Фракционирующий холодильник-конденсатор


 


Владельцы патента RU 2532057:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к аппаратам для подготовки газа, а именно, к конструкции сепарационных устройств. Фракционирующий холодильник-конденсатор состоит из дефлегматора и сепарационной секции, примыкающей к нему снизу. Дефлегматор и сепарационная секция заключают между собой зону питания, оснащенную линией ввода сырьевого газа. Между зоной питания и дефлегматором размещено газораспределительное устройство. Дефлегматор оснащен линией ввода охлажденного товарного газа и линиями вывода газа сепарации и товарного газа. Дефлегматор оборудован блоком тепломассообменных элементов. Линия ввода охлажденного товарного газа расположена в верхней части, а линия вывода товарного газа расположена в нижней части блока тепломассообменных элементов. Сепарационная секция оснащена линиями вывода нестабильного конденсата и водного раствора ингибитора гидратообразования. Обеспечивается снижение потерь тяжелых компонентов и снижение металлоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к аппаратам для подготовки газа, а именно, к конструкции сепарационных устройств, и может быть использовано, например, в нефтегазовой промышленности для комплектования установок осушки и отбензинивания природных газов методом низкотемпературной сепарации (конденсации), а также в других отраслях промышленности при охлаждении и сепарации многокомпонентных паров (газов) с частичной конденсацией низколетучих компонентов.

Известна система низкотемпературной сепарации газа газоконденсатного месторождения [Патент РФ №2432535, опубл. 27.10.2011 г., МПК F25J 3/00], которая в качестве устройства для конечной ступени сепарации содержит фракционирующий конденсатор со спиральной насадкой, в котором производится массообмен между газом и конденсатом.

Недостатком устройств является неэффективность работы фракционирующего конденсатора из-за инверсии температур (увеличение температуры снизу верх по высоте фракционирующего аппарата), возникающей из-за подачи наиболее холодного газа конечной ступени сепарации в низ тепломассообменной секции фракционирующего конденсатора для массообмена с более теплым конденсатом первой ступени сепарации, подаваемым на верх тепломассообменной секции. Вследствие этого происходит нагревание газа конечной ступени сепарации и обогащение его тяжелыми компонентами, входящими в состав конденсата, что приводит к ухудшению степени подготовки товарного газа (повышению точки росы по углеводородам).

Наиболее близко по технической сущности к заявляемому изобретению сепарационное устройство, которое используется, например, на промежуточной ступени сепарации установок низкотемпературной сепарации [Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. -М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999. с.290] и состоит из сепаратора и холодильника сырьевого газа, охлаждаемого обратным потоком товарного газа, и оснащенного линиями ввода сырьевого газа и охлажденного товарного газа, линией вывода товарного газа и линией подачи газожидкостной смеси, соединяющей теплообменник с сепаратором, оснащенный, кроме того, линиями вывода газа сепарации, нестабильного конденсата и водного раствора ингибитора гидратообразования.

Недостатком известного устройства является большая металлоемкость, а также потери тяжелых (низколетучих) компонентов с газом сепарации вследствие работы устройства в режиме однократной конденсации с высоким равновесным содержанием тяжелых компонентов в товарном газе, соответствующим их содержанию в нестабильном конденсате.

Задача изобретения - снижение потерь тяжелых компонентов и снижение металлоемкости оборудования.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа:

- снижение потерь тяжелых компонентов из сырьевого газа за счет его дефлегмации в процессе охлаждения,

- снижение металлоемкости за счет сокращения количества единиц оборудования.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, оснащенном холодильником, сепаратором и линиями ввода сырьевого газа и охлажденного товарного газа, линиями вывода товарного газа, газа сепарации, нестабильного конденсата и водного раствора ингибитора гидратообразования, особенностью является то, что в качестве устройства используют вертикальный фракционирующий холодильник-конденсатор, состоящий из дефлегматора и сепарационной секции, примыкающей к нему снизу, которые заключают между собой зону питания, оснащенную линией ввода сырьевого газа, дефлегматор оснащен линией ввода охлажденного товарного газа и линиями вывода газа сепарации и товарного газа, а сепарационная секция оснащена линиями вывода нестабильного конденсата и водного раствора ингибитора гидратообразования, при этом дефлегматор оборудован блоком тепломассообменных элементов, например, спирально-радиального типа, имеющих внутреннее пространство для прохода хладагента и образующих внешнее массообменное пространство, при этом линия ввода охлажденного товарного газа расположена в верхней части, а линия вывода товарного газа - в нижней части блока тепломассообменных элементов.

При необходимости между зоной питания и фракционирующей секцией может быть размещено газораспределительное устройство.

Использование вертикального фракционирующего холодильника-конденсатора, состоящего из дефлегматора и сепарационной секции, примыкающей к нему снизу, которые заключают между собой зону питания, оснащенную линией ввода сырьевого газа, позволяет снизить металлоемкость за счет совмещения в одном аппарате функции холодильника-конденсатора и сепаратора, а также осуществить дефлегмацию сырьевого газа в процессе его охлаждения, за счет чего снизить потери тяжелых компонентов из сырьевого газа.

Оборудование дефлегматора блоком тепломассообменных элементов, например, спирально-радиального типа, имеющих внутреннее пространство для прохода хладагента и образующих внешнее массообменное пространство, позволяет осуществлять дефлегмацию сырьевого газа при охлаждении холодным товарным газом, подаваемым во внутреннее пространство тепломассообменных элементов, за счет чего снизить потери тяжелых компонентов из сырьевого газа.

Расположение линии ввода охлажденного товарного газа в верхней части, а линии вывода товарного газа в нижней части блока тепломассообменных элементов обеспечивает оптимальный профиль температур для фракционирования сырьевого газа в дефлегматоре с постепенным возрастанием температуры сверху вниз.

Размещение газораспределительного устройства между зоной питания и дефлегматором обеспечивает благоприятный гидродинамический режим работы устройства за счет равномерного распределения сырьевого газа по сечению дефлегматора.

Важным является то, что сепарация сырьевого газа в предлагаемом устройстве происходит без образования капельной жидкости, поскольку пленка конденсата образуется на поверхностях тепломассообменных элементов и далее стекает по ним без отрыва, что исключает образование и унос капельной жидкости и повышает сепарационную эффективность устройства.

Фракционирующий холодильник-конденсатор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, дефлегматора 2, состоящего из блока тепломассообменных элементов с линией ввода холодного товарного газа 3 и линиями вывода товарного газа 4 и газа сепарации 5, сепарационной секции 6 с линиями вывода нестабильного конденсата 7 и водного раствора ингибитора гидратообразования 8, а также зоны питания 9 с линией ввода сырьевого газа 10. Между зоной питания 9 и дефлегматором 2 целесообразно разместить газораспределительное устройство 11 (рис.1).

Фракционирующий холодильник-конденсатор работает следующим образом.

Сырьевой газ (I) по линии 10 подают в зону питания 9 и далее через газораспределительное устройство 11 направляют дефлегматор 2, где за счет охлаждения холодным товарным газом (II), поступающим по линии 3 с конечной ступени сепарации (на схеме не показана) в верхнюю часть внутреннего пространства блока тепломассообменных элементов, в режиме дефлегмации конденсируют и фракционируют тяжелые компоненты сырьевого газа, и получают газ сепарации (III), выводимый по линии 5 с верха дефлегматора 2 и направляемый далее на конечную ступень сепарации, а также нестабильного углеводородного конденсата (IV) и водного раствора ингибитора гидратообразования (V), выводимых с низа сепарационной секции 6 по линиям 7 и 8 соответственно. Нагретый во внутреннем пространстве блока тепломассообменных элементов товарный газ (VI) выводят из нижней части внутреннего пространства блока тепломассообменных элементов по линии 4.

Таким образом, предлагаемый фракционирующий холодильник-конденсатор позволяет осуществлять эффективную сепарацию газа при снижении металлоемкости, снижении потерь тяжелых компонентов с товарным газом и может найти применение, например, в нефтегазовой промышленности.

1. Фракционирующий холодильник-конденсатор, включающий устройство, оснащенное линиями ввода сырьевого газа и охлажденного товарного газа, линиями вывода товарного газа, газа сепарации, нестабильного конденсата и водного раствора ингибитора гидратообразования, отличающийся тем, что в качестве устройства используют вертикальный фракционирующий холодильник-конденсатор, состоящий из дефлегматора и сепарационной секции, примыкающей к нему снизу, которые заключают между собой зону питания, оснащенную линией ввода сырьевого газа, дефлегматор оснащен линией ввода охлажденного товарного газа и линиями вывода газа сепарации и товарного газа, а сепарационная секция оснащена линиями вывода нестабильного конденсата и водного раствора ингибитора гидратообразования, при этом дефлегматор оборудован блоком тепломассообменных элементов, например, спирально-радиального типа, имеющих внутреннее пространство для прохода хладагента и образующих внешнее массообменное пространство, при этом линия ввода охлажденного товарного газа расположена в верхней части, а линия вывода товарного газа - в нижней части блока тепломассообменных элементов.

2. Фракционирующий холодильник-конденсатор по п.1, отличающийся тем, что между зоной питания и фракционирующей секцией размещено газораспределительное устройство.



 

Похожие патенты:

Устройство теплообмена жидкостей и газов включает как минимум одну теплообменную конструкцию, которую располагают ниже поверхности земли. В нижней части теплообменной конструкции содержится подземный резервуар.

Устройство для консервирования замораживанием клеточных взвесей под давлением в атмосфере инертного газа - портативный криобароконтейнер - выполнен из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Е и состоит из передней и задней панелей.

Изобретение относится к способу использования наружного воздуха для охлаждения комнатных устройств, например охлаждающих балок. .

Изобретение относится к холодильной технике, в которой используют естественно холодный воздух. .

Изобретение относится к области охлаждения и поддержания необходимой температуры среды в объеме камеры холодильника и в объеме помещения при определенной температуре наружной среды.

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к малым холодильным машинам. .

Изобретение относится к области холодильной техники и может быть использовано в пищевой промышленности, в агропромышленном комплексе и фермерских хозяйствах, обслуживающих стадо, с суточным надоем 1000-5000 л молока.

Изобретение относится к производству молочной продукции, а более конкретно, к молокосборникам с холодильными устройствами. .

Изобретение относится к химической и металлургической промышленности. Способ включает охлаждение газов пиролиза твердых топлив до температуры 25-30°С в первичном газовом холодильнике (2).

Изобретение относится к способу подготовки углеводородного газа, включающий ступенчатую сепарацию, охлаждение газа между ступенями сепарации, отделение углеводородного конденсата начальных ступеней сепарации, охлаждение его конденсатом последней низкотемпературной ступени сепарации и использованием в качестве абсорбента.

Изобретение относится к области переработки газообразных смесей легких углеводородов и может быть реализовано при утилизации попутных газов нефтедобычи, а также газовых смесей, являющихся побочным продуктом нефтепереработки.

Изобретение относится к производству потока сжиженного природного газа (СПГ). .

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к способам, использующим насосно-эжекторные установки в системах очистки от углеводородов парогазовой среды, образующейся при хранении нефти или бензина или при наполнении ими емкости.

Изобретение относится к технике подготовки углеводородных газов к транспорту на установки последующей переработки с получением товарных продуктов и может быть использовано в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу рекуперации углеводородного газа летучих органических соединений (ЛОС-газ), который образуется во время загрузки углеводородов в резервуар, и устройству для его осуществления.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для подготовки газа газовых и газоконденсатных скважин. .

Изобретение относится к способу проведения реакций дегидрирования с последующей абсорбционной очисткой газов, при этом за абсорбционной очисткой газов следует стадия снятия давления в резервуаре мгновенного испарения при высоком давлении, который снабжен массообменными элементами, причем эту стадию проводят при использовании горючего газа, протекающего через массообменные элементы навстречу направлению силы тяжести, который проходит через резервуар мгновенного испарения при высоком давлении противотоком по отношению к растворителю, подвергнутому снятию давления, так что абсорбированные углеводороды поглощаются горючим газом.
Наверх