Установка подготовки попутного нефтяного газа с выработкой широкой фракции легких углеводородов (варианты)
Изобретение относится к способам промысловой подготовки углеводородных газов и может быть использовано в нефтяной промышленности для переработки попутного нефтяного газа. Предложено четыре варианта установки, включающей компрессорную станцию, рекуперативный теплообменник, сепаратор, трехфазный сепаратор, дефлегматор с внешним источником холода, а также редуцирующие устройства. В вариантах 3 и 4 верхняя часть дефлегматора оборудована тепломассообменной секцией. При работе первого варианта установки попутный нефтяной газ смешивают с газом стабилизации, сжимают в компрессорной станции, охлаждают в теплообменнике и разделяют в сепараторе на остаток и газ, который подают в низ дефлегматора, верх которого охлаждают хладоагентом, подаваемым из внешнего источника холода. С верха дефлегматора выводят газ дефлегмации, нагревают его в теплообменнике и выводят в качестве СОГ, а с низа дефлегматора выводят флегму. Остаток сепарации и флегму редуцируют и направляют в трехфазный сепаратор, из которого выводят водный конденсат, ШФЛУ и после редуцирования газ стабилизации. Работа второго и четвертого вариантов установки отличается рекуперативным охлаждением в теплообменнике газа сепарации после сепаратора. Работа третьего и четвертого вариантов установки отличается дополнительным рекуперативным охлаждением верхней части дефлегматора с помощью тепломассообменной секции. Технический результат - уменьшение металлоемкости и снижение энергозатрат. 4 н.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к способам промысловой подготовки углеводородных газов и может быть использовано в нефтяной промышленности для переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с получением широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и сухого отбензиненного газа (СОГ).
Известен способ подготовки углеводородного газа [RU 2524790, опубл. 10.08.2014 г., МПК F25J 3/00], осуществляемый на установке, включающей компрессор, отпарную колонну с линией вывода конденсата (ШФЛУ), нагреваемую сжатым газом, дефлегматор с линией вывода подготовленного газа (СОГ), охлаждаемый с помощью стороннего источника холода, соединенные линиями подачи нестабильного конденсата и смеси охлажденного сжатого газа с газом стабилизации.
Недостатками известных способа и установки являются низкий выход и низкое качество подготовленного газа из-за высокого содержания в нем тяжелых компонентов газа и низкое качество ШФЛУ из-за высокого содержания в нем легких компонентов газа.
Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению способ подготовки попутного нефтяного газа [RU 2593571, опубл. 10.08.2016 г., МПК F25J 3/06], осуществляемый на установке, включающей компрессорную станцию первой ступени, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа выветривания (газа стабилизации), оснащенную оборудованием для охлаждения сжатого газа в условиях дефлегмации (дефлегматор с внешним источником холода) и стабилизации флегмы (устройство для стабилизации) за счет нагрева сжатым газом, соединенную линией подачи стабилизированной флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, с сепаратором, соединенным с линией подачи ПНГ линией подачи газа выветривания (газа сепарации) и оборудованным линией вывода ШФЛУ (остатка сепарации). Компрессорная станция первой ступени соединена линией подачи сжатого газа с компрессорной станцией второй ступени, оснащенной оборудованием для охлаждения сжатого газа в условиях дефлегмации (дефлегматор с внешним источником холода), а также линиями вывода пропан-бутановой фракции и подготовленного газа (СОГ). Перед компрессорными станциям могут быть расположены блоки осушки и/или очистки газа от сероводорода и/или меркаптанов.
Недостатками данных способа и установки являются большие энергозатраты на охлаждение сжатого газа из-за отсутствия системы рекуперации холода СОГ.
Задача изобретения - снижение энергозатрат на охлаждение сжатого газа.
Техническим результатом во всех предложенных вариантах установки является снижение энергозатрат на охлаждение сжатого газа за счет оснащения установки системой рекуперации холода СОГ.
Предложено четыре варианты установки, отличающихся аппаратурным оформлением системы рекуперации холода СОГ, которая во всех вариантах включает рекуперативный теплообменник, а в третьем и четвертом вариантах дополнительно включает тепломассообменную секцию дефлегматора.
Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в известной установке, включающей компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, особенностью является то, что после компрессорной станции расположен рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией подачи газа, на которой расположен дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией подачи ингибитора гидратообразования, линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией подачи газа дефлегмации, на которой расположен рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода СОГ, кроме того, линии подачи редуцированных остатка сепарации и флегмы соединены с трехфазным сепаратором в качестве устройства для стабилизации, оснащенным линиями вывода отработанного ингибитора гидратообразования, газа стабилизации с редуцирующим устройством и ШФЛУ.
Второй и четвертый варианты отличаются размещением рекуперативного теплообменника после сепаратора. Третий и четвертый варианты отличаются оснащением верхней части дефлегматора тепломассообменной секцией, расположенной на линии редуцированного газа дефлегмации.
Оптимальное место подачи ингибитора гидратообразования по высоте дефлегматора зависит от летучести применяемого ингибитора и температуры на верху дефлегматора и определяется в каждом конкретном случае, исходя из минимизации расхода ингибитора. Перед рекуперационным теплообменником при необходимости может быть расположена дополнительная линия подачи ингибитора гидратообразования. При подготовке сернистого газа после сепаратора, в области максимального давления газа, может быть размещен блок очистки газа, например, с оборудованием для абсорбционной очистки от сероводорода селективными абсорбентами, известными из уровня техники. Компрессорная станция включает компрессоры и вспомогательные системы сепарации и охлаждения. В качестве внешнего источника холода установлена, например, холодильная машина. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
Снижение энергозатрат на охлаждение сжатого газа достигается за счет оснащения установки системой рекуперации холода СОГ, что позволяет выводить с установки СОГ с более высокой температурой, возвращая соответствующее количество холода в технологический процесс, и за счет этого соответственно уменьшить мощность стороннего источника холода (холодильной машины).
Предлагаемая установка во всех вариантах включает компрессорную станцию 1, рекуперативный теплообменник 2, сепаратор 3, трехфазный сепаратор 4, дефлегматор 5 с внешним источником холода 6, а также редуцирующие устройства 7-9. В вариантах 3 и 4 (фиг. 3 и 4) верхняя часть дефлегматора оборудована тепломассообменной секцией 10, а на линии подачи газа дефлегмации установлено редуцирующее устройство 11. Блок очистки газа 12 (показан пунктиром) может быть установлен при подготовке сернистого ПНГ.
При работе первого варианта (фиг. 1) установки ПНГ, подаваемый по линии 13, смешивают с газом стабилизации, подаваемым по линии 14, сжимают в компрессорной 1, охлаждают в теплообменнике 2 и разделяют в сепараторе 3 на остаток, выводимый по линии 15, и газ, который совместно с ингибитором гидратообразования, подаваемым по линии 16, направляют в дефлегматор 5, верх которого охлаждают хладоагентом, подаваемым из источника холода 6. С верха дефлегматора 5 по линии 17 выводят газ дефлегмации, нагревают его в теплообменнике 2 и выводят по линии 18 в качестве СОГ, а с низа дефлегматора 5 по линии 19 выводят флегму. Остаток сепарации и флегму редуцируют в устройствах 7 и 8 и направляют в сепаратор 4, из которого по линии 20 выводят отработанный ингибитор гидратообразования, по линии 21 - ШФЛУ, а по линии 14 - после редуцирования в устройстве 9 - газ стабилизации.
Работа второго (фиг. 2) и четвертого (фиг. 4) вариантов установки отличаются рекуперативным охлаждением газа сепарации в теплообменнике 2 после сепаратора 3. Работа третьего (фиг. 3) и четвертого (фиг. 4) вариантов установки отличаются дополнительным рекуперативным охлаждением верхней части дефлегматора 5 с помощью тепломассообменной секции 10, расположенной на линии 17, газом дефлегмации, редуцированным в устройстве 11. По линии 22 перед теплообменником 2 во всех вариантах установки может дополнительно подаваться ингибитор гидратообразования (показано пунктиром).
Таким образом предлагаемая установка позволяет снизить энергозатраты и может быть использована в промышленности.
1. Установка подготовки попутного нефтяного газа с выработкой широкой фракции легких углеводородов, включающая компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси попутного нефтяного газа - ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, отличающаяся тем, что после компрессорной станции расположен рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией подачи газа, на которой расположен дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией подачи ингибитора гидратообразования, линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией подачи газа дефлегмации, на которой расположен рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода сухого отбензиненного газа СОГ, кроме того, линии подачи редуцированных остатка сепарации и флегмы соединены с трехфазным сепаратором в качестве устройства для стабилизации, оснащенным линиями вывода отработанного ингибитора гидратообразования, газа стабилизации с редуцирующим устройством и широкой фракции легких углеводородов ШФЛУ.
2. Установка подготовки попутного нефтяного газа с выработкой широкой фракции легких углеводородов, включающая компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, отличающаяся тем, что после компрессорной станции расположен сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией подачи газа, на которой расположены рекуперативный теплообменник и дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией подачи ингибитора гидратообразования, линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией вывода газа дефлегмации, на которой расположен рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода СОГ, кроме того, линии подачи редуцированных остатка сепарации и флегмы соединены с трехфазным сепаратором в качестве устройства для стабилизации, оснащенным линиями вывода отработанного ингибитора гидратообразования, газа стабилизации с редуцирующим устройством и ШФЛУ.
3. Установка подготовки попутного нефтяного газа с выработкой широкой фракции легких углеводородов, включающая компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, отличающаяся тем, что после компрессорной станции расположен рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией подачи газа, на которой расположен дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией подачи ингибитора гидратообразования, линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией вывода газа дефлегмации с редуцирующим устройством, на которой расположены тепломассообменная секция, размещенная в верхней части дефлегматора, и рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода СОГ, кроме того, линии подачи редуцированных остатка сепарации и флегмы соединены с трехфазным сепаратором в качестве устройства для стабилизации, оснащенным линиями вывода отработанного ингибитора гидратообразования, газа стабилизации с редуцирующим устройством и ШФЛУ.
4. Установка подготовки попутного нефтяного газа с выработкой широкой фракции легких углеводородов, включающая компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, отличающаяся тем, что после компрессорной станции расположен сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией подачи газа, на которой расположены рекуперативный теплообменник и дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией подачи ингибитора гидратообразования, линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией вывода газа дефлегмации с редуцирующим устройством, на которой расположены тепломассообменная секция, размещенная в верхней части дефлегматора, и рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода СОГ, кроме того, линии подачи редуцированных остатка сепарации и флегмы соединены с трехфазным сепаратором в качестве устройства для стабилизации, оснащенным линиями вывода отработанного ингибитора гидратообразования, газа стабилизации с редуцирующим устройством и ШФЛУ.
