Установка комплексной подготовки газа путем низкотемпературного фракционирования

Авторы патента:

B01D3/00 - Перегонка или родственные обменные процессы, в которых жидкости контактируют с газовой средой, например отгонка легких фракций (газовая хроматография B01D 15/08; деструктивная перегонка C10B; производство алкогольных напитков перегонкой C12G 3/12)

Владельцы патента RU 2736034:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к оборудованию для промысловой подготовки природного газа и может быть использовано в газовой промышленности. Предложена установка, включающая входной и промежуточный сепараторы, рекуперативный теплообменник, фракционирующую колонну с верхней и нижней тепломассообменными секциями, редуцирующие устройства и блок фракционирования. При работе установки сырой газ разделяют во входном сепараторе с получением углеводородного конденсата и газа, который разделяют на два потока. Первый поток подают на охлаждение в нижнюю тепломассообменную секцию колонны, смешивают со вторым потоком, охлажденным в теплообменнике, разделяют в промежуточном сепараторе с получением углеводородного конденсата и газа, который редуцируют и подают в среднюю часть колонны, совместно с углеводородными конденсатами, подаваемыми в ее нижнюю часть после редуцирования. С низа колонны деметанизированный конденсат подают в блок фракционирования, из которого выводят жидкие продукты в заданном ассортименте, при этом в качестве хладагента подают часть подготовленного газа. С верха колонны выводят подготовленный газ, редуцируют его, нагревают в верхней теплообменной секции колонны, затем в теплообменнике и выводят. Технический результат - увеличение выхода углеводородов С₂₊ и исключение использования сторонних источников низкотемпературного холода. 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для промысловой подготовки природного газа и может быть использовано в газовой промышленности.

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, первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор, соединенный линией газа подачи дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с низкотемпературным сепаратором, оборудованным линией вывода газа в теплообменную секцию дефлегматора, а также редуцирующие устройства и блок стабилизации конденсата (блок фракционирования).

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С₃₊ из-за потерь с факельными газами.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка НТДР для комплексной безотходной промысловой подготовки газа [RU 2699913, опубл. 11.09.2019 г., МПК C10G 5/00] с линиями сырого и подготовленного природного газа, которая в одном из вариантов включает входной сепаратор, установленные на линии газа входной сепарации первый и второй промежуточные сепараторы с редуцирующим устройством между ними, первый и второй рекуперационный (рекуперативный) теплообменники, а также дефлегматор, оснащенный линией подачи газа дефлегмации с редуцирующим устройством, оборудованный теплообменной (тепломассообменной) секцией, расположенной в верхней его части, соединенной линией вывода подготовленного (метансодержащего) газа с первым рекуперативным теплообменником и деметанизатором, который соединен линиями подачи деметанизированного конденсата и отходящего газа с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода продуктов, а также соединен с дефлегматором и сепараторами линиями подачи углеводородных конденсатов с редуцирующими устройствами, а со вторым рекуперативным теплообменником - линиями ввода/вывода циркуляционного орошения.

Недостатком известной установки является низкий выход углеводородов С₂₊, из-за уноса с метансодержащего газом вследствие относительно высокой температуры верха деметанизатора, а также необходимость использования сторонних источников низкотемпературного холода для разделения деметанизированного конденсата в блоке фракционирования.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выхода углеводородов С₂₊ и исключение использования сторонних источников низкотемпературного холода.

Техническим результатом является увеличение выхода углеводородов С₂₊ за счет установки взамен дефлегматора и деметанизатора полной фракционирующей колонны, охлаждаемой редуцированным подготовленным газом и обогреваемой газом входной сепарации. Исключение использования сторонних источников низкотемпературного холода достигается за счет использования в качестве хладоагента части подготовленного природного газа.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке с линиями сырого и подготовленного природного газа, включающей редуцирующие устройства, входной сепаратор, установленные на линии газа входной сепарации рекуперативный теплообменник, промежуточный сепаратор, редуцирующее устройство, и фракционирующий аппарат, оснащенный тепломассообменной секцией, расположенной в верхней его части на линии вывода подготовленного газа с рекуперативным теплообменником, а также блок фракционирования с линией подачи деметанизированного конденсата, оснащенный линиями вывода продуктов, особенность заключается в том, что в качестве фракционирующего аппарата установлена фракционирующая колонна, с верхней частью, оснащенной линией вывода подготовленного газа с редуцирующим устройством, и нижней частью, соединенной с сепараторами линиями подачи углеводородных конденсатов с редуцирующими устройствами, оснащенной линией подачи деметанизированного конденсата и второй тепломассообменной секцией, расположенной на байпасе рекуперативного теплообменника, при этом блок фракционирования оснащен линиями ввода/вывода в качестве хладоагента части подготовленного газа, отбираемой между колонной и редуцирующим устройством или между колонной и рекуперационным теплообменником.

При необходимости увеличения выхода углеводородов С₂₊ рекуперативный теплообменник может быть выполнен многопоточным и соединенным с компрессионной холодильной машиной.

Блок фракционирования может быть выполнен, например, в виде ректификационных колонн в количестве и с характеристиками, обусловленными заданным ассортиментом жидких продуктов. Редуцирующие устройства могут быть выполнены в виде дроссельного вентиля, газодинамического устройства или детандера. При установке холодильной машины по меньшей мере одно из редуцирующих устройств может быть выполнено в виде детандера, который соединен с компрессором холодильной машины посредством кинематических и/или электрических и/или магнитных и/или гидравлических устройств. В качестве остальных элементов установки могут быть установлены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Установка полной фракционирующей колонны взамен дефлегматора и деметанизатора позволяет исключить потери углеводородов С₂₊ вместе с метансодержащим газом, непосредственно направляемым в подготовленный газ, за счет более низкой температуры верха фракционирующей колонны, охлаждаемой редуцированным подготовленным газом, за счет чего повысить выход углеводородов С₂₊. Кроме того, обогрев газом высокого давления нижней части колонны позволяет осуществить фракционирование флегмы, образующейся в верхней части колонны за счет охлаждения редуцированным подготовленным газом, и получить деметанизированный конденсат с низким содержанием метана. За счет этого для разделения последнего достаточно технологического тепла потока подготовленного газа, что позволяет исключить использование сторонних источников низкотемпературного холода.

Установка показана на прилагаемом чертеже и включает входной 1 и промежуточный 2 сепараторы, рекуперативный теплообменник 3, фракционирующую колонну 4 с верхней и нижней тепломассообменными секциями, блок фракционирования 5, а также редуцирующие устройства 6-9. Установка может быть дополнена компрессионной холодильной машиной 10 (показана пунктиром).

При работе установки сырой природный газ, поступающий по линии 11, разделяют в сепараторе 1 с получением углеводородного конденсата, выводимого по линии 12, и газа, выводимого по линии 13, который разделяют на два потока. Первый поток по линии 14 подают на охлаждение в нижнюю тепломассообменную секцию колонны 4, смешивают со вторым потоком, охлажденным в теплообменнике 3, разделяют в сепараторе 2 с получением углеводородного конденсата, выводимого по линии 15, и газа, который редуцируют в устройстве 6 и подают в среднюю часть колонны 4, совместно с углеводородными конденсатами, подаваемыми в ее нижнюю часть по линиям 12 и 15 после редуцирования в устройствах 7 и 8, соответственно. С низа колонны 4 по линии 16 деметанизированный конденсат подают в блок 5, из которого по линиям 17 выводят жидкие продукты в заданном ассортименте, при этом по линиям 18 в качестве хладоагента вводят и выводят часть газа подготовленного газа из линии 19, отбираемую между колонной 4 и теплообменником 3, или между колонной 4 и устройством 9 и возвращаемую в линию 19 до или после устройства 9 (последний вариант показан пунктиром). С верха колонны 4 по линии 19 выводят подготовленный газ, редуцируют его в устройстве 9, нагревают в верхней теплообменной секции колонны 4, охлаждая ее верхнюю часть, затем в теплообменнике 3 и выводят. Линии ввода свежего и вывода отработанного ингибитора гидратообразования условно не показаны.

При необходимости (показано пунктиром) по линии 20 из блока 6 в линию 19 выводят отходящий газ, а в теплообменник 3 подают дополнительное количество холода с помощью компрессионной холодильной машины 10. Возможное соединение компрессора холодильной машины 10 с детандером(ами) показано штрих-пунктиром.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход углеводородов С₂₊, исключить использование сторонних источников низкотемпературного холода и может найти применение в газовой промышленности.

Установка комплексной подготовки газа путем низкотемпературного фракционирования с линиями сырого и подготовленного природного газа, включающая редуцирующие устройства, входной сепаратор, установленные на линии газа входной сепарации рекуперативный теплообменник, промежуточный сепаратор, редуцирующее устройство и фракционирующий аппарат, оснащенный тепломассообменной секцией, расположенной в верхней его части на линии вывода подготовленного газа с рекуперативным теплообменником, а также блок фракционирования с линией подачи деметанизированного конденсата, оснащенный линиями вывода продуктов, отличающаяся тем, что в качестве фракционирующего аппарата установлена фракционирующая колонна, с верхней частью, оснащенной линией вывода подготовленного газа с редуцирующим устройством, и нижней частью, соединенной с сепараторами линиями подачи углеводородных конденсатов с редуцирующими устройствами, оснащенной линией подачи деметанизированного конденсата и второй тепломассообменной секцией, расположенной на байпасе рекуперативного теплообменника, при этом блок фракционирования оснащен линиями ввода/вывода в качестве хладагента части подготовленного газа, отбираемой между колонной и редуцирующим устройством или между колонной и рекуперационным теплообменником.

Изобретение относится к установкам низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности. Предложена установка, включающая блоки входной сепарации, низкотемпературной конденсации и стабилизации, а также блок получения СПГ в составе рекуперационного теплообменника, среднетемпературного и низкотемпературного холодильников, сепаратора, блоков осушки и очистки, детандера, первого и второго компрессоров.

Установка промыслового получения метанола и способ ее работы // 2735831

Настоящее изобретение относится к установке промыслового получения метанола, включающей блок получения синтез-газа/синтеза метанола с по меньшей мере одним узлом синтеза, соединенным линией катализата с устройством для выделения метанола.

Впускное устройство для разделения фаз потока жидкой среды в сосуде и способ с использованием данного устройства // 2735610

Впускное устройство для использования в сосуде для облегчения отделения газовой фазы от жидкой фазы в потоке текучей среды. Впускное устройство имеет разделительные стаканы (26а, 26b, 26с), расположенные на каждом из выпускных концов (44а, 44b, 44с) проточного канала (24).

Ректификационная колонна для разделения парогазовой смеси водяного пара, аммиака и сероводорода // 2732023

Изобретение относится к устройствам для разделения продуктов очистки сернисто-аммонийных сточных вод и может быть использовано в химической промышленности. Ректификационная колонна включает корпус с патрубками подвода и отвода парогазовой и жидкой фаз, циркуляционные охлаждаемые системы орошения, контактные устройства, распределители нижнего и верхнего циркуляционного орошения и оборудованную газоходом глухую коллекторную тарелку.

Установка низкотемпературного фракционирования для деэтанизации магистрального газа с выработкой спг // 2731709

Изобретение относится к оборудованию для получения газа низкого давления и сжиженных углеводородных газов за счет использования перепада давления между магистральным и распределительным трубопроводами природного газа.

Массообменная колонна // 2729797

Изобретение относится к массообменной колонне и может быть использовано для разделения широкого круга изотопов методами ректификации и химического обмена. Массообменная колонна, содержащая установленный под углом к горизонту цилиндрический корпус, снабженный торцевыми крышками, патрубками для ввода и вывода реагентов и размещенной внутри корпуса вращающейся массообменной частью, выполненной в виде цилиндрических перфорированных кассет, содержащих насыпной наполнитель - насадку, с внешней поверхностью, имеющей спиралевидную канавку, выполненную с шагом, меньшим размера элемента насыпного наполнителя, в которой размещена проволока, причем концевые участки кассет снабжены сепараторами с элементами качения и кольцевыми перегородками, а торцевые - элементами взаимной фиксации в виде кулачковых полумуфт, отличающаяся тем, что с верхней торцевой цилиндрической перфорированной кассетой соединен дополнительный диск, плоскопараллельный крышке корпуса и содержащий на противоположной от кассеты стороне магнитные элементы, а с внешней стороны торцевой крышки расположен второй плоскопараллельный внешней стороне крышки корпуса и расположенный на валу диск, на противоположной от вала стороне которого размещены магнитные элементы.

Устройство ректификационной установки // 2729618

Изобретение относится к оборудованию для ректификации спирта. Изобретение касается устройства ректификационной установки, содержащего последовательно соединённые друг с другом сообщающиеся перегонный куб, снабжённый нагревателем, накопитель флегмы с паролифтовым подъёмом флегмы для питания ректификационной колонны, ректификационную колонну и дефлегматор.

Способ десульфуризации крекинг-лигроина // 2726633

Настоящее изобретение относится к способу десульфуризации крекинг-лигроина, содержащего органические соединения серы, включающему: a) подачу крекинг-лигроина на ректификационную колонну, содержащую кубовый ребойлер; b) разделение упомянутого крекинг-лигроина на фракции, с образованием фракции легкого лигроина и фракции тяжелого лигроина, которую удаляют в виде кубового осадка из ректификационной колонны; c) подачу фракции тяжелого лигроина и водорода на блок гидродесульфуризации, содержащий катализатор гидродесульфуризации, с получением вытекающего потока десульфуризированного тяжелого лигроина; причем способ дополнительно включает: d) извлечение промежуточной фракции лигроина в виде бокового погона из ректификационной колонны у тарелки для бокового погона, расположенной ниже входа для подачи сырья и выше нижнего выхода для фракции тяжелого лигроина; e) нагрев упомянутой промежуточной фракции лигроина при более низкой температуре, чем температура кубового ребойлера, с помощью промежуточного ребойлера, снабженного источником тепла, имеющим температуру более низкую, чем у кубового ребойлера; f) рециркуляцию нагретой промежуточной фракции лигроина в ректификационную колонну на тарелку, расположенную ниже тарелки для бокового погона промежуточной фракции лигроина, колонны и выше самой нижней тарелки ректификационной колонны.

Контактное устройство для тепломассообменных аппаратов // 2725931

Изобретение относится к контактным устройствам тепломассообменных аппаратов для проведения процессов ректификации, абсорбции, экстракции и может быть использовано в биотехнологии, химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Управление колонной выделения // 2724904

Изобретение относится к двум вариантам способа экстракционной дистилляции. Один из них предусматривает введение смеси, которая содержит акрилонитрил и ацетонитрил, по меньшей мере в одну дистилляционную колонну, где смесь имеет температуру от 162°F (72,2°C) до 175°F (79,4°C) перед введением в дистилляционную колонну; введение смеси, которая содержит акрилонитрил и ацетонитрил, в контакт с водным растворителем с получением азеотропной смеси акрилонитрила и воды, где водный растворитель имеет температуру от 102°F (38,8°C) до 128°F (53,3°C) перед введением в дистилляционную колонну; и отделение азеотропной смеси акрилонитрила и воды от ацетонитрила с получением верхнего потока и бокового потока.