УСТАНОВКА ПЕРЕРАБОТКИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА С ВЫРАБОТКОЙ ПРОПАН-БУТАНОВОЙ ФРАКЦИИ (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 пропан-бутановой фракции (ПБФ) и сухого отбензиненного газа (СОГ).

Известен способ подготовки углеводородного газа [RU 2524790, опубл. 10.08.2014 г., МПК F25J3/00], осуществляемый на установке, включающей компрессор, отпарную колонну с линией вывода конденсата, нагреваемую сжатым газом, дефлегматор с линией вывода подготовленного газа, 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 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 ПБФ 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 установка оснащена линией подачи ПНГ с двухступенчатой компрессорной станцией, между первой и второй ступенями которой примыкает линия подачи газа стабилизации, а после компрессорной станции расположены 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, на линии вывода редуцированного остатка сепарации в качестве устройства для стабилизации установлен трехфазный сепаратор, оснащенный линией вывода водного конденсата и линией вывода нестабильного углеводородного конденсата, на которой расположены примыкание линии вывода редуцированной флегмы и отпарная колонна с обогреваемой нижней частью, оснащенная линией вывода ПБФ и линией вывода отходящего газа, которая соединена с линией вывода газа из трехфазного сепаратора, образуя линию подачи газа стабилизации.

Второй и четвертый варианты отличаются размещением рекуперативного теплообменника после блока осушки и/или очистки газа. Третий и четвертый варианты отличаются 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 и/или абсорбционной очистки селективными растворителями, 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 пропан-бутановой фракции могут быть получены, например, пропан-бутан автомобильный или пропан-бутан технический по ГОСТ 52087-2018. 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 стороннего источника холода (холодильной машины).

Предлагаемая установка во всех вариантах (фиг. 1-4) включает компрессорную станцию со ступенями 1 и 2, рекуперативный теплообменник 3, сепаратор 4, трехфазный сепаратор 5, блок осушки и/или очистки газа 6, дефлегматор 7 с внешним источником холода 8, отпарную колонну 9 и редуцирующие устройства 10-11. В вариантах 3 и 4 верхняя часть дефлегматора оборудована тепломассообменной секцией 12, а на линии подачи газа дефлегмации установлено редуцирующее устройство 13.

При работе первого варианта установки ПНГ, показанной на фиг.1, подаваемый по линии 14, сжимают с помощью ступени 1, смешивают с газом стабилизации, подаваемым по линии 15, сжимают с помощью ступени 2, охлаждают в теплообменнике 3 и разделяют в сепараторе 4 на остаток, выводимый по линии 16, и газ, который осушают и/или очищают в блоке 6 и по линии 17 подают в низ дефлегматора 7, верх которого охлаждают хладоагентом, подаваемым из источника холода 8. С верха дефлегматора 7 по линии 18 выводят газ дефлегмации, нагревают его в теплообменнике 3 и выводят по линии 19 в качестве СОГ, а с низа дефлегматора 7 по линии 20 выводят флегму. Остаток сепарации, подаваемый по линии 16, редуцируют с помощью устройства 10, и направляют в сепаратор 5, из которого по линии 21 выводят водный конденсат, а по линии 22 - нестабильный углеводородный конденсат, который после смешения с редуцированной в устройстве 11 флегмой, подаваемой по линии 20, направляют в колонну 9, с низа которой по линии 23 выводят ПБФ, а с верха по линии 24 - отходящий газ, который смешивают с газом, выводимым из сепаратора 5 по линии 25, и в качестве газа стабилизации подают по линии 15 в линию 14 между секциями компрессорной 1 и 2. При необходимости газ стабилизации может быть подан на смешение с ПНГ, подаваемым по линии 14, до сжатия в ступени 1 (показано пунктиром).

Работа второго (показан на фиг.2) и четвертого (показан на фиг.4) вариантов установки отличаются рекуперативным охлаждением в теплообменнике 3 газа сепарации после блока осушки и/или очистки 6. Работа третьего (показан на фиг. 3) и четвертого вариантов установки отличаются дополнительным рекуперативным охлаждением верхней части дефлегматора 7 с помощью тепломассообменной секции 12, расположенной на линии 18 редуцированного с помощью устройства 13 газа дефлегмации.

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

Изобретение относится к вариантам установки переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с выработкой пропан-бутановой фракции (ПБФ). 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 установка оснащена линией подачи ПНГ с двухступенчатой компрессорной станцией, между первой и второй ступенями которой примыкает линия подачи газа стабилизации, а после компрессорной станции расположены рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией подачи 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, на линии вывода редуцированного остатка сепарации в качестве устройства для стабилизации установлен трехфазный сепаратор, оснащенный линией вывода водного конденсата и линией вывода нестабильного углеводородного конденсата, на которой расположены примыкание линии вывода редуцированной флегмы и отпарная колонна с обогреваемой нижней частью, оснащенная линией вывода ПБФ и линией вывода отходящего газа, которая соединена с линией вывода газа из трехфазного сепаратора, образуя линию подачи газа стабилизации. 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 пропан-бутановой фракции (ПБФ), 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 установка оснащена линией подачи ПНГ с двухступенчатой компрессорной станцией, между первой и второй ступенями которой примыкает линия подачи газа стабилизации, а после компрессорной станции расположены рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией подачи 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, на линии вывода редуцированного остатка сепарации в качестве устройства для стабилизации установлен трехфазный сепаратор, оснащенный линией вывода водного конденсата и линией вывода нестабильного углеводородного конденсата, на которой расположены примыкание линии вывода редуцированной флегмы и отпарная колонна с обогреваемой нижней частью, оснащенная линией вывода ПБФ и линией вывода отходящего газа, которая соединена с линией вывода газа из трехфазного сепаратора, образуя линию подачи газа стабилизации.

2. Установка переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с выработкой пропан-бутановой фракции (ПБФ), 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 установка оснащена линией подачи ПНГ с двухступенчатой компрессорной станцией, между первой и второй ступенями которой примыкает линия подачи газа стабилизации, а 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, рекуперационный 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, на линии вывода редуцированного остатка сепарации в качестве устройства для стабилизации установлен трехфазный сепаратор, оснащенный линией вывода водного конденсата и линией вывода нестабильного углеводородного конденсата, на которой расположены примыкание линии вывода редуцированной флегмы и отпарная колонна с обогреваемой нижней частью, оснащенная линией вывода ПБФ и линией вывода отходящего газа, которая соединена с линией вывода газа из трехфазного сепаратора, образуя линию подачи газа стабилизации.

3. Установка переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с выработкой пропан-бутановой фракции (ПБФ), 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 установка оснащена линией подачи ПНГ с двухступенчатой компрессорной станцией, между первой и второй ступенями которой примыкает линия подачи газа стабилизации, а после компрессорной станции расположены 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, на линии вывода редуцированного остатка сепарации в качестве устройства для стабилизации установлен трехфазный сепаратор, оснащенный линией вывода водного конденсата и линией вывода нестабильного углеводородного конденсата, на которой расположены примыкание линии вывода редуцированной флегмы и отпарная колонна с обогреваемой нижней частью, оснащенная линией вывода ПБФ и линией вывода отходящего газа, которая соединена с линией вывода газа из трехфазного сепаратора, образуя линию подачи газа стабилизации.

4. Установка переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с выработкой пропан-бутановой фракции (ПБФ), 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 установка оснащена линией подачи ПНГ с двухступенчатой компрессорной станцией, между первой и второй ступенями которой примыкает линия подачи газа стабилизации, а 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, рекуперационный 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, на линии вывода редуцированного остатка сепарации в качестве устройства для стабилизации установлен трехфазный сепаратор, оснащенный линией вывода водного конденсата и линией вывода нестабильного углеводородного конденсата, на которой расположены примыкание линии вывода редуцированной флегмы и отпарная колонна с обогреваемой нижней частью, оснащенная линией вывода ПБФ и линией вывода отходящего газа, которая соединена с линией вывода газа из трехфазного сепаратора, образуя линию подачи газа стабилизации.