Установка деэтанизации магистрального природного газа (варианты)

Авторы патента:

F25J3/02 - ректификацией, т.е. путем непрерывного обмена тепла и материала между потоком пара и потоком жидкости (F25J 3/08 имеет преимущество)

C10G5/06 - охлаждением и(или) сжатием

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 2750031:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к криогенным установкам и может быть использовано в газовой промышленности. Изобретение касается установки деэтанизации природного магистрального газа, включающей линию магистрального газа, разделенную после блока осушки на две линии, компрессор, холодильник, детандеры, соединенные с компрессором, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с тепломассообменным блоком и линией вывода флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, с сепаратором, оснащенным линиями подачи метансодержащего газа, вывода остатка и газа сепарации с тепломассообменным блоком и рекуперационным теплообменником, а также блок фракционирования. Установка оснащена редуцирующими устройствами, по меньшей мере одно из которых выполнено в виде детандера, на первой линии магистрального газа после холодильника установлены первый рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и деметанизатор низкого давления, на второй линии магистрального газа установлены второй рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и промежуточный сепаратор, оснащенный линией вывода остатка, оборудованной редуцирующим устройством, и линией вывода газа, на которой установлен дефлегматор. Деметанизатор низкого давления оснащен линией вывода деметанизированного конденсата, соединен с линиями подачи остатка сепарации, подачи флегмы, остатка промежуточной сепарации и вывода метансодержащего газа, а также соединен с первым рекуперационным теплообменником линиями ввода/вывода циркулирующего орошения. Блок фракционирования включает, по меньшей мере, деметанизатор высокого давления, соединенный с деметанизатором низкого давления линиями подачи деметанизированного конденсата и вывода отходящего газа, и деэтанизатор, оснащенный линиями вывода этановой и пропан-бутановой фракций. Изобретение также касается варианта установки деэтанизации природного магистрального газа. Технический результат - повышение выхода углеводородов С₂₊. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к криогенным установкам и может быть использовано в газовой промышленности для деэтанизации магистрального природного газа.

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, рекуперационные теплообменники, редуцирующие устройства, дефлегматор, блок низкотемпературной сепарации и блок стабилизации.

Недостатком установки является низкий выход углеводородов С₂₊ из-за недостаточного охлаждения газа.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка для деэтанизации природного газа (варианты) [RU 2668896, опубл. 04.10.2018 г., МПК C10G 5/06, F25J 3/00, B01D 53/48], включающая линию магистрального газа, разделенную на две линии, компрессор, холодильник, три детандера (редуцирующих устройства), соединенных с компрессором, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с тепломассообменным блоком и линией подачи флегмы в деметанизатор (блок фракционирования), соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, с сепаратором, оснащенным линией подачи метансодержащего газа из блока фракционирования, линией вывода широкой фракции легких углеводородов (остатка сепарации) и линией вывода газа с тепломассообменным блоком и рекуперационным теплообменником.

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С₂₊ из-за высокой температуры газа, а также из-за уноса углеводородов С₂₊ из блока фракционирования с метансодержащим газом вследствие высокого содержания метана во фракционируемой смеси.

Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С₂₊.

Техническим результатом является повышение выхода углеводородов С₂₊ за счет снижения температуры газа путем установки второго рекуперационного теплообменника и за счет снижения уноса углеводородов С₂₊ при фракционировании путем установки деметанизатора низкого давления.

Предложено два варианта установки.

Технический результат в первом варианте достигается тем, что в установке, включающей линию магистрального газа, разделенную после блока осушки на две линии, компрессор, холодильник, детандеры, соединенные с компрессором, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с тепломассообменным блоком и линией подачи флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, с сепаратором, оснащенным линиями подачи метансодержащего газа, вывода остатка и газа сепарации с тепломассообменным блоком и рекуперационным теплообменником, а также блок фракционирования, особенность заключается в том, что установка оснащена редуцирующими устройствами, по меньшей мере одно из которых выполнено в виде детандера, на первой линии магистрального газа после холодильника установлены первый рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и деметанизатор низкого давления, на второй линии магистрального газа установлены второй рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и промежуточный сепаратор, оснащенный линией вывода остатка, оборудованной редуцирующим устройством, и линией вывода газа, на которой установлен дефлегматор, кроме того, деметанизатор низкого давления оснащен линией подачи деметанизированного конденсата, соединен с линиями вывода остатка сепарации, подачи флегмы, остатка промежуточной сепарации и метансодержащего газа, а также соединен с первым рекуперационным теплообменником линиями ввода/вывода циркулирующего орошения, при этом блок фракционирования включает по меньшей мере деметанизатор высокого давления, соединенный с деметанизатором низкого давления линиями подачи деметанизированного конденсата и отходящего газа, и деэтанизатор, оснащенный линиями вывода этановой и пропан-бутановой фракций.

Второй вариант отличается соединением первой линии магистрального газа с промежуточным сепаратором.

В обоих вариантах деметанизатор может быть оснащен линией вывода сжиженного природного газа. Компрессор может быть оснащен линией подачи дополнительной энергии для увеличения мощности привода. На линии магистрального газа может быть установлен блок очистки от углекислого газа.

По меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, а остальные - в виде детандера, дроссельного вентиля или газодинамического устройства. Компрессор соединен с детандером(ами) с помощью кинематической и/или электрической, и/или магнитной, и/или гидравлической связи. Деметанизаторы и деэтанизатор могут быть выполнены в виде ректификационных колонн, а блок осушки - в виде адсорбционной установки. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Размещение дополнительного рекуперационного теплообменника позволяет снизить температуру газа и повысить выход углеводородов С₂₊, при этом соединение деметанизатора низкого давления со вторым рекуперационным теплообменником линией ввода/вывода циркуляционного орошения позволяет подать тепло в деметанизатор, уменьшить количество метана, подаваемого в блок фракционирования и снизить благодаря этому этого потери углеводородов С₂₊ с отходящим газом.

Установка в обоих вариантах включает блок осушки 1, промежуточный сепаратор 2, дефлегматор 3, сепаратор 4, деметанизаторы низкого и высокого давления 5 и 6, деэтанизатор 7, первый и второй рекуперационные теплообменники 8 и 9, холодильник 10, компрессор 11 и редуцирующие устройства 12-16 (условно показаны детандеры).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) магистральный газ, подаваемый по линии 17, осушают в блоке 1, затем одну его часть сжимают компрессором 11, охлаждают в холодильнике 10, теплообменнике 8, редуцируют в устройстве 12 и подают в деметанизатор 5, а другую, подаваемую по линии 18, охлаждают в теплообменнике 9, редуцируют в устройстве 13 и разделяют в сепараторе 2 с получением остатка, выводимого по линии 19 после редуцирования в устройстве 16, и газа, направляемого в дефлегматор 3, из которого по линии 20 выводят флегму после редуцирования в устройстве 15, а по линии 21 - газ дефлегмации. Газ дефлегмации редуцируют в устройстве 14 и разделяют в сепараторе 4 совместно с метансодержащим газом, подаваемым по линии 22, на остаток, выводимый по линии 23, и газ, который выводят по линии 24, нагревают в тепломассообменном блоке дефлегматора 3, теплообменнике 9 и, после смешения с газом регенерации, подаваемым из блока 1 по линии 25, выводят по линии 26. В деметанизатор 5 по линиям 19, 20 и 23 подают остатки сепарации и флегму, по линии 27 - отходящий газ, а выводят: с верха по линии 22 - метансодержащий газ, из средней части по линии 28 - поток циркулирующего орошения, который нагревают в теплообменнике 8 и возвращают, а с низа по линии 29 - деметанизированный конденсат, который направляют в деметанизатор 6 для разделения на отходящий газ и углеводородную фракцию, подаваемую по линии 30 в деэтанизатор 7 для разделения на этановую и пропан-бутановую фракции, выводимые по линиям 31 и 32. Второй вариант (фиг. 2) отличается подачей редуцированного первого потока осушенного магистрального газа в сепаратор 2. Пунктиром показаны: возможная связь редуцирующих устройств 12-16 с компрессором 11, отбор сжиженного природного газа по линии 33 и подача по линии 34 энергии со стороны для увеличения мощности компрессора.

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

1. Установка деэтанизации природного магистрального газа, включающая линию магистрального газа, разделенную после блока осушки на две линии, компрессор, холодильник, детандеры, соединенные с компрессором, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с тепломассообменным блоком и линией вывода флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, с сепаратором, оснащенным линиями подачи метансодержащего газа, вывода остатка и газа сепарации с тепломассообменным блоком и рекуперационным теплообменником, а также блок фракционирования, отличающаяся тем, что установка оснащена редуцирующими устройствами, по меньшей мере одно из которых выполнено в виде детандера, на первой линии магистрального газа после холодильника установлены первый рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и деметанизатор низкого давления, на второй линии магистрального газа установлены второй рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и промежуточный сепаратор, оснащенный линией вывода остатка, оборудованной редуцирующим устройством, и линией вывода газа, на которой установлен дефлегматор, кроме того, деметанизатор низкого давления оснащен линией вывода деметанизированного конденсата, соединен с линиями подачи остатка сепарации, подачи флегмы, остатка промежуточной сепарации и вывода метансодержащего газа, а также соединен с первым рекуперационным теплообменником линиями ввода/вывода циркулирующего орошения, при этом блок фракционирования включает, по меньшей мере, деметанизатор высокого давления, соединенный с деметанизатором низкого давления линиями подачи деметанизированного конденсата и вывода отходящего газа, и деэтанизатор, оснащенный линиями вывода этановой и пропан-бутановой фракций.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что деметанизатор оснащен линией вывода сжиженного природного газа.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что компрессор оснащен линией подачи дополнительной энергии для увеличения мощности привода.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на линии магистрального газа дополнительно установлен блок очистки от углекислого газа.

5. Установка деэтанизации магистрального природного газа, включающая линию магистрального газа, разделенную после блока осушки на две линии, компрессор, холодильник, детандеры, соединенные с компрессором, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с тепломассообменным блоком и линией вывода флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, с сепаратором, оснащенным линиями подачи метансодержащего газа, вывода остатка и газа сепарации с тепломассообменным блоком и рекуперационным теплообменником, а также блок фракционирования, отличающаяся тем, что установка оснащена редуцирующими устройствами, по меньшей мере одно из которых выполнено в виде детандера, на первой линии магистрального газа после холодильника установлены первый рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и промежуточный сепаратор, на второй линии магистрального газа установлены второй рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и промежуточный сепаратор, оснащенный линией вывода остатка, оборудованной редуцирующим устройством, и линией вывода газа, на которой установлен дефлегматор, кроме того, деметанизатор низкого давления оснащен линией вывода деметанизированного конденсата, соединен с линиями подачи остатка сепарации, подачи флегмы, остатка промежуточной сепарации и вывода метансодержащего газа, а также соединен с первым рекуперационным теплообменником линиями ввода/вывода циркулирующего орошения, при этом блок фракционирования включает, по меньшей мере, деметанизатор высокого давления, соединенный с деметанизатором низкого давления, линиями подачи деметанизированного конденсата и вывода отходящего газа, и деэтанизатор, оснащенный линиями вывода этановой и пропан-бутановой фракций.

6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что деметанизатор оснащен линией вывода сжиженного природного газа.

7. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что компрессор оснащен линией подачи дополнительной энергии для увеличения мощности привода.

8. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что на линии магистрального газа дополнительно установлен блок очистки от углекислого газа.

Изобретение относится к газовой и нефтяной отраслям промышленности, а именно к процессам получения целевых фракций углеводородов из смеси углеводородных газов. Способ выделения из природного газа пропан-бутановой и этановой фракций состоит из последовательно следующих друг за другом процессов сжатия газа в основном компрессоре, охлаждения газа в аппарате воздушного охлаждения, выделения из газа пропан-бутановой и этановой фракций в блоке низкотемпературной конденсации, включающем в себя процессы охлаждения газа в теплообменниках, сепарации из газа сконденсировавшегося конденсата, расширения газа в турбине основного турбодетандера или в дросселе, обработки охлажденного газа и/или выделенного из газа конденсата в ректификационной колонне, нагрева газа в теплообменниках, при этом после сжатия газа в основном компрессоре сжатый газ с температурой не менее 100°С направляется в турбину дополнительного турбодетандера.

Извлечение гелия из природного газа // 2743086

Настоящее изобретение относится к способу извлечения гелия из сырьевого природного газа, содержащего метан, азот и гелий. Способ включает охлаждение природного газа для получения частично сконденсированного охлажденного природного газа, разделение охлажденного природного газа в системе дистилляционной колонны с получением обогащенного гелием пара, отводимого сверху колонны, и обедненной гелием кубовой жидкости, охлаждение обогащенного гелием пара, посредством непрямого теплообмена для получения частично сконденсированного головного потока, отделение частично сконденсированного головного потока в сепараторе верхнего погона для получения неочищенного гелиевого пара и рециркулирующей жидкости и расширение части обедненного гелием кубового остатка с получением первой фракции обедненного гелием кубового остатка.

Установка для получения углеводородов из газовой смеси // 2739754

Изобретение относится к оборудованию для разделения газообразных смесей углеводородов с неконденсируемыми газами и может быть использовано в газовой промышленности для подготовки низкокалорийного природного газа, а также для разделения промышленных газовых смесей. Изобретение касается установки для получения углеводородов из газовой смеси, которая включает расположенные на линии сырьевого газа рекуперативный теплообменник и фракционирующую колонну, а также холодильную машину, сепаратор и редуцирующие устройства.

Способ и система для получения потока тощего метансодержащего газа // 2731351

Изобретение относится к способу и системе получения потока тощего метансодержащего газа (22). Поток углеводородного сырья (10) подают в сепаратор (100).

Способ и система для получения потока тощего метансодержащего газа // 2731351

Установка низкотемпературной дефлегмации с ректификацией нтдр для комплексной подготовки газа и выработки спг // 2730289

Предложена установка низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР для комплексной подготовки газа и выработки 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 природного газа, а также блок стабилизации конденсата, где в качестве низкотемпературного сепаратора установлен деметанизатор с линией подачи деметанизированного конденсата и линией вывода подготовленного природного газа, оснащенной первым рекуперационным теплообменником, по меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, на линии подачи газа дефлегмации после редуцирующего устройства расположен сепаратор, соединенный с деметанизатором линией подачи остатка сепарации, на которой расположена теплообменная секция дефлегматора, а с блоком получения СПГ - линией подачи газа сепарации, к которой примыкает линия подачи его части в линию подачи остатка сепарации, при этом линии вывода конденсатов из входного сепаратора и дефлегматора с редуцирующими устройствами, а также линия подачи первой части деметанизированного конденсата, нагретого во втором рекуперационном теплообменнике, соединены с деметанизатором, а на линии подачи второй его части в качестве блока стабилизации установлен узел дебутанизации, оснащенный линиями вывода продуктов, кроме того, блок получения СПГ включает последовательно расположенные на линии подачи газа сепарации узел очистки от углекислоты, первый рекуперационный теплообменник, первый компрессор, холодильник с линиями ввода/вывода внешнего хладоагента, узел осушки, первый и второй рекуперационные теплообменники, детандер и сепаратор с линией вывода СПГ и линией подачи обратного газа в линию вывода подготовленного природного газа, на которой расположены второй рекуперационный теплообменник и второй компрессор, а первый и второй компрессоры соединены с детандером блока получения СПГ и по меньшей мере с одним из детандеров блока низкотемпературной конденсации посредством кинематической или электрической связи.

Установка деэтанизации магистрального газа по технологии нтдр (варианты) // 2727505

Изобретение относится к двум вариантам установки низкотемпературной дефлегмации с ректификацией. По одному из вариантов объектом является установка деэтанизации магистрального газа по технологии низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР с линиями газа высокого и низкого давления, включающая блок осушки, рекуперационный теплообменник, детандеры, соединенные с компрессором посредством кинематической или электрической связи, дефлегматор, оснащенный линиями вывода флегмы и газа дефлегмации с детандером, сепаратор с линиями подачи газа низкого давления, широкой фракции легких углеводородов, а также метансодержащего газа из блока фракционирования, отличающаяся тем, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, линия вывода газа дефлегмации соединена с линией подачи газа низкого давления, линия подачи широкой фракции легких углеводородов соединена со вторым рекуперационным теплообменником, размещенным на байпасной линии рекуперационного теплообменника после компрессионной холодильной машины, при этом линия подачи широкой фракции легких углеводородов после второго рекуперационного теплообменника соединена с деметанизатором.

Установка комплексной безотходной подготовки газа нтдр // 2727503

Предложена установка комплексной безотходной подготовки газа по технологии низкотемпературной дефлегмации с ректификацией НТДР, включающая входной сепаратор, первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор с теплообменной секцией, оснащенный линией подачи газа дефлегмации с редуцирующим устройством, сепаратор, оснащенный линией вывода подготовленного природного газа, а также блок фракционирования.

Установка нтдр для выделения углеводородов с2+ из магистрального газа (варианты) // 2727501

Предложена установка НТДР для выделения углеводородов С2+ из магистрального газа (варианты), где один из вариантов включает блок осушки, рекуперационный теплообменник, детандер, соединенный с компрессором кинематической или электрической связью, дефлегматор с линией подачи флегмы и линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, сепаратор, оснащенный линиями вывода деэтанизированного газа и конденсата, а также линией подачи метансодержащего газа из блока фракционирования, где на линии магистрального газа после рекуперационного теплообменника установлены первый и второй промежуточные сепараторы с редуцирующим устройством между ними и дефлегматор, в качестве сепаратора установлен деметанизатор, оснащенный линией подачи деметанизированного конденсата в блок фракционирования и линией вывода деэтанизированного газа с теплообменной секцией дефлегматора и первым рекуперационным теплообменником, на байпасе которого установлен узел охлаждения, включающий второй рекуперационный теплообменник и компрессор, кроме того, деметанизатор соединен с первым и вторым промежуточными сепараторами и дефлегматором линиями подачи конденсатов с редуцирующими устройствами, а со вторым рекуперационным теплообменником - линиями ввода/вывода циркуляционного орошения, при этом по меньшей мере одно редуцирующее устройство выполнено в виде детандера, а линия подачи газа дефлегмации соединена с линией вывода деэтанизированного газа.

Система подвода тепла в ректификационную колонну (варианты) // 2725305

Изобретение относится к системе подвода тепла в ректификационную колонну и может найти применение в нефтегазоперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности. Система включает первый и второй теплообменные аппараты.

Установка переработки попутного нефтяного газа с выработкой пропан-бутановой фракции (варианты) // 2748489

Изобретение относится к вариантам установки переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с выработкой пропан-бутановой фракции (ПБФ). Один из вариантов установки включает 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, а также блок осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов.