Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КОМПРИМИРОВАНИЯ ГАЗА

Изобретение относится к способам компримирования газа и может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для компримирования газов, содержащих пары малолетучих (тяжелых) компонентов, с получением "тощего" сжатого газа и конденсата тяжелых компонентов.

Известен и широко используется способ компримирования газа [Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. - 3-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с.8] путем сжатия в струйном компрессоре рабочей средой, в качестве которой используют газ или жидкость, и последующей сепарации компрессата с получением сжатого газа, конденсата или отработанной рабочей среды (в случае, если рабочая среда - жидкость) в смеси с конденсатом.

Основным недостатком известного способа являются большие энергозатраты из-за низкого коэффициента полезного действия струйных аппаратов. Кроме того, сжатый газ загрязнен компонентами рабочей среды, а получаемый конденсат является нестабильным и имеет высокое давление насыщенных паров.

Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению и широко используемый на практике способ компримирования газа [Дронин А.П., Пугач И.А. Технология разделения углеводородных газов. М.: Химия, 1976 г., с.31], включающий сжатие газа с помощью компрессора с получением компрессата, охлаждение компрессата хладоагентом (например, водой или воздухом) и сепарацию охлажденного компрессата с получением сжатого газа и нестабильного конденсата. При компримировании увлажненных природных газов конденсат дополнительно сепарируют на углеводородный конденсат и водный конденсат.

Недостатками известного способа являются низкий выход сжатого газа из-за растворения его компонентов в конденсате, особенно при больших давлениях компримирования, а также потери целевых компонентов конденсата (углеводородов С₅₊) со сжатым газом, особенно при невысоких давлениях компримирования. Также известный способ позволяет получить нестабильный конденсат с высоким давлением насыщенных паров из-за повышенного содержания в нем легких компонентов, что затрудняет его дальнейшую переработку и транспортировку.

Задачей изобретения является увеличение выхода сжатого газа, снижение давления насыщенных паров конденсата, а также уменьшение потерь углеводородов С₅₊ со сжатым газом.

При реализации изобретения в качестве технического результата достигается:

- увеличение выхода сжатого газа и снижение давления насыщенных паров конденсата путем стабилизации нестабильного конденсата за счет нагрева компрессатом,

- уменьшение потерь целевых компонентов конденсата за счет дефлегмации сжатого газа при его охлаждении.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем сжатие газа, охлаждение компрессата и его сепарацию с получением сжатого газа и конденсата, особенность заключается в том, что компрессат предварительно охлаждают нестабильным конденсатом в условиях стабилизации последнего, затем смешивают с газом стабилизации и охлаждают хладоагентом и сепарируют в условиях дефлегмации с получением сжатого газа и нестабильного конденсата, который стабилизируют с получением стабилизированного конденсата и газа стабилизации путем отгонки легких компонентов за счет нагрева компрессатом.

Стабилизированный конденсат может быть при необходимости дополнительно охлажден до температуры транспортировки или переработки.

При компримировании газа, образующего при охлаждении расслаивающийся конденсат (например, влажного углеводородного газа), нестабильный конденсат целесообразно перед стабилизацией сепарировать с получением, по меньшей мере, двух несмешивающихся нестабильных конденсатов (например, водного и углеводородного), каждый из которых затем стабилизируют и охлаждают раздельно.

В предлагаемом способе охлаждение газовой смеси компрессата и газа стабилизации в условиях ее дефлегмации позволяет осуществить фракционирование конденсата тяжелых компонентов, выпадающего при охлаждении газовой смеси, уменьшить за счет этого содержание тяжелых компонентов в сжатом газе и таким образом снизить их потери со сжатым газом.

Стабилизация нестабильного конденсата путем отгонки легких компонентов за счет нагрева компрессатом позволяет получить стабильный конденсат и повысить выход сжатого газа за счет удаления легких компонентов из конденсата с газом стабилизации, а также снизить давление насыщенных паров конденсата, что повышает его качество и облегчает дальнейшую транспортировку и переработку.

Дефлегмацию сжатого газа и стабилизацию нестабильного конденсата осуществляют известными способами, например, с использованием пленочных массообменных устройств. При этом заявленный технический результат достигается исключительно за счет использования вторичного энергоресурса - тепла компрессата, который в известных способах безвозвратно теряется.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом (приведена схема компримирования газа, не образующего при охлаждении расслаивающийся конденсат). Газ (I) сжимают компрессором 1, полученный компрессат (II) охлаждают в стабилизаторе 2 (например, в пленочной отгонной колонне) нестабильным конденсатом (III) в условиях стабилизации последнего, смешивают с газом стабилизации (IV) и подвергают дефлегмации в дефлегматоре 3 за счет охлаждения хладоагентом (V) с получением сжатого газа (VI) и нестабильного конденсата (III), который стабилизируют за счет нагрева компрессатом (II) в стабилизаторе 2 с получением стабилизированного конденсата (VII) и газа стабилизации (IV).

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.

35000 нм³/час попутного нефтяного газа состава, % масс.: азот 4,12%, кислород 0,05%, диоксид углерода 1,33%, вода менее 0,01%, сероводород 0,02%, метан 24,47%, этан 20,11%, пропан 22,38%, С₄ 15,10%, С₅ 9,92%, С₆₊ 2,48%, метил- и этилмеркаптаны 0,002%, при температуре 40°C и давлении 0,58 МПа изб. сжимают до 3,53 МПа изб. с получением компрессата с температурой 150,2°C, который охлаждают на первой стадии нестабильным конденсатом в условиях стабилизации последнего, смешивают с 402 нм³/час газа стабилизации и на второй стадии охлаждают хладоагентом в условиях дефлегмации с получением 32120 нм³/час сжатого газа и 8,2 т/час нестабильного конденсата, который стабилизируют с получением 7,3 т/час стабилизированного конденсата с давлением насыщенных паров по Рейду 701 кПа. Потери углеводородов С₅₊ со сжатым газом составляют 1,70 т/час.

Компримирование вышеуказанного газа в соответствии с прототипом при аналогичных условиях позволило получить 29950 нм³/час сжатого газа и 11,03 т/час углеводородного конденсата с давлением насыщенных паров по Рейду 1669 кПа. Потери углеводородов С₅₊ со сжатым газом составили 1,96 т/час.

Из примера следует, что предлагаемый способ позволяет увеличить выход сжатого газа, уменьшить потери углеводородов C₅₊ со сжатым газом и снизить давление насыщенных паров конденсата. Изобретение может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической и других отраслях промышленности.