Установка для охлаждения и разделения углеводородных газов Советский патент 1992 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к установкам получения газов в химической и нефтехимической промышленности.

Известна установка для разделения газов, содержащая компрессор, теплообменник, сепараторы, дроссели, машину.

Недостатком этой установки является низкая экономичность из-за потерь энергии при дросселировании.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для охлаждения и разделения углеводородных газов, содержащая сырьевой компрессор, осушитель, ступени охлаждения газов, выполненные в виде теплообменников и сепараторов, деметанизатор

Недостатком известной установки является низкая эффективность разделения газов из-за значительных затрат энергии.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения газов.

Указанная цель достигается тем, что установка для охлаждения и разделения углеводородных газов, содержащая сырьевой компрессор, осушитель, ступени охлаждения газа, выполненные в виде теплообменников и сепараторов с газовой и жидкостной полостями, деметанизатор дополнительно содержит три детандера, первый из которых включен между осушителем,

Х| 00 О (Л

установленным после теплообменника первой ступени, и сепаратором первой ступени, второй - между теплообменником и сепаратором второй ступени, третий - между теплообменником и сепаратором третьей ступени, а также снабжена бустер-компрессором, установленным между теплообменником четвертой ступени и газовой полостью сепаратора третьей ступени, и тремя насосами, подключенными на входе к жидкостным полостям сепараторов трех ступеней, а на выходе - к деметанизатору.

На чертеже показана принципиальная схема установки охлаждения и разделения углеводородных газов.

Установка состоит из ряда последовательно соединенных сырьевого компрессора 1, водяного теплообменника 2, многопоточных теплообменников 3, 7, 10, 14,17, осушителя 4 газа, детандеров 5,8,11 пирогаза, сепараторов 6, 9, 12, 16, 18, бустер-компрессора 13, теплообменника 15, дроссельного вентиля 19, конденсатных насосов 20 - 22, деметанизатора 23. Детандер 5 соединен.на входе с осушителем 4 пиро- газа, установленным после многоступенчатого теплообменника 3, на выходе - с сепаратором 6. Детандер 8 соединен на входе с многопоточным теплообменником 7, на выходе - с сепаратором 9. Детандер 11 со- единен на входе с многопоточным теплообменником 10, на выходе - ссепаратором 12, Бустер-компрессор 13 соединен на входе с сепаратором 12. на выходе - с многопоточным теплообменником 14. Насос 20 соединен на входе с сепаратором 6, на выходе - с демета- низатором. Насос 21 соединен на входе с сепаратором 9, на выходе - с деметанизато- ром. Насос 22 соединен на входе с сепаратором 12. на выходе - с деметанизатором.

Установка работает следующим образом.

При получении этилена и пропилена в сырьевом компрессоре 1 исходная газовая смесь {пирогаз) сжимается до 3,7 МПа и поступает в теплообменники 2 и 3, где ох- лаждается сначала водой, а затем холодом обратных потоков: водородной фракции, метановой фракции низкого давления, метановой фракции среднего давления и эта- новой фракции. После осушки в осушителе 4 пирогаз направляется в первый детандер 5, где расширяется с. 3,7 до 2 МПа и одновременно охлаждается до 243 К. Полученная в конце расширения газожидкостная смесь поступает в сепаратор 6, где разделя- ется на газовую и жидкостную фазы. Жидкость - углеводородный конденсат насосом 20 при давлении 3,7 МПа подается в деме- танизатор23 в качестве 1-го питания. Пирогаз направляется в теплообменник 7, где

охлаждается обратными потоками. После теплообменника 7 пирогаз поступает в детандер 8, где расширяется с 2 МПа до 1,07 МПа и охлаждается до 203 К и затем направляется в сепаратор 9 на разделение. Углеводородный конденсат из сепаратора 9 насосом 21 подается в деметанизатор 23 в качестве второго питания, а пирогаз направляется в теплообменник 10. В теплообменнике 10 пирогаз охлаждается обратными потоками, откуда поступает в детандер 11. где расширяется до 0,7 МПа и охлаждается до 183 К. Газожидкостная смесь из детандера направляется на разделение в сепаратор 12. Углеводородный конденсат из сепаратора 12 насосом 22 подается в деметанизатор 23 в качестве 3-го питания. Газ из сепаратора 12 дожимается бустер-компрессором 13 до давления 3,7 МПа и направляется в теплообменник 14, где охлаждается обратными потоками. Из теплообменника 14 газ поступает в теплообменник 15, где охлаждается за счет испарения при давлении 0,5 МПа метановой фракции среднего давления и затем направляется в сепаратор 16. Конденсат из сепаратора 16 отводится через теплообменник 14 в деметанизатор в качестве 4-го питания. Газ (метановодородная фракция) после охлаждения в теплообменнике 17 направляется на выделение концентрированной водородной фракции в сепаратор 18. В теплообменнике 17 метановодородная фракция охлаждается и частично конденсируется холодом обратных потоков. Метановая фракция из сепаратора дросселируется в дроссельном вентиле 19 до низкого давления 1,47 МПа и при 113 К поступает последовательно в теплообменники 17, 14, 10, 7 и 3 и нагретой до температуры 213 К поступает в буферную емкость. Газообразная метановая фракция среднего давления из теплообменника 15 поступает последовательно в теплообменники 14. 10. 7, 3 и нагретой до 213 К направляется в топливную сеть. Метановая фракция II (от- дувки), сжатая до 0,6 МПа и охлажденная в теплообменнике 3, смешивается с метановой фракцией среднего давления I и поступает в коллектор).

Водородная фракция из сепаратора 18 подогревается последовательно в теплообменниках 17,14,10,7,3, за счет охлаждения прямого потока пирогаза и направляется в общий коллектор для вывода из установки. Формул а изо б ре тен и я Установка для охлаждения и разделения углеводородных газов, содержащая сырьевой компрессор, осушитель, ступени охлаждения газов, выполненные в виде теплообменников и сепараторов с газовой и жидкостной полостями, деметанизатор, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения эффективности разделения газов, уста- новка дополнительно содержит три детандера, первый из которых включен между осушителем, установленным после теплообменника первой ступени, и сепаратором первой ступени, второй - между теп

лообменником и сепаратором второй ступени, третий - между теплообменником и сепаратором третьей ступени, а также бустер-компрессор, установленный между теплообменником четвертой ступени и газовой полостью сепаратора третьей ступени, и три насоса, подключенные на входе к жидкостным полостям сепараторов трех ступеней, а на выходе - к деметанизатору.

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в химической промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности разделения газов. Цель достигается тем, что в установке для охлаждения и разделения углеводородных газов, содержащей сырьевой компрессор, осушитель, ступени охлаждения газов, выполненные в виде теплообменников и сепараторов с газовой и жидкостной полостями, деметанизатор, дополнительно установлены три детандера, первый из кото- оых включен между осушителем, установлении после теплообменника первой ступени и сепаратором первой ступени, второй - между теплообменником и сепаратором второй ступени, третий - между теплообменником и сепаратором третьей ступени, а также бустер-компрессор, установленный между теплообменником четвертой ступени и газовой полостью сепаратора третьей ступени, и три насоса, подключенные на входе к жидкостным полостям сепараторов трех ступеней, а на выходе - к деметанизатору. 1 ил.