Способ разделения углеводородных смесей

 

Изобретение относится к переработке нефтяных и природных газов и позволяет сократить удельные приведенные затраты за счет снижения капитальных, эксплуатационных и энергетических затрат. Деэтанизацию конденсата из низкотемпературного сепаратора и насыщенного абсорбента из абсорбера осуществляют путем ступенчатого дросселирования и полученным при этом деэтанизированным насыщенным абсорбентом охлаждают сырой газ. Сухой газ из абсорбера детандируют и полученным холодом охлаждают сырой газ и предварительно насыщенный абсорбент, причем последний насыщают газом, полученным в результате дросселирования, имеющим давление, равное или большее давления сдетандированного газа. Кроме того, газы после дросселирования, имеющие давление меньше, чем давление сдетандированного газа, подают на компримирование вместе с сырым газом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 F 25 J 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4059842/23-26 (22) 18.03.86 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (72) М. А. Берлин, В. Г. Гореченков, Г. А. Панасян, М. В. Дорошева и Л. М. Тириакиди (53) 621.593 (088.8) (56) Берлин М. А., Панасян Г. А. и др.

Вл ияние циркул яции газов на извлечение целевых компонентов в схемах абсорбционных установок.— В кн.: Переработка нефтяных газов. Труды, Вып. 3.— М.:

ВНИИОЭМГ, 1977, с. 57 — 67.

Берлин М. А. и др. Переработка нефтяных и природных газов.— М.: Химия, 1981, с. 243.

Изобретение относится к области переработки нефтяных и природных газов путем низкотемпературного разделения и может быть использовано в газовой, нефтяной, химической и нефтехимической промышленности.

Целью изобретения является сокращение капитальных, эксплуатационных и энергетических затрат.

На чертеже приведена принципиальная технологическая схема для осуществления предлагаемого способа.

Сырой газ по линии 1 подается в компрессор 2, где компримируется до давления

„„SU„„1594342 д1,(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к переработке нефтяных и природных газов и позволяет сократить удельные приведенные затраты за счет снижения капитальных, эксплуатационных и энергетических затрат. Деэтинизацию конденсата из низкотемпературного сепаратора и насыщенного абсорбента из абсорбера осуществляют путем ступенчатого дросселирования и полученным при этом деэтанизированным насыщенным абсорбентом охлаждают сырой газ. Сухой газ из абсорбера детандируют и полученным холодом охлаждают сырой газ и предварительно насыщенный абсорбент, причем последний насы.цают газом, полученным в результате дросс ел ирования, имеющим давление, равное или большее давления сдетандирован ного газа. Кроме того, газы после дросселирования, имеющие давление меньше, чем давление сдетандированного газа, подают на компримирование вместе с сырым газом.

1 з. и. ф-лы, 1 ил.

2,86 — 3,3 МПа, охлаждается в воздушном холодильнике 3, проходит узел 4 охлаждения, где охлаждается сдетандированным сухим газом линии 5 и линии 6 сдросселированного насыщенного адсорбента до — 18.. — 20 С, разделяется в сепараторе 7, откуда газ по линии 8 подается в абсорбер 9, работающий при давлении 2,86 — 3,3 МПа.

В абсорбере 9 газовый поток по линии 8 с помощью холодного предварительно насыщенного абсорбента линии 10 разделяется на сухой газ (линия 11), поступающий в турбодетандер 12, и насыщенный абсорбент (линия 13), который после дросселирования

1594342 до 1,13 — 2 МПа по линии 14 поступает в сепаратор 15, где при — 8...— 10 C разделяется на газ (линия 16) и частично деэтанизированный насыщенный абсорбент (линия 17).

Конденсат по линии 18 из сепаратора 7 дросселируется до давления 0,715—

0,825 МПа и — 33... — 35 С, Частично деэтанизированный насыщенный абсорбент по линии 17 из сепаратора 15 дросселируется также до давления 0,715 — 0;825 MIla, по линии 17 соединяется с конденсатом (линия 19) и по линии 20 подается в сепаратор 21, где разделяется на газ линии 22 и конденсат (частично деэтанизированный абсорбент линии 23 при давлении 0,7! 5—

0,825 МПа и температуре — 14...— 18 С).

Газ по линии 16 из сепаратора 15 и газ по линии 22 из сепаратора 21 соединяются и по линии 24 поступают в узел предварительного насыщения регенерированного абсорбента.

Конденсат (частично деэтанизированный насыщенный абсорбент) по линии 23 из сепаратора 21 дросселируется до давления

0,445 — 0,5 МПа и по линии 25 поступает в сепаратор 26, где при — 17...— 20 С разделяется на газовый поток линии 27 и конденсат (частично деэтанизированный насыщенный абсорбент, линия 28), который подвергается дальнейшему дросселированню до давления 0,238 — 0,3 МПа и по линии 29 подается в сепаратор 30, где при — 20... — 23 С разделяется на газовый поток (линия 31) и конденсат (частично деэтанизированный насыщенный абсорбент, линия 32), который снова поступает на дросселирование до давления 0,1 — 0,155 МПа и по линии 33 поступает в сепаратор 34 и при — 23...— 25 С разделяется на газовый поток (линия 35) и конденсат (деэтанизированный насыщенный абсорбент линия 36), который с помощью насоса по линии 6 проходит узел 4 охлаждения, где отдает свой холод и поступает в рекуперативный теплообменник 37, нагревается до 125 — l30 С и по линии 38 подается в десорбер 39.

Деэтанизированный насыщенный абсорбент разделяется в десорбере 39 на сухой газ линии 40, который после дросселирования по линии 41 поступает в линию 1 сырого газа на прием компрессора 2, широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ) по линии 42, которая является готовым продуктом, и регенерированный абсорбент по линии 43, который после теплообмена в рекуперативном теплообменнике 37 подается по линии 44 в узел,45 охлаждения абсорбента, где охлаждается за счет сухого газа из абсорбера и суммарного газа из сепараторов 26, 30 и 34 до 6 — 8 С, дросселируется н подается в узел предварительного насыщения где насыщается газовым потоком линии 24 из сепараторов 15 и 21, по линии 46 под,ается на дополнительное охлаждение в рекуперативный теплообменник 47 за счет сдетандированного сухого газа до — 26...— 30 С и по линии 48 подается в сепаратор 49, в котором разделяется на газовый поток (линия 50) и конденсат (предварительно насыщенный абсорбент, линия 51), который с помощью насоса подается в абсорбер 9 в качестве орошения по линии 10.

Газовый поток по линии 27 из сепаратора 26 с помощью эжектора 52 засасывает газовый поток линии 35 из сепаратора 34 и полученный смешенный поток по линии 53 при давлении 0,2 — 0,25 МПа смешивается с газовым потоком линии 31 из се15 паратора 30 и при — 22...24 С поступает в узел 45 охлаждения абсорбента по линии 54, отделяет свой холод и по линии 55 подается в линию 1 сырого газа на прием компрессора 2.

Сухой газ по линии 11 из абсорбера 9 после расширения в турбодетандере 12 до давления 0,715 — 0,825 МПа при — 62... — 64 С делится на две части. Часть сухого газа по линии 5 поступает в узел 4 охлаждения сырого газа, отдает свой холод и подается на дожимной компрессор 56, находящийся на одном валу с турбодетандером.

Другая часть сухого газа по линии 57 проходит рекуперативный теплообменник 4 отдает свой холод предвар ител ьно насыщенному абсорбенту, по линии 58 смеши30 вается с газовым потоком линии 50 из сепаратора 49 и по линии 59 подается в узел 45 охлаждения, отдает свой холод и по линии 60 подается на дожимной компрессор 56, находящийся на одном валу с турбодетандером. После компрессора 56 сухой газ с дав35 лением 1 2 — 1,25 МПа подается по линии 61 на дожимной компрессор 62, дожимается до

5,5 — 7,5 МПа, охлаждается в воздушном холодильнике 63 и по линии 64 сухой газ поступает. в газопровод в качестве готового продукта.

Пример. Апробирование предлагаемого способа осуществлено расчетным путем при разработке комплекса по переработке нефтяного газа производительностью 1 млрд м /год.

В качестве исходного сырья взят нефтяной газ с содержанием Сз =300 г/м в количестве 1 млрд м /год следующего состава, мас. о: СН4 60,78; С2Н68,52; СзН 16,03

С4Н О 3,42; и=в C4Hip 7,04; С Н 2 1,72;

50 н=С;Нi2 1,89; CeI- i4 0,60.

Сырой газ по линии 1 подают в компрессор 2, где его компримируют до давления 2,86 МПа, охлаждают в воздушном холодильнике 3 до 35 С, затем газ проходит узел 4 охлаждения, где его охлаждают обратным потоком сдетандированного сухого газа линии 5 и сдросселированным насыщенным абсорбентом линии 6 до — 18 С, разделяют в сепараторе 7, откуда газ по

1594342 линии 8 подают в абсорбер 9, работающий при давлении 2,86 МПа.

В абсорбере 9 газовый поток линии 8 с помощью холодного предварительного насыщенного абсорбента (линия 10) разделяют на сухой газ (линия, 11), который при — 9 С поступает в турбодетандер 12, и насыщенный абсорбент (линия 13), который при — 4 С дросселируют до давления 1,134 МПа, по линии 14 он поступает в сепаратор 15, где при — 9 С его разделяют на газовый поток (линия 16 и) конденсат (частично деэтанизирова нный насыщенн ый абсорбент, линия 17).

Конденсат по линии 18 из сепаратора 7 с температурой — 8 С дросселируют до давления 0,7! 5 МПа и температуры — 34 С.

Конденсат (частично деэтанизированный насыщенный абсорбент) по линии 17 из сепаратора 15 дросселируют до давления

0,715 МПа и температуры — 11 С и по линии 17 соединяют с конденсатом линии 19 и по линии 20 подают в сепаратор 21, где разделяют на газовый поток линии 22 и конденсат (частично деэтанизированный насыщенный абсорбент (линия 23) при давлении 0,715 МПа и температуре — 16,5 С.

Газовый поток по линии 16 из сепаратора !5 и газовый поток по линии 22 из сепаратора 21 соединяют и по линии 24 направляют в узел предварительного насыщения тощего абсорбента с температурой — 3 С и давлением 0,715 МПа.

Конденсат (частично деэтанизированный насыщенный абсорбент) по линии 23 из сепаратора 21 дросселируют до давления

0,445 МПа и по линии 25 направляют в сепаратор 26, где при температуре — 18,8 С разделяют на газовый поток (линия 27) и конденсат (частично деэтанизированный насыщенный абсорбент, линия 28), который подвергают дальнейшему дросселированию до давления 0,238 МПа и по линии 29 подают в сепаратор 30, где при — 21,6 С разделяют на газовый поток (линия 31) и конденсат (частично деэтанизированный насыщенный абсорбент, линия 32), который снова направляют на дросселирование до давления 0,155 МПа и по линии 33 подают в сепаратор 34 и при — 24 С разделяют на газовый поток (линия 35) и конденсат (деэтанизированиый насыщенный абсорбент, линия 36), который с помощью насоса по линии 6 проходит узел 4 охлаждения, где отдает свой холод и при давлении 1,6 МПа и 25 С поступает в рекуперативный теплообменник 37, нагревается до

130 С и по линии 38 подается в десорбер 39.

Давление в десорбере 39 равно 1,6 МПа.

Деэтанизированный насыщенный абсорбент разделяют в десорбере 39 на сухой газ {л ини я 40), и м ею щи и тем пер атур у 46 С, который после дросселирования до давления

0,15 МПа по линии 41 направляют в линию

Другая часть сухого газа с давлением

0,715 МПа и температурой — 63 С по линии 57 проходит рекуперативный теплооб45 менник 47, отдает свой холод предварител ьно насыщенному абсорбенту и с температурой — 10 С по линии 58 смешивается с газовым потоком линии 50 из сепара тора 49, поступающего с давлением

0 715 МПа и температурой — 28 С, и по линии 59 с температурой — 11 С и давлением

0,715 МПа подается в узел 45 охлаждения регенерированного абсорбента, отдает свой холод и при 25 С и давлении 0,715 МПа по линии 60 подается на дожимной компрессор 56, находящийся на одном валу с турбодетандером;

Давление газов дросселирования в линии 24, поступающих на насыщение тощего абсорбента, равно давлению газа линии 58

1 сырого газа на прием компрессора 2,, ШФЛУ по линии 42, которая является готовым продуктом, и тощий абсорбент по линии 43, имеющий температуру 220 С, который после теплообмена в рекуперативном теплообменнике 37 с температурой 35 С подают по линии 44 в узел 45 охлаждения регенерированного абсорбента, где охлаждают за счет сухого газа из абсорбера и суммарного газа из сепараторов 26, 30 и 34 до 7 С, дросселируют его до давления 0,715 МПа и подают в узел предварительного насыщения, где насыщается суммарным газовым потоком линии 24.из сепараторов 15 и 21, дополнительно охлаждают в рекуперативном теплообменнике 47 до — 28 С за счет холода сдетандированного сухого газа и по линии 48 подают в сепаратор 49, в котором разделяют на газовый поток (линия 50) и конденсат (предварительно насыщенный абсорбент), который с помощью насоса подают в абсорбер 9 в качестве орошения по линии 10 с температурой — 28 С и давлением 1,6 МПа.

Газовый поток по линии 27 из сепаратора 26 с помощью эжектора 52 засасывает, 25 газовый поток по линии 35 из сепаратора 34 и полученный смешенный поток 53 при давлении 0,2 МПа смешивается с газовым потоком линии 31 из сепаратора 30 и с давлением 0,2 МПа и температурой — 23 С поступает в узел 45 охлаждения pere30 нернрованного абсорбента по линии 54, отдает свой холод и с температурой 25 С по линии 55 поступает в линию 1 сырого газа на прием компрессора 2.

Сухой газ по линии 11 из абсорбера 9 после расширения в турбодетандере 12

36 до давления 0,7!5 МПа и температуры — 63 С делится на две части. Часть сухоro газа по линии 5 поступает в узел 4 охлаждения сырого газа, отдает свой холод и при 25 С подается на дожимной компрес40 сор 56, находящийся на одном валу с турбодет андером.

1594342 после турбодетандера 12 и теплообменника 47 (в данном случае 0,715 МПа), что обеспечивает подачу. газового потока по линии 50 из сепаратора 49 на смешение с газовым потоком линии 58.

Если давление газов дросселирования в линии 24 больше давления газа в линии 58, то далее при смешении потока по линии 50 из сепаратора 49 с газовым потоком линии 58 давление выравнивается и становится равным давлению газового потока линии 58.

После компрессора 56 сухой газ с давлением 1,2 МПа подают по линии 61 на дожимной компрессор 62, дожимают до давления 5,5 . МПа, охлаждают в воздушном холодильнике 63 до 35 С и по линии 64 сухой газ поступает в газопровод как готовый продукт.

Проведение процесса деэтанизации конденсата из низкотемпературного сепаратора и насыщенного абсорбента из абсорбера путем ступенчатого дросселирования позволяет исключить процесс деэтанизации в абсорбционно-отпарной колонке (АОК) и соответствующее оборудование, обвязка и эксплу. атация которого требует значительных капитальных и энергетических затрат, больших размеров аппаратов и сложности их эксплуатации.

Кроме того, проведение процесса деэтанизации путем ступенчатого дросселирования позволяет получить холод, используемый в узле охлаждения сырого газа.

Использование в способе процесса детандирования сухого газа из абсорбера позволяет использовать холод сдетандированного сухого газа также для охлаждения сырого. газа и предварительно HacbIIIlåííoro абсорбента.

Таким образом, использование холода сдросселированного насыщенного абсорбента и сдетандированного сухого газа из абсорбера для охлаждения сырого газа и предварительно насыщенного абсорбента дает возможность исключить из способа пропановый холод, который связан с наличием энергоемкой и капиталоемкой пропановой холодильной установки, включающей большое количество единиц оборудования и узел подготовки пропана-хладагента.

В предл araeMoM способе насыщен не тощегоо абсорбента осуществляют газом, полученным в результате дросселнрования конденсата из низкотемпературного сепаратора и насыщенного абсорбента из збсорбера, причем давление этого газа должно быть равным или больше, чем давление сдетандированного газа.

Подача газов дросселирования на насыщение тощего абсорбента обеспечивает их максимальную утилизацию с наименьшими капитальными затратами.

Давление газов детандирования принимается равным давлению сдетандированного, газа с целью возможности их дальнейше. го смешения при подаче сухого газа на компримирование.

В случае, если давление газов дроссе5 лирования больше, чем давление сдетандированного газа, то при их смешении давление выравнивается и становится равным давлению сдетандированного газа.

Кроме того, газы после дросселирования, имеющие давление меньше, чем давлеление сдетандированного газа, подают на компримирование сырого газа. Туда же на комнримирование сырого газа подают газы

; отдувки, получаемые в десорбере для улучшения качества, ШФЛУ. Это позволяет использовать эти газы наиболее эффективно и избежать потерь целевых компонентов.

Таким образом, предлагаемая совокупность признаков позволяет значительно сократить капитальные, эксплуатационные и энергетические затраты достичь сокращение удельных затрат.

Формула изобретения

1. Способ разделения углеводородных смесей, включающий компримирование сырого газа, его охлаждение, разделение в низкотемпературном сепараторе на газ и кондея сат, последующее разделение газа в абсорбере охлажденным предварительно насыщенным абсорбентом на сухой газ и насы ценный абсорбент, деэтанизацию конденсата и насыщенного абсорбента с получе- нием сухого газа и деэтанизированного насыщенного абсорбента, десорбцию деэтанизированного насыщенного абсорбен-а в десорбере с получением широкой фракции легких углеводородов и регенерированного абсорбента, отличающийся тем, что, с целью сокрашения капитальных, эксплуатационных и энергетических затрат, деэтанизацию конденсата и насьпценного абсорбента осуществляют путем ступенчатого дросселирования с получением газовых фракций с различным давлением и деэтанизированного насыщенного абсорбента, который подают на охлаждение сырого газа, сухой газ из абсорбера детандируют и подают на охлаждение сырого газа и регенерированного абсорбента, который предварительно насыщают газовой фракцией, имеющей давление, равное или большее давлению сдетандированного сухого газа, при этом газовую фракцию, имеющую давление, меньшее, чем давление сдетандированного сухоro газа, подают на компримирование вмес. те с сырым газом.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения качества широкой фракции легких углеводородов, в десорбере производят отдувку легких углеводородов (С вЂ” С ),. которые подают на компри мирование вместе с сырым газом.

1594342

Составитель А. Никитин

Редактор Н. Бобкова Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 2820 Тираж 447 Подписное

ВНЙИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! l 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород. ул. Гагарина, Ol