Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА

Изобретение относится к технике подготовки углеводородного газа к переработке или транспорту и может быть использовано в нефте- и газоперерабатывающей промышленности.

Известна установка подготовки углеводородного газа к транспорту, содержащая соединенные трубопроводами компрессор со ступенями низкого и высокого давления, межступенчатый холодильник газа, установленный за ступенью низкого давления, сепаратор разделения конденсата и воды с патрубком входа жидкости и патрубками выхода конденсата и воды, сепаратор отделения газа от конденсата и воды с патрубками входа газа, выхода газа и жидкости, последний из которых соединен с патрубком входа жидкости сепаратора разделения конденсата и воды, узел подпитки воды, концевой холодильник газа, установленный за ступенью высокого давления компрессора, сепаратор отделения газа от жидкости. Сепаратор отделения газа от жидкости снабжен патрубками выхода газа, жидкости и конденсата. Патрубок выхода газа соединен с блоком осушки, а патрубок выхода жидкости соединен с сепаратором разделения конденсата и воды (патент РФ на изобретение №2140050, МПК⁶ F25J 3/00, F17D 1/04, опубл. 20.10.1999).

Общими признаками известного технического решения с предлагаемым являются следующие:

- компрессор;

- холодильник, установленный за компрессором;

- сепаратор, снабженный патрубком выхода жидкости и патрубком выхода газа;

- патрубок выхода газа сепаратора соединен с блоком осушки.

Недостатком известного устройства является невозможность предотвращения выделения в жидком виде углеводородного конденсата и воды из газа в линии после выхода газа из сепаратора в блок осушки, а также в адсорберах непосредственно на установке осушки. Это связано с тем, что в данной установке температура газа в сепараторе равна точке росы газа по воде и по углеводородам и любые возможные потери тепла в линии от сепаратора к установке осушки, а также в адсорберах установки осушки приводят к выделению жидкости (воды и углеводородов). Выделение жидкости в адсорберах, главным образом углеводородов, приводит к блокированию пор адсорбента и снижению качества осушки. Выделившаяся вода в процессе осушки может приводить к разрушению адсорбента, особенно в процессе регенерации.

Известна также установка подготовки углеводородного газа к транспорту, содержащая последовательно соединенные по газу приемный сепаратор, скруббер, первую ступень компримирования, аппарат воздушного охлаждения, промежуточный сепаратор, соединенный с блоком глубокой осушки газа, вторую ступень компримирования, второй аппарат воздушного охлаждения, второй промежуточный сепаратор. Выход газа второго промежуточного сепаратора соединен с транспортным трубопроводом газа и конденсата и с входом блока подготовки топливного газа газотурбинного привода (патент РФ на изобретение №2296793, МПК⁶ C10G 5/06, F25J 3/08, B01D 53/26).

Общими признаками известного технического решения с предлагаемым являются следующие:

- ступень компримирования;

- аппарат воздушного охлаждения;

- сепаратор, соединенный с блоком глубокой осушки газа.

Недостатком известного устройства является то что, точка росы газа, полученная при межступенчатом расположении блока осушки газа, после компримирования на второй ступени повышается - т.е. по данной схеме точка росы газ по воде будет выше, и получить глубоко осушенный газ по данной схеме будет затруднительней.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является установка подготовки углеводородного газа, содержащая компрессорную станцию, включающую соединенные трубопроводами компрессор со ступенями низкого и высокого давления, межступенчатый холодильник газа и сепаратор отделения газа от примесей, ступень высокого давления компрессора, соединенный с выходом компрессорной станцией холодильник газа, сепаратор отделения газа от жидкости, снабженный выходом газа, соединенным с блоком адсорбционной осушки, и выходом жидкости, соединенным с трехфазным разделителем. Также установка снабжена трубопроводом подачи метанола, подключенным к трубопроводу подачи газа в концевой холодильник, и трубопроводом подачи водометанольного раствора из трехфазного разделителя, подключенным к трубопроводу подачи газа в сепаратор отделения газа от примесей (патент РФ на изобретение №2432536, МПК F25J 3/08, опубл. 27.10.2011).

Общими признаками известного технического устройства и предлагаемого являются следующие:

- компрессорная станция;

- холодильник, соединенный с выходом компрессорной станцией;

- сепаратор отделения газа от жидкости, снабженный выходом жидкости и выходом газа;

- выход газа сепаратора отделения газа от жидкости соединен с блоком адсорбционной осушки.

Недостатком известной установки является то, что для снижения нагрузки адсорбента по тяжелым углеводородам применяется комбинация приемов - более низкая температура в концевом сепараторе и ввод ингибитора - метанола. Такой подход хотя и снижает содержание тяжелых углеводородов в потоке, направляемом на осушку, однако не позволяет полностью предотвратить выделение жидкости (воды и углеводородов) в процессе осушки вследствие тепловых потерь и, как следствие, выделение жидкости в адсорберах, углеводородов, приводит к блокированию пор адсорбента, в результате данный процесс не обеспечивает заданное качество получаемого продукта, что снижает надежность процесса подготовки газа к транспорту или переработке. Выделившаяся вода в процессе осушки может приводить к разрушению адсорбента, особенно в процессе регенерации, что снижает надежность процесса подготовки газа к транспорту или переработке и снижает срок службы адсорбента. Также использование ингибитора гидратообразования может приводить к его концентрированию в продуктах переработки газа - и как следствие - необходимости в последующих дополнительных затратах по его удалению из продуктов.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение надежности процесса подготовки газа к транспорту или переработке, увеличение срока службы адсорбента при снижении капитальных и эксплуатационных затрат.

Этот результат достигается тем, что в установке подготовки углеводородного газа, содержащей соединенные трубопроводами компрессорную станцию, холодильник газа и сепаратор отделения газа от жидкости, снабженный выходом жидкости и выходом газа, соединенным с блоком адсорбционной осушки, новым является то, что выход компрессорной станции дополнительно соединен трубопроводом, оснащенным регулирующей арматурой, обеспечивающей регулировку расхода потока, с трубопроводом, соединяющим выход газа из сепаратора отделения газа от жидкости с блоком адсорбционной осушки.

Заявляемая совокупность признаков, а именно дополнительное соединение выхода компрессорной станции трубопроводом, снабженным регулирующей арматурой, с трубопроводом, соединяющим выход газа из сепаратора отделения газа от жидкости с блоком адсорбционной осушки, позволяет осуществить «горячий байпас» дополнительно к основному трубопроводу, соединяющему компрессорную станцию с холодильником и далее с сепаратором, что обеспечивает возможность поднять температуру газа на выходе из сепаратора отделения газа от жидкости, а следовательно, на входе в блок адсорбционной осушки, путем смешения основного потока и «горячего байпаса», выше его точки росы по углеводородам и по воде. Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает:

- снижение риска «залива» адсорбента углеводородами в сравнении с установками, в которых температура газа, поступающего на адсорбционную осушку, равна точке росы по воде и углеводородам;

- снижение нагрузки адсорбента по воде и по тяжелым углеводородам в сравнении с установками, в которых температура газа, поступающего на адсорбционную осушку, выше точки росы по воде и углеводородам.

В результате установка обеспечивает улучшение условий эксплуатации адсорбента, повышение его срока службы, а также увеличение надежности процесса осушки и, в целом, процесса подготовки углеводородного газа как к транспорту, так и к переработке при снижении капитальных и эксплуатационных затрат.

На фигуре представлена установка подготовки углеводородного газа.

Установка подготовки газа включает трубопровод подачи углеводородного газа 1 на компрессорную станцию 2, которая может содержать одну или несколько ступеней компримирования, в зависимости от заданных параметров компримирования углеводородного потока. Выход 3 компрессорной станции 2 соединен трубопроводом 4 с холодильником 5, который соединен с сепаратором отделения газа от жидкости 6. Сепаратор отделения газа от жидкости 6 имеет выход жидкости 7 и выход газа 8. Выход газа 8 соединен трубопроводом 9 с блоком адсорбционной осушки 10. Выход 3 компрессорной станции 2 дополнительно соединен трубопроводом 11 («горячий байпас») с трубопроводом 9. Трубопровод 11 оснащен регулирующей арматурой 12, обеспечивающей регулировку расхода потока. В качестве регулирующей арматуры 12 может быть установлен регулирующий клапан или иная арматура, обеспечивающая регулирование расхода потока.

Установка работает следующим образом.

Углеводородный газ подается по трубопроводу 1 в компрессорную станцию 2. В компрессорной станции 2 газ компримируется до необходимого давления. Скомпримированный газ после концевой ступени компримирования через выход 3 компрессорной станции 2 по трубопроводу 4 поступает в холодильник 5, а его часть (3-15% потока углеводородного газа) по трубопроводу 11 подается через регулирующую арматуру 12 в трубопровод 9, по которому подается также поток газа из сепаратора отделения газа от жидкости 6 через выход газа 8.

В холодильнике 5 основная часть скомпримированного потока газа охлаждается до температуры ниже его точки росы по углеводородам и влаге. Полученная в результате газожидкостная смесь из холодильника 5 направляется в сепаратор отделения газа от жидкости 6 для отделения жидких углеводородов и воды, которые через выход жидкости 7 выводятся с установки на дальнейшую утилизацию. Охлажденный и отсепарированный газ, имеющий температуру, равную точке росы по углеводородам и воде, из сепаратора отделения газа от жидкости 6 через выход газа 8 далее смешивается в трубопроводе 9 с «горячим байпасом», поступающим из трубопровода 11. В результате смешения получается поток, температура которого выше точки росы по углеводородам и влаге, который по трубопроводу 9 направляется в блок адсорбционной осушки 10. Осушенный поток газа из блока адсорбционной осушки 10 направляется на дальнейшее использование (переработка, транспорт).