Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА НТДР ДЛЯ ДЕЭТАНИЗАЦИИ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗА (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к установкам низкотемпературной дефлегмации с ректификацией и может быть использовано в газовой промышленности для выделения углеводородов С₂₊ из магистрального 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, компрессор, холодильник, три детандера, соединенных с компрессором посредством кинематической или электрической связи, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с линией вывода флегмы, сепаратор с линиями подачи метансодержащего газа из деметанизатора и подачи широкой фракции легких углеводородов в деметанизатор (блок фракционирования).

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С₂₊ из-за недостаточного охлаждения газа высокого давления, а также уноса углеводородов С₂₊ из деметанизатора с метансодержащим газом вследствие высокого содержания метана в смеси флегмы и широкой фракции легких углеводородов, направляемых в деметанизатор на фракционирование.

Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С₂₊.

Техническим результатом является повышение выхода углеводородов С₂₊ за счет понижения температуры газа высокого давления путем размещения дополнительного рекуперационного теплообменника и снижения уноса углеводородов С₂₊ при фракционировании за счет установки предварительного деметанизатора взамен сепаратора.

Предложено два варианта установки, в первом из которых установлена компрессионная холодильная машина, а во втором - компрессор части газа высокого давления, используемой в качестве хладоагента смешения.

Технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке с линиями газа высокого и низкого давления, включающей блок осушки, рекуперационный теплообменник, детандеры, соединенные с компрессором посредством кинематической или электрической связи, дефлегматор с линией вывода флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оснащенной детандером, и линией подачи газа низкого давления с сепаратором, который оснащен линиями подачи метансодержащего газа из блока фракционирования и широкой фракции легких углеводородов в блок фракционирования, особенность заключается в том, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы с редуцирующим устройством, линия подачи широкой фракции легких углеводородов соединена со вторым рекуперационным теплообменником, размещенным на байпасной линии рекуперационного теплообменника после компрессионной холодильной машины, при этом линия подачи широкой фракции легких углеводородов после второго рекуперационного теплообменника соединена с деметанизатором.

Второй вариант установки отличается размещением компрессора, холодильника, второго рекуперационного теплообменника и второго детандера на байпасной линии рекуперационного теплообменника, взамен компрессионной холодильной машины.

При необходимости установку оснащают блоком очистки газа от углекислоты, например, адсорбционного или абсорбционного типа, размещаемым на линии газа высокого давления, а на линии газа низкого давления устанавливают компрессорную станцию. Для снижения нагрузки деметанизатора по газу по меньшей мере часть газа дефлегмации и метансодержащего газа может подаваться минуя деметанизатор, непосредственно в линию газа низкого давления. В качестве углеводородов С₂₊ из блока фракционирования могут выводиться стабилизированная широкая фракция легких углеводородов, этановая и пропан-бутановая фракции, газовый бензин, индивидуальные углеводороды.

Установка оборудована блоком осушки, например, адсорбционного или абсорбционного типа. Деметанизатор и блок фракционирования могут быть выполнены в виде ректификационных колонн с внутренними или наружными сепарирующими устройствами. Редуцирующее устройство может быть выполнено в виде дроссельного вентиля или вихревой трубы или 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 широкой фракции легких углеводородов, направляемой на фракционирование и снизить благодаря этому потери углеводородов С₂₊ с метансодержащим газом. Размещение второго рекуперационного теплообменника на байпасной линии рекуперационного теплообменника позволяет снизить температуру газа высокого давления и повысить выход углеводородов С₂₊, при этом соединение линии подачи широкой фракции легких углеводородов с деметанизатором позволяет подать часть нагретой широкой фракции легких углеводородов в качестве "горячей" струи и уменьшить количество метана, подаваемого в блок фракционирования.

Установка в первом варианте включает блок осушки 1, компрессионную холодильную машину 2, рекуперационные теплообменники 3 и 4, детандеры 5 и 6, редуцирующее устройство 7, дефлегматор 8, деметанизатор 9 и блок фракционирования 10. Второй вариант установки взамен холодильной машины включает компрессор 11, холодильник 12 и детандер 13. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 14 и компрессорной станцией 15 (показано пунктиром).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, подаваемый по линии 16, осушают в блоке 1 и разделяют на два потока, первый охлаждают в теплообменнике 3, а второй охлаждают в холодильной машине 2, компрессор которой соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи (показано штрих-пунктиром), и теплообменнике 4, затем потоки объединяют, редуцируют в детандере 5 и направляют в дефлегматор 8, охлаждаемый газом низкого давления, подаваемым из деметанизатора 9 по линии 17, который затем нагревают в теплообменнике 3 и выводят. Из дефлегматора 8 по линии 18 выводят газ дефлегмации и редуцируют его в детандере 6, по линии 19 выводят флегму и редуцируют ее с помощью устройства 7 (условно показан детандер), а затем совместно подают в деметанизатор 9, из которого выводят газ низкого давления и, по линии 20, широкую фракцию легких углеводородов, которую нагревают в теплообменнике 4 и подают в блок 10, из которого по линии 21 метансодержащий газ возвращают в деметанизатор, а по линиям 22 выводят углеводороды С₂₊. Работа второго варианта установки (фиг. 2) отличается тем, что второй поток газа высокого давления сжимают компрессором 11, соединенным с детандерами посредством кинематической или электрической связи, охлаждают в холодильнике 12, теплообменнике 4 и редуцируют с помощью детандера 13. При необходимости в обоих вариантах установки объединенный газовый поток очищают от углекислого газа в блоке 14, располагаемом на линии 16, газ низкого давления сжимают в компрессорной 15, а по меньшей мере часть газа дефлегмации и метансодержащего газа подают в линию 17 (показано пунктиром).

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