Установка извлечения углеводородов c3+ из природного газа низкотемпературной конденсацией

Изобретение относится к оборудованию для извлечения тяжелых углеводородов из природного газа и может быть использовано в газовой промышленности. Изобретение касается установки извлечения углеводородов C3+ из природного газа низкотемпературной конденсацией, которая включает расположенные на линии подачи природного газа первый рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией подачи газа сепарации со вторым рекуперативным теплообменником и редуцирующим устройством. Редуцирующее устройство соединено с деметанизатором линией подачи остатка сепарации с редуцирующим устройством, при этом верх деметанизатора оснащен линией вывода отбензиненного газа, на которой расположены второй и первый рекуперативные теплообменники, а низ деметанизатора оснащен нагревателем, расположенным на байпасной линии первого рекуперативного теплообменника. Также деметанизатор соединен линией подачи деметанизированного конденсата с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода углеводородных фракций и соединенным линией вывода метансодержащего газа с линией вывода отбензиненного газа. На линии подачи газа сепарации в деметанизатор после второго рекуперативного теплообменника установлен дополнительный сепаратор, соединенный с деметанизатором линией подачи остатка сепарации с редуцирующим устройством и линией подачи газа дополнительной сепарации с детандером, соединенным посредством кинематических, и/или электрических, и/или магнитных, и/или гидравлических устройств с приводом(ами) компрессионной холодильной и/или иных охлаждающих устройств блока фракционирования. Технический результат - повышение энергоэффективности. 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к оборудованию для извлечения тяжелых углеводородов из природного газа и может быть использовано в газовой промышленности.

Известна установка низкотемпературного разделения углеводородного газа [RU 2382301, опубл. 20.02.2010 г., МПК F25J 3/00], которая включает расположенный на линии подачи углеводородного газа узел охлаждения в составе теплообменников и пропанового холодильника (холодильной машины), а также сепаратор, соединенный с фракционирующей колонной (деметанизатором) линиями подачи газа и остатка с редуцирующими устройствами (редуцирующим вентилем и детандерной секцией детандер-компрессорного агрегата, соответственно), при этом низ деметанизатора соединен с деэтанизатором (блоком фракционирования) линией подачи деметанизированного конденсата с насосом и нагревателем, расположенным на байпасе узла охлаждения, и оснащен нагревателем низа деметанизатора, расположенным на линии подачи газа деэтанизации (этановой фракции), соединяющей блок фракционирования с верхом деметанизатора, на которой затем расположены нагреватель отбензиненного газа и редуцирующий вентиль, при этом верх деметанизатора оснащен линией вывода отбензиненного газа с нагревателем, узлом охлаждения и компрессорной секцией, детандер-компрессорного агрегата.

Недостатками данной установки являются низкая степень извлечения тяжелых компонентов газа и высокие энергозатраты.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка низкотемпературного разделения углеводородного газа [RU 2724739, опубл. 25.05.2020 г., МПК F25J 3/00], которая включает расположенные на линии подачи углеводородного газа первый рекуперативный теплообменник и сепаратор, соединенный с деметанизатором линией подачи газа сепарации со вторым рекуперативным теплообменником и редуцирующим устройством и линией подачи остатка сепарации с редуцирующим устройством, при этом верх деметанизатора оснащен линией вывода отбензиненного газа, на которой расположены первый и второй рекуперативные теплообменники, а низ деметанизатора оснащен нагревателем, расположенным на байпасной линии первого рекуперативного теплообменника, а также соединен линией подачи деметанизированного конденсата с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода углеводородных фракций и соединенным линией вывода зтановой фракции (метансодержащего газа) с линией вывода отбензиненного газа, кроме того первый рекуперативный теплообменник соединен с холодильной машиной линиями ввода/вывода хладоагента.

Недостатками данной установки является низкая энергоэффективность из-за затрат сторонней энергии при фракционировании деметанизированного конденсата в блоке фракционирования на охлаждение верха колонн (например, деэтанизатора).

Задачей предлагаемого изобретения является повышение энергоэффективности.

Техническим результатом является повышение энергоэффективности счет исключения использования энергии со стороны на охлаждение верха колонн блока фракционирования путем установки на линии подачи газа сепарации в деметанизатор дополнительного сепаратора, а на линии подачи газа дополнительной сепарации - детандера, соединенного с приводом(ами) компрессионной холодильной машины и/или иных охлаждающих устройств блока фракционирования.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей расположенные на линии подачи природного газа первый рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией подачи газа сепарации со вторым рекуперативным теплообменником, соединенный с деметанизатором линией подачи остатка сепарации с редуцирующим устройством, при этом верх деметанизатора оснащен линией вывода отбензиненного газа, на которой расположены второй и первый рекуперативные теплообменники, а низ деметанизатора оснащен на грена гелем, расположенным на байпасной линии первого рекуперативного теплообменника, а также соединен линией подачи деметанизированного конденсата с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода углеводородных фракций и соединенным линией вывода метансодержащего газа с линией вывода отбензиненного газа, особенностью является то, что на линии подачи газа сепарации в деметанизатор после второго рекуперативного теплообменника установлен дополнительный сепаратор, соединенный с деметанизатором линией подачи остатка сепарации с редуцирующим устройством и линией подачи газа дополнительной сепарации с детандером, соединенным посредством кинематических и/или электрических и/или магнитных и/или гидравлических устройств с приводом(ами) компрессионной холодильной и/или иных охлаждающих устройств блока фракционирования.

Блок фракционирования может включать, например, ректификационные колонны в количестве и с характеристиками, обусловленными заданным ассортиментом жидких продуктов. В качестве охлаждающих устройств блока фракционирования могут быть использованы, например, компрессионные холодильные машины или аппараты воздушного охлаждения с вентиляторами. Редуцирующие устройства выполнены в виде дроссельного вентиля, газодинамического устройства или детандера. В качестве остальных элементов установки могут быт и размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Для увеличения выхода тяжелых компонентов установка может быть дополнена редуцирующим устройством, расположенным на линии вывода отбензиненного газа из деметанизатора. На линии вывода отбензиненного газа после первого рекуперативного теплообменника может быть расположен дожимной компрессор. Приводы охлаждающих устройств и/или дожимной компрессор могут быть соединены с детандером(ами) посредством кинематических и/или электрических и/или магнитных и/или гидравлических устройств.

Установка дополнительного сепаратора на линии подачи газа сепарации в деметанизатор, детандера, соединенного с приводом(ами) компрессионной холодильной и/или иных охлаждающих устройств блока фракционирования, на линии подачи газа дополнительной сепарации позволяет осуществить фракционирование в блоке фракционирования за счет собственного энергоресурса - энергии, подаваемой детандером на приводы охлаждающих устройств. Это позволяет исключить использование энергии со стороны для привода охлаждающих устройств и за счет большей удельной холодопроизводительности последних (относительно варианта непосредственного использований холода технологических потоков) повысить энергоэффективность установки, а также несколько увеличить глубину отбора тяжелых углеводородов.

Установка показана па прилагаемом чертеже и включает первый и второй сепараторы 1 и 2, первый и второй рекуперативный теплообменники 3 и 4, деметанизатор 5, редуцирующие устройства 6 и 7, детандер 8, блок фракционирования в составе фракционирующего оборудования 9 и охлаждающих устройств 10 (условно показано одна холодильная машина). Установка может быть дополнена редуцирующим устройством 11 и компрессором 12 (показано пунктиром).

При работе установки природный газ, поступающий по линии 13, разделяют на два потока, первый по байпасной (по отношению к теплообменнику 3) линии 14 подают в качестве теплоносителя в нагреватель деметанизатора 5, смешивают со вторым потоком, охлажденным в теплообменнике 3, и разделяют в сепараторе 1 на остаток, выводимый по линии 15, и газ, охлаждаемый в теплообменнике 4, который разделяют в сепараторе. 2 на остаток, выводимый по лилии 16, и газ. Остатки сепарации и газ к редуцируют устройствах 6, 7 и в детандере 8, соответственно, и подают в деметанизатор 5, с низа которого по линии 17 деметанизированный конденсат подают в блок 9, из которого по линиям 18 выводят углеводородные фракции в заданном ассортименте. При фракционировании в блоке 9 для охлаждения верха колонн используют холод, генерируемый холодильной машиной 10, которая соединена с детандером(ами) (показано штрих-пунктиром), Отбензиненный газ, выводимый с верха деметанизатора 5 по линии 19, нагревают в теплообменнике 4, смешивают с метансодержащим газом, подаваемым из блока 9 по линии 20, нагревают в теплообменнике 3 и выводят по линии 21.

При необходимости (показано пунктиром) отбензиненный газ до рекуперационного холодильника 4 редуцируют с помощью устройства 11 и сжимают компрессором 12, а метансодержащий газ из блока 9 перед подачей в линию 19 нагревают в теплообменнике 3.

Работоспособность установки подтверждается следующим примером: природный газ, содержащий 59,1 г/нм3 углеводородов С3-, а объеме 119,0 тыс. нм3/ч при 6.25 МПа и 45°С разделяют на дна потока, 14,8 тыс. нм3/ч первого потока подают на охлаждение в нагреватель деметанизатора, смешивают со вторым потоком, охлажденным в первом рекуперативном теплообменнике, и при минус 28,3°С разделяют в первом сепараторе на 0,4 т/час остатка, и 118,7 тыс. нм3/ч газа, который охлаждают во втором рекуперативном теплообменнике до минус 52,0°С и разделяют то втором сепараторе на 6,6 т/час остатка, и 113,2 тыс. нм3/ч газа сепарации. Остатки сепарации и газ сепарации редуцируют до 3,3 МПа с помощью редуцирующих устройств, выполненного в виде двух редуцирующих вентилей и детандера, соответственно, и подают в деметанизатор. С низа деметанизатора выводят 8,8 т/час деметанизированного конденсата и подают в блок фракционирования, из которого выводят 6,8 т/час пропана-бутана автомобильного. Верх деэтанизатора блока фракционирования охлаждают с помощью холодильной машины с холодопроизводительностьо 230 кВт, запитанной от детандера. 114,3 тыс. нм3/ч отбензиненного газа, выводимого с верха деметанизатора, нагревают во втором рекуперативном теплообменнике, смешивают с 2,0 тыс. нм3/ч метансодержащего газа из блока фракционирования и выводят при 41,3°С.

Степень извлечения углеводородов С3+ составила 85,5%, энергия со стороны не использовалась.

При работе установки по прототипу в условиях примера, для привода холодильной машины охлаждения верха деэтанизатора использовано 60 кВт электроэнергии со стороны, а степень извлечения углеводородов С3+ составила 85,3%.

Таким: образом, предлагаемая установка позволяет повысить энергоэффективность и может найти применение в газовой промышленности.

Установка извлечения углеводородов C3+ из природного газа низкотемпературной конденсацией, включающая расположенные на линии подачи природного газа первый рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией подачи газа сепарации со вторым рекуперативным теплообменником и редуцирующим устройством, соединенный с деметанизатором линией подачи остатка сепарации с редуцирующим устройством, при этом верх деметанизатора оснащен линией вывода отбензиненного газа, на которой расположены второй и первый рекуперативные теплообменники, а низ деметанизатора оснащен нагревателем, расположенным на байпасной линии первого рекуперативного теплообменника, а также соединен линией подачи деметанизированного конденсата с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода углеводородных фракций и соединенным линией вывода метансодержащего газа с линией вывода отбензиненного газа, отличающаяся тем, что на линии подачи газа сепарации в деметанизатор после второго рекуперативного теплообменника установлен дополнительный сепаратор, соединенный с деметанизатором линией подачи остатка сепарации с редуцирующим устройством и линией подачи газа дополнительной сепарации с детандером, соединенным посредством кинематических, и/или электрических, и/или магнитных, и/или гидравлических устройств с приводом(ами) компрессионной холодильной и/или иных охлаждающих устройств блока фракционирования.



 

Похожие патенты:

Способ и устройство для получения воздушных газов путем криогенного разделения воздуха могут предусматривать этапы передачи потока очищенного и сжатого воздуха в холодильную камеру при условиях, эффективных для криогенного разделения потока воздуха на кислород и азот с помощью системы колонн, при этом поток очищенного и сжатого воздуха находится под давлением подачи при попадании в систему колонн; отбора кислорода при давлении продукта; доставки кислорода при давлении доставки в трубопровод кислорода, при этом трубопровод кислорода имеет давление трубопровода; и отслеживания давления трубопровода.

Предлагаются система и способ повышения эффективности процессов сжижения природного газа путем использования гибридного способа и системы охлаждения. В частности, предлагаются система и способ превращения транскритического холодильного процесса охлаждения в докритический процесс.

Изобретение относится к установке для выработки СПГ, включающей блоки осушки и очистки газа, предварительный и основной теплообменники, сепаратор и компрессор, соединенные посредством электрической и/или кинематической связи.

Изобретение может быть использовано в газовой промышленности в условиях ее интенсивного развития. Изобретение касается комплекса по переработке магистрального природного газа в товарную продукцию, включающего трубопровод-отвод подачи магистрального природного газа на переработку 100; газоперерабатывающий блок 200, осуществляющий выработку товарного природного газа, полностью подготовленного к сжижению, этановой фракции, продуктов разделения широкой фракции легких углеводородов (далее ШФЛУ) в виде пропановой фракции, бутановой фракции, пентан-гексановой фракции (далее ПГФ); трубопровод подачи товарного природного газа в магистральный газопровод 300; блок производства сжиженного природного газа (далее СПГ) 400; блок хранения товарной продукции 500; блок отгрузки товарной продукции 600; объединенные прямыми и обратными связями в виде трубопроводов, при этом между звеньями блоков предусматривают одну или несколько из дополнительных связей.

Группа изобретений относится к установкам подготовки попутного нефтяного газа с выработкой пропан-бутановой фракции (ПБФ), которые могут быть использованы в нефтяной промышленности для переработки попутного нефтяного газа (ПНГ).

Изобретение относится к установкам низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности. Установка для комплексной подготовки природного газа с получением сжиженного природного газа включает блок входной сепарации, соединенный линией подачи газа с блоком низкотемпературной конденсации, оснащенным линией вывода подготовленного газа, и блок стабилизации конденсата.

Изобретение относится к разделению газов. Комплексная установка содержит установку (ASU) для разделения воздуха посредством криогенной дистилляции, трубопровод (17) для отбора газа, обогащенного азотом, и трубопровод (1) для отбора газа, обогащенного кислородом, из установки для разделения воздуха.

Система сжижения позволяет последовательно или одновременно сжижать несколько сырьевых потоков углеводородов, имеющих различную нормальную температуру образования пузырьков, с минимальным мгновенным испарением.

Изобретение относится к оборудованию для получения гелия из низкокалорийных смесей негорючих газов с углеводородами и может быть использовано в газовой промышленности.

Способ и устройство для получения воздушных газов путем криогенного разделения воздуха предусматривают этапы передачи потока очищенного и сжатого воздуха в холодильную камеру для криогенного разделения потока воздуха на продукт кислорода и азот с помощью системы колонн, отбора продукта кислорода при давлении продукта, доставки продукта кислорода при давлении доставки в трубопровод кислорода.

Изобретение относится к установкам разделения природного газа методом низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности. Установка деэтанизации природного газа, включающая рекуперационный теплообменник, дефлегматор, редуцирующие устройства и сепаратор, отличается тем, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с приводом холодильной машины, на линии газа высокого давления установлен блок осушки с линией ввода продувочного газа и линией вывода газа регенерации в линию вывода газа низкого давления, затем линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлен холодильник с холодильной машиной, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен первый детандер и дефлегматор, соединенный с сепаратором линией подачи газа низкого давления и линией подачи газа дефлегмации, на которой установлен второй детандер, а с рекуперационным теплообменником - линией ввода газа низкого давления, оснащенный линией подачи флегмы в деметанизатор, к которой примыкает линия подачи широкой фракции легких углеводородов из сепаратора, при этом деметанизатор оборудован линией вывода жидких углеводородов и линией подачи метансодержащего газа в сепаратор.
Наверх