Устройство подготовки сернистого углеводородного газа Российский патент 2023 года по МПК B01D53/02 B01D53/48 B01D53/54 

Изобретение относится к устройствам подготовки сернистых углеводородных газов в нефтегазовой промышленности, включающих абсорбционный способ аминовой очистки газов от сероводорода, диоксида углерода и меркаптанов преимущественно при давлении 0,2-1,0 МПа (изб.).

Известна установка подготовки сероводородсодержащего газа (A.M. Чуракаев. Низкотемпературная ректификация нефтяного газа. - М.: Недра, 1989 г., с. 5), которая включает входной сепаратор, трехступенчатый компрессор, оснащенный воздушными холодильниками, сепараторами и аккумулятором жидкости (емкостью приема конденсата), блок адсорбционной осушки и очистки от сероводорода газа и конденсата, соединенный с блоком аминовой очистки газа регенерации от сероводорода и углекислого газа, который оснащен печью сжигания кислого газа и соединен линией подачи очищенного газа регенерации с трехступенчатым компрессором, блок низкотемпературной конденсации оснащенный пропановым холодильником, турбодетандером, деметанизатором и деэтанизатором, и дожимной компрессор, а также линии подачи газа на установку, линии вывода подготовленного газа с установки и межблочные линии подачи газа.

Недостатком известного технического решения является потеря паров алканоламина и воды с очищенным газом при абсорбционном способе аминовой очистки углеводородного газа от кислых компонентов, что в целом повышает эксплуатационные расходы.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка подготовки сернистого природного и попутного нефтяного газов низкого давления (патент РФ №143474, МПК B01D 53/00, опубликовано 27.07.2014), содержащая входной сепаратор, трехступенчатый компрессор, блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, который соединен с блоком очистки газа регенерации, оснащенным блоком производства серы, и соединенным с трехступенчатым компрессором линией подачи очищенного газа регенерации, блок аминовой очистки, блок низкотемпературной конденсации и деэтанизации конденсата и дожимной компрессор, а также линию подачи на установку газа, линии вывода с установки подготовленного газа, этановой фракции и широкой фракции легких углеводородов, причем блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата соединен с блоком демеркаптанизации газа регенерации, например, абсорбционным или мембранным, который соединен со второй ступенью компрессора линией подачи очищенного газа регенерации, линия подачи газа в дожимной компрессор соединена с блоком адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, а линия вывода углеводородного конденсата с первой ступени сжатия соединена с линией вывода конденсата с установки и с блоком осушки и очистки газа и конденсата.

Недостатком известного технического решения является потеря паров алканоламина и воды с очищенным газом при абсорбционном способе аминовой очистки сернистого углеводородного газа при давлении 0,2-1,0 МПа (изб.) от кислых компонентов, что в целом повышает эксплуатационные расходы.

Задачей изобретения является усовершенствование устройства подготовки сернистого углеводородного газа, позволяющее уменьшить потери паров алканоламина и воды, а также снизить эксплуатационные расходы при аминовой очистки сернистого углеводородного газа абсорбционным способом при давлении 0,2-1,0 МПа (изб.).

Техническим результатом является обеспечение ресурсосбережения устройства подготовки сернистого углеводородного газа, вследствие возврата паров алканоламина и воды в технологический цикл в виде разбавленного раствора алканоламина, после их охлаждения и конденсации.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве подготовки сернистого углеводородного газа, содержащем входной сепаратор, двухступенчатый компрессор, блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, блок очистки газа регенерации, соединенный с двухступенчатым компрессором линией подачи очищенного газа регенерации, блок производства серы, блок аминовой очистки, блок низкотемпературной конденсации и деэтанизации конденсата и дожимной компрессор, а также линию подачи на установку газа, линии вывода с установки подготовленного газа, этановой фракции и широкой фракции легких углеводородов и, кроме того, межблочные линии подачи газа и конденсата, блок аминовой очистки установлен между первой и второй ступенью компрессора и соединен с блоком производства серы, оснащенным линиями вывода с установки серы и отходящего газа, а блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата соединен с блоком очистки газа регенерации, который соединен со второй ступенью компрессора линией подачи очищенного газа регенерации, а также линией подачи кислого газа на блок производства серы, при этом линия товарного сухого отбензиненного газа перед дожимным компрессором соединена с блоком адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, а линия вывода углеводородного конденсата с первой ступени компрессора соединена с линией вывода конденсата с установки и с блоком осушки и очистки газа и конденсата, особенность заключается в том, что блок аминовой очистки через линию очищенного газа соединен с блоком рекуперации алканоламина и воды, который через линию очищенного газа с низким содержением паров алканоламина и воды соединен со второй ступенью компрессора и через линию разбавленного раствора алканоламина соединен с блоком аминовой очистки.

Предлагаемое устройство подготовки сернистого углеводородного газа с блоком рекуперации алканоламина и воды, установленным между блоком аминовой очистки и второй ступенью компрессора, позволяет уменьшить потерю паров алканоламина и воды. Дополнительный эффект выражается в возможности возврата паров алканоламина и воды в технологический цикл и при этом уменьшения эксплуатационных затрат при приготовлении абсорбента.

В предлагаемом устройстве полученный после абсорбционной аминовой очистки очищенный углеводородный газ охлаждается в блоке рекуперации алканоламина с помощью внешнего холодильного устройства (например, воздушное, водяное, аммиачное и т.д.) до температуры конденсации паров алканоламина и воды (30-10°С) при давлении от 0,2 до 1,0 МПа (изб.), затем полученная смесь конденсата, которая представляет собой разбавленный раствор алканоламина, выделяется гидромеханически с помощью сепарационного устройства (сепараторы различной конструкции) из очищенного углеводородного газа и возвращается в блок аминовой очистки для приготовления и подпитки абсорбента.

Расход аминов - один из важных показателей работы установок очистки газов, поскольку стоимость абсорбентов высока и затраты на абсорбент составляют существенную часть эксплуатационных затрат. Основной составляющей потерь аминов на установках является унос с газом, который определяется уносом в капельном виде и в паровой фазе. Величина уноса в паровой фазе определяется давлением паров амина над водными растворами и зависит от температуры, типа и концентрации амина в растворе. Хотя давление паров аминов относительно невелико, потери их увеличивают эксплуатационные расходы из-за высокой цены в промышленном масштабе.

Сепарационная конденсация паров амина и воды очищенного углеводородного газа при давлении от 0,2 до 1,0 МПа (изб.) в блоке рекуперации алканоламина и воды путем охлаждения внешним холодильным устройством до температуры конденсации, позволяет снизить потери амина и воды, что в целом обеспечивает ресурсосбережение.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства подготовки сернистого углеводородного газа.

Устройство подготовки сернистого углеводородного газа работает следующим образом. Углеводородный газ (I) очищают от капельной влаги и механических примесей на входном сепараторе 1, из которого с установки выводят водный конденсат (II) и углеводородный конденсат (III), а газ сепарации (IV) сжимают на первой ступени компрессора 2 с получением водного конденсата (II), углеводородного конденсата (III), выводимых с установки, и сжатого газа первой ступени (V), который подвергают очистке от сероводорода на блоке аминовой очистки 3 с получением очищенного газа (VI) и кислого газа (VII), из которого на блоке производства серы 4 получают серу (VIII) и отходящий газ (IX), выводимые с установки.

Очищенный газ (VI) подвергают охлаждению и гидромеханическому разделению жидкой и газовой фазы в блоке рекуперации алканоламина и воды 3(A) с получением очищенного газа с низким содержением паров алканоламина и воды VI(A) и разбавленного раствора алканоламина VI(B), который используют для приготовления и подпитки раствора алконоламина (абсорбента) в блоке 3, а очищенный газ с низким содержением паров алканоламина и воды VI(A) сжимается на второй ступени компрессора 5 с получением водного конденсата (II), выводимого с установки, сжатого газа (X) и углеводородного конденсата (XI), которые очищают от паров воды, меркаптанов и остаточного сероводорода на блоке адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата 6, на который подают также часть товарного сухого отбензиненного газа (XII) в качестве газа регенерации, и получают отработанный газ регенерации (XIII), который очищают на блоке очистки газа регенерации 7 с получением кислого газа (XIV), который направляют на блок производства серы 4, и очищенного газа регенерации (XV), который сжимают на второй ступени компрессора 5, а также сухой обессеренный газ (XVI), сухой обессеренный конденсат (XVII), которые перерабатывают на блоке низкотемпературной конденсации и деэтанизации конденсата 8 с получением этановой фракции (XVIII), широкой фракции легких углеводородов (XIX), выводимых с установки, и товарного сухого отбензииенного газа (XX), часть которого (XII) возвращают на блок 8, а балансовую часть сжимают в дожимном компрессоре 9 до давления транспортировки и выводят с установки.

При необходимости углеводородный конденсат (III) с первой ступени компрессора 2 может подаваться на блок осушки и очистки газа и конденсата 6 по линии, показанной пунктиром.

Изобретение относится к устройствам подготовки сернистых углеводородных газов в нефтегазовой промышленности. Изобретение касается устройства подготовки сернистого углеводородного газа, включающего входной сепаратор, двухступенчатый компрессор, блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, блок очистки газа регенерации, соединенный с двухступенчатым компрессором линией подачи очищенного газа регенерации, блок производства серы, блок аминовой очистки, блок низкотемпературной конденсации и деэтанизации конденсата и дожимной компрессор, а также линию подачи на установку газа, линии вывода с установки подготовленного газа, этановой фракции и широкой фракции легких углеводородов и, кроме того, межблочные линии подачи газа и конденсата. Блок аминовой очистки установлен между первой и второй ступенями компрессора и соединен с блоком производства серы, оснащенным линиями вывода с установки серы и отходящего газа. Блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата соединен с блоком очистки газа регенерации, который соединен со второй ступенью компрессора линией подачи очищенного газа регенерации, а также линией подачи кислого газа на блок производства серы. Линия товарного сухого отбензиненного газа перед дожимным компрессором соединена с блоком адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, а линия вывода углеводородного конденсата с первой ступени компрессора соединена с линией вывода конденсата с установки и с блоком осушки и очистки газа и конденсата. Блок аминовой очистки через линию очищенного газа соединен с блоком рекуперации алканоламина и воды, который через линию очищенного газа с низким содержением паров алканоламина и воды соединен со второй ступенью компрессора и через линию разбавленного раствора алканоламина соединен с блоком аминовой очистки. Технический результат - обеспечение ресурсосбережения устройства подготовки сернистого углеводородного газа. 1 ил.

Устройство подготовки сернистого углеводородного газа, включающее входной сепаратор, двухступенчатый компрессор, блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, блок очистки газа регенерации, соединенный с двухступенчатым компрессором линией подачи очищенного газа регенерации, блок производства серы, блок аминовой очистки, блок низкотемпературной конденсации и деэтанизации конденсата и дожимной компрессор, а также линию подачи на установку газа, линии вывода с установки подготовленного газа, этановой фракции и широкой фракции легких углеводородов и, кроме того, межблочные линии подачи газа и конденсата, блок аминовой очистки установлен между первой и второй ступенями компрессора и соединен с блоком производства серы, оснащенным линиями вывода с установки серы и отходящего газа, а блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата соединен с блоком очистки газа регенерации, который соединен со второй ступенью компрессора линией подачи очищенного газа регенерации, а также линией подачи кислого газа на блок производства серы, при этом линия товарного сухого отбензиненного газа перед дожимным компрессором соединена с блоком адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, а линия вывода углеводородного конденсата с первой ступени компрессора соединена с линией вывода конденсата с установки и с блоком осушки и очистки газа и конденсата, отличающееся тем, что блок аминовой очистки через линию очищенного газа соединен с блоком рекуперации алканоламина и воды, который через линию очищенного газа с низким содержением паров алканоламина и воды соединен со второй ступенью компрессора и через линию разбавленного раствора алканоламина соединен с блоком аминовой очистки.