Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕФЛЕГМАЦИИ С РЕКТИФИКАЦИЕЙ НТДР КОМПЛЕКСНОЙ БЕЗОТХОДНОЙ ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к установкам низкотемпературной дефлегмации с ректификацией и может быть использовано в газовой промышленности для подготовки 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 (редуцирующих устройства), соединенных с компрессором посредством кинематической или электрической связи, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с линией подачи флегмы в деметанизатор (блок фракционирования), соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, с сепаратором, оснащенным линиями подачи метансодержащего газа из блока фракционирования и подачи широкой фракции легких углеводородов (конденсата) в линию подачи флегмы.

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С₃₊ из-за недостаточного охлаждения газа высокого давления (газа входной сепарации), а также из-за уноса углеводородов С₃₊ из блока фракционирования с метансодержащим газом вследствие высокого содержания метана во фракционируемой смеси флегмы и конденсата.

Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С₃₊.

Техническим результатом является повышение выхода углеводородов С₃₊ за счет понижения температуры газа входной сепарации путем размещения узла охлаждения, за счет установки промежуточных сепараторов, а также за счет снижения уноса углеводородов С₃₊ при фракционировании путем установки деметанизатора взамен сепаратора.

Предложено два варианта установки.

Технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей рекуперационный теплообменник, детандер, соединенный с компрессором кинематической или электрической связью, дефлегматор с линией подачи флегмы и линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, сепаратор, оснащенный линиями вывода подготовленного газа и конденсата, а также линией подачи метансодержащего газа из блока фракционирования, особенность заключается в том, что на линии сырого газа установлен входной сепаратор, соединенный с дефлегматором линией подачи газа, на которой установлены первый рекуперационный теплообменник, первый и второй промежуточные сепараторы с редуцирующим устройством между ними, в качестве сепаратора установлен деметанизатор, оснащенный линией подачи деметанизированного конденсата в блок фракционирования и линией вывода подготовленного газа с теплообменной секцией дефлегматора и первым рекуперационным теплообменником, на байпасе которого установлен узел охлаждения, включающий второй рекуперационный теплообменник и компрессор, кроме того, деметанизатор соединен со входным сепаратором, первым и вторым промежуточными сепараторами и дефлегматором линиями подачи конденсатов с редуцирующими устройствами, а со вторым рекуперационным теплообменником - линиями ввода/вывода циркуляционного орошения, при этом по меньшей мере одно редуцирующее устройство выполнено в виде детандера, а линия подачи газа дефлегмации соединена с линией подачи подготовленного газа. Второй вариант отличается соединением линии подачи газа дефлегмации с деметанизатором.

При необходимости на линии подготовленного газа установлен дожимной компрессор. Деметанизатор может быть оснащен линией вывода сжиженного природного газа, а также устройством нагрева его нижней части любым известным способом (электронагрев, нагрев теплоносителем, "горячая струя" и пр.). Узел охлаждения может быть оснащен линией подачи дополнительной энергии для увеличения мощности привода компрессора.

По меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, а остальные могут представлять также собой дроссельный вентиль, газодинамическое устройство. Деметанизатор и блок фракционирования могут быть выполнены в виде ректификационных колонн. В качестве продуктов могут выводиться, например, пропан-бутановая фракция и стабильный газовый конденсат. Узел охлаждения выполнен либо в виде компрессионной холодильной машины с рекуперационным теплообменником, либо в виде компрессора, холодильника, рекуперационного теплообменника и 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 деметанизированном конденсате, направляемом на фракционирование, и снизить вследствие этого потери углеводородов С₃₊ с метансодержащим газом. Размещение узла охлаждения на байпасной линии рекуперационного теплообменника позволяет снизить температуру газа входной сепарации и повысить выход углеводородов С₃₊, при этом соединение деметанизатора с рекуперационным теплообменником узла охлаждения позволяет подать тепло в деметанизатор и дополнительно уменьшить количество метана, подаваемого в блок фракционирования.

Установка в обоих вариантах включает входной сепаратор 1, первый и второй промежуточные сепараторы 2 и 3, дефлегматор 4, деметанизатор 5, рекуперационный теплообменник 6, узел охлаждения 7, редуцирующие устройства 8-13 (условно показаны детандеры), а также блок фракционирования 14.

При работе установки сырой газ по линии 15 подают в сепаратор 1, где разделяют на конденсат, выводимый по линии 16, и газ, одну часть которого охлаждают в теплообменнике 6, а другую охлаждают в узле 7, компрессор которого соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи (показано штрих-пунктиром), затем разделяют в сепараторе 2 с получением конденсата, выводимого по линии 17, и газа, который редуцируют в устройстве 8 и разделяют в сепараторе 3 с получением конденсата, выводимого по линии 18 и газа, который направляют в дефлегматор 4. Из дефлегматора 4 по линии 19 выводят конденсат, а по линии 20 - газ дефлегмации. В деметанизатор 5 подают конденсаты, редуцированные в устройствах 10-13, а выводят: с верха по линии 21 - подготовленный газ, который смешивают с редуцированным в устройстве 9 газом дефлегмации, нагревают в теплообменной секции дефлегматора 4, теплообменнике 6 и выводят с установки, из средней части по линии 22 - поток циркулирующего орошения, который нагревают в теплообменнике 7 и возвращают, а с низа по линии 23 - деметанизированный конденсат, который направляют в блок фракционирования 14 для разделения на продукты, выводимые по линиям 24. Полученный метансодержащий газ по линии 25 возвращают в деметанизатор 5. Второй вариант (фиг. 2) отличается подачей редуцированного газа дефлегмации в деметанизатор 5. Пунктиром показаны возможные: подача метансодержащего газа из линии 25 в линию 21, обогрев низа деметанизатора 5 тепловым потоком 26, отбор сжиженного природного газа по линии 27, сжатие подготовленного газа в компрессоре 28 и подача по линии 29 энергии со стороны для увеличения мощности компрессора. Линии подачи ингибитора гидратообразования (метанола) и вывода его отработанного раствора условно не показаны.

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