УСТРОЙСТВО ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2024 года по МПК B01D53/00 B01D53/02 B01D53/26 F25J3/00 

Изобретение относится к устройствам подготовки природных газов к транспорту адсорбционным способом, включающим осушку и отбензинивание газа, и может быть использовано в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.

На установке подготовки природного газа к транспорту, где применяются адсорбционные процессы, при регенерации адсорбента используют часть подготовленного газа, который подогревают традиционно в трубчатых печах, эксплуатация которых является энергозатратной.

Известна установка подготовки газа (Чуракаев, A.M. Газоперерабатывающие заводы и установки/А.М. Чуракаев. - М.: Недра, 1994 г. - с. 221. - рис. 11, 2-а), которая включает приемный сепаратор, блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа с отводами подготовленного газа и газа после проведения регенерации адсорбента и оснащенный трубчатой печью нагрева газа регенерации, холодильник и сепаратор охлажденного газа после проведения регенерации адсорбента с отводами отработанного газа регенерации, углеводородного конденсата и воды, отвод углеводородного конденсата с блока сепарации газа и отвод углеводородного конденсата с сепаратора охлажденного газа после проведения регенерации адсорбента соединен с колонной стабилизации углеводородов, снабженной отводами газов стабилизации и стабильного конденсата, при этом выделившиеся газы стабилизации направляют на собственные нужды, отработанный газ регенерации подается в поток газа, поступающего на адсорбционную осушку и отбензинивание газа.

Недостатком известного технического решения является применение энергозатратного способа подогрева газа регенерации, что увеличивает эксплуатационные расходы, а также отсутствие дожимной компрессорной станции (далее - ДКС) на линии вывода подготовленного газа с установки, что ограничивает транспорт газа потребителю на дальние расстояния.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка подготовки углеводородного газа (Патент RU 2470865, C01G 5/00, B01D 53/00, F25J 3/00 опубл. 27.12.2012), включающая блок сепарации исходного газа с отводами углеводородного конденсата и воды, который соединен с блоком адсорбционной осушки и отбензинивания газа, оснащенный трубчатой печью нагрева газа регенерации, с отводом газа, углеводородного конденсата и воды после проведения регенерации адсорбента, и который соединен линией отвода подготовленного газа с дожимной компрессорной станцией, а также соединен совместно с блоком сепарации исходного газа линией отвода углеводородного конденсата с блоком стабилизации углеводородов, снабженным отводами стабильного конденсата и газов стабилизации, который соединен с линией на собственные нужды и с блоком компримирования, выход из которого соединен или с потоком исходного газа, или с отводом отработанного газа регенерации, или с отводом подготовленного газа.

Недостатком известного технического решения являются высокие эксплуатационные затраты, вследствие применения трубчатых печей подогрева газа регенерации, для обеспечения температурного режима при регенерации адсорбента, без использования рекуперации тепла отходящих дымовых газов газоперекачивающих агрегатов (далее - ГПА) ДКС.

Задачей изобретения является усовершенствование устройства подготовки природного газа, обеспечивающее повышение энергоффективности ее работы.

Техническим результатом является реализация ресурсоэнергосберегающей технологии, обеспечивающей снижение эксплуатационных затрат при дополнительном подогреве газа регенерации, за счет конвекционного теплообмена, с использованием тепла отходящих дымовых газов, выходящих из газовой турбины ГПА ДКС.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве подготовки природного газа, содержащем блок сепарации исходного газа с отводами углеводородного конденсата и воды, который соединен с блоком адсорбционной осушки и отбензинивания газа, оснащенный трубчатой печью нагрева газа регенерации, с отводом газа, углеводородного конденсата и воды после проведения регенерации адсорбента, и который соединен с дожимной компрессорной станцией через линию отвода подготовленного газа, которая через линию газа регенерации соединена с блоком адсорбционной осушки и отбензинивания газа, который также соединен совместно с блоком сепарации исходного газа линией отвода углеводородного конденсата с блоком стабилизации углеводородов, снабженным отводами стабильного конденсата и газов стабилизации, который соединен с линией на собственные нужды и с блоком компримирования, выход из которого соединен или с потоком исходного газа, или с отводом отработанного газа регенерации, или с отводом подготовленного газа, особенность заключается в том, что блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа, оснащенный трубчатой печью нагрева газа регенерации, соединен линией газа регенерации перед поступлением в трубчатую печь с дополнительно установленным блоком рекуперации тепла дымовых газов ГПА, который соединен с блоком ДКС, оснащенным ГПА.

На практике для транспорта углеводородного газа по магистральным газопроводам в основном применяют ГПА с газотурбинными авиационными двигателями, топливом которых является топливный углеводородный газ.

Рабочий процесс устройства с рекуперацией теплоты отходящих газов осуществляется следующим образом: газ регенерации, который является частью подготовленного газа 10-15%, дополнительно поступает в конвекционный рекуператор, где за счет использования теплоты отходящих дымовых газов из турбины авиационного двигателя, его температура повышается на 100-150°С. При сжигании топливного углеводородного газа в камере сгорания ГПА температура образовавшихся продуктов сгорания перед газовой турбиной составляет примерно 500°С. После расширения в газовой турбине продукты сгорания проходят конвекционный рекуператор, в котором они частично охлаждаются, отдавая часть теплоты газу регенерации, температура которого повышается на 100-150°С, и затем через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу. Далее газ регенерации подается на окончательный нагрев в технологическую печь до температуры 260-280°С.

Рекуперация теплоты отходящих дымовых газов с использованием конвекционных рекуператоров (например, трубчатых конвекционных камер) является одним из наиболее доступных и энергоэффективных способов повышения экономичности установки подготовки углеводородного газа в эксплуатационных условиях, когда одним из главных направлений по дальнейшему совершенствованию газотранспортной системы страны является разработка и использование ресурсоэнергосберегающих технологий при транспорте природных газов.

Таким образом, совокупность предлагаемых признаков позволит обеспечить снижение эксплуатационных затрат, вследствие использования ресурсоэнергосберегающей технологии при дополнительном подогреве газа регенерации, за счет конвекционного теплообмена, с использованием тепла отходящих дымовых газов, выходящих из газовой турбины газоперекачивающего агрегата ДКС.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства подготовки природного газа.

Устройство подготовки природного газа работает следующим образом. Исходный газ (I) очищают от капельной влаги, механических примесей и отделяют от взвешенной части жидких углеводородов в блоке сепарации газов 1, из которого с установки выводят техническую воду (II) и углеводородный конденсат (III), а газ сепарации (IV) очищают от паров воды и углеводородов С₅₊ в блоке адсорбционной осушки и отбензинивания газа 2 с получением отработанного газа регенерации (V), технической воды (VI), выводимых с установки, углеводородного конденсата (VII), который совместно с углеводородным конденсатом (III) подвергают гидромеханическому разделению жидкой и газовой фазы в блоке стабилизации углеводородов 3 с получением стабильного углеводородного конденсата (VIII) и газов стабилизации (IX), который отводится с установки на собственные нужды и может сжиматься в блоке компримирования 4 для отвода в поток исходного газа (I), или в поток отработанного газа регенерации (V), или в поток подготовленного газа (X) часть которого используется в качестве газа регенерации (XI), поток подготовленного газа (X) компримируют в блоке 5, оснащенный ГПА, с отводом компримированного подготовленного газа с установки (XII) и дымовых газов (XIII) в блок рекуперации тепла дымовых газов 6, где дополнительно подогревается газ регенерации (XI) и возвращается потоком подогретого газа регенерации (XIV) в блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа 2 для окончательного нагрева и подачи в цикл регенерации адсорбента, а также при этом отводятся с блока рекуперации тепла дымовых газов 6 отработанные дымовые газы (XV).

Изобретение относится к устройствам подготовки природных газов к транспорту адсорбционным способом, включающим осушку и отбензинивание газа, и может быть использовано в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности. Описано устройство подготовки природного газа, включающее блок сепарации исходного газа с отводами углеводородного конденсата и воды, который соединен с блоком адсорбционной осушки и отбензинивания газа, оснащенным трубчатой печью нагрева газа регенерации, с отводом газа, углеводородного конденсата и воды после проведения регенерации адсорбента, и который соединен с дожимной компрессорной станцией (ДКС) через линию отвода подготовленного газа, которая через линию газа регенерации соединена с блоком адсорбционной осушки и отбензинивания газа, который также соединен совместно с блоком сепарации исходного газа линией отвода углеводородного конденсата с блоком стабилизации углеводородов, снабженным отводами стабильного конденсата и газов стабилизации, который соединен с линией на собственные нужды и с блоком компримирования, выход из которого соединен или с потоком исходного газа, или с отводом отработанного газа регенерации, или с отводом подготовленного газа, отличающееся тем, что блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа, оснащенный трубчатой печью нагрева газа регенерации, соединен линией газа регенерации перед поступлением в трубчатую печь с дополнительно установленным блоком рекуперации тепла дымовых газов газоперекачивающего агрегата (ГПА), который соединен с блоком ДКС, оснащенным ГПА. Технический результат - реализация ресурсоэнергосберегающей технологии, обеспечивающей снижение эксплуатационных затрат при дополнительном подогреве газа регенерации, за счет конвекционного теплообмена, с использованием тепла отходящих дымовых газов, выходящих из газовой турбины ГПА ДКС. 1 ил.

Устройство подготовки природного газа, включающее блок сепарации исходного газа с отводами углеводородного конденсата и воды, который соединен с блоком адсорбционной осушки и отбензинивания газа, оснащенным трубчатой печью нагрева газа регенерации, с отводом газа, углеводородного конденсата и воды после проведения регенерации адсорбента, и который соединен с дожимной компрессорной станцией (ДКС) через линию отвода подготовленного газа, которая через линию газа регенерации соединена с блоком адсорбционной осушки и отбензинивания газа, который также соединен совместно с блоком сепарации исходного газа линией отвода углеводородного конденсата с блоком стабилизации углеводородов, снабженным отводами стабильного конденсата и газов стабилизации, который соединен с линией на собственные нужды и с блоком компримирования, выход из которого соединен или с потоком исходного газа, или с отводом отработанного газа регенерации, или с отводом подготовленного газа, отличающееся тем, что блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа, оснащенный трубчатой печью нагрева газа регенерации, соединен линией газа регенерации перед поступлением в трубчатую печь с дополнительно установленным блоком рекуперации тепла дымовых газов газоперекачивающего агрегата (ГПА), который соединен с блоком ДКС, оснащенным ГПА.