Установка для отбензинивания попутного нефтяного газа

Авторы патента:

C10G5/06 - охлаждением и(или) сжатием

Владельцы патента RU 2758767:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к промысловой подготовке углеводородных газов и может быть использовано в нефтяной промышленности для переработки попутного нефтяного газа. Изобретение касается установки для отбензинивания попутного нефтяного газа, включающей компрессорную станцию, рекуперативный теплообменник, сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией вывода газа, на которой расположен дефлегматор, оборудованный верхней тепломассообменной секцией, соединенный с рекуперативным теплообменником линией вывода газа дефлегмации с редуцирующим устройством и оснащенный линией вывода флегмы с редуцирующим устройством, а также содержащей блок осушки и/или очистки газа и отпарную колонну с нагревателем, оснащенную линией вывода пропан-бутановой фракции и линией вывода газа, которая соединена с компрессорной станцией. Линия подачи попутного нефтяного газа перед компрессорной станцией соединена с линией вывода газа стабилизации с верха отпарной колонны с нагревателем, а после компрессорной станции - разделена на линию подачи его первой части, на которой расположен нагреватель, и линию подачи его второй части, на которой в качестве рекуперативного теплообменника установлен многопоточный теплообменник, расположенный также на линии вывода газа дефлегмации и линии вывода газа стабилизации, оснащенный внешним источником холода. После рекуперативного теплообменника линии подачи первой и второй частей попутного нефтяного газа соединены в одну линию, на которой установлены сепаратор и дефлегматор, а блок осушки и/или очистки газа расположен или перед дефлегматором или перед многопоточным теплообменником. Технический результат - увеличение выхода пропан-бутановой фракции. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к промысловой подготовке углеводородных газов и может быть использовано в нефтяной промышленности для переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с получением пропан-бутановой фракции (ПБФ) и сухого отбензиненного газа (СОГ).

Известен способ подготовки попутного нефтяного газа [RU 2593571, опубл. 10.08.2016 г., МПК F25J 3/06], осуществляемый на установке, включающей компрессорную станцию первой ступени, 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 дефлегматором с внешним источником холода, а также линиями вывода ПБФ и подготовленного газа (СОГ). Перед компрессорными станциям могут быть расположены блоки осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов.

Недостатками данных способа и установки являются высокая металлоемкость из-за неоптимального расположения блока осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов, большие энергозатраты на сжатие ПНГ из-за подачи его на подготовку одним потоком, большие энергозатраты на охлаждение сжатого газа из-за отсутствия системы рекуперации холода СОГ.

Наиболее близка по технической сущности к предлагаемому изобретению установка переработки ПНГ с получением ПБФ (варианты) [RU 2729611, опубл. 11.08.2020 г., МПК B01D 3/14], первый вариант которой включает две линии подачи ПНГ, на первой линии установлены первая двухступенчатая компрессорная станция, рекуперативный теплообменник, первый сепаратор с линией вывода газа, оснащенной блоком осушки и/или очистки газа и дефлегматором с внешним источником холода, соединенным с рекуперативным теплообменником линией вывода газа дефлегмации, на второй линии установлены вторая компрессорная станция, второй сепаратор с линией вывода газа и линией вывода остатка, на которой расположены насос, трехфазный сепаратор с линией вывода газа, соединенный линией вывода остатка с отпарной колонной с нагревателем, оснащенной линией вывода ПБФ и линией вывода отходящего газа, которая соединена с линией вывода газа из трехфазного сепаратора, образуя линию подачи газа стабилизации, при этом между первой и второй ступенями первой компрессорной станции расположены примыкания линии подачи газа стабилизации и газа из второго сепаратора, первый сепаратор соединен линией вывода остатка, оснащенной редуцирующим устройством, с линией вывода остатка из второго сепаратора, а дефлегматор соединен линией вывода флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, с линией вывода остатка из трехфазного сепаратора.

Второй и четвертый варианты отличаются размещением рекуперативного теплообменника после блока осушки и/или очистки газа. Третий и четвертый варианты отличаются оснащением верхней части дефлегматора тепломассообменной секцией, расположенной на линии вывода газа дефлегмации после редуцирующего устройства.

Недостатком данной установки является низкий выход ПБФ из-за отсутствия оборудования для рекуперации холода газа стабилизации, который образуется смешением отходящего газа и газа сепарации и затем направляется непосредственно в компрессорную станцию, без использования его холода.

Задача изобретения - увеличение выхода ПБФ.

Техническим результатом является увеличение выхода ПБФ за счет установки в качестве рекуперативного теплообменника многопоточного рекуперативного теплообменника, расположенного также на линии вывода газа стабилизации.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей компрессорную станцию, рекуперативный теплообменник, сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией вывода газа, на которой расположен дефлегматор, оборудованный верхней тепломассообменной секцией, соединенный с рекуперативным теплообменником линией вывода газа дефлегмации с редуцирующим устройством и оснащенный линией вывода флегмы с редуцирующим устройством, а также содержащей блок осушки и/или очистки газа и отпарную колонну с нагревателем, оснащенную линией вывода ПБФ и линией вывода газа, которая соединена с компрессорной станцией, особенностью является то, что в качестве рекуперативного теплообменника установлен многопоточный теплообменник, расположенный также на линии вывода газа стабилизации, а блок осушки и/или очистки газа расположен или перед дефлегматором или перед многопоточным теплообменником.

Блок осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов включает оборудование для адсорбционной и/или абсорбционной очистки селективными растворителями, известное из уровня техники. Компрессорная станция включает компрессоры и вспомогательные системы сепарации и охлаждения. В качестве внешнего источника холода установлена, например, компрессионная холодильная машина. В качестве редуцирующих устройств установлены редуцирующие вентили и/или газодинамические устройства и/или детандеры. Последние могут быть соединены с компрессором холодильной машины посредством кинематической, электрической, гидравлической или магнитной связи. Расположение блока осушки и/или очистки газа определяется выбором технологии (например, адсорбционной и/или абсорбционной). В качестве ПБФ может быть получен, например, пропан-бутан автомобильный по ГОСТ 52087-2018. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Увеличение выхода ПБФ достигается путем установки в качестве рекуперативного теплообменника многопоточного теплообменника, расположенного также на линии вывода газа стабилизации, имеющего низкую температуру, что позволяет использовать холод данного потока для снижения температуры сепарации и соответствующего увеличения отбора остатка сепарации, стабилизацией которого в отпарной колонне получают ПБФ.

Предлагаемая установка показана на чертеже и включает компрессорную станцию 1, рекуперативный теплообменник 2 с внешним источником холода 3, сепаратор 4, блок осушки и/или очистки газа 5, дефлегматор 6 с тепломассообменной секцией, отпарную колонну 7 с нагревателем и редуцирующие устройства 8-10. Блок 5 установлен перед дефлегматором 6 или перед теплообменником 2 (последнее на чертеже условно не показано). При необходимости может быть установлен сепаратор 11 и редуцирующее устройство 12, а при наличии ПНГ концевой сепарационной установки, имеющего низкое давление, целесообразно на линии его подачи установить дополнительную компрессорную станцию 13 и сепаратор 14 (показано пунктиром).

При работе установки ПНГ, подаваемый по линии 15, смешивают с газом стабилизации, подаваемым по линии 16, сжимают и охлаждают в компрессорной 1 и разделяют на два потока, первый по линии 17 подают для охлаждения в нагреватель, смешивают со вторым потоком, охлажденным в теплообменнике 2, соединенном с внешним источником холода 3, и разделяют в сепараторе 4 на остаток сепарации, выводимый по линии 18 после редуцирования в устройстве 8, и газ, который осушают и/или очищают в блоке 5 и подают в дефлегматор 6. С верха дефлегматора 6 по линии 19, после редуцирования в устройстве 10 (условно показан детандер) и нагрева в теплообменнике 2, выводят газ дефлегмации в качестве сухого отбензиненного газа, а с низа дефлегматора 6 по линии 20 выводят флегму, которую редуцируют в устройстве 9 и подают в колонну 7 совместно с остатком сепарации (подача может быть осуществлена как после смешения, так и раздельно (показано пунктиром). С низа колонны 7 по линии 21 выводят ПБФ заданной квалификации, а с верха по линии 16 - газ стабилизации. Вывод водных конденсатов условно не показан.

При необходимости (показано пунктиром): газ из линии 16 подают непосредственно в компрессорную 1, например, на вторую ступень сжатия, сжатый в компрессорной 1 газ разделяют в сепараторе 11 на газ и остаток, который после редуцирования в устройстве 12 подают по линии 22 в линию 18 или непосредственно в колонну 7 (условно не показано); устройство 10, выполненное в виде детандера, соединено (показано штрих-пунктиром) с компрессором источника холода 6, выполненного в виде компрессионной холодильной машины; ПНГ из концевой сепарационной установки, дополнительно подаваемый по линии 23, сжимают в компрессорной 13 и разделяют в сепараторе 14 на газ, подаваемый по линии 24 в компрессорную 1 или в линию 16, и остаток сепарации, который по линии 25 подают в линию 18 или 22 или непосредственно в колонну 7 (условно не показано).

Работоспособность установки подтверждается примером: 1500 нм³/час, попутного нефтяного газа, содержащего 1,54 кг/нм³ углеводородов С₃₊, с давлением 0,5 МПа при 45°С смешивают с газом стабилизации, сжимают до 1,6 МПа и охлаждают до 45°С в компрессорной и разделяют на два потока, 1448 нм³/час первого потока подают для охлаждения в нагреватель, смешивают с охлажденным вторым потоком и при минус 15,8°С разделяют на 2849 кг/час остатка сепарации и 966 нм³/час газа, который осушают и подают в дефлегматор, верхнюю часть которого охлаждают с помощью редуцированного газа дефлегмации. С верха дефлегматора отбирают 928 нм³/час газа дефлегмации, который выводят в качестве сухого отбензиненного газа после редуцирования до 0,6 МПа в детандере и нагрева в тепломассообменной секции и многопоточном рекуперативном теплообменнике до 29°С, а с низа выводят 2910 кг/час флегмы, которую редуцируют до 1,0 МПа с помощью редуцирующего вентиля и стабилизируют в колонне совместно с остатком сепарации, также редуцированным с помощью редуцирующего вентиля до 1,0 МПа. С низа колонны выводят 1295 кг/час широкой фракции углеводородов марки А, а с верха - 1126 нм³/час газа стабилизации. При этом с холодопроизводительность компрессионной холодильной машины, охлаждающей многопоточный рекуперативный теплообменник, составила 110 кВт.

В условиях примера установка по прототипу позволяет получить 1242 кг/час широкой фракции углеводородов марки А.

Таким образом предлагаемая установка позволяет увеличить выход ПБФ и может быть использована в промышленности.

Установка для отбензинивания попутного нефтяного газа, включающая компрессорную станцию, рекуперативный теплообменник, сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией вывода газа, на которой расположен дефлегматор, оборудованный верхней тепломассообменной секцией, соединенный с рекуперативным теплообменником линией вывода газа дефлегмации с редуцирующим устройством и оснащенный линией вывода флегмы с редуцирующим устройством, а также содержащей блок осушки и/или очистки газа и отпарную колонну с нагревателем, оснащенную линией вывода пропан-бутановой фракции и линией вывода газа, которая соединена с компрессорной станцией, отличающаяся тем, что линия подачи попутного нефтяного газа перед компрессорной станцией соединена с линией вывода газа стабилизации с верха отпарной колонны с нагревателем, а после компрессорной станции - разделена на линию подачи его первой части, на которой расположен нагреватель, и линию подачи его второй части, на которой в качестве рекуперативного теплообменника установлен многопоточный теплообменник, расположенный также на линии вывода газа дефлегмации и линии вывода газа стабилизации, оснащенный внешним источником холода, при этом после рекуперативного теплообменника линии подачи первой и второй частей попутного нефтяного газа соединены в одну линию, на которой установлены сепаратор и дефлегматор, а блок осушки и/или очистки газа расположен или перед дефлегматором или перед многопоточным теплообменником.

Изобретение относится к способам реконструкции действующих установок низкотемпературной сепарации природного газа и может быть использовано в газовой промышленности. Изобретение касается способа реконструкции установки низкотемпературной сепарации газа, включающей входной сепаратор, узел рекуперации, блок низкотемпературной сепарации с низкотемпературным сепаратором и блок фракционирования, для повышения выхода газового конденсата, который заключается в установке между блоком фракционирования, оснащенным линией вывода отходящего газа и линиями вывода продуктов, и блоком низкотемпературной сепарации, содержащим редуцирующее устройство и низкотемпературный сепаратор, деметанизатора, оснащенного линией вывода метансодержащего газа и оборудованного нагревателем, соединенным с линией газа входной сепарации до и после узла рекуперации.

Установка комплексной подготовки газа с увеличенным извлечением газового конденсата // 2753755

Изобретение относится к оборудованию для промысловой подготовки природного газа и может быть использовано в газовой промышленности. Изобретение касается установки комплексной подготовки газа с увеличенным извлечением газового конденсата, включающей расположенные на линии сырого природного газа узел охлаждения и сепаратор, соединенный с деметанизатором линией подачи газа сепарации с редуцирующим устройством, при этом низ деметанизатора соединен линией подачи деметанизированного конденсата с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода углеводородных фракций, и оснащен нагревателем, а верх деметанизатора соединен линией подготовленного природного газа с узлом охлаждения.

Установка комплексной подготовки газа переменного расхода // 2753754

Изобретение относится к оборудованию для промысловой подготовки природного газа и может быть использовано в газовой промышленности. Изобретение касается установки комплексной подготовки газа переменного расхода, включающей расположенные на линии сырого природного газа узел охлаждения и сепаратор, соединенный с деметанизатором линией подачи газа сепарации с редуцирующим устройством, при этом низ деметанизатора соединен линией подачи деметанизированного конденсата с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода углеводородных фракций, и оснащен нагревателем, а верх деметанизатора соединен линией подготовленного природного газа с узлом охлаждения.

Установка комплексной подготовки природного газа низкотемпературной конденсацией // 2753753

Настоящее изобретение относится к установке комплексной подготовки природного газа низкотемпературной конденсацией, включающей холодильную машину, расположенные на линии сырого природного газа узел охлаждения, сепаратор, соединенный с деметанизатором линиями подачи газа и остатка сепарации с редуцирующими устройствами, при этом низ деметанизатора соединен линией подачи деметанизированного конденсата с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода углеводородных фракций, и оснащен нагревателем, а верх деметанизатора соединен линией вывода подготовленного природного газа с узлом охлаждения.

Установка комплексной подготовки газа с повышенным извлечением газового конденсата // 2753751

Изобретение относится к оборудованию для промысловой подготовки природного газа и может быть использовано в газовой промышленности. Изобретение касается установки комплексной подготовки газа с повышенным извлечением газового конденсата, включающей расположенные на линии сырого природного газа узел охлаждения и сепаратор, соединенный с деметанизатором линией подачи газа сепарации с редуцирующим устройством, при этом низ деметанизатора соединен линией подачи деметанизированного конденсата с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода углеводородных фракций, и оснащен нагревателем, а верх деметанизатора соединен линией подготовленного природного газа с узлом охлаждения.

Установка для подготовки попутного нефтяного газа // 2751340

Настоящее изобретение относится к установке для подготовки попутного нефтяного газа, включающей конвертор и дефлегматор. При этом на линии подачи попутного нефтяного газа установлен сатуратор, оснащенный линиями ввода нагретой и вывода охлажденной воды и линией вывода газа сатурации, на которой после примыкания линии подачи водного конденсата расположены дефлегматор, рекуперационный теплообменник и конвертор, оснащенный линией вывода конвертированного газа, на которой после примыкания линии ввода воздуха расположен реактор селективного каталитического окисления водорода с линией вывода газопаровой смеси, на которой расположены рекуперационный теплообменник и дефлегматор, оснащенный линиями подачи охлаждающей/вывода нагретой воды, а также линиями вывода водного конденсата и подготовленного газа.

Система и способ сжижения смешанным хладагентом // 2750778

Избретение относится к способу охлаждения потока углеводородного сырья путем косвенного теплообмена с потоком первого хладагента в теплообменнике охлаждения, включающему: а) сжатие теплого потока первого хладагента низкого давления за одну или более ступеней сжатия, чтобы получить сжатый поток первого хладагента; б) охлаждение сжатого потока первого хладагента в одном или более блоков охлаждения, чтобы получить сжатый охлажденный поток первого хладагента; в) введение сжатого охлажденного потока первого хладагента в первое устройство разделения жидкости и пара, чтобы получить первый поток пара хладагента и первый поток жидкого хладагента; г) введение первого потока жидкого хладагента в теплообменник охлаждения; д) охлаждение первого потока жидкого хладагента в теплообменнике охлаждения, чтобы получить охлажденный поток жидкого хладагента; е) дросселирование охлажденного потока жидкого хладагента, чтобы получить холодный поток хладагента, введение холодного потока хладагента в теплообменник охлаждения, чтобы обеспечить холодоснабжение, требуемое для охлаждения потока углеводородного сырья, первого потока жидкого хладагента и потока второго хладагента; ж) сжатие первого потока пара хладагента за одну или более ступеней сжатия, чтобы получить сжатый поток пара хладагента; з) охлаждение и конденсация сжатого потока пара хладагента, чтобы получить конденсированный поток хладагента; и) дросселирование конденсированного потока хладагента, чтобы получить дросселированный поток хладагента; к) введение потока второго хладагента в теплообменник охлаждения; л) введение потока углеводородного сырья в теплообменник охлаждения; и м) охлаждение потока углеводородного сырья в теплообменнике охлаждения, чтобы получить охлажденный углеводородный поток; и н) дополнительное охлаждение и сжижение охлажденного углеводородного потока в основном теплообменнике, чтобы получить сжиженный углеводородный поток.

Установка деэтанизации магистрального природного газа (варианты) // 2750031

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 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.

Установка переработки попутного нефтяного газа с выработкой широкой фракции легких углеводородов (варианты) // 2748488

Настоящее изобретение относится к вариантам установки переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с выработкой широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ). 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.

Способ реконструкции установки низкотемпературной сепарации газа для получения сжиженного природного газа (варианты) // 2758364

Изобретение относится к вариантам способа реконструкции установки низкотемпературной сепарации газа для получения сжиженного природного газа (СПГ). По одному варианту способ реконструкции установки, содержащей узел рекуперации, блоки входной сепарации с линией газа входной сепарации и низкотемпературной сепарации с линией газа низкотемпературной сепарации, соединенные с блоком фракционирования линиями подачи конденсатов, включающий соединение дополнительного оборудования с блоком низкотемпературной сепарации, характеризуется тем, что в качестве дополнительного оборудования с блоком низкотемпературной сепарации соединяют рекуперативный теплообменник, располагая последний на линии газа низкотемпературной сепарации, при этом указанный рекуперативный теплообменник, входящий в состав блока СПГ совместно с компрессором, соединенным с детандером, холодильником, узлом очистки и осушки газа и сепаратором, соединяют с линией газа входной сепарации линией продукционного газа, оснащенной компрессором, холодильником, а также узлом очистки и осушки газа, кроме того, рекуперативный теплообменник соединяют линией охлажденного продукционного газа с детандером и сепаратором, оснащенным линией вывода СПГ и линией вывода газа сепарации с расположенным на ней рекуперативным теплообменником.