Устройство для охлаждения и сепарации компрессата


 


Владельцы патента RU 2525285:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к устройствам для компримирования газа. Устройство для охлаждения и сепарации компрессата включает холодильник-конденсатор, оснащенный линиями подвода/отвода хладагента, а также линии ввода компрессата, вывода сжатого газа и, по меньшей мере, одну линию вывода конденсата. В качестве холодильника-конденсатора используют дефлегматор, оснащенный тепломассообменной секцией, например, радиально-спирального типа и дроссельным вентилем. Дроссельный вентиль установлен на линии вывода конденсата и соединен со стабилизатором линией подачи дросселированного конденсата. Стабилизатор оснащен распределительным устройством, тепломассообменной секцией, например, радиально-спирального типа, линией подачи охлажденного компрессата из стабилизатора в дефлегматор и линией вывода газа стабилизации. Техническим результатом является увеличение выхода сжатого газа, уменьшение потерь углеводородов C5+ со сжатым газом и получение стабильного конденсата с нормативным давлением насыщенных паров. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для компримирования газа и может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для компримирования газов, содержащих малолетучие (тяжелые) компоненты, с получением сжатого газа и конденсата тяжелых компонентов.

Известны и широко используются струйные устройства для компримирования газа с использованием жидкости в качестве рабочей среды [Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. - 3-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с.8], которые состоят из струйного аппарата с линиями подачи сжимаемого газа, подвода рабочей среды и вывода компрессата, а также сепаратора с линией подачи компрессата из струйного аппарата и линиями вывода сжатого газа и отработанной рабочей жидкости.

Основными недостатками известного устройства являются низкая энергетическая эффективность из-за низкого коэффициента полезного действия струйных аппаратов, загрязнение сжатого газа и конденсата компонентами рабочей среды, а также получение нестабильного конденсата с высоким давлением насыщенных паров.

Наиболее близка по технической сущности к заявляемому изобретению и широко используется на практике компрессорная установка, состоящая из компрессора и устройства для охлаждения и сепарации компрессата [Дронин А.П., Пугач И.А. Технология разделения углеводородных газов. М.: Химия, 1976 г., с.31], которое включает холодильник-конденсатор с линией ввода компрессата и линиями подвода/отвода хладагента и сепаратор, оснащенный линией подачи охлажденного компрессата из холодильника, линией вывода сжатого газа и по меньшей одной линией вывода конденсата (например, при компримировании природных газов сепаратор оснащен линиями вывода углеводородного конденсата и водного конденсата).

Недостатками известного устройства являются низкий выход сжатого газа из-за растворения его компонентов в конденсате (особенно при больших давлениях компримирования), а также потери целевых компонентов конденсата (углеводородов C5+) со сжатым газом, особенно при невысоких давлениях компримирования. Кроме того, конденсат имеет высокое давление насыщенных паров из-за повышенного содержания в нем легких компонентов, что затрудняет его дальнейшую переработку и транспортировку.

Задачей изобретения является увеличение выхода сжатого газа, уменьшение потерь углеводородов C5+ со сжатым газом и получение стабильного конденсата с нормативным давлением насыщенных паров.

При реализации изобретения в качестве технического результата достигается:

- увеличение выхода сжатого газа и получение стабилизированного конденсата с нормативным давлением насыщенных паров за счет оснащения устройства дросселем и стабилизатором,

- уменьшение потерь углеводородов C5+ со сжатым газом за счет оснащения устройства дефлегматором.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, включающем холодильник-конденсатор, оснащенный линиями подвода/отвода хладагента, а также линии ввода компрессата, вывода сжатого газа и, по меньшей мере, одну линию вывода конденсата, особенность заключается в том, что в качестве холодильника-конденсатора используют дефлегматор, оснащенный тепломассообменной секцией, например, радиально-спирального типа и дроссельным вентилем, установленным на линии вывода конденсата и соединенным со стабилизатором линией подачи дросселированного конденсата, при этом стабилизатор оснащен распределительным устройством, тепломассообменной секцией, например, радиально-спирального типа, линией подачи охлажденного компрессата из стабилизатора в дефлегматор и линией вывода газа стабилизации.

При образовании в процессе охлаждения расслаивающегося конденсата на линии вывода конденсата из дефлегматора целесообразно установить сепаратор, оснащенный линиями вывода легкого и тяжелого конденсата, соединяющими сепаратор со стабилизаторами легкого и тяжелого конденсата, соответственно, при этом каждый из стабилизаторов оснащен распределительным устройством, тепломассообменной секцией, например, спирально-радиального типа, линией подачи охлажденного компрессата в дефлегматор и линией вывода газа стабилизации.

Дефлегматор и стабилизатор/стабилизаторы могут быть объединены в один аппарат - дефлегматор-стабилизатор компрессата.

В предлагаемом устройстве использование дефлегматора в качестве холодильника-конденсатора позволяет осуществить охлаждение компрессата в условиях его дефлегмации, при которой происходит фракционирование выпадающего конденсата тяжелых компонентов, за счет чего уменьшить содержание тяжелых компонентов в сжатом газе и таким образом уменьшить их потери.

Установка дроссельного вентиля на линии вывода конденсата из дефлегматора позволяет осуществить глубокую стабилизацию конденсата при пониженном давлении, способствующем отгонке из конденсата легких компонентов, снижению давления насыщенных паров конденсата и увеличению выхода сжатого газа.

Оснащение стабилизатора распределительным устройством, тепломассообменной секцией, например, радиально-спирального типа позволяет отогнать легкие компоненты из конденсата, стекающего сверху вниз в виде пленки по наружным поверхностям элементов тепломассообменной секции, за счет нагрева компрессатом, проходящим снизу вверх во внутреннем пространстве элементов тепломассообменной секции, и получить стабильный конденсат с нормативным давлением насыщенных паров.

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет при необходимости осуществить рециркуляцию газа стабилизации, содержащего отпаренные легкие компоненты, путем смешения его со сжимаемым газом, что обеспечивает еще большее увеличение выхода сжатого газа.

Заявленный технический результат достигается за счет конструкции устройства для охлаждения и сепарации компрессата, позволяющей использовать вторичные энергоресурсы - тепло компрессата и давление конденсата, безвозвратно теряющиеся в известных устройствах.

Предлагаемое устройство (на схеме показано устройство в виде единого аппарата при получении нерасслаивающегося конденсата) состоит из дефлегматора 1, оснащенного тепломассообменной секцией 2, линиями вывода сжатого газа 3, подачи/вывода хладагента 4 и вывода конденсата 5 с размещенным на ней дроссельным вентилем 6, соединенным с линией подачи дросселированного конденсата 7 в стабилизатор 8, который оснащен распределительным устройством 9, тепломассообменной секцией 10 с линиями ввода компрессата 11 и подачи охлажденного компрессата в дефлегматор 12, а также линиями вывода стабильного конденсата 13 и газа стабилизации 14.

В случае образования расслаивающегося конденсата (например, на легкий и тяжелый конденсаты) на линии вывода конденсата из дефлегматора установлен сепаратор (не показано), оснащенный линиями вывода легкого и тяжелого конденсата, соединяющими сепаратор со стабилизаторами легкого и тяжелого конденсата, соответственно, при этом каждый из стабилизаторов оснащен распределительным устройством, тепломассообменной секцией, например, радиально-спирального типа, линией подачи охлажденного компрессата в дефлегматор и линией вывода газа стабилизации.

Устройство работает следующим образом.

Компрессат (I) по линии 11 подают для охлаждения во внутреннее пространство элементов тепломассообменной секции 10 и выводят по линии 12 в низ дефлегматора 1, где он разделяется на компрессат (II), выводимый по линии 5, и газ, который подвергается дефлегмации в тепломассообменной секции 2 за счет охлаждения хладагентом (III) с получением сжатого газа (IV), который выводят из устройства по линии 3. Конденсат (II) дросселируют на дроссельном вентиле 6 и подают по линии 7 в верхнюю часть стабилизатора 8, где он с помощью распределительного устройства 9 подается в тепломассообменную секцию 10, в которой он стабилизируется за счет нагрева компрессатом (I) с получением стабильного конденсата (V), выводимого по линии 13, и рециркулируемого газа стабилизации (VI), выводимого по линии 14.

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.

Компрессат сжатия смеси 35000 нм3/час попутного нефтяного газа состава, % масс.: азот 4,09%, кислород 0,05%, диоксид углерода 1,32%, вода менее 0,001%, сероводород 0,02%, метан 24,26%, этан 19,94%, пропан 22,19%, C4 16,09%, C5 9,83%, С6+ 2,46%, метил- и этилмеркаптаны 0,002%, и 2300 нм3/час газа стабилизации, имеющего давление 3,53 МПа изб. и температуру 146,6°C, сепарируют в предлагаемом устройстве с получением 33230 нм3/час сжатого газа с давлением 3,53 МПа изб. и температурой 40,0°C, 2300 нм3/час газа стабилизации с давлением 0,59 МПа и температурой 58,3°C и 5,5 т/час стабильного конденсата с давлением насыщенных паров по Рейду 64,8 кПа (норматив - 66,7 кПа). Потери углеводородов C5+ со сжатым газом составили 1,31 т/час.

Охлаждение и сепарация компрессата с использованием устройства, описанного в прототипе, при аналогичных условиях позволила получить 29950 нм3/час сжатого газа и 11,03 т/час углеводородного конденсата с давлением насыщенных паров по Рейду 1669 кПа. Потери углеводородов C5+ со сжатым газом составили 1,96 т/час.

Из примера следует, что применение предлагаемого устройства позволяет увеличить выход сжатого газа, уменьшить потери углеводородов C5+ со сжатым газом и получить стабильный конденсат. Изобретение может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической и других отраслях промышленности.

1. Устройство для охлаждения и сепарации компрессата, включающее холодильник-конденсатор, оснащенный линиями подвода/отвода хладоагента, а также линии ввода компрессата, вывода сжатого газа и, по меньшей мере, одну линию вывода конденсата, отличающееся тем, что в качестве холодильника-конденсатора используют дефлегматор, оснащенный тепломассообменной секцией, например, радиально-спирального типа и дроссельным вентилем, установленным на линии вывода конденсата и соединенным со стабилизатором линией подачи дросселированного конденсата, при этом стабилизатор оснащен распределительным устройством, тепломассообменной секцией, например, радиально-спирального типа, линией подачи охлажденного компрессата из стабилизатора в дефлегматор и линией вывода газа стабилизации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на линии вывода конденсата из дефлегматора установлен сепаратор, оснащенный линиями вывода легкого и тяжелого конденсата, соединяющими сепаратор со стабилизаторами легкого и тяжелого конденсата, соответственно, при этом каждый из стабилизаторов оснащен распределительным устройством, тепломассообменной секцией, например, радиально-спирального типа, линией подачи охлажденного компрессата в дефлегматор и линией вывода газа стабилизации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и устройству для удаления газообразных загрязнителей из потока сырьевого газа, содержащего метан. Поток сырьевого газа охлаждается с образованием суспензии, которая содержит твердый загрязнитель, жидкофазный загрязнитель и обогащенную метаном газовую фазу.

Изобретение относится к циклонному сепаратору для текучей среды, содержащему горловинную часть (4), которая размещается между секцией впуска сходящейся текучей среды и секцией выпуска расходящейся текучей среды.

Группа изобретений относится к криогенной технике и технологии, а именно к способам и устройствам осушки, очистки и сжижения природного газа, отбираемого из магистрального газопровода, и других низкомолекулярных газов, получаемых на нефтехимическом производстве газоразделения, а также при хранении и выдаче товарных сжиженных и газообразных газов на газораспределительных станциях.

Изобретение относится к области газовой промышленности. Способ промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей включает первичную сепарацию пластовой смеси, охлаждение газа, его низкотемпературную сепарацию, подачу газового конденсата в колонну деэтанизации, после чего деэтанизированный газовый конденсат охлаждают на первой ступени нестабильным газовым конденсатом первичной сепарации, а затем на второй ступени его охлаждают до отрицательной температуры нестабильным газовым конденсатом низкотемпературной сепарации.

Устройство предназначено для обработки газа. Устройство содержит: компрессор (1); теплообменник; разделитель; расширитель (3); клапан (22) регулирования расхода газообразного хладагента; ответвляющийся канал (13); первый теплообменник (24) ответвляющегося канала и второй теплообменник (25) ответвляющегося канала; первый выпускной канал, который соединяется с выпускным отверстием для сжиженного технологического газа в разделителе и который обходит первый теплообменник (24) ответвляющегося канала; второй выпускной канал, который соединяется с выпускным отверстием в расширителе (3) и который обходит второй теплообменник (25) ответвляющегося канала; первый термометр (23) в магистральном канале; второй термометр (26) в ответвляющемся канале (13); третий термометр (27) в разделителе; клапан (20) регулирования расхода в магистральном канале; и средство (5) регулирования, которое регулирует клапан (20) регулирования расхода и/или клапан (22) регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-третьего термометров (23, 26, 27).

Изобретение относится к способу выделения гелия из гелийсодержащей фракции, в частности из гелий-, азот- и метансодержащей фракции. .

Изобретение относится к способам очистки гелиевого концентрата от примесей и может быть использовано в нефтегазоперерабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к дросселирующему клапану и к способу увеличения размеров капелек жидкости в протекающем через дросселирующий клапан потоке текучей среды. .

Изобретение относится к технике глубокой осушки и низкотемпературной переработки нефтяных газов и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.

Группа изобретений относится к переработке нефтяных и природных газов и может быть использовано в газовой, нефтяной, химической и нефтехимической отраслях промышленности. Установка подготовки и переработки газовых углеводородных смесей содержит трубопровод подвода сырья, узел компримирования газовой углеводородной смеси, один мембранный разделитель, имеющий выходы апенетрата, соединенный с потребителем, и пенетрата, соединенный через узел низкотемпературного охлаждения, включающий рекуперативные теплообменники обратных потоков газа и жидкости, выходящих из сепаратора, и пропановый испаритель с входом сепаратора, колонну с входом жидкости, с узлом орошения ее верха, имеющим выход газа, и узлом подогрева ее низа, имеющим выход жидкости, трубопроводные линии, соединяющие оборудование и запорно-регулирующую арматуру. Узел компримирования газовой углеводородной смеси имеет выход углеводородного компрессата, который соединен с помощью устройства, обеспечивающего регулирование давления, с выходом пенетрата из мембранного разделителя. Описан вариант указанной установки. Технический результат - обеспечение использования углеводородного компрессата при оптимизации работы установки и снижении затрат. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к способу получения горючего газа для газовых двигателей из образующегося при добыче нефти попутного газа, который содержит метан, этан, пропан, углеводороды с более чем тремя атомами углерода и по обстоятельствам пропен, причем получаются газообразная фракция и жидкостная фракция путем частичной конденсации попутного газа, причем процесс конденсации проводится при таких соотношениях давления и температуры, что жидкостная фаза по существу не содержит метана, этана, пропана и по обстоятельствам пропена и что газообразная фаза по существу свободна от н-бутана и изобутана. Технический результат - расширение арсенала средств способа. 7 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к способу обработки осушенного загрузочного природного газа, включающему введение загрузочного потока (54) в первый разделительный резервуар (22), динамическое расширение газового потока (56), выходящего из резервуара (22), в турбине (24), затем его введение в первую колонну (26) очистки. Способ включает получение в верхней части первой колонны (26) очищенного газа (70) и улавливание в нижней части первой колонны (26) нижнего потока сжиженного газа (74), который после расширения вводят во вторую колонну (30) для удаления углеводородов C5 +. Верхний поток очищенного природного газа (70), выходящий из первой колонны (26), направляют напрямую в теплообменник (20) и подогревают в первом теплообменнике (20) теплообменом только с загрузочным газом (12). Способ включает сжатие газового потока (86) из верхней части второй колонны (30) в компрессоре (38) перед его введением во второй разделительный резервуар (40). Изобретение также касается установки для обработки осушенного загрузочного природного газа. Технический результат - обработка загрузочного природного газа для удаления из него углеводородов C5 + ввиду его последующего сжижения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил., 10 табл.

Изобретение относится к газовой промышленности, а именно к способам промысловой подготовки углеводородного газа к транспорту в условиях многолетнемерзлых грунтов, включающим подачу газа от скважин на сепарацию, введение в газовый поток водорастворимого летучего ингибитора гидратообразования, охлаждение газового потока в рекуперативном теплообменнике и детандере, низкотемпературную сепарацию газа с его последующим охлаждением в рекуперативном теплообменнике. Охлаждение газа после низкотемпературной сепарации осуществляют в рекуперативном теплообменнике типа «газ-жидкость», где в качестве хладагента используют жидкость, выведенную из низкотемпературного сепаратора, при этом перед транспортом газа его дополнительно охлаждают в теплообменнике-испарителе посредством использования внешнего холодильного цикла. Техническим результатом является повышение энергоэффективности системы подготовки газа и обеспечение возможности использования в ней компримирующих агрегатов меньшей мощности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к способу и системе для отделения CO2 из потока топочного газа. Описана охлаждающая система, предназначенная для конденсации двуокиси углерода (CO2), содержащая контур охлаждения, содержащий хладагент. Упомянутый контур охлаждения содержит многоступенчатый компрессор хладагента, конденсатор хладагента, охладитель хладагента, охладитель топочного газа, первый конденсатор CO2, второй конденсатор CO2. Также описана система очистки топочного газа для извлечения CO2. Система содержит компрессор топочного газа, адсорбционный осушитель, а также охлаждающую систему для конденсации двуокиси углерода (CO2). Охладитель топочного газа расположен между компрессором топочного газа и адсорбционным осушителем топочного газа и первый и второй конденсаторы CO2 расположены последовательно после адсорбционного осушителя топочного газа. Описан также и способ для конденсации CO2 в потоке топочного газа, используя циркуляционный поток внешнего хладагента. Группа изобретений позволяет обеспечить эффективное по затратам разделение CO2, используя простые, надежные конструкции теплообменников и материалы. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу производства жидкого СО2 из газообразных продуктов сгорания. Топочный газ сжимают в первом компрессоре, затем охлаждают в первом охладителе и частично конденсируют на двух ступенях разделения. Две ступени разделения охлаждают расширяющимся отходящим газом и расширяющимся жидким СО2. Вторая ступень разделения включает второй теплообменник и стриппер CO2, в котором поток жидкого CO2 из первой ступени разделения поступает в стриппер CO2 непосредственно и поток CO2 из первой ступени разделения поступает в стриппер СО2 через второй теплообменник. Жидкий СО2 в стриппере кипятят ребойлером и из верхней части стриппера СО2 отходящий газ выделяют, расширяют в регулирующем давление клапане и используют в ступенях разделения для целей охлаждения. Также жидкий СО2 из ребойлера и стриппера CO2 собирают в буферном барабане. Технический результат заключается в повышении чистоты сжиженного СО2 без увеличения потребности в энергии. 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу получения CO2 из топочного газа. Топочный газ частично конденсируют в двух ступенях разделения. Каждую ступень разделения охлаждают с помощью расширенного отходящего газа и расширенного жидкого CO2. Расширенный CO2 разделяют после прохождения последней ступени разделения на жидкий CO2 и газообразный CO2 в дополнительном разделительном барабане. При этом газообразный CO2 и часть жидкого CO2 из дополнительного разделительного барабана расширяют до первого уровня давления, а давление оставшегося жидкого CO2 повышают до второго уровня давления, после чего расширяют для охлаждения CO2 в последней ступени разделения. Техническим результатом изобретения является понижение потребления энергии. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу и системе для выделения углеводородов, содержащихся в отходящем потоке процесса полимеризации. Способ включает снижение давления потока этилена от давления не менее 3,4 МПа до давления не более 1,4 МПа, охлаждение отходящего газа, включающего мономер, путем теплообмена с потоком этилена пониженного давления с получением первого конденсата, включающего часть мономера, захваченного первым легким газом, выделение первого конденсата и первого легкого газа, отделение первого конденсата от первого легкого газа, компримирование потока этилена пониженного давления до давления не менее 2,4 МПа и пропускание компримированного потока этилена в реактор полимеризации. Изобретение обеспечивает эффективное выделение углеводородов из отходящего газа, повторное применение значительной части олефинового мономера и повторное применение содержащихся в отходящем газе инертных компонентов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к конструкции сепарационных устройств и может быть использовано для выделения тяжелых компонентов из многокомпонентных паров и газов в нефтегазовой промышленности. Фракционирующий холодильник-конденсатор, состоящий из последовательно расположенных снизу вверх сепарационной секции с линиями вывода нестабильного конденсата и водного конденсата, зоны питания с линией ввода сырьевого газа, газораспределительного устройства и дефлегматорной секции с линией вывода газа дефлегмации, оборудованной тепломассообменным блоком с линиями ввода/вывода хладагента. Между тепломассообменным блоком и газораспределительным устройством установлено контактное устройство. Техническим результатом является повышение качества конденсата за счет снижения давления насыщенных паров. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх