Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА КОМПЛЕКСНОЙ БЕЗОТХОДНОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА ПО ТЕХНОЛОГИИ НТДР

Изобретение относится к установкам низкотемпературной дефлегмации с ректификацией и может быть использовано в газовой промышленности для подготовки природного 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₊ из-за недостаточного охлаждения газа.

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 (входной сепарации), компрессор, холодильник, три детандера (редуцирующих устройства), соединенных с компрессором посредством кинематической или электрической связи, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с линией подачи флегмы в деметанизатора (блок фракционирования), соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, с сепаратором, оснащенным линиями подачи метансодержащего газа из блока фракционирования и подачи широкой фракции легких углеводородов (конденсата) в линию вывода флегмы.

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С₂₊ из-за недостаточного охлаждения газа высокого давления (газа входной сепарации), а также из-за уноса углеводородов С2₊ из блока фракционирования с метансодержащим газом вследствие высокого содержания метана во фракционируемой смеси флегмы и конденсата.

Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С₂₊.

Техническим результатом является повышение выхода углеводородов С₂₊ за счет понижения температуры газа входной сепарации путем размещения узла охлаждения, а также за счет снижения уноса углеводородов С₂₊ при фракционировании путем установки деметанизатора взамен сепаратора.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей рекуперационный теплообменник, детандер, соединенный с компрессором кинематической или электрической связью, дефлегматор с линией подачи флегмы и линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, сепаратор, оснащенный линиями вывода подготовленного газа и конденсата, а также линией подачи метансодержащего газа из блока фракционирования, особенность заключается в том, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, соединенный со входным сепаратором, расположенным на линии сырого газа, линией подачи конденсата с редуцирующим устройством, а также с узлом охлаждения, оснащенным компрессором и установленным на байпасной линии рекуперационного теплообменника, линией ввода/вывода циркуляционного орошения, при этом линия вывода газа дефлегмации соединена с линией подачи подготовленного газа.

При необходимости на линии подготовленного газа устанавливают компрессорную станцию. Для снижения нагрузки деметанизатора по газу по меньшей мере часть метансодержащего газа может подаваться непосредственно в линию подготовленного газа, минуя деметанизатор. В качестве углеводородов С₂₊ из блока фракционирования могут выводиться, например, пропан-бутановая фракция и стабильный газовый конденсат. Из верхней части деметанизатора может выводиться сжиженный природный газ (СПГ). Низ деметанизатора может обогреваться тепловым потоком, подаваемым любым известным способом (электронагрев, нагрев теплоносителем, "горячая струя" и пр.).

Деметанизатор и блок фракционирования могут быть выполнены в виде ректификационных колонн. По меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, а остальные могут представлять собой дроссельный вентиль, газодинамическое устройство или детандер. Узел охлаждения выполнен либо в виде компрессионной холодильной машины с рекуперационным теплообменником, либо в виде компрессора, холодильника, рекуперационного теплообменника и детандера. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Установка деметанизатора взамен сепаратора позволяет уменьшить содержание метана в деметанизированном конденсате, направляемом на фракционирование, и снизить вследствие этого потери углеводородов С₂₊ с метансодержащим газом. Размещение узла охлаждения на байпасной линии рекуперационного теплообменника позволяет снизить температуру газа входной сепарации и повысить выход углеводородов С₂₊, при этом соединение деметанизатора с рекуперационным теплообменником узла охлаждения позволяет подать тепло в деметанизатор и дополнительно уменьшить количество метана, подаваемого в блок фракционирования.

Установка (фиг. 1) включает входной сепаратор 1, узел охлаждения 2 с компрессором и рекуперационным теплообменником (не показаны), рекуперационный теплообменник 3, редуцирующие устройства 4-7 (условно показаны детандеры), дефлегматор 8, деметанизатор 9 и блок фракционирования 10. Установка может быть оборудована сепаратором 11 и компрессорной станцией 12 (показано пунктиром).

При работе установки сырой газ по линии 13 подают в сепаратор 1, где разделяют на конденсат, выводимый по линии 14, и газ, который 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 устройстве 4 и направляют в дефлегматор 8, охлаждаемый подготовленным газом, подаваемым из деметанизатора 9 по линии 15, нагревают в дефлегматоре 8, теплообменнике 3 и выводят. Из дефлегматора 8 по линии 16 выводят флегму и редуцируют ее в устройстве 6, а по линии 17 выводят газ дефлегмации и подают его в линию 15 после редуцирования в устройстве 5. Редуцированную флегму совместно с конденсатом, редуцированным в устройстве 7, подают в деметанизатор 9, из которого по линии 18 деметанизированный конденсат подают в блок 10, из которого по линии 19 метансодержащий газ возвращают в деметанизатор 9, а по линиям 20 выводят углеводороды С₂₊. Кроме того, нижнюю часть деметанизатора нагревают с помощью циркуляционного орошения, подаваемого по линиям 21 в рекуперационный теплообменник узла охлаждения 2. Пунктиром показаны возможные: подача в деметанизатор 9 по линии 22 из сепаратора 11 конденсата, редуцированного в устройстве 23, подача по меньшей мере части метансодержащего газа из линии 19 в линию 15, вывод СПГ по линии 24, а также обогрев низа деметанизатора 9 тепловым потоком 25.

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