Установка отбензинивания попутного нефтяного газа и способ ее работы

Изобретение относится к технологии и оборудованию для подготовки углеводородных газов и может быть использовано для отбензинивания низконапорного попутного нефтяного газа в нефтяной промышленности. Установка включает компрессор 2, линию ввода газа 8, дефлегматор 4, установленный на линии подачи компрессата, оснащенный линиями вывода флегмы 14 и сжатого газа 12, оборудованный тепломассообменными секциями, верхняя из которых оснащена линией вывода отбензиненного газа 13 и линией ввода редуцированного газа 11, на которой расположено редуцирующее устройство 6, при этом к линии ввода газа 8 примыкает линия подачи газа стабилизации 9 и холодильник-сепаратор 1, оснащенный линией вывода конденсата 15 и связанный с компрессором 2 линией подачи газа сепарации, дефлегматор 4 дополнительно оснащен тепломассообменной секцией, соединенной с линией подачи компрессата, линии вывода флегмы 14 и конденсата 15 соединены с сепаратором 7, оснащенным линиями вывода стабилизированного конденсата 16 и газа стабилизации 9, а на линии вывода сжатого газа дополнительно установлены компрессор второй ступени 3 и холодильник 5. Способ, осуществляемый в данной установке, включает сжатие газа, охлаждение компрессата внешним хладагентом и редуцированном сжатым газом в условиях дефлегмации с получением флегмы и сжатого газа, при этом перед сжатием газ смешивают с газом стабилизации, охлаждают и сепарируют с получением конденсата и газа сепарации, перед охлаждением в условиях дефлегмации сжатый газ охлаждают флегмой в условиях ее стабилизации, дополнительно компримируют, охлаждают, редуцируют и нагревают, при этом флегму и конденсат совместно сепарируют с получением газа стабилизации и стабилизированного конденсата. Техническим результатом изобретения является повышение выхода отбензиненного газа за счет сжатия газа в смеси с газом стабилизации и охлаждения компрессата в условиях дефлегмации дополнительно компримированным охлажденным сжатым газом, а также снижение давления насыщенных паров конденсата за счет его стабилизации и сепарации. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам и способам подготовки углеводородных газов и может быть использовано для отбензинивания низконапорного попутного нефтяного газа в нефтяной промышленности.

Известны способ и устройство для компримирования газа [Дронин А.П., Пугач И.А. Технология разделения углеводородных газов.- М.: Химия, 1976 г., с. 31], которое включает компрессор с линией ввода газа и линией вывода компрессата, на которой установлен холодильник и сепаратор, оснащенный линиями вывода сжатого газа и конденсата. При работе устройства газ сжимают, полученный компрессат охлаждают внешним хладоагентом и сепарируют с получением сжатого газа и конденсата.

Недостатками известных способа и устройства являются высокое давление насыщенных паров (далее - ДНП) конденсата и низкий выход отбензиненного газа.

Наиболее близки по технической сущности к заявляемому изобретению способ и устройство для компримирования газа [RU 2550834, опубл. 20.05.2015 г., МПК B01D 5/00], включающее компрессор с линией ввода газа и дефлегматор, установленный на линии подачи компрессата, оснащенный верхним и нижним тепломассообменными блоками (секциями), линией вывода конденсата (флегмы) и линией вывода сжатого газа с ответвлением, оснащенным редуцирующим устройством и соединенным с верхней секцией, которая оборудована также линией вывода топливного (отбензиненного) газа, при этом нижняя секция оснащена линиями ввода/вывода внешнего хладоагента. При работе устройства газ сжимают, компрессат охлаждают в дефлегматоре внешним хладоагентом и редуцированной частью сжатого газа в условиях дефлегмации с получением флегмы и сжатого газа, часть которого выводят, а часть редуцируют, нагревают и выводят в качестве топливного газа.

Недостатками данных способа и устройства также являются высокое ДНП конденсата и низкий выход отбензиненного газа из-за растворения в конденсате легких компонентов газа.

Задачей изобретения является снижение ДНП конденсата и повышение выхода отбензиненного газа.

Техническим результатом является повышение выхода отбензиненного газа за счет сжатия газа в смеси с газом стабилизации и охлаждения компрессата в условиях дефлегмации дополнительно компримированным охлажденным сжатым газом, а также снижение ДНП конденсата за счет его стабилизации и сепарации.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей компрессор, линию ввода газа, дефлегматор, установленный на линии подачи компрессата, оснащенный линиями вывода флегмы и сжатого газа, оборудованный тепломассообменными секциями, верхняя из которых оснащена линией вывода отбензиненного газа и линией ввода редуцированного газа, на которой расположено редуцирующее устройство, особенностью является то, что к линии ввода газа примыкает линия подачи газа стабилизации и холодильник-сепаратор, оснащенный линией вывода конденсата и связанный с компрессором линией подачи газа сепарации, дефлегматор дополнительно оснащен тепломассообменной секцией, соединенной с линией подачи компрессата, кроме того, линии вывода флегмы и конденсата соединены с сепаратором, оснащенным линиями вывода стабилизированного конденсата и газа стабилизации, а на линии вывода сжатого газа дополнительно установлены компрессор второй ступени и холодильник.

При этом в известном способе, включающем сжатие газа, охлаждение компрессата внешним хладагентом и редуцированном сжатым газом в условиях дефлегмации с получением флегмы и сжатого газа, особенность заключается в том, что перед сжатием газ смешивают с газом стабилизации, сепарируют с получением конденсата и газа сепарации, перед охлаждением в условиях дефлегмации сжатый газ охлаждают флегмой в условиях ее стабилизации, дополнительно компримируют, охлаждают, редуцируют и нагревают, при этом флегму и конденсат совместно сепарируют с получением газа стабилизации и стабилизированного конденсата.

В качестве дефлегматора может быть использована, например, пленочная колонна с кожухотрубчатыми тепломассообменными секциями.

Примыкание линии подачи газа стабилизации к линии ввода газа позволяет повысить выход отбензиненного газа за счет рециркуляции газа стабилизации. Оснащение дефлегматора дополнительной тепломассообменной секцией и соединение линий вывода флегмы и конденсата с сепаратором позволяет снизить ДНП конденсата путем его стабилизации за счет нагрева компрессатом первой ступени и сепарации при пониженном давлении. Дополнительная установка на линии вывода сжатого газа компрессора второй ступени и холодильника позволяет получать холод для поддержания требуемой температуры верха дефлегматора.

В предлагаемом способе смешение газа с газом стабилизации, а также компримирование, охлаждение и редуцирование сжатого газа позволяет повысить выход отбензиненного газа. Охлаждение компрессата флегмой позволяет нагреть и стабилизировать флегму, а последующая ее сепарация совместно с конденсатом позволяет снизить ДНП конденсата.

Предлагаемая установка состоит из холодильника-сепаратора 1, компрессора первой ступени 2, компрессора второй ступени 3, трехсекционного дефлегматора 4, холодильника 5, редуцирующего устройства 6 и сепаратора 7.

При работе установки газ 8 смешивают с газом стабилизации 9, охлаждают внешним хладагентом 10 в холодильнике-сепараторе 1, сжимают компрессором первой ступени 2, охлаждают флегмой в нижней секции дефлегматора 4 и подают в дефлегматор, где охлаждают в условиях дефлегмации сначала в средней секции внешним хладагентом 10 а затем в

верхней секции редуцированным охлажденным сжатым газом 11. С верха дефлегматора 4 выводят сжатый газ 12, который сжимают компрессором 3, охлаждают внешним хладоагентом 10 в холодильнике 5, редуцируют с помощью устройства 6, нагревают в дефлегматоре 4, полученный отбензиненный газ 13 выводят с установки. С низа дефлегматора 4 выводят флегму 14, которую стабилизируют в сепараторе 7 совместно с конденсатом 15, выводимым из холодильника-сепаратора 1, с получением газа стабилизации 9 и стабилизированного конденсата 16.

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером. 1000 нм³/час попутного нефтяного газа концевой сепарационной установки состава, % об.: азот 0,25; диоксид углерода 0,27; метан 39,55; этан 21,39; пропан 20,09; бутаны 10,83; С₅₊ остальное, при 40°С и 0,18 МПа смешивают с 78 нм³/час газа стабилизации, охлаждают до 29°С, сепарируют с получением 52,4 кг/час конденсата, сжимают до 1,1 МПа, охлаждают флегмой до 86°С, затем внешним хладоагентом и охлажденным редуцированным сжатым газом в условиях дефлегмации до 10°С, и получают 905 нм³/час сжатого газа, который дополнительно сжимают до 3,6 МПа, охлаждают внешним теплоносителем до 29°С, редуцируют до 1,1 МПа, нагревают в дефлегматоре до 25°С и выводят в качестве отбензиненного газа, а также 507 кг/час флегмы, которую смешивают с конденсатом и сепарируют при 0,18 МПа с получением газа стабилизации и 340 кг/час конденсата с ДНП по Рейду 140 кПа.

При отбензинивании газа по прототипу в аналогичных условиях получен конденсат с ДНП по Рейду 2289 кПа, а выход отбензиненного газа составил 746 нм³/час.

Из примера следует, что предложенные устройство и способ позволяют снизить ДНП конденсата, повысить выход отбензиненного газа и могут быть использованы в промышленности.

1. Установка отбензинивания попутного нефтяного газа, включающая компрессор, линию ввода газа, дефлегматор, установленный на линии подачи компрессата, оснащенный линиями вывода флегмы и сжатого газа, оборудованный тепломассообменными секциями, верхняя из которых оснащена линией вывода отбензиненного газа и линией ввода редуцированного газа, на которой расположено редуцирующее устройство, отличающаяся тем, что к линии ввода газа примыкает линия подачи газа стабилизации и холодильник-сепаратор, оснащенный линией вывода конденсата и связанный с компрессором линией подачи газа сепарации, дефлегматор дополнительно оснащен тепломассообменной секцией, соединенной с линией подачи компрессата, кроме того, линии вывода флегмы и конденсата соединены с сепаратором, оснащенным линиями вывода стабилизированного конденсата и газа стабилизации, а на линии вывода сжатого газа дополнительно установлены компрессор второй ступени и холодильник.

2. Способ работы установки по п. 1, включающий сжатие газа, охлаждение компрессата внешним хладагентом и редуцированном сжатым газом в условиях дефлегмации с получением флегмы и сжатого газа, отличающийся тем, что перед сжатием газ смешивают с газом стабилизации, охлаждают и сепарируют с получением конденсата и газа сепарации, перед охлаждением в условиях дефлегмации сжатый газ охлаждают флегмой в условиях ее стабилизации, дополнительно компримируют, охлаждают, редуцируют и нагревают, при этом флегму и конденсат совместно сепарируют с получением газа стабилизации и стабилизированного конденсата.