Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЕЭТАНИЗАЦИИ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗА С ПОЛУЧЕНИЕМ СПГ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в газовой промышленности для получения углеводородов С₂₊ и сжиженного природного газа (СПГ) из магистрального газа.

Известна установка комплексной подготовки газа [RU 2624710, опубл. 05.07.2017 г., МПК F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], включающая входной сепаратор, два рекуперационных теплообменника, дефлегматор, редуцирующие устройства, блок низкотемпературной сепарации и блок стабилизации.

Недостатком установки является низкий выход углеводородов С₂₊ и невозможность получения СПГ.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка для деэтанизации природного газа (варианты) [RU 2668896, опубл. 04.10.2018 г., МПК C10G 5/06, F25J 3/00, B01D 53/48], включающая в одном из вариантов блок осушки, компрессор, холодильник, три детандера, соединенных с компрессором посредством кинематической или электрической связи, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с линией вывода флегмы, сепаратор с линиями подачи метансодержащего газа из деметанизатора и подачи широкой фракции легких углеводородов в деметанизатор (блок фракционирования).

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С₂₊ из-за недостаточного охлаждения газа высокого давления, а также невозможность получения СПГ.

Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С₂₊ и расширение ассортимента продуктов с получением СПГ.

Техническим результатом является повышение выхода углеводородов С₂₊ за счет понижения температуры газа высокого давления путем размещения дополнительного узла охлаждения, и расширение ассортимента продуктов за счет установки деметанизатора с линией вывода СПГ.

Предложено два варианта установки.

Технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, оснащенной линиями газа высокого и низкого давления, включающей блок осушки, рекуперационный теплообменник, детандеры, соединенные с компрессором посредством кинематической или электрической связи, дефлегматор с линией вывода флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оснащенной детандером, и линией подачи газа низкого давления с сепаратором, который оснащен линиями подачи метансодержащего газа из блока фракционирования и вывода широкой фракции легких углеводородов в блок фракционирования, особенность заключается в том, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, оснащенный линией вывода СПГ, расположенной ниже примыкания линии подачи газа дефлегмации, при этом линия подачи широкой фракции легких углеводородов соединена с узлом охлаждения, расположенным на байпасной линии рекуперационного теплообменника и оснащенным компрессором, а линия подачи широкой фракции легких углеводородов после узла охлаждения соединена с деметанизатором.

Второй вариант установки отличается соединением линии подачи газа дефлегмации с линией подачи газа низкого давления.

При необходимости установку оснащают блоком очистки газа от углекислоты, например, адсорбционного типа, размещаемым на линии газа высокого давления, а на линии газа низкого давления устанавливают компрессорную станцию. Для снижения нагрузки деметанизатора по газу по меньшей мере часть газа дефлегмации (в первом варианте) и метансодержащего газа (в обоих вариантах) может подаваться непосредственно в линию газа низкого давления, минуя деметанизатор. В качестве углеводородов С₂₊ из блока фракционирования могут выводиться, например, этановая и пропан-бутановая фракции, газовый бензин, индивидуальные углеводороды.

Узел охлаждения включает или компрессионную холодильную машину с рекуперационным теплообменником или компрессор, холодильник, рекуперационный теплообменник и детандер, при этом рекуперационный теплообменник соединен с деметанизатором линиями ввода/вывода циркуляционного орошения. Установка оборудована блоком осушки, например, адсорбционного или абсорбционного типа. Деметанизатор и блок фракционирования могут быть выполнены в виде ректификационных колонн с внутренними или наружными сепарирующими устройствами. Редуцирующее устройство может быть выполнено в виде дроссельного вентиля или вихревой трубы или детандера. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Размещение узла охлаждения на байпасной линии рекуперационного теплообменника позволяет снизить температуру газа высокого давления и повысить выход углеводородов С₂₊, при этом соединение линии подачи широкой фракции легких углеводородов с деметанизатором позволяет подать часть нагретой широкой фракции легких углеводородов в качестве "горячей" струи и уменьшить потери углеводородов С₂₊. Установка деметанизатора, оснащенного линией вывода СПГ, взамен сепаратора позволяет расширить ассортимент продуктов за счет получения СПГ и снизить потери углеводородов С₂₊ с метансодержащим газом.

Установка показана на фиг. 1 и 2 и включает блок осушки 1, узел охлаждения 2 с компрессором (не показан), рекуперационный теплообменник 3, детандеры 4 и 5, редуцирующее устройство 6, дефлегматор 7, деметанизатор 8 и блок фракционирования 9. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 10 и компрессорной станцией 11 (показано пунктиром).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, подаваемый по линии 12, осушают в блоке 1 и разделяют на два потока, первый охлаждают в теплообменнике 3, а второй охлаждают в узле 2, компрессор которого соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи (показано штрих-пунктиром), затем потоки объединяют, редуцируют в детандере 4 и направляют в дефлегматор 7, охлаждаемый газом низкого давления, подаваемым из деметанизатора 8 по линии 13, который затем нагревают в теплообменнике 3 и выводят. Из дефлегматора 7 по линии 14 выводят газ дефлегмации и редуцируют его в детандере 5, по линии 15 выводят флегму и редуцируют ее с помощью устройства 6 (условно показан детандер), а затем совместно подают в деметанизатор 8, из которого выводят газ низкого давления, по линии 16 - СПГ и, по линии 17 - широкую фракцию легких углеводородов, которую нагревают в узле 2 и подают в блок 9, из которого по линии 18 метансодержащий газ возвращают в деметанизатор 8, а по линиям 19 выводят углеводороды С₂₊. Часть широкой фракции легких углеводородов после нагрева в узле 2 и подают в деметанизатор 8 в качестве "горячей струи". Работа второго варианта установки (фиг. 2) отличается тем, что газ дефлегмации по линии 14 подают в линию 13.

При необходимости в обоих вариантах установки объединенный газовый поток очищают от углекислого газа в блоке 10, располагаемом на линии 12, а газ низкого давления сжимают в компрессорной 11. Кроме того, в первом варианте по меньшей мере часть газа дефлегмации и метансодержащего газа может подаваться в линию 13, а во втором варианте в линию 13 может подаваться по меньшей мере часть метансодержащего газа (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход углеводородов С₂₊ и может найти применение в газовой промышленности.