Установка для деэтанизации природного газа (варианты)

Авторы патента:

F25J3/00 - Способы и устройства для разделения компонентов газовых смесей, включая использование сжижения или отверждения

C10G5/06 - охлаждением и(или) сжатием

B01D53/48 - соединения серы

Владельцы патента RU 2668896:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для разделения природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам. Предлагаемая установка в обоих вариантах включает блок осушки, компрессор, холодильник, три детандера, рекуперационный теплообменник, дефлегматор и деметанизатор. Первый вариант включает также сепаратор. При работе первого варианта установки природный газ высокого давления осушают и разделяют на два потока, первый поток охлаждают в рекуперационном теплообменнике, а второй сжимают, охлаждают, редуцируют с помощью первого детандера и объединяют с первым потоком. Объединенный поток редуцируют с помощью второго детандера и направляют в дефлегматор, где подвергают дефлегмации за счет противоточного охлаждения подаваемым из сепаратора газом низкого давления, который затем нагревают в рекуперационном теплообменнике, смешивают с газом регенерации адсорбента, подаваемым из блока осушки, и выводят с установки. Полученный газ дефлегмации после редуцирования в третьем детандере подают в сепаратор совместно с метансодержащим газом из деметанизатора. Из низа сепаратора выводят широкую фракцию легких углеводородов, которую смешивают с флегмой, подаваемой из низа дефлегматора, и подвергают фракционированию в деметанизаторе с получением жидких углеводородов или этановой и пропан-бутановой фракций. Работа второго варианта отличается тем, что из потока газа после третьего детандера широкую фракцию легких углеводородов не выделяют, в деметанизатор направляют только флегму, а метансодержащий газ подают на смешение с газом низкого давления. Технический результат - повышение выхода жидких углеводородов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Известен способ сжижения богатого углеводородами потока с одновременным извлечением - богатой фракции с высоким выходом [RU 2317497, опубл. 20.02.2008 г., МПК F25J 1/02, F25J 3/00], осуществляемый на установке, включающей три холодильных каскада со смешанными хладоагентами разного состава и блок фракционирования, состоящий из сепаратора, детандер-компрессорного агрегата, насоса, рекуперационного теплообменника, абсорбера и отпарной колонны.

Недостатками известной установки являются неполное извлечение углеводородов С₃₊ и невозможность извлечения этана.

Наиболее близка по технической сущности к предлагаемому изобретению установка комплексной подготовки газа [RU 2624710, опубл. 05.07.2017 г., МПК F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], включающая входной сепаратор, теплообменники "газ/редуцированный конденсат" и "газ/газ низкотемпературной. сепарации после дефлегматора" (рекуперационные теплообменники), дефлегматор, редуцирующие устройства, блок низкотемпературной сепарации (сепаратор) и блок стабилизации конденсата.

Недостатками данной установки при деэтанизации природного газа являются низкий выход жидких углеводородов из-за недостаточного охлаждения газа.

Задача изобретения - повышение выхода жидких углеводородов.

Техническим результатом является повышение выхода жидких углеводородов за счет установки в качестве редуцирующих устройств детандеров, соединенных кинематически или электрически с приводом компрессора для сжатия части газа высокого давления, который после охлаждения и редуцирования является источником дополнительного холода.

Предложено два варианта установки.

Технический результат в нервом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей рекуперационный теплообменник, дефлегматор, редуцирующие устройства и сепаратор, оснащенной линиями газа высокого и низкого давления, особенность заключается в том, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с приводом компрессора, на линии газа высокого давления установлен блок осушки с линией ввода продувочного газа и линией вывода газа регенерации в линию вывода газа низкого давления, затем линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и первый детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен второй детандер и дефлегматор, соединенный с сепаратором линией подачи газа низкого давления и линией подачи газа дефлегмации, на которой установлен третий детандер, а с рекуперационным теплообменником - линией ввода газа низкого давления, оснащенный линией подачи флегмы в деметанизатор, к которой примыкает линия подачи широкой фракции легких углеводородов из сепаратора, при этом деметанизатор оборудован линией вывода жидких углеводородов и линией подачи метансодержащего газа в сепаратор.

Второй вариант установки отличается отсутствием сепаратора и соединением линии подачи газа фракционирования с линией подачи газа низкого давления после третьего детандера.

Деметанизатор может быть оснащен линиями вывода этановой и пропан-бутановой фракций. При высоком содержании углекислого газа и низком содержании тяжелых углеводородов в газе высокого давления установку целесообразно оснастить блоком очистки газа от углекислоты, например, адсорбционного типа, а при необходимости дальнейшей транспортировки газа на линии вывода газа низкого давления может быть установлена газоперекачивающая компрессорная станция.

Установка оборудована блоком адсорбционной осушки с регенерируемым адсорбентом и подачей газа регенерации в поток газа низкого давления. Деметанизатор может быть выполнен, например, в виде ректификационной колонны. Б качестве остальных элементов установки могут быть расположены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Размещение в качестве редуцирующих устройств детандеров, соединенных кинематически или электрически с приводом компрессора, позволяет использовать энергию редуцирования технологических потоков для дополнительного охлаждения газа за счет выведения из системы тепла, выделяющегося при сжатии части газа высокого давления, с помощью холодильника, что снижает 'температуру газа, приводит к уменьшению содержания углеводородов С₂₊ в газе и увеличивает выход жидких углеводородов.

Предлагаемая установка в обоих вариантах включает блок осушки 1, компрессор 2, холодильник 3, детандеры 4-6, рекуперационный теплообменник 7, дефлегматор 8 и деметанизатор 9. Первый вариант установки включает также сепаратор 10. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 11 и газоперекачивающей компрессорной станцией 12 (показано пунктиром).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) природный газ высокого давления, поступающий по линии 13, осушают в адсорбционном блоке 1 (ввод продувочного газа условно не показан) и разделяют на два потока, первый поток по линии 14 подают на охлаждение в теплообменник 7, второй поток сжимают компрессором 2, охлаждают в холодильнике 3, редуцируют с помощью детандера 4 и подают в линию 14. Объединенный поток редуцируют с помощью детандера 5 и направляют в нижнюю часть дефлегматора 8, где подвергают дефлегмации за счет противоточного охлаждения подаваемым по линии 15 из сепаратора 10 газом низкого давления, который затем нагревают в теплообменнике 7, смешивают с газом регенерации адсорбента, подаваемым из блока 1 по линии 16, и выводят с установки. Полученный газ дефлегмации после редуцирования в детандере 6 по линии 17 подают в сепаратор 10 совместно с метансодержащим газом, направляемым по линии 18 из деметанизатора 9. Из низа сепаратора 10 по линии 19 выводят широкую фракцию легких углеводородов, которую смешивают с флегмой, подаваемой из низа дефлегматора 8 по линии 20, и подвергают фракционированию в деметанизаторе 9 с получением жидких углеводородов, выводимых по линии 21, или этановой и пропан-бутановой фракций, выводимых по линиям 22 и 23, соответственно (показано пунктиром).

Работа второго варианта (фиг. 2) отличается тем, что из потока газа после детандера 6 широкую фракцию легких углеводородов не выделяют, в деметанизатор 9 по линии 20 направляют только флегму, а метансодержащий газ по линии 18 подают на смешение с газом низкого давления в линию 15. При необходимости в обоих вариантах объединенный газовый поток перед детандером 5 очищают от углекислого газа в блоке 11, а газ низкого давления дожимают до давления дальнейшей транспортировки на компрессорной станции 12 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход жидких углеводородов и может найти применение в газовой промышленности.

1. Установка деэтанизации природного газа, включающая рекуперационный теплообменник, дефлегматор, редуцирующие устройства и сепаратор, отличающаяся тем, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с приводом компрессора, на линии газа высокого давления установлен блок осушки с линией ввода продувочного газа и линией вывода газа регенерации в линию вывода газа низкого давления, затем линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и первый детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен второй детандер и дефлегматор, соединенный с сепаратором линией подачи газа низкого давления и линией подачи газа дефлегмации, на которой установлен третий детандер, а с рекуперационным теплообменником - линией ввода газа низкого давления, оснащенный линией подачи флегмы в деметанизатор, к которой примыкает линия подачи широкой фракции легких углеводородов из сепаратора, при этом деметанизатор оборудован линией вывода жидких углеводородов и линией подачи метансодержащего газа в сепаратор.

2. Установка деэтанизации природного газа, включающая рекуперационный теплообменник, дефлегматор и редуцирующие устройства, отличающаяся тем, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с приводом компрессора, на линии газа высокого давления установлен блок осушки с линией ввода продувочного газа и линией вывода газа регенерации в линию вывода газа низкого давления, затем линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и первый детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями ввода/вывода газа низкого давления, далее линии соединены в одну линию, на которой установлен второй детандер и дефлегматор, соединенный с третьим детандером линией подачи газа низкого давления и линией подачи газа дефлегмации, а с рекуперационным теплообменником - линией ввода газа низкого давления, оснащенный линией подачи флегмы в деметанизатор, который оборудован линией вывода жидких углеводородов и линией подачи метансодержащего газа в линию подачи газа низкого давления.

Изобретение относится к области сжижения природного газа. Сжижающая система (1) для природного газа включает первый расширитель (3), который производит энергию посредством использования природного газа под давлением в качестве газообразного материала, первый охлаждающий блок (11, 12), дистилляционный блок (15), первый компрессор (4) для сжатия газообразного материала, из которого частично или полностью удалены тяжелые компоненты посредством дистилляционного блока, за счет использования энергии, производимой в первом расширителе, и сжижающий блок (21).

Комбинированная сепарация высококипящих и низкокипящих компонентов из природного газа // 2668053

Изобретение относится к способу сепарации высококипящих и низкокипящих компонентов из обогащенного углеводородами сырья. Сырье (1) частично конденсируют (Е1, Е2) и путем ректификации (Т1) отделяют обогащенную высококипящими компонентами жидкую фракцию (8) (стадия сепарации 1).

Способ производства сжиженного природного газа // 2659870

Изобретение относится к газоперерабатывающей отрасли промышленности. Посредством фильтра проводят очистку природного газа от механических примесей и капельной жидкости.

Установка разделения воздуха, способ получения продукта, содержащего аргон, и способ изготовления установки разделения воздуха // 2659698

Предложена установка (100) разделения воздуха для получения продукта, содержащего аргон, низкотемпературным разделением сжатого и охлажденного исходного воздуха и способы ее работы.

Способы разделения углеводородных газов // 2658010

Изобретение относится к способу разделения углеводородного газа, содержащего, по меньшей мере, этан и С3 и более тяжелые компоненты на фракцию, содержащую преобладающую порцию этана и более легкие компоненты, и фракцию, содержащую преобладающую порцию С3 и более тяжелые компоненты, в котором (a) сырой газ обрабатывают в одном или более теплообменниках, а также на этапах расширения для обеспечения, по меньшей мере, одного частично конденсированного углеводородного газа, обеспечивая тем самым, по меньшей мере, один первый остаточный пар и, по меньшей мере, одну С2 или С3-содержащую жидкость, которая также содержит более легкие углеводороды; и (b) по меньшей мере, одну из С2 или С3-содержащих жидкостей направляют в дистилляционную колонну, в которой упомянутую жидкость разделяют на второй остаток, содержащий более легкие углеводороды, и С2 или С3-содержащий продукт.

Способ отделения диоксида углерода // 2656493

Изобретение относится к нефтяной, газовой и химической промышленности и может быть использовано при разделении смесей, содержащих диоксид углерода. Разделяемая газообразная смесь содержит первый компонент, содержащий диоксид углерода, и второй компонент, содержащий углеводород.

Установка подготовки газа // 2653023

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности, а именно к установкам подготовки газа адсорбционным способом, и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической, химической отраслях промышленности на установках подготовки газа.

Система и способ для сжижения природного газа // 2651007

Изобретение относится к технологии сжижения и разделения природного газа. Сжижающая система (1) для природного газа включает блок удаления воды из исходного газообразного материала, первый расширитель (3), который производит энергию посредством использования природного газа под давлением в качестве газообразного материала; первый охлаждающий блок (11, 12), который охлаждает газообразный материал, имеющий пониженное давление посредством расширения в первом расширителе; дистилляционный блок (15) для уменьшения содержания или удаления тяжелого компонента, содержащегося в газообразном материале, посредством дистилляции газообразного материала, охлажденного первым охлаждающим блоком; первый компрессор (4) для сжатия газообразного материала, из которого частично или полностью удалены тяжелые компоненты посредством дистилляционного блока, за счет использования энергии, производимой в первом расширителе; и сжижающий блок (21) для сжижения газообразного материала, сжатого первым компрессором, посредством теплообмена с хладагентом.

Способ и установка для производства жидких и газообразных кислородсодержащих продуктов низкотемпературным разделением воздуха // 2647297

Изобретение относится к средствам низкотемпературного разделения воздуха. Предложен способ получения по меньшей мере одного жидкого кислородсодержащего продукта (LOX) и одного газообразного кислородсодержащего продукта (GOX) низкотемпературным разделением воздуха (AIR) в системе дистилляционных колонн (S) установки разделения воздуха.

Способ подготовки углеводородного газа и установка для его осуществления // 2645105

Изобретение относится к области газовой промышленности, а именно к технике и технологии подготовки углеводородного газа. Способ подготовки углеводородного газа включает сепарацию газа с отводами отделенного углеводородного конденсата и воды, адсорбционную осушку и отбензинивание газа, отвод подготовленного газа, регенерацию адсорбента, стабилизацию углеводородного конденсата, отделенного при сепарации газа и полученного при охлаждении и сепарации газа после проведения регенерации адсорбента, с отводом стабильного конденсата и газов стабилизации, выделившиеся газы стабилизации направляют на собственные нужды или на компримирование с последующей подачей или в поток исходного газа, или в поток подготовленного газа, а отработанный газ регенерации охлаждают дросселированием с последующей ректификацией для дополнительного получения стабильного конденсата, при этом при стабилизации углеводородного конденсата, отделенного при сепарации газа и полученного при охлаждении и сепарации газа после проведения регенерации адсорбента, для охлаждения используют подвергнутый дросселированию отработанный газ регенерации.

Способ комплексной подготовки газа // 2637517

Изобретение описывает способ комплексной подготовки газа, при котором газ входной сепарации подвергают дефлегмации за счет охлаждения газом низкотемпературной сепарации с получением газа дефлегмации и флегмы, которую смешивают с конденсатом входной сепарации, и выветривают с получением выветренного конденсата и газа выветривания, который совместно с редуцированным газом дефлегмации подвергают низкотемпературной сепарации с получением газа и конденсата, а при стабилизации смеси конденсатов получают газ стабилизации и стабильный конденсат, отличающийся тем, что сырой газ перед входной сепарацией редуцируют и смешивают с газом стабилизации с помощью эжектирующего устройства, газ входной сепарации охлаждают редуцированным выветренным конденсатом и предварительно нагретым газом низкотемпературной сепарации, а смесь конденсата входной сепарации и флегмы редуцируют и смешивают с конденсатом низкотемпературной сепарации с помощью эжектирующего устройства перед выветриванием.

Устройство для дефлегмации газа // 2626904

Изобретение описывает устройство для дефлегмации газа, включающее вертикальный аппарат с верхней и нижней дефлегматорными секциями, расположенными в верхней части аппарата, и сепарационной зоной в нижней части аппарата с линией подачи сырьевого газа и линиями вывода конденсатов, в котором верхняя дефлегматорная секция соединена линиями ввода/вывода хладоагента с холодильной машиной, оснащенной линиями ввода/вывода теплоносителя, а нижняя дефлегматорная секция соединена с верхом аппарата линиями ввода/вывода подачи подготовленного газа в качестве хладоагента, при этом холодильная машина соединена линиями ввода/вывода теплоносителя с теплообменником, установленным на линии вывода подготовленного газа.

Способ безотходной подготовки скважинной продукции // 2625846

Изобретение относится к способам подготовки газа путем низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений.

Установка комплексной подготовки газа // 2624710

Изобретение относится к установкам комплексной подготовки природного газа к транспорту методом низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности.

Способ безотходной подготовки скважинной продукции (варианты) // 2624656

Группа изобретений относится к способам подготовки газа путем низкотемпературной конденсации и может быть использована в газовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений.

Устройство промежуточной сепарации газа (варианты) // 2624654

Изобретение относится к устройствам для подготовки природного газа путем низкотемпературной сепарации и может быть использовано в нефтегазовой промышленности. Предложено два варианта устройства.

Трехпродуктовая установка комплексной подготовки газа // 2624652

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений.

Установка подготовки попутного нефтяного газа // 2624626

Изобретение раскрывает установку подготовки попутного нефтяного газа, включающую нагреватель и конвертор, оснащенный линией вывода конвертированного газа с рекуперационным устройством, при этом установка оборудована конвертором селективного метанирования попутного нефтяного газа с линией ввода парогазовой смеси и оснащена блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией подачи попутного нефтяного газа и оснащенным линиями вывода солевого концентрата, ввода воды и подачи дегазированного водного конденсата из дефлегматора, который установлен на линии ввода парогазовой смеси.

Трехпродуктовая установка комплексной подготовки природного газа (варианты) // 2622930

Изобретение относится к промысловой подготовке природного газа и может найти применение в газовой промышленности. Предложено четыре варианта установки, состоящей из блоков входной сепарации, подготовки газа, стабилизации конденсата и каталитической переработки.

Установка низкотемпературной сепарации (варианты) // 2622926

Изобретение относится к устройствам для подготовки газа к транспорту путем низкотемпературной сепарации и может быть использовано в нефтегазовой промышленности. Установка низкотемпературной сепарации включает дефлегматор-стабилизатор с верхней дефлегматорной и нижней отгонной секциями, а также низкотемпературный сепаратор с редуцирующим устройством и насосом.

Применение кислорода в установках клауса с дополнительной нагрузкой, в частности с потоком отходящего газа, содержащим so2 и образующимся при регенерации адсорбента // 2653124

Изобретение относится к способу удаления серы из текучей среды. Способ включает обеспечение первой текучей среды, содержащей серосодержащие соединения, адсорбцию серы из первой текучей среды на адсорбенте, регенерацию адсорбента окислением адсорбированной серы до диоксида серы, в результате чего образуется поток отходящего газа, содержащий диоксид серы, обеспечение второй текучей среды, содержащей сероводород, использование второй текучей среды и потока отходящего газа в качестве реагентов в процессе Клауса для производства элементарной серы, в котором часть сероводорода окисляется до диоксида серы и воды при температуре реакции, а остальной сероводород и полученный оксид серы и оксид серы из отходящего газа конвертируются в элементарную серу, в котором поток отходящего газа разбавляет вторую текучую среду и в котором кислород, необходимый для окисления сероводорода, обеспечивается потоком воздуха.