Результат интеллектуальной деятельности: ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Настоящее изобретение относится к технологической установке для переработки горючих сред, например к нефтеперерабатывающей установке, в которой из нефти извлекаются газообразные углеводороды и в которой при неконтролируемом росте давления газа в процессе бросовые или остаточные газы выпускаются через технологические или предохранительные клапаны технологической установки и отводятся в коллекторный трубопровод.

Следует отметить, что выражение технологическая установка относится не только к установкам для переработки нефти, в которых из нефти извлекаются газообразные углеводороды, но также к установкам для рафинирования и к оборудованию или установкам, в которых образуются горючие среды, которые необходимо перерабатывать оптимальным образом с учетом безопасности, капиталовложений и окружающей среды.

В технологической установке, например установке для переработки нефти, обычно должно быть большое количество сепараторов, компрессоров и/или другого технологического оборудования, которое должно быть соединено в системе технологических трубопроводов с клапанами, регуляторами давления, регуляторами температуры и другими элементами, в которых в определенных ситуациях могут возникать повреждения и утечки, неконтролируемый рост давления и т.п. Поэтому установка должна иметь средства безопасности, выполненные в виде регулирующих клапанов, предохранительных клапанов и продувочных клапанов, которые соединяются с коллекторным трубопроводом и обеспечивают отвод в него бросовых или остаточных сред для последующей подачи к факелу для сжигания или выпуска в атмосферу. Для сжигания в факеле в коллекторный трубопровод обычно непрерывно добавляется горючий газ, чтобы обеспечить поддержание в факеле минимального пламени. Что касается выпуска в атмосферу без сжигания, то для предотвращения взрыва обычно добавляется инертный газ.

В заявке на патент Великобритании № 2066936 описана установка для рафинирования нефти, в которой утилизируются бросовые газы в виде углеводородов. Бросовые газы отводятся из системы трубопровода, связанной с факелом, и конденсируются за один или несколько этапов посредством сжатия и охлаждения. Конденсат возвращается в технологический процесс. Однако остаточный газ отводится на вышку для факела и сжигается.

В описании патента ГДР № 266006 упомянута установка для сжигания горючих газов различных составов из разных источников в двух основных потоках. Сжигание газов осуществляется с использованием компьютера, который регулирует смесь на основе измерений теплотворной способности газов. Газы сжигаются на вышке для факела.

В патенте Норвегии № 177161 описано техническое решение для регенерации бросовых газов из нефте/газоперерабатывающей установки, в которой бросовые газы собираются в коллекторном канале и регенерируются, тогда как газ, утечка которого происходит в аварийной ситуации в связи с непредвиденным повышением (скачком) давления, отводится в боковой трубопровод для сжигания в вышке для факела.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является устройство технологической установки для переработки горючих средств, например нефтеперерабатывающей установки, в которой из нефти извлекаются газообразные углеводороды, а бросовые или остаточные газы от неконтролируемого роста давления газа в технологическом процессе выпускаются через технологические или предохранительные клапаны в установке и отводятся в коллекторный трубопровод (WO 9425541, С 10 G 70/00, 1994).

Во всех известных технических решениях факелы используются для сжигания всех или части бросовых или остаточных газов из технологической установки. Однако использование факела имеет некоторые недостатки.

Конструкция факела (вышка для факела) является дорогостоящей и составляет значительную часть суммарных расходов на технологическую установку.

Сжигание или выпуск бросовых газов представляет собой проблему для окружающей среды, поскольку СО₂ и газообразные углеводороды наряду с другими причинами вызывают парниковый эффект.

Бросовые газы или жидкости являются ценными сами по себе, и их сжигание или выброс в окружающую среду приводит к прямым финансовым потерям.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков, а именно улавливание всех бросовых и остаточных газов и направление их на повторный цикл обработки, а также исключение использования факела для сжигания бросовых и остаточных газов.

Технический результат достигается посредством создания технологической установки для переработки горючих сред, например нефтеперерабатывающей установки, в которой из нефти извлекаются газообразные углеводороды, а бросовые или остаточные газы от неконтролируемого роста давления газа в технологическом процессе выпускаются через технологические или предохранительные клапаны в установке и отводятся в коллекторный трубопровод, при этом бросовые или остаточные газы отводятся по коллекторному трубопроводу в накопитель низкого давления, а возвратный трубопровод проходит от накопителя к технологической установке для обработки бросовых или остаточных газов от неконтролируемого роста давления для избежания использования факела.

Предпочтительно накопитель (ли) низкого давления включает (ют) накопитель для хранения сырой нефти или исходного сырьевого продукта технологической установки выше по ходу потока от технологической установки.

Также предпочтительно, чтобы возвратный трубопровод был присоединен к газовому участку накопителя для хранения исходного сырьевого продукта, при этом любой конденсированный газ и жидкость из среды, которая вводится в накопитель по коллекторному трубопроводу, возвращается в технологический процесс по трубопроводу для исходного сырьевого продукта. При этом в возвратном трубопроводе предусмотрен вентилятор или компрессор.

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно посредством примеров и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

На фиг.1 приведена упрощенная технологическая схема известной технологической установки с вышкой для факела.

На фиг.2 приведена упрощенная технологическая схема технологической установки в соответствии с настоящим изобретением без вышки для факела.

На фиг.1 показана упрощенная технологическая схема известной технологической установки, например нефтеперерабатывающей установки, в которой для сжигания бросовых газов используется вышка для факела. Неочищенные нефтепродукты или сырая нефть подаются по трубопроводу 3 в емкость 1 переработки из одного или нескольких накопителей 2 низкого давления для хранения сырой нефти. Процесс переработки может состоять из нескольких этапов обработки с использованием компрессоров и конденсаторов (не показаны) и предназначен для извлечения из нефти газообразных углеводородов и транспортирования их как продуктов обработки, например, по трубопроводам 4, 5 в подходящий накопитель 13 для хранения продуктов.

Технологическая установка, подобная этой, будет состоять из оборудования и элементов, например клапанов, регуляторов давления и температуры, в которых могут возникать повреждения и приводить к утечке и росту давления. Поэтому установка должна быть снабжена продувочными клапанами, редукционными клапанами и предохранительными регулирующими давление клапанами 6, 7, 8, которые предназначены для обеспечения выпуска среды (газа) в связи с неисправностью или когда происходят непредвиденные утечки или рост давления. Такая среда направляется в коллекторный трубопровод 9 и отводится на вышку 10 с факелом для сжигания или выпуска в атмосферу. В последнем случае по трубопроводу 14 также добавляется инертный газ из источника инертного газа (не показан).

На фиг.2 приведена упрощенная технологическая схема технического решения согласно настоящему изобретению. Процесс подобен примеру, показанному на фиг.1, и описан выше, однако вышка для факела исключена за счет того, что среда, которая отводится в коллекторный трубопровод 9, подлежит возврату в расположенный выше по ходу потока от технологической установки накопитель 2 низкого давления для хранения сырой нефти или исходного сырьевого продукта технологической установки.

Бросовые газы, которые собираются в накопителе 2, могут быть возвращены в технологический процесс по трубопроводу 11 как газ для повторного использования. Если имеются необходимые условия, то некоторые из газов могут быть конденсированы в накопителе 2 низкого давления. Этот конденсированный газ или любая жидкость, которая вводится в накопитель по коллекторному трубопроводу, возвращается в технологический процесс по трубопроводу 3 для неочищенных нефтепродуктов. Для того, чтобы создать пониженное давление и тем самым увеличить пропускную способность накопителя 2, в возвратном трубопроводе 11 может быть предусмотрен вентилятор или компрессор 12. Следует отметить, что согласно настоящему изобретению может потребоваться накопитель относительно большого объема, который должен работать в заданных границах безопасности. Накопители таких объемов обычно имеются на всех крупных нефтеперерабатывающих установках.

Однако следует отметить, что не исключается техническое решение, в котором бросовые газы или среды подлежат отводу в накопитель низкого давления для хранения продуктов. Можно установить отдельную емкость для хранения, например отдельный резервуар, в который отводятся бросовые газы. Кроме того, накапливаемый газ или среда (жидкость) необязательно должны быть возвращены в технологический процесс, а могут отводиться в другую отдельную перерабатывающую установку (не показана). Кроме того, в накопительном трубопроводе 9 должен быть предусмотрен регулирующий клапан 15, чтобы изолировать от технологического процесса накопитель 2 низкого давления, когда установка не работает. Кроме того, должен быть предусмотрен предохранительный клапан 17 сброса давления параллельно с регулирующим клапаном 15 для открытия в случае повреждения последнего. Управляемый вручную запорный клапан (отводящий клапан) 16 следует использовать при выполнении технического обслуживания регулирующего клапана 15 и предохранительного клапана 17 сброса давления.

Технологическая установка согласно настоящему изобретению имеет несколько преимуществ по сравнению с известными техническими решениями.

Полностью исключено использование вышки с факелом в составе оборудования, и таким образом значительно уменьшаются капиталовложения, связанные с конструкцией технологической установки, и расходы на техническое обслуживание.

За счет отказа от использования факела исключен выпуск в окружающую среду вредных газообразных углеводородов и таких газов, как СO₂ и NO_x. В то же время достигается значительная экономия, поскольку отсутствует необходимость добавлять газ во вспомогательный факел, и бросовые газы возвращаются в технологический процесс и "используются повторно".

Поскольку необходимость в сооружении вышки с факелом отпадает, отсутствует также визуально непривлекательная конструкция вышки с факелом. Кроме того, также ликвидированы нежелательный факел, высокий уровень шума и дым, которые связаны с использованием факела.

Помимо этого настоящее изобретение наряду с другими преимуществами обеспечивает повышенную безопасность, поскольку исключено использование открытого пламени, и рельеф роста давления будет более низким.