Результат интеллектуальной деятельности: ФРАКЦИОНИРУЮЩИЙ АБСОРБЕР

Изобретение относится к устройствам для охлаждения и сепарации многокомпонентных газов, в частности, попутного нефтяного газа, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Известен фракционирующий холодильник-конденсатор [RU 2532057, МПК F25D 1/00, B01D 53/14, C10G 5/06, опубл. 27.10.2014], включающий дефлегматор, оснащенный линией вывода газа сепарации, оборудованный блоком тепломассообменных элементов с линиями ввода/вывода хладоагента, а также сепарационную секцию, оснащенную линиями вывода нестабильного конденсата и отработанного ингибитора гидратообразования, и зону питания, оснащенную линией ввода сырьевого газа.

Основным недостатком известного устройства при охлаждении и сепарации попутного нефтяного газа являются потери углеводородов С₄₊ с газом сепарации при низком давлении.

Наиболее близок по технической сущности к изобретению фракционирующий абсорбер [RU 2530133, МПК B01D 53/14, опубл. 10.10.2014], включающий абсорбционную и отпарную секции, состоящие каждая из двух подсекций, каждая из которых содержит по меньшей мере один блок тепломассообменных элементов, образующих внутреннее и наружное пространства, оснащенный патрубками ввода и вывода теплоносителя или хладоагента, а также зону питания с патрубком ввода очищаемого газа, верхнюю и нижнюю сепарационные зоны с патрубками ввода абсорбента/вывода очищенного газа и вывода абсорбата соответственно, при этом патрубок вывода абсорбата и нижний патрубок отпарной подсекции, примыкающей к зоне питания, а также патрубок вывода очищенного газа и верхний патрубок абсорбционной подсекции, примыкающей к зоне питания, попарно соединены трубопроводами. Наружное пространство тепломассообменных блоков абсорбционной секции может быть заполнено массообменной насадкой.

Недостатками данного фракционирующего абсорбера является сложное устройство, а также повышенные энергозатраты из-за необходимости нагрева аппарата сторонним теплоносителем.

Задачей изобретения является упрощение фракционирующего абсорбера и снижение энергозатрат при сепарации компрессата попутного нефтяного газа.

Техническим результатом является:

- упрощение фракционирующего абсорбера за счет оборудования его одной абсорбционной секцией, а также оснащения патрубком ввода стабильной нефти,

- снижение энергозатрат за счет оснащения фракционирующего абсорбера патрубком ввода компрессата попутного нефтяного газа.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном фракционирующем абсорбере, включающем абсорбционную секцию, содержащую по меньшей мере один блок тепломассообменных элементов, образующих внутреннее и наружное пространства, оснащенный патрубками ввода/вывода хладоагента, зону питания с патрубком ввода газа, верхнюю и нижнюю сепарационные зоны с патрубками ввода абсорбента/вывода очищенного газа и вывода абсорбата соответственно, особенность заключается в том, что в качестве патрубка ввода абсорбента установлен патрубок ввода стабильной нефти, в качестве патрубка ввода газа установлен патрубок ввода компрессата, а в качестве патрубка вывода абсорбата установлен патрубок вывода нестабильной нефти.

Блок/блоки тепломассообменных элементов при необходимости могут быть оборудованы распределительными устройствами, расположенными сверху относительно блока, но ниже патрубка подачи стабильной нефти, и/или снизу относительно блока, но выше патрубка подачи компрессата, что обеспечивает благоприятный гидравлический режим течения жидкости и газа. Блок/блоки также могут быть оснащены массообменной насадкой, что позволяет снизить высоту аппарата за счет интенсификации массообмена.

Установка патрубка ввода стабильной нефти в качестве патрубка ввода абсорбента, патрубка ввода компрессата, всегда имеющего повышенную температуру, в качестве патрубка ввода газа, а патрубка вывода нестабильной нефти - в качестве патрубка вывода абсорбата позволяет абсорбировать углеводороды С₄₊ стабильной нефтью, подаваемой, например, с концевой ступени сепарации, а за счет разницы температур, возникающей за счет нагрева компрессатом нижней части фракционирующего абсорбера при одновременном охлаждении его верхней части, снизить энергозатраты, а также упростить фракционирующий абсорбер за счет оборудования его одной абсорбционной секцией. Нестабильную нефть направляют, например, на вторую ступень сепарации. Дополнительным эффектом является увеличение выхода нефти благодаря возвращению углеводородов С₄₊ на стадию подготовки нефти.

Фракционирующий абсорбер 1 включает абсорбционную секцию 2, оборудованную блоком тепломассообменных элементов 3 (условно показан один блок), возможно, с насадкой 4, оснащенным патрубками ввода/вывода хладоагента I, зону питания 5 с патрубком ввода попутного нефтяного газа II, верхнюю сепарационную зону 6 с патрубками ввода стабильной нефти III и вывода очищенного газа IV и нижнюю сепарационную зону 7 с патрубком вывода нестабильной нефти V.

При работе фракционирующего абсорбера 1 компрессат II подают в зону питания 5, в верхнюю сепарационную зону 6 подают стабильную нефть III, которая при противоточном контактировании с горячим компрессатом в условиях градиента температур, создаваемого за счет охлаждения хладоагентом I, абсорбирует из газа углеводороды C₄₊ и частично стабилизируется. Очищенный газ IV выводят из верхней сепарационной зоны 6, а нестабильную нефть V выводят из нижней сепарационной зоны 7.

Таким образом изобретение позволяет упростить фракционирующий абсорбер, снизить энергозатраты и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.