Установка нтдр для комплексной подготовки газа и получения спг и способ ее работы

Авторы патента:

B01D3/40 - экстрактивная дистилляция

Владельцы патента RU 2688533:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Группа изобретений относится к установкам низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности. Установка низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР включает входной сепаратор, блок низкотемпературной конденсации в составе дефлегматора и деметанизатора, рекуперационных теплообменников и редуцирующих устройств, узлы дебутанизации, очистки от углекислого газа и холодильную машину. При работе установки сырой газ охлаждают в рекуперационном теплообменнике разделяют во входном сепараторе на конденсат и газ, который после охлаждения направляют в дефлегматор. Из средней части деметанизатора выводят циркулирующую флегму, которую после нагрева сырым газом возвращают в деметанизатор. С верха деметанизатора после нагрева в рекуперационном теплообменнике выводят подготовленный газ, а с низа - деметанизированный конденсат, который направляют в узел дебутанизации для разделения на продукты. Из средней части деметанизатора отбирают СПГ, который выводят после очистки от углекислого газа и охлаждения в холодильной машине. Группа изобретений обеспечивает получение СПГ за счет оборудования установки деметанизатора, и повышение выхода углеводородов С₂₊засчет охлаждения дефлегматора редуцированным газом дефлегмации и исключения вывода факельных газов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к установкам низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР и может быть использовано в газовой промышленности при подготовке природного газа.

Известен способ низкотемпературной сепарации газа [RU 2543867, опубл. 10.03.2015 г., МПК B01D3/14, B01D3/28], осуществляемый на установке, включающей входной сепаратор, двухсекционный дефлегматор, блок низкотемпературной сепарации в составе редуцирующего устройства и низкотемпературного сепаратора, и блок выветривания конденсата.

Недостатками известной установки являются низкое качество товарного газа и низкий выход газового конденсата из-за неполной рекуперации холода технологических потоков.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка комплексной подготовки газа [RU 2624710, опубл. 05.07.2017 г., МПК F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], включающая входной сепаратор, блок низкотемпературной конденсации с первым и вторым рекуперационным теплообменниками, дефлегматором, соединенным линией газа подачи дефлегмации, оснащенным редуцирующим устройством, с низкотемпературным сепаратором, оснащенным линией вывода газа в теплообменную секцию дефлегматора, а также редуцирующие устройства и блок стабилизации конденсата.

При работе установки сырой газ охлаждают редуцированной смесью конденсатов, разделяют во входном сепараторе на конденсат и газ, который охлаждают подготовленным газом и после редуцирования подвергают дефлегмации с получением конденсата и газа дефлегмации, который редуцируют и разделяют на конденсат и газ сепарации, который нагревают в дефлегматоре, а затем газом входной сепарации и выводят. Смесь конденсатов редуцируют, нагревают сырым газом или частью газа входной сепарации и стабилизируют с получением стабильного конденсата и факельных газов.

Недостатком данной установки является невозможность получения СПГ и низкий выход углеводородов С₂₊ из-за недостаточного охлаждения при дефлегмации и потерь с факельными газами.

Задача изобретения - получение СПГ и повышение выхода углеводородов С₂₊.

Техническим результатом является получение СПГ за счет оборудования установки деметанизатором, оснащенным линией вывода СПГ, а также повышение выхода углеводородов С₂₊ за счет охлаждения дефлегматора редуцированным газом дефлегмации и исключения вывода факельных газов.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке НТДР, включающей входной сепаратор, блок низкотемпературной конденсации с редуцирующими устройствами, содержащий первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор с теплообменной секцией, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с низкотемпературным сепаратором, оснащенным линией вывода подготовленного газа, а также блок стабилизации, особенность заключается в том, что в качестве низкотемпературного сепаратора установлен деметанизатор с линией подачи деметанизированного конденсата в блок стабилизации и линией вывода подготовленного газа с первым рекуперационным теплообменником, на линии подачи газа дефлегмации после редуцирующего устройства расположена теплообменная секция дефлегматора и деметанизатор, соединенный с входным сепаратором и дефлегматором линиями подачи конденсатов с редуцирующими устройствами, а со вторым рекуперационным теплообменником - линиями ввода/вывода флегмы в качестве циркуляционного орошения, оснащенный линией вывода СПГ, расположенной выше линий ввода/вывода флегмы, с узлом очистки от углекислого газа и холодильной машиной, при этом в качестве блока стабилизации установлен узел дебутанизации, оснащенный линиями вывода продуктов.

Второй рекуперационный теплообменник может быть расположен на линии подачи части газа входной сепарации перед редуцирующим устройством. По меньшей мере одно из редуцирующих устройств может быть выполнено в виде детандера, соединенного с компрессором холодильной машины кинематической или электрической связью.

Технический результат достигается также тем, что в предлагаемом способе, включающем охлаждение и разделение сырого газа во входном сепараторе на конденсат и газ, который охлаждают подготовленным газом и после редуцирования подвергают дефлегмации с получением конденсата и газа дефлегмации, который редуцируют и разделяют с получением газа, который нагревают в дефлегматоре, а затем газом входной сепарации и выводят, особенность заключается в том, что газ дефлегмации после редуцирования нагревают в дефлегматоре и разделяют в деметанизаторе с получением подготовленного газа, который нагревают газом входной сепарации и выводят, сырой газ охлаждают циркулирующей флегмой, подаваемой из деметанизатора, в который направляют редуцированные конденсаты входной сепарации и дефлегмации, из которого выше места ввода/вывода циркулирующей флегмы отбирают СПГ, который очищают от углекислого газа, охлаждают и выводят, а с низа деметанизатора выводят деметанизированный конденсат, который разделяют в узле дебутанизации с получением продуктов.

Вместо сырого газа нагрев циркулирующей флегмы может осуществляться частью газа входной сепарации.

Кинематическое соединение между компрессором холодильной установки и детандером(ами) осуществляют, например, путем их размещения на одном валу, а электрическое соединение - путем оборудования детандера(ов) электрогенератором(ами), питающими электропривод компрессора. Узел дебутанизации, в зависимости от требуемого ассортимента жидких продуктов, может включать деэтанизатор или деэтанизатор с дебутанизатором. В качестве продуктов могут выводиться: широкая фракция легких углеводородов, этан-бутановая фракция, этановая фракция, пропан-бутановая фракция и стабильный газовый конденсат. При получении в качестве продуктов пропан-бутановой фракции и стабильного газового конденсата узел дебутанизации может быть соединен линией вывода этансодержащего газа с линией вывода подготовленного газа. Деметанизатор, деэтанизатор и дебутанизатор могут быть выполнены в виде ректификационных колонн. Редуцирующие устройства могут быть выполнены в виде дроссельного вентиля, газодинамического устройства или детандера. Узел очистки газа от углекислоты может представлять собой, например, адсорбционную установку. В качестве остальных элементов установки могут быть расположены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Получение СПГ достигается путем оборудования установки деметанизатором, оснащенным линией вывода СПГ с блоком очистки от углекислого газа и холодильной машиной. Повышение выхода углеводородов С₂₊ достигается за счет понижения температуры верха дефлегматора путем подачи в теплообменную секцию дефлегматора редуцированного газа дефлегмации, имеющего наиболее низкую температуру, а также путем исключения образования факельных газов за счет размещения на линии вывода деметанизированного конденсата узла дебутанизации, оснащенного линиями вывода продуктов, содержащих тяжелые углеводороды.

Установка включает входной сепаратор 1, блок низкотемпературной конденсации в составе дефлегматора 2 и деметанизатора 3, рекуперационных теплообменников 4 и 5, редуцирующих устройств 6-9 (условно показаны детандеры), а также узлы дебутанизации 10 и очистки от углекислого газа 11 и холодильную машину 12.

При работе установки (фиг.1) сырой газ, подаваемый по линии 13, охлаждают в теплообменнике 5, разделяют в сепараторе 1 на конденсат, выводимый по линии 14, и газ, который по линии 15, после охлаждения в теплообменнике 4 и редуцирования с помощью устройства 6, направляют в дефлегматор 2, из которого по линии 16 выводят конденсат, а по линии 17 -газ дефлегмации, который редуцируют с помощью устройства 7, нагревают в теплообменной секции дефлегматора 2 и подают в деметанизатор 3 совместно с конденсатами, подаваемыми по линиям 14 и 16, предварительно редуцированными с помощью устройств 9 и 8, соответственно. Из средней части деметанизатора 3 выводят циркулирующую флегму, которую после нагрева в теплообменнике 5 возвращают в деметанизатор 3. С верха деметанизатора 3 по линии 18, после нагрева в теплообменнике 4 выводят подготовленный газ, а с низа деметанизатора 3 по линии 19 деметанизированный конденсат направляют в узел дебутанизации 10 для разделения на продукты, выводимые по линиям 20. Из средней части деметанизатора 3 по линии 21 отбирают СПГ, который выводят после очистки от углекислого газа в узле 11 и охлаждения в холодильной машине 12. Пунктиром показаны возможные: подача этансодержащего газа по линии 22 в линию вывода подготовленного газа 18, вариант расположения теплообменника 5 на линии подачи части газа входной сепарации 23, а также обогрев низа деметанизатора 2 тепловым потоком 24, подаваемым любым известным способом (электронагрев, нагрев теплоносителем, горячей струей и пр.). Штрихпунктиром показана связь компрессора холодильной машины 12 с по меньшей мере одним из детандеров. Линии подачи ингибитора гидратообразования (метанола) и вывода отработанного водометанольного раствора условно не показаны.

Работоспособность предлагаемой установки подтверждает пример: 190,5 тыс. нм³/час сырого газа состава, % об.: азот 0,35, углекислый газ 0,4, метан 89,95, этан 5,38, пропан 1,80, бутаны 0,89, С_5+В - остальное, при 10 МПа и 10°С разделяют на конденсата и газ, который охлаждают в рекуперационном теплообменнике до минус 49°С, редуцируют до 5,0 МПа и направляют в дефлегматор, с низа которого выводят конденсат, а с верха при минус 72°С - газ дефлегмации, который редуцируют до 4,2 МПа, нагревают в теплообменной секции дефлегматора и подают в деметанизатор совместно с конденсатами входной сепарации и дефлегмации, предварительно редуцированными до 4,2 МПа. Из средней части деметанизатора выводят циркулирующую флегму, которую после нагрева сырым газом до 5°С возвращают в деметанизатор. С верха деметанизатора при минус 75°С выводят подготовленный газ, нагревают его сырым газом до 5°С и в количестве 177,2 тыс. нм³/час выводят с установки. С низа деметанизатора деметанизированный конденсат подают в узел дебутанизации, где выделяют 20,8 т/час ШФЛУ или 9,4 т/час пропан-бутана автомобильного и 11,4 т/час стабильного газового конденсата. Из средней части деметанизатора, после очистки от углекислого газа и охлаждения в холодильной машине до минус 122,2°С, при 0,8 МПа выводят 5,8 т/час СПГ марки "В".

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

1. Установка НТДР для комплексной подготовки газа и получения СПГ, включающая входной сепаратор, блок низкотемпературной конденсации с редуцирующими устройствами, содержащий первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор с теплообменной секцией, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с низкотемпературным сепаратором, оснащенным линией вывода подготовленного газа, а также блок стабилизации, отличающаяся тем, что в качестве низкотемпературного сепаратора установлен деметанизатор с линией подачи деметанизированного конденсата в блок стабилизации и линией вывода подготовленного газа с первым рекуперационным теплообменником, на линии подачи газа дефлегмации после редуцирующего устройства расположена теплообменная секция дефлегматора и деметанизатор, соединенный с входным сепаратором и дефлегматором линиями подачи конденсатов с редуцирующими устройствами, а со вторым рекуперационным теплообменником - линиями ввода/вывода флегмы в качестве циркуляционного орошения, оснащенный линией вывода СПГ, расположенной выше линий ввода/вывода флегмы, с узлом очистки от углекислого газа и холодильной машиной, при этом в качестве блока стабилизации установлен узел дебутанизации, оснащенный линиями вывода продуктов.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, соединенного с компрессором холодильной машины кинематической или электрической связью.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что второй рекуперационный теплообменник установлен на линии подачи части газа сепарации перед редуцирующим устройством.

4. Способ работы установки по п. 1, включающий охлаждение и разделение сырого газа во входном сепараторе на конденсат и газ, который охлаждают подготовленным газом и после редуцирования подвергают дефлегмации с получением конденсата и газа дефлегмации, который редуцируют и разделяют с получением газа, который нагревают в дефлегматоре, а затем газом входной сепарации и выводят, отличающийся тем, что газ дефлегмации после редуцирования нагревают в дефлегматоре и разделяют в деметанизаторе с получением подготовленного газа, который нагревают газом входной сепарации и выводят, сырой газ охлаждают циркулирующей флегмой, подаваемой из деметанизатора, в который направляют редуцированные конденсаты входной сепарации и дефлегмации, из которого выше места ввода/вывода циркулирующей флегмы отбирают СПГ, который очищают от углекислого газа, охлаждают и выводят, а с низа деметанизатора выводят деметанизированный конденсат, который разделяют в узле дебутанизации с получением продуктов.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что циркулирующую флегму нагревают частью газа входной сепарации.

Изобретение относится к установкам низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности для подготовки природного газа. Предложена установка, включающая входной сепаратор, дефлегматор, низкотемпературный сепаратор, выветриватель, деметанизатор, деэтанизатор, дебутанизатор, первый и второй рекуперационные теплообменники и редуцирующие устройства.

Способ разделения гликолей // 2679644

Настоящее изобретение относится к способу выделения MEG и 1,2-BDO из первой смеси, содержащей MEG и 1,2-BDO, включающему следующие этапы: (i) этап, на котором указанную первую смесь, содержащую MEG и 1,2-BDO, подают в качестве сырья в дистилляционную колонну; (ii) этап, на котором глицеринсодержащий материал подают в дистилляционную колонну над первой смесью; (iii) этап, на котором осуществляют функционирование дистилляционной колонны при температуре в диапазоне от 50 до 250°С и давлении в диапазоне от 0,1 до 400 кПа; (iv) этап, на котором производят удаление потока, содержащего MEG и глицерин, в виде потока нижних фракций из дистилляционной колонны; и (v) этап, на котором производят удаление потока, содержащего 1,2-BDO, выше точки подачи глицеринсодержащего материала в дистилляционную колонну.

Системы, способы и устройства отделения алкиленоксидов // 2677460

Изобретение относится к системе отделения окиси пропилена. В соответствии с изобретением система содержит ректификационную колонну, приемный сосуд и систему промывки водой, отгонную колонну растворителя и экстракционную колонну.

Экстракционная колонна и способ экстрагирования компонента из текучей среды // 2676072

Изобретение касается экстракционной колонны. Экстракционная колонна, имеющая по крайней мере по участкам цилиндрический вертикально направленный корпус колонны, который образует внутренний объем колонны, который имеет горизонтальную максимальную протяженность, причем в корпусе колонны выполнены по меньшей мере одна первая подводящая линия для экстрагирующего агента, по меньшей мере одна вторая подводящая линия для текучей среды, подлежащей экстракции, и по меньшей мере одна отводящая линия для экстрактивной смеси и по меньшей мере одна отводящая линия для рафината, отличающаяся тем, что во внутреннем объеме колонны расположено вертикально направленное разделительное устройство, которое разделяет внутренний объем колонны на несколько вертикально направленных и горизонтально отделенных областей, причем горизонтальная максимальная протяженность каждой области при каждом горизонтальном сечении через корпус колонны, который разделяет разделительное устройство, меньше, чем горизонтальная максимальная протяженность внутреннего объема колонны, области у их верхних краев заканчиваются в совместной головной части колонны, а у их нижних краев - в совместной кубовой части колонны, причем в области головной части колонны и в области кубовой части колонны горизонтальная протяженность внутреннего объема колонны не разделяется разделительным устройством, и у головной части колонны расположена одна из подводящих линий, а у кубовой части колонны расположена другая из подводящих линий.

Улучшения, относящиеся к очистке пропиленоксида // 2672591

Изобретение относится к способу отделения примесей от неочищенного пропиленоксида (ПО). Предложенный способ включает стадию, на которой дистиллируют неочищенный ПО в зоне экстрактивной дистилляции с ароматическим углеводородом, содержащим 6-12 атомов углерода.

Ректификационная колонна и способ очистки спирта с ее применением // 2667286

Изобретение относится к конструкции колонных аппаратов, предназначенных для очистки спирта ректификацией. Ректификационная колонна содержит корпус в виде отрезка трубы, насадочное контактное устройство 3, расположенное внутри корпуса, входное и выходное отверстия для прохождения пара через колонну, при этом конструкция колонны представляет собой трубу в трубе, трубы 1 и 2 расположены с образованием зазора между их стенками, причем с одной из сторон трубы соединены друг с другом, перекрывая кольцевой зазор, внутренняя труба 2 имеет меньшую длину, чем наружная 1, отверстие со стороны соединения труб друг с другом является выходным, насадочное контактное устройство 3 расположено внутри внутренней трубы 2, конец трубы корпуса, противоположный выходному отверстию, перекрыт пластиной 4 с отверстиями для трубок подачи пара 5, расположенных в кольцевом зазоре, для дополнительного нагрева стенок внутренней трубы 2, свободные концы трубок для подачи пара 5 и внутренней трубы 2 расположены со смещением, перекрывая друг друга по длине колонны, а другие концы трубок закреплены в отверстиях пластины 4, причем в пластине 4 выполнено отверстие, в котором расположен переливной стержень 6, с наружной стороны пластины 4, скрывая выступающий конец стержня, установлен колпачок 7, в стержне 6 выполнены отверстия, обеспечивающие при достижении жидкостью в колонне заданного уровня ее слив через внутреннюю полость колпачка 7 с прорезями, расположенными выше уровня нижнего отверстия переливного стержня.

Способ обработки сжиженных газообразных углеводородов с использованием 2-амино-2-(гидроксиметил)пропан-1,3-диоловых соединений // 2643358

Изобретение относится к способу обработки сжиженных углеводородов. Способ обработки сжиженных углеводородов, содержащих кислые газы, для отделения вышеупомянутых кислых газов при одновременном сокращении до минимума потери аминосоединений включает стадию контакта сжиженных углеводородов с абсорбирующим водным раствором первого аминосоединения, где первое аминосоединение имеет структуру в которой либо: a) R1 является водородом и R2 выбран из группы, состоящей из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила, 2-гидроксиэтила или пропан-2,3-диола, а также их смеси; или b) R1 выбран из группы, состоящей из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила, 2-гидроксиэтила или пропан-2,3-диола, а также их смеси; или c) каждый из R1 и R2 индивидуально выбран из группы, состоящей из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила, 2-гидроксиэтила или пропан-2,3-диола, а также их смеси.

Способ очистки сжиженных углеводородов с применением соединений 3-(пиперазин-1-ил)пропан-1, 2 диола // 2640262

Изобретение относится к способу очистки сжиженных углеводородов, таких как сжиженный нефтяной газ (LPG) или сжиженный природный газ (NGL). Способ обработки сжиженных углеводородов, содержащих кислые газы, для удаления упомянутых кислых газов при сведении к минимуму потери аминосоединений, включает этап контактирования упомянутых сжиженных углеводородов с абсорбирующим водным раствором первого аминосоединения, причем упомянутое первое аминосоединение имеет структуру: ,в которой R1 представляет собой водород, пропан-2,3-диол и их смеси, и R2 представляет собой пропан-2,3-диол.

Способ комплексной подготовки газа // 2637517

Изобретение описывает способ комплексной подготовки газа, при котором газ входной сепарации подвергают дефлегмации за счет охлаждения газом низкотемпературной сепарации с получением газа дефлегмации и флегмы, которую смешивают с конденсатом входной сепарации, и выветривают с получением выветренного конденсата и газа выветривания, который совместно с редуцированным газом дефлегмации подвергают низкотемпературной сепарации с получением газа и конденсата, а при стабилизации смеси конденсатов получают газ стабилизации и стабильный конденсат, отличающийся тем, что сырой газ перед входной сепарацией редуцируют и смешивают с газом стабилизации с помощью эжектирующего устройства, газ входной сепарации охлаждают редуцированным выветренным конденсатом и предварительно нагретым газом низкотемпературной сепарации, а смесь конденсата входной сепарации и флегмы редуцируют и смешивают с конденсатом низкотемпературной сепарации с помощью эжектирующего устройства перед выветриванием.

Способ обработки сжиженных углеводородов с использованием 3-(амино)пропан-1,2-диольных соединений // 2636517

Изобретение относится к способу обработки потоков сжиженных углеводородов (NGL или LPG). Способ обработки сжиженных углеводородов, содержащих кислые газы, для удаления указанных кислых газов при минимизации потерь соединений аминов, содержит стадию приведения в контакт указанных сжиженных углеводородов с поглощающим водным раствором первого аминосоединения, причем указанное первое аминосоединение имеет структуру ,где R1 представляет собой пропан-2,3-диол; R2 представляет собой водород, метил, этил, 2-гидроксиэтил или пропан-2,3-диол; и R3 представляет собой водород, метил, этил, 2-гидроксиэтил или пропан-2,3-диол.