Способ переработки нефтяных газов Советский патент 1980 года по МПК F25J3/06 B01D5/00 

1

Изобретение относится к способу переработки нефтяных газов путем низкотемпературной конденсации и может быть использовано в нефте- и газоперерабатывающей промышленности.

Известны способы переработки нефтяных газов методом низкотемпературной конденсации, включающее сжатие сырого газа, охлаждение, разде чение на газовую фазу и конденсат путем сепарации с использованием внешнего холодильного цикла с последующей деэтанизацией (деметанизацией) в ректификационной колонне 1.

Увеличение степени конденсации и, следовательно, степени извлечения целевых компонентов в известных способах низкотемпературной конденсации достигается применением внещнего низкопотенциального холода (например, этиленового).

Эти способы требуют для создания глубокого холода применения дополнительного оборудования, больших капиталовложений и энергетических затрат.

Известны также способы переработки природного газа, согласно которым для увеличения степени извлечения целевых компонентов применяются абсорбенты I.

Эти способы также требуют больщих капиталовложений и, кроме того, являются металлоемкими из-за необходимости применения дополнительных колонн.

Наиболее близким по технической сущJ ности и получаемому эффекту к предлагаемому является способ, включающий сжатие сырого газа, ступенчатое охлаждение и сепарацию и дальнейщую деэтанизацию конденсата ступеней сепарации 2.

Недостатком известного способа, является применение внешнего низкотемпературного холода, требующего больших капиталовложений и увеличения энергетических затрат.

Целью изобретения является сокращение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки нефтяных газов путем низкотемпературной конденсации, включающем вышеперечисленные стадии переработки конденсат второй ступени сепарации и часть 20 конденсата первой ступени сепарации дросселируют до давления 1,5-2 кгс/см, используют для охлаждения газа перед второй ступенью сепарации, а затем сжимают до давления деэтанизации. Сущность изобретения поясняется чертежом. Принципиальная схема содержит теплообм енник 1, сепаратор 2 первой ступени, теплообменник 3, сепаратор 4 второй ступени, ректификационную колонну (деэтанизатор) 5, теплообменник 6, емкости 7 и 8, компрессор 9, воздушный холодильник 10, теплообменник 11. Потоки газа и жидкости обозначены римскими цифрами I-VII. Переработку нефтяных газов осуществляют следующим образом. Нефтяной газ (поток I) сжимают, охлаждают в воздущных холодильниках, очищают в сепараторе от механических примесей, свободной влаги, осущают на молекулярных ситах, фильтруют от частичек пыли на фильтpax и подают в теплообменник 1, где его охлаждают за счет обратных потоков и пропанового холода до (-25) - (-30)°С, затем охлажденный нефтяной газ подают в сепаратор 2 первой ступени, где получают газ (поток II) и конденсат (поток III). Небольшую часть потока III из сепаратора первой ступени дросселируют до давления 1,5- 2 кгс/см и направляют на охлаждение газа из сепаратора первой ступени, а остальную часть потока 111 после утилизации его холода в теплообменнике 1 направляют в ректификационную колонну 5 на деэтанизацию. Поток II из сепаратора первой ступени охлаждают в теплообменнике 3 до (-62) - (-65) °С и подают в сепаратор 4 второй ступени, В сепараторе 4 получают сухой газ (поток IV) и конденсат (поток V). Поток IV после рекуперации холода в теплообменнике 3 смешивают с сухим газом (поток VI) из ректификационной колонны 5, затем подают в теплообменник 1, после чего сжимают и подают в магистральный газопровод, а поток V из сепаратора 4 второй ступени дросселируют до давления 1,5-2 кгс/см, направляют в теплообменник 3, где утилизируют его холод, причем к конденсату второй ступени сепарации добавляют и часть сдросселированного конденсата первой ступени сепарации, а затем смешанный поток конденсатов дожимают компрессором 9, охлаждают в воздушном холодильнике 10, затем в теплообменнике 11 и направляют в ректификационную колонну 5. В ректификационной колонне 5 получают сверху сухой газ (поток VI), а снизу широкую фракцию углеводородов (поток VII), которая идет на дальнейшую переработку. Пример. Предлагаемый способ переработки попутных нефтяных газов был исследован расчетным путем. Расчеты были проведены на ЭВМ «Минск-32. В качестве исходного сырья был взят газ Самотлорского месторождения с содержанием Сз«в295г/нм объемом 1 млрд. следующего состава, моль. %: NZ 1,02; СгНе 5,45; Н С,о 2,59; СОаО,61; СзН 7,78; изо СдН,20,61; СН 80,07; изо СаНю 1,26; H-CyHiaO 0,56; H-CeHi4 0,15. Нефтяной газ (поток I) после сжатия до 40 кг/см и охлаждения в воздушных холодильниках до 35°С очищают от механических примесей, свободной влаги, сушат и фильтруют, затем охлаждают в теплообменнике 1 до -30°С и направляют в сепаратор 2 первой ступени (давление сепарации 35 кгс/см , температура Сепарации -30°С). В сепараторе 2 получают газ (поток II) и конденсат (поток III). Газ (поток II) охлаждают в теплообменнике 3 до -64°С и подают в сепаратор 4 второй ступени (давление сепарации 35 кгс/с.м, температура сепарации - 64°С), 80% конденсата (поок III) отдают свой холод в теплообменнике 1 и поступают в ректификационную колонну 5 (температура на входе этого потока в колонну 25°С, давление 35 кг/см), а остальные 20% конденсата дросселируют и используют на охлаждение газа первой ступени сепарации. В сепараторе 4 второй ступени получают сухой газ (поток IV), который направляют сначала в теплообменник 3, затем смещивают с сухим газом (поток VI) из ректификационной колонны 5, направляют во второй теплообменник 3, дожимают и далее направляют в магистральный газопровод. Конденсат (поток V) из сепаратора второй ступени дросселируют до давления 2 кг/см , при этом его температура понижается (-64) - (-89°С) и он отдает свой холод в теплообменнике 3, нагреваясь при этом до -63°С, затем его смешивают со сдросселированным до давления 2 кг/см конденсатом из сепаратора первой ступени, имеющим температуру -58°С, в теплообменнике 3 этот смешанный поток отдает свой холод до -37°С, затем этот поток направляют в теплообменник 11, где он нагревается до 25°С, затем его дожимают до давления в ректификационное колонне, охлаждают в воздушных холодильниках 10, в теплообменнике 11 до температуры - 12°С и подают в ректификационную колонну. В ректификационной колонне получают сухой газ (поток VI), который идет сверху колонны с температурой -30°С, и широкую фракцию углеводородов (поток VII), которая идет на дальнейшую переработку. Аналогичные расчеты для этого же состава газа были проведены и для схемы низкотемпературной конденсации с внешним низкопотенциальным холодом (т. е. для прототипа). В результате расчетов были определены энергетические затраты и капиталовложения по этим схемам. По этим показателям предлагаемый способ дал положительный эффект. Положительный эффект способа получают за счет замены внешнего низкопотенциального холода узлом дросселирования конденсата второй ступени сепарации плюс части конденсата первой ступени сепарации

с последующим их дожатием до давления в ректификационной колонне, что позволило снизить капиталовложения по узлу переработки газа на 18,5% и энергетические затраты на 3%.

Кроме того, предлагаемый способ не требует применения низкопотенциального хладагента, на получение и доставку которого к месту потребления требуются дополнительные капиталовложения и энергетические затраты.

Способ приемлем для газов с содержанием Cjfe не менее 250 г/нм.

Формула изобретения

Способ переработки нефтяных газов путем низкотемпературной конденсации, включающий сжатие сырого газа, ступенчатое охлаждение и сепарацию и дальнейшую деэтанизацию конденсата ступеней сепарации, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергетических затрат, конденсат второй ступени сепарации и часть конденсата первой ступени сепарации дросселируют до давления 1,5-2 кгс/см, используют для охлаждения газа перед второй ступенью сепарации, а затем сжимают до давления деэтанизации. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1246987, кл. F 25 J 3/02, 1968.

2. Тематический научно-технический обзор ВНИИЭгазпрома «Переработка газа и газового конденсата. М., 1971, с.-8-10 (прототип) .