УСТАНОВКА ДЕЭТАНИЗАЦИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА С ПОЛУЧЕНИЕМ СПГ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2021 года по МПК C10L3/10 F25J3/00 F25J5/00 B01D53/75 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в газовой промышленности для получения углеводородов С₂₊ и сжиженного природного газа (СПГ) из магистрального 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₊ и невозможность получения СПГ.

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 невозможность получения СПГ.

Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С₂₊ и расширение ассортимента продуктов с получением СПГ

Техническим результатом является повышение выхода углеводородов С₂₊ за счет понижения температуры газа высокого давления путем размещения дополнительного узла охлаждения и расширение ассортимента продуктов за счет установки деметанизатора с линией вывода СПГ.

Предложено два варианта установки.

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 линией вывода флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной детандером, и линией подачи газа низкого давления с сепаратором, который оснащен линиями подачи метансодержащего газа из блока фракционирования и вывода широкой фракции легких углеводородов в блок фракционирования, особенность заключается в том, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы, оборудованной редуцирующим устройством, оснащенный линией вывода СПГ, расположенной ниже примыкания линии подачи газа дефлегмации, соединенный с сепаратором, установленным на линии газа высокого давления перед дефлегматором, линией подачи конденсата, оборудованной редуцирующим устройством, а с узлом охлаждения, установленным на байпасной линии рекуперационного теплообменника, линией ввода/вывода циркуляционного орошения.

Второй вариант установки отличается соединением линии подачи газа дефлегмации с линией подачи газа низкого давления.

При необходимости установку оснащают блоком очистки газа от углекислоты, например, адсорбционного типа, размещаемым на линии газа высокого давления, а на линии газа низкого давления устанавливают компрессорную станцию. Для снижения нагрузки деметанизатора по газу по меньшей мере часть газа дефлегмации (в первом варианте) и метансодержащего газа (в обоих вариантах) может подаваться, минуя деметанизатор, непосредственно в линию газа низкого давления. В качестве углеводородов С₂₊ из блока фракционирования могут выводиться, например, этановая и пропан-бутановая фракции, газовый бензин.

Узел охлаждения включает или компрессионную холодильную машину с рекуперационным теплообменником или компрессор, холодильник, рекуперационный теплообменник и детандер, при этом рекуперационный теплообменник соединен с деметанизатором линиями ввода/вывода циркуляционного орошения. Установка оборудована блоком осушки, например, адсорбционного или абсорбционного типа. Деметанизатор и блок фракционирования могут быть выполнены в виде ректификационных колонн с внутренними или наружными сепарирующими устройствами. Редуцирующие устройства могут быть выполнены 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.

Размещение узла охлаждения на байпасной линии рекуперационного теплообменника позволяет снизить температуру газа высокого давления и повысить выход углеводородов С₂₊, при этом соединение узла охлаждения с деметанизатором позволяет подать тепло в низ деметанизатора и уменьшить потери углеводородов С₂₊. Установка деметанизатора, оснащенного линией вывода СПГ, взамен сепаратора позволяет расширить ассортимент продуктов за счет получения СПГ и снизить потери углеводородов С₂₊ с метансодержащим газом.

Установка показана на фиг. 1 и 2 и включает блок осушки 1, узел охлаждения 2 с компрессором (не показан), рекуперационный теплообменник 3, детандеры 4 и 5, редуцирующие устройства 6 и 7 (условно показаны детандеры), сепаратор 8, дефлегматор 9, деметанизатор 10 и блок фракционирования 11. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 12 и компрессорной станцией 13 (показано пунктиром).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, подаваемый по линии 14, осушают в блоке 1 и разделяют на два потока, первый охлаждают в теплообменнике 3, а второй охлаждают в узле 2, компрессор которого соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи (показано штрих-пунктиром), затем потоки объединяют, редуцируют в детандере 4, разделяют в сепараторе 8 на конденсат, который выводят по линии 15 и редуцируют с помощью устройства 7, и газ, который направляют в дефлегматор 9, охлаждаемый газом низкого давления, подаваемым из деметанизатора 10 по линии 16, который затем нагревают в теплообменнике 3 и выводят. Из дефлегматора 9 по линии 17 выводят газ дефлегмации и редуцируют его в детандере 5, по линии 18 выводят флегму и редуцируют ее с помощью устройства 6, а затем совместно с редуцированным конденсатом подают в деметанизатор 10, из которого выводят газ низкого давления, по линии 19 - СПГ, по линиям 20 поток циркуляционного орошения вводят в узел 2 и выводят из него, а по линии 21 широкую фракцию легких углеводородов подают в блок 11, из которого по линии 22 метансодержащий газ возвращают в деметанизатор 10, а по линиям 23 выводят углеводороды С₂₊. Работа второго варианта установки (фиг. 2) отличается тем, что газ дефлегмации по линии 17 подают в линию 16.

При необходимости в обоих вариантах установки объединенный газовый поток очищают от углекислого газа в блоке 12, располагаемом на линии 14, газ низкого давления сжимают в компрессорной 13. В низ деметанизатора 10 любым известным способом (электронагрев, нагрев теплоносителем, "горячая струя" и пр.) может быть подано тепло по линии 24. Кроме того, в первом варианте по меньшей мере часть газа дефлегмации и метансодержащего газа может подаваться в линию 16, а во втором варианте в линию 16 может подаваться по меньшей мере часть метансодержащего газа (показано пунктиром).

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

Изобретение относится к двум вариантам установки деэтанизации природного газа с получением СПГ. По одному из вариантов установка оснащена линиями газа высокого и низкого давления, включает блок осушки, рекуперационный теплообменник, детандеры, соединенные с компрессором посредством кинематической или электрической связи, дефлегматор, оснащенный линией вывода флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной детандером, и линией подачи газа низкого давления с сепаратором, который оснащен линиями подачи метансодержащего газа из блока фракционирования и вывода широкой фракции легких углеводородов в блок фракционирования. Установка характеризуется тем, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы, оборудованной редуцирующим устройством, оснащенный линией вывода СПГ, расположенной ниже примыкания линии подачи газа дефлегмации, соединенный с сепаратором, установленным на линии газа высокого давления перед дефлегматором, линией подачи конденсата, оборудованной редуцирующим устройством, а с узлом охлаждения, установленным на байпасной линии рекуперационного теплообменника, линией ввода/вывода циркуляционного орошения. Технический результат - повышение выхода углеводородов С₂₊. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка деэтанизации природного газа с получением СПГ, оснащенная линиями газа высокого и низкого давления, включающая блок осушки, рекуперационный теплообменник, детандеры, соединенные с компрессором посредством кинематической или электрической связи, дефлегматор, оснащенный линией вывода флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной детандером, и линией подачи газа низкого давления с сепаратором, который оснащен линиями подачи метансодержащего газа из блока фракционирования и вывода широкой фракции легких углеводородов в блок фракционирования, отличающаяся тем, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы, оборудованной редуцирующим устройством, оснащенный линией вывода СПГ, расположенной ниже примыкания линии подачи газа дефлегмации, соединенный с сепаратором, установленным на линии газа высокого давления перед дефлегматором, линией подачи конденсата, оборудованной редуцирующим устройством, а с узлом охлаждения, установленным на байпасной линии рекуперационного теплообменника, линией ввода/вывода циркуляционного орошения.

2. Установка деэтанизации природного газа с получением СПГ, оснащенная 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, соединенный линией подачи газа низкого давления с сепаратором, оснащенным линиями подачи метансодержащего газа из блока фракционирования и вывода широкой фракции легких углеводородов в блок фракционирования, отличающаяся тем, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы, оборудованной редуцирующим устройством, оснащенный линией вывода СПГ, расположенной ниже примыкания линии подачи флегмы, соединенный с сепаратором, установленным на линии газа высокого давления перед дефлегматором, линией подачи конденсата, оборудованной редуцирующим устройством, а с узлом охлаждения, установленным на байпасной линии рекуперационного теплообменника, линией ввода/вывода циркуляционного орошения, при этом линия вывода газа дефлегмации соединена с линией подачи газа низкого давления.