Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ТОПЛИВНОГО ГАЗА

Изобретение относится к способам подготовки сжатого топливного газа, в частности для газотурбинных энергетических установок, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности и энергетике.

Известен способ подготовки газа с помощью блочно-комплектной турбокомпрессорной установки для транспортировки углеводородного газа [RU 2464448, опубл. 20.10.2012 г., МПК F04D 25/00], включающий многоступенчатое сжатие, охлаждение и сепарацию газа с получением сжатого газа и конденсата на каждой ступени компримирования.

Недостатками известного способа являются большие потери тяжелых компонентов газа (углеводородов C₅₊) со сжатым газом.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению способ компримирования газа [RU 252.4790, опубл. 10.08.2014 г., МПК F25J 3/00], включающий сжатие газа, предварительное охлаждение компрессата нестабильным конденсатом в условиях стабилизации последнего с получением газа стабилизации, его смешение с охлажденным компрессатом и охлаждение смеси в условиях дефлегмации и ее сепарацию с получением сжатого газа и конденсата, направляемого на стабилизацию.

Недостатками данного способа являются большие потери углеводородов C₅₊ со сжатым (топливным) газом и низкое его качество из-за высокой объемной теплотворной способности вследствие высокого содержания тяжелых углеводородов.

Задача изобретения - снижение потерь углеводородов C₅₊ с топливным газом и повышение его качества.

При осуществлении предложенного способа в качестве технического результата достигается снижение объемной теплотворной способности и повышение качества топливного газа, а также снижение потерь углеводородов C₅₊ путем их абсорбции в условиях отрицательного градиента температур тяжелым абсорбентом, получаемым отдувкой летучих компонентов из легкого абсорбента.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем сжатие газа, его охлаждение и сепарацию, особенностью является то, что газ предварительно подвергают контактированию с легким абсорбентом, полученный тяжелый абсорбент разделяют на циркулирующий и балансовый, последний смешивают с полученным газом отдувки, сжимают, охлаждают и сепарируют с получением конденсата и газа, который подвергают абсорбции охлажденным циркулирующим тяжелым абсорбентом в условиях отрицательного градиента температур и сепарируют с получением легкого абсорбента и топливного газа.

При необходимости часть балансового тяжелого абсорбента может быть выведена в качестве товарного продукта, например углеводородного растворителя. Часть конденсата может быть рециркулирована на стадию компримирования, что позволяет снизить энергозатраты на сжатие газа благодаря поглощению жидкостью теплоты сжатия.

Предварительное контактирование газа с легким абсорбентом осуществляют, например, в насадочном абсорбере с противоточной подачей газа. Абсорбцию в условиях отрицательного градиента температур проводят, например, во фракционирующем абсорбере, в трубное пространство тепломассообменных элементов которого противотоком подают хладоагент.

Предварительное контактирование газа с легким абсорбентом позволяет получить тяжелый абсорбент за счет отдувки газом легких компонентов. Смешение газа отдувки с балансовым тяжелым абсорбентом позволяет предотвратить его накопление в цикле. Абсорбция сжатого, охлажденного и отсепарированного газа в условиях отрицательного градиента температур позволяет удалить из него углеводороды C₅₊, снизить объемную теплотворную способность и повысить качество топливного газа.

Согласно предлагаемому способу газ 1 направляют в низ абсорбера 2, где из легкого абсорбента 3, подаваемого в верхнюю часть аппарата 2, отдувают легкие углеводороды и получают газ отдувки 4 и тяжелый абсорбент 5, который разделяют циркулирующий 6 и балансовый 7, последний смешивают с газом отдувки 4, сжимают в компрессоре 8, охлаждают в холодильнике 9 и подают в сепарационную секцию фракционирующего абсорбера 10, с низа которой выводят конденсат 11. Полученный газ через полуглухую тарелку 12 подают в абсорбционную секцию абсорбера 10, где подвергают абсорбции охлажденным в холодильнике 13 циркулирующим тяжелым абсорбентом 6 в условиях отрицательного градиента температур, создаваемого за счет противоточной подачи хладоагента 14 в трубное пространство блока тепломассообменных элементов 15. С верха абсорбера 10 выводят топливный газ 16, а с полуглухой тарелки 12 - легкий абсорбент 3. По меньшей мере часть 17 потока 7 может быть выведена в качестве товарного продукта, а часть конденсата 18 может быть рециркулирована на стадию компримирования (показано пунктиром).

При осуществлении способа 10,0 т/час газа, содержащего 11,9% об. углеводородов C₅₊, неконденсируемые газы и углеводороды С_4- - остальное, при 124,2°C и 0,4 МПа отдувают легкие углеводороды из 1,91 т/час легкого абсорбента с получением 1,78 т/час тяжелого абсорбента, 1,6 т/час которого охлаждают до 35°C и подают на верх фракционирующего абсорбера, и газа отдувки, который в смеси с 0,18 т/час тяжелого абсорбента и 10 т/час конденсата сжимают до 1,3 МПа, охлаждают до 40°C и подают в низ фракционирующего абсорбера, с верха которого при 35°C выводят 6,83 тыс. нм³/час топливного газа с теплотворной способностью 43,2 МДж/нм³, содержащего 57,7 кг/час C₅₊, а с низа выводят 14,1 т/час конденсата, часть которого рециркулируют, а 4,1 т/час выводят.

В аналогичных условиях согласно прототипу получено 7,02 тыс. нм³/час топливного газа, с теплотворной способностью 45,6 МДж/нм³, содержащего 371 кг/час углеводородов C₅₊.

Приведенный пример свидетельствует, что предлагаемый способ позволяет снизить потери углеводородов C₅₊, повысить его качество и может быть использован в нефтегазовой промышленности и энергетике.