Результат интеллектуальной деятельности: Установка регазификации сжиженного природного газа с получением сжиженных углеводородных газов

Изобретение относится к оборудованию для разгазирования сжиженного природного газа (СПГ) с получением сжиженных углеводородных газов (СУГ) и может быть использовано в газовой промышленности.

Известен способ регазификации жидкости и установка для регазификации жидкости [RU 2691863, опубл. 18.06.2019 г., МПК F17C 9/02], осуществляемый на установке, включающей емкость теплообменник-подогреватель, насос, дроссельный канал, в котором реализуют критическое истечение с образованием двухфазного парожидкостного потока, и теплообменник-испаритель.

Недостатками известных способа и установки являются невозможность выделения этановой фракции и сжиженных углеводородных газов в процессе регазификации СПГ.

Наиболее близки по технической сущности к предлагаемому изобретению установка для регазификации сжиженного природного газа и способ ее осуществления [ЕА 200501876, опубл. 28.04.2006 г., МПК F25J 3/00, F17C 9/02, F17C 7/143], при этом один из вариантов установки включает насос среднего давления, соединенный линией подачи первой части СПГ с деметанизатором, соединенным линией подачи деметанизированного конденсата с деэтанизатором, который оснащен линиями вывода этановой фракции и сжиженных углеводородных газов, и оборудован дефлегматором, расположенным на линии подачи второй части СПГ, оснащенной насосом высокого давления, нагревателем, соединенным с внешним источником тепла, и детандером детандер-компрессорного агрегата, соединенным с деметанизатором, который оснащен линией вывода деэтанизированного газа с установленным компрессором детандер-компрессорного агрегата, при этом деметанизатор и деэтанизатор оборудованы нагревателями низа.

Недостатком данных способа и установки является низкий выход этановой фракции из-за относительно высокой температуры деэтанизированного природного газа, выводимого из деметанизатора, вследствие отсутствия в нем устройств для охлаждения верха.

Задача изобретения - увеличение выхода этановой фракции.

Техническим результатом является увеличение выхода этановой фракции путем оборудования деметанизатора дефлегматором, охлаждаемым частью СПГ, вследствие снижения за счет этого температуры деэтанизированного природного газа, выводимого из деметанизатора.

Технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей насос среднего давления, соединенный линией подачи первой части СПГ с деметанизатором, соединенным линией подачи деметанизированного конденсата с деэтанизатором, который оснащен линиями вывода этановой фракции и сжиженных углеводородных газов, и оборудован дефлегматором, расположенным на линии подачи второй части СПГ, оснащенной насосом высокого давления, нагревателем, соединенным с внешним источником тепла, и детандером детандер-компрессорного агрегата, соединенным с деметанизатором, который оснащен линией вывода деэтанизированного газа с установленным компрессором детандер-компрессорного агрегата, при этом деметанизатор и деэтанизатор оборудованы нагревателями низа, особенностью является то, что деметанизатор оборудован дефлегматором, расположенным на линии подачи второй части СПГ между насосом высокого давления и дефлегматором деэтанизатора.

Вторая часть СПГ после насоса высокого давления может подаваться в дефлегматоры как последовательно, так и параллельно.

В качестве СУГ могут быть получены, например, широкая фракция легких углеводородов или пропан-бутан автомобильный. В качестве деметанизатора и деэтанизатора используют фракционирующие колонны. В качестве внешнего источника тепла могут быть, например, системы охлаждения когенерационной теплоэлектростанции, которая соединена с нагревателем линиями ввода/вывода промежуточного теплоносителя. Возможна также непосредственная подача второй части СПГ после дефлегматора деэтанизатора в охлаждающие устройства внешнего источника тепла. Детандер соединен с компрессором (и может быть соединен с насосами) посредством механических, гидравлических, электрических или магнитных систем. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Увеличение выхода этановой фракции достигается путем оборудования деметанизатора дефлегматором, охлаждаемым второй частью СПГ вследствие снижения за счет этого температуры деэтанизированного природного газа, выводимого из деметанизатора, и более полной конденсации этана.

Предлагаемая установка (показана на чертеже) включает насосы 1 и 2, колонны 3 (деметанизатор) и 4 (деэтанизатор) с нагревателями низа, нагреватель 5 с внешним источником тепла 6, и детандер-компрессорный агрегат 7. Соединение детандера с компрессором в агрегате 7 и возможное соединение детандера с насосами 1 и 2 показано штрих-пунктиром.

При работе установки СПГ, подаваемый по линии 8 насосом 1, разделяют на две части, первую из которых направляют в колонну 3, а вторую, подаваемую по линии 9 насосом 2, нагревают в колоннах 3 и 4, нагревателе 5 с помощью промежуточного циркулирующего теплоносителя, подаваемого из источника 6, редуцируют в детандере агрегата 7 и по линии 10 подают в колонну 3 в качестве парового орошения. С верха колонны 3 по линии 11 выводят деэтанизированный природный газ, сжимают его в компрессоре агрегата 7 и по линии 12 направляют в газопровод. С низа колонны 3 по линии 13 этансодержащий конденсат, направляют в колонну 4, где разделяют на этановую фракцию, выводимую по линии 14, и СУГ, выводимые по линии 15.

Работоспособность установки подтверждается примером: 101,3 т/час СПГ, содержащего, %об.: метан 88,2; этан 5,2; азот 0,7; углеводороды С₃₊ остальное с температурой минус 155,5°С насосом 1 сжимают до 3,0 МПа и разделяют на две части, 50,6 т/час направляют в колонну 3, а вторую часть, сжатую насосом 2 до 17,0 МПа, нагревают до 191°С в колоннах 3, 4, а также в нагревателе 5 жидким циркулирующим теплоносителем, нагреваемым в системах охлаждения когенерационной теплоэлектростанции 6, редуцируют в детандере агрегата 7 до 3,0 МПа и подают в колонну 3. С верха колонны 3 при минус 94,9°С выводят 105,8 тыс. нм³/час деэтанизированного природного газа, сжимают его в компрессоре агрегата 7 до 10,0 МПа и направляют в газопровод. С низа колонны 3 25,0 т/час этансодержащего конденсата направляют в колонну 4, где разделяют на 6,0 т/час этановой фракции и 19,0 т/час пропана-бутана автомобильного в качестве СУГ.

В условиях примера на установке, описанной в прототипе, деэтанизированный природный газ выводят при минус 92,7°С и получают 5,7 т/час этановой фракции и 18,9 т/час СУГ.

Таким образом предлагаемая установка позволяет увеличить выход этановой фракции и может быть использована в промышленности.