Установка подготовки углеводородного газа

 

Изобретение относится к подготовке углеводородных газов к транспорту при переработке. Установка подготовки углеводородного газа содержит компрессор, холодильник газа, скруббер и емкость для рециркуляции воды, соединенную со скруббером, при этом она дополнительно снабжена рекуперативным теплообменником, промежуточным сепаратором и воздушным холодильником, причем вход газа в рекуперативный теплообменник соединен с выходом газа из компрессора, а выход газа из рекуперативного теплообменника соединен со входом газа в холодильник газа, при этом выход воды из емкости рециркуляции воды дополнительно соединен со входом воды в рекуперативный теплообменник, выход воды из которого соединен через промежуточный сепаратор и воздушный холодильник с емкостью рециркуляции воды. Кроме того, установка дополнительно снабжена сепаратором, установленным на выходе газа из холодильника газа и соединенным со входом газа в скруббер. Изобретение позволяет повысить степень очистки газов от вредных примесей и снизить капитальные затраты. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике и технологии подготовки углеводородных газов к транспорту и/или переработке и может быть использовано в нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей отраслях промышленности.

Известен узел подготовки углеводородного газа, входящий в установку низкотемпературной конденсации и включающий сепаратор для отделения газа от примесей, компрессор, воздушный холодильник газа, теплообменники, пропановый испаритель и сепаратор для отделения газа от конденсата. Газ с установки подается в магистральный газопровод, а конденсат направляется на дальнейшую переработку (Берлин М.А., Гореченков В.Г. Переработка нефтяных и природных газов. - М.: Химия, 1981. с.168).

Общими признаками известной и предлагаемой установок являются - компрессор; - холодильник газа; - сепараторы.

Однако известная установка характеризуется высокими капитальными затратами и не обеспечивает высокую степень очистки газа от механических примесей и капельной жидкости (нефть, конденсат, вода и др.).

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установка компримирования углеводородного газа, содержащая компрессор со ступенью низкого и высокого давления, установленный за ступенью низкого давления межступенчатый холодильник газа, сепаратор отделения газа от конденсата и воды с патрубками входа газа, выхода газа и выхода жидкости, последний из которых соединен с патрубком входа сепаратора разделения конденсата и воды, концевой холодильник газа, установленный за ступенью высокого давления компрессора, сепаратор отделения газа от жидкости с патрубками входа газа, выходов газа, конденсата и воды, узел осушки газа, соединенный с патрубком выхода газа из сепаратора отделения газа от жидкости. Установка снабжена скруббером, емкостью рециркуляции воды с патрубками выхода дренажной воды, газа и конденсата, входа и выхода воды и узлом подпитки воды, скруббер выполнен двухсекционным, к верхней секции присоединены патрубок выхода газа и патрубки входа и выхода воды, а к нижней секции присоединен патрубок входа газа. Патрубки входа и выхода воды скруббера соединены соответственно с патрубками выхода и входа воды емкости рециркуляции воды (патент РФ 2073182, МПК B 01 D 53/14, F 25 J 3/08, опубл. 10.02.97 г., ОБ 4).

Общими признаками известной и предлагаемой установок являются - компрессор; - холодильник газа; - скруббер; - сепаратор отделения газа от жидкости, соединенный с выходом газа из скруббера; - емкость рециркуляции воды, соединенная со скруббером.

Однако известная установка не обеспечивает эффективного удаления вредных примесей из газа. Другой недостаток установки - это высокие капитальные затраты, связанные с необходимостью установки дополнительно блока подготовки воды. Ввиду того, что концентрация солей в воде после промывки достаточно высокая, такую воду нельзя использовать для повторной промывки газа, чем обусловлена потребность в специальном блоке подготовки воды.

Техническая задача заключается в повышении степени очистки газа от вредных примесей (тяжелых органических веществ, хлоридов, ПАВ, ингибиторов коррозии, метанола, мехпримесей) и снижении капитальных затрат за счет проведения промывки газа регенерированной циркулирующей водой.

Поставленная задача достигается тем, что в установке подготовки углеводородного газа, содержащей компрессор, холодильник газа, скруббер, сепаратор для отделения газа от жидкости, соединенный с выходом газа из скруббера, и емкость для рециркуляции воды, соединенную со скруббером, дополнительно установлены рекуперативный теплообменник, промежуточный сепаратор и воздушный холодильник, причем вход газа в рекуперативный теплообменник соединен с выходом газа из компрессора, а выход газа из рекуперативного теплообменника соединен со входом газа в холодильник газа, при этом выход воды из емкости рециркуляции воды дополнительно соединен со входом воды в рекуперативный теплообменник, выход воды из которого соединен через промежуточный сепаратор и воздушный холодильник с емкостью рециркуляции воды.

Кроме того, установка дополнительно снабжена сепаратором, установленным на выходе газа из холодильника газа и соединенным со входом газа в скруббер.

Заявляемая совокупность признаков позволяет достичь высокой степени очистки газа от вредных примесей при промывке газа водой при довольно низких капитальных затратах. Остаточное содержание солей в газе после промывки соответствует требованиям дальнейшей технологии (например, процессу осушки и очистки газа от сернистых соединений). Концентрация солей в циркулирующей воде соответствует требуемому качеству. Это достигается путем увеличения концентрации солей в воде, сбрасываемой в дренаж из промежуточного сепаратора. Нагрев воды в рекуперативном теплообменнике горячим потоком скомпримированного газа до температуры кипения воды с последующим отводом неиспарившейся воды, содержащей вредные примеси, в дренаж, а паров воды после конденсации - в емкость рециркуляции воды, а оттуда в скруббер на промывку газа, т. е. регенерация циркулирующей воды на предлагаемой установке дает возможность обойтись без специального блока подготовки воды.

На фиг. 1 представлена принципиальная технологическая схема установки подготовки углеводородного газа.

Установка содержит компрессор 1, выход газа из которого соединен с рекуперативным теплообменником 2, выход газа из теплообменника 2 соединен с холодильником газа 3. Выход газа из холодильника 3 соединен с сепаратором 4, выход газа из которого соединен со входом газа в скруббер 5. Выход газа из скруббера 5 соединен с сепаратором 6 отделения газа от жидкости. Выход воды из скруббера 5 соединен со входом в емкость рециркуляции воды 7. Выход воды из емкости рециркуляции 7 соединен трубопроводом 8 со входом воды в скруббер 5. К трубопроводу 8 подсоединен трубопровод 9, соединяющий емкость рециркуляции 7 со входом воды в рекуперативный теплообменник 2. Выход воды из рекуперативного теплообменника 2 соединен через промежуточный сепаратор 10 и воздушный холодильник 11 с емкостью рециркуляции 7. На входе в компрессор 1 установлен сепаратор 12. На выходе из емкости рециркуляции 7 установлен насос 13 для подачи регенерированной воды.

Установка работает следующим образом. Газ после его компримирования компрессором 1, охлаждения в рекуперативном теплообменнике 2 и доохлаждения холодильником газа 3 поступает в сепаратор 4, из которого вода сбрасывается в дренаж, а газ поступает в скруббер 5, в котором он промывается водой, поступающей из емкости рециркуляции 7. Вместо сепаратора 4 и скруббера 5 можно использовать один скруббер со встроенным сепаратором. Очищенный газ после скруббера 5, пройдя сепаратор 6, выводится с установки или направляется на следующую ступень компримирования. Вода из сепаратора 6 дренируется в канализацию. Скруббер 5 орошается циркулирующей водой, подающейся из емкости рециркуляции 7. Часть циркуляционной воды с выкида насоса 13 подается в рекуперативный теплообменник 2, где нагревается горячим потоком скомпримированного газа до температуры кипения при данном давлении и направляется в сепаратор 10. Неиспарившаяся вода из сепаратора 10, содержащая вредные примеси, сбрасывается в дренаж, а пары конденсируются в воздушном холодильнике 11 и направляются в емкость рециркуляции 7. В качестве подпитки на установку в емкость 7 подается техническая вода.

Вариант конструктивного выполнения установки представлен на фиг.2 и включает две ступени сжатия компрессора: низкого и высокого давления. Установка содержит компрессор, включающий ступень сжатия 1 низкого давления и ступень сжатия 14 высокого давления. Выход ступени сжатия 1 соединен с рекуперативным теплообменником 2, выход газа из которого соединен с холодильником газа 3, а выход ступени сжатия 14 соединен со входом газа в концевой холодильник 15, соединенный с сепаратором 16 отделения газа от конденсата и воды. Выход газа из холодильника газа 3 соединен с сепаратором 4, выход газа из которого соединен со входом газа в скруббер 5. Выход газа из скруббера 5 соединен с сепаратором 6 отделения газа от жидкости, выход газа из которого соединен со ступенью сжатия высокого давления 14. Выход воды из скруббера 5 соединен со входом в емкость рециркуляции воды 7. Выход воды из емкости рециркуляции 7 соединен трубопроводом 8 со входом воды в скруббер 5. К трубопроводу 8 подсоединен трубопровод 9, соединяющий емкость рециркуляции 7 со входом воды в рекуперативный теплообменник 2. Выход воды из рекуперативного теплообменника 2 соединен через промежуточный сепаратор 10 и воздушный холодильник 11 с емкостью рециркуляции 7. На входе в ступень сжатия низкого давления 1 компрессора установлен сепаратор 12. На выходе из емкости рециркуляции 7 установлен насос 13 для подачи регенерированной воды.

Установка работает следующим образом. Газ после компримирования ступенью сжатия 1 низкого давления компрессора, охлаждения газа рекуперативным теплообменником 2 и доохлаждения газа холодильником газа 3 поступает в сепаратор 4, из которого вода сбрасывается в дренаж, а газ поступает в скруббер 5, в котором он промывается водой, поступающей из емкости рециркуляции 7. Вместо сепаратора 4 и скруббера 5 можно использовать один скруббер со встроенным сепаратором. Очищенный газ после скруббера 5, пройдя сепаратор 6, подается на ступень сжатия 14 высокого давления компрессора. Газ после ступени 14 компрессора охлаждается в теплообменнике 15. Образовавшиеся после охлаждения водный и углеводородный конденсаты выделяются в сепараторе 16, из которого разделенные газ и конденсат направляются на переработку. Скруббер 5 орошается циркулирующей водой, подающейся из емкости рециркуляции 7. Часть циркуляционной воды с выкида насоса 13 подается в рекуперативный теплообменник 2, где нагревается горячим потоком скомпримированного нефтяного газа до температуры кипения при данном давлении и направляется в промежуточный сепаратор 10. Неиспарившаяся вода из промежуточного сепаратора 10, содержащая вредные примеси, сбрасывается в канализацию, а пары конденсируются в воздушном холодильнике 11 и направляются в емкость рециркуляции 7. В качестве подпитки на установку в емкость рециркуляции 7 подается техническая вода. Вода из сепараторов 4, 6, 10, 12 дренируется в канализацию.

Формула изобретения

1. Установка подготовки углеводородного газа, содержащая компрессор, холодильник газа, скруббер, сепаратор для отделения газа от жидкости, соединенный с выходом газа из скруббера и емкость для рециркуляции воды, соединенную со скруббером, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена рекуперативным теплообменником, промежуточным сепаратором и воздушным холодильником, причем вход газа в рекуперативный теплообменник соединен с выходом газа из компрессора, а выход газа из рекуперативного теплообменника соединен со входом газа в холодильник газа, при этом выход воды из емкости рециркуляции воды дополнительно соединен со входом воды в рекуперативный теплообменник, выход воды из которого соединен через промежуточный сепаратор и воздушный холодильник с емкостью рециркуляции воды.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена сепаратором, установленным на выходе газа из холодильника газа и соединенным со входом газа в скруббер.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2