорной станции в области максимального давления сжатого газа и снижение энергозатрат на охлаждение сжатого газа за счет оснащения установки системой рекуперации холода СОГ.

Предложено четыре варианты установки, отличающихся аппаратурным оформлением системы рекуперации холода СОГ, которая во всех вариантах включает рекуперативный теплообменник, а в третьем и четвертом вариантах дополнительно включает тепломассообменную секцию дефлегматора.

Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в известной установке, включающей компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, а также блок осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов, особенностью является то, что после компрессорной станции расположен рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией вывода газа, на которой расположены блок осушки и/или очистки газа и дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией вывода газа дефлегмации, на которой расположен рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода СОГ, кроме того, линии вывода редуцированных остатка сепарации и флегмы соединены с трехфазным сепаратором в качестве устройства для стабилизации, оснащенным линиями вывода водного конденсата, газа стабилизации с редуцирующим устройством и ШФЛУ.

Второй и четвертый варианты отличаются размещением рекуперативного теплообменника после блока осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов. Третий и четвертый варианты - оснащением верхней части дефлегматора тепломассообменной секцией, расположенной на линии редуцированного газа дефлегмации.

Блок осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов включает оборудование для адсорбционной очистки и/или абсорбционной очистки селективными абсорбентами, известное из уровня техники. Компрессорная станция включает компрессоры и вспомогательные системы сепарации и охлаждения. В качестве внешнего источника холода установлена, например, холодильная машина. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Снижение металлоемкости достигается за счет расположения блока осушки и/или очистки после компрессорной станции в области максимального давления сжатого газа, что снижает количество влаги и меркаптанов в газе вследствие их конденсации с остатком сепарации, уменьшает объем загрузки адсорбента, размеры и массу адсорберов. При абсорбционной очистке при максимальном давлении уменьшается действительный объемный расход газа и увеличивается растворимость удаляемых компонентов в абсорбенте, снижается кратность его циркуляции, что также приводит к уменьшению размеров и массы оборудования.

Снижение энергозатрат на охлаждение сжатого газа достигается за счет оснащения установки системой рекуперации холода СОГ, что позволяет выводить с установки СОГ с более высокой температурой, возвращая соответствующее количество холода в технологический процесс, и за счет этого соответственно уменьшить мощность холодильной машины.

Предлагаемая установка во всех вариантах включает компрессорную станцию 1, рекуперативный теплообменник 2, сепаратор 3, трехфазный сепаратор 4, блок осушки и/или очистки газа 5, дефлегматор 6 с внешним источником холода 7, а также редуцирующие устройства 8-10. В вариантах 3 и 4 верхняя часть дефлегматора оборудована тепломассообменной секцией 11, а на линии подачи газа дефлегмации установлено редуцирующее устройство 12.

При работе первого варианта установки ПНГ, подаваемый по линии 13, смешивают с газом стабилизации, подаваемым по линии 14, сжимают в компрессорной станции 1, охлаждают в теплообменнике 2 и разделяют в сепараторе 3 на остаток, выводимый по линии 15, и газ, который осушают и/или очищают в блоке 5 и подают в низ дефлегматора 6, верх которого охлаждают хладоагентом, подаваемым из источника холода 7. С верха дефлегматора 6 по линии 16 выводят газ дефлегмации, нагревают его в теплообменнике 2 и выводят по линии 17 в качестве СОГ, а с низа дефлегматора 6 по линии 18 выводят флегму. Остаток сепарации и флегму редуцируют в устройствах 8 и 9 и направляют в сепаратор 4, из которого по линии 19 выводят водный конденсат, по линии 20 - ШФЛУ, а по линии 14 - после редуцирования в устройстве 10 - газ стабилизации.

Работа второго и четвертого вариантов установки отличаются рекуперативным охлаждением в теплообменнике 2 газа сепарации после блока осушки и/или очистки 5. Работа третьего и четвертого вариантов установки отличаются дополнительным рекуперативным охлаждением верхней части дефлегматора 6 с помощью тепломассообменной секции 11, расположенной на линии редуцированного в устройстве 12 газа дефлегмации.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет уменьшить металлоемкость и снизить энергозатраты и может быть использована в промышленности.

Настоящее изобретение относится к вариантам установки переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с выработкой широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ). Один из вариантов установки включает компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, а также блок осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов. При этом после компрессорной станции расположен рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией вывода газа, на которой расположены блок осушки и/или очистки газа и дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией вывода газа дефлегмации, на которой расположен рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода сухого отбензиненного газа, кроме того, линии вывода редуцированных остатка сепарации и флегмы соединены с трехфазным сепаратором в качестве устройства для стабилизации, оснащенным линиями вывода водного конденсата, газа стабилизации с редуцирующим устройством и ШФЛУ. Предлагаемые варианты позволяют уменьшить металлоемкость установки и снизить энергозатраты на охлаждение сжатого газа. 4 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с выработкой широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), включающая компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, а также блок осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов, отличающаяся тем, что после компрессорной станции расположен рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией вывода газа, на которой расположены блок осушки и/или очистки газа и дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией вывода газа дефлегмации, на которой расположен рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода сухого отбензиненного газа, кроме того, линии вывода редуцированных остатка сепарации и флегмы соединены с трехфазным сепаратором в качестве устройства для стабилизации, оснащенным линиями вывода водного конденсата, газа стабилизации с редуцирующим устройством и ШФЛУ.

2. Установка переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с выработкой широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), включающая компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, а также блок осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов, отличающаяся тем, что после компрессорной станции расположен сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией вывода газа, на которой расположены блок осушки и/или очистки газа, рекуперативный теплообменник и дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией вывода газа дефлегмации, на которой расположен рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода сухого отбензиненного газа, кроме того, линии вывода редуцированных остатка сепарации и флегмы соединены с трехфазным сепаратором в качестве устройства для стабилизации, оснащенным линиями вывода водного конденсата, газа стабилизации с редуцирующим устройством и ШФЛУ.

3. Установка переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с выработкой широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), включающая компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, а также блок осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов, отличающаяся тем, что после компрессорной станции расположен рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией вывода газа, на которой расположены блок осушки и/или очистки газа и дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией вывода газа дефлегмации с редуцирующим устройством, на которой расположены тепломассообменная секция, размещенная в верхней части дефлегматора, и рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода сухого отбензиненного газа, кроме того, линии вывода редуцированных остатка сепарации и флегмы соединены с трехфазным сепаратором в качестве устройства для стабилизации, оснащенным линиями вывода водного конденсата, газа стабилизации с редуцирующим устройством и ШФЛУ.

4. Установка переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с выработкой широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), включающая компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, а также блок осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов, отличающаяся тем, что после компрессорной станции расположен сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией вывода газа, на которой расположены блок осушки и/или очистки газа, рекуперативный теплообменник и дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией вывода газа дефлегмации с редуцирующим устройством, на которой расположены тепломассообменная секция, размещенная в верхней части дефлегматора, и рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода сухого отбензиненного газа, кроме того, линии вывода редуцированных остатка сепарации и флегмы соединены с трехфазным сепаратором в качестве устройства для стабилизации, оснащенным линиями вывода водного конденсата, газа стабилизации с редуцирующим устройством и ШФЛУ.