СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕСТАБИЛЬНОГО ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
UNSTABLE GAS CONDENSATE PROCESSING METHOD, AND PLANT FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности, а именно к переработке нестабильного газового конденсата непосредственно на месторождении и может быть использовано для получения моторного топлива.
6
-1
1
4
Известен способ получения моторных топлив из газа, включающий стабилизацию газового конденсата, последующее фракционирование с выделением бензиновой фракции, выкипающей в интервале НК-120-160°С, и дизельной фракции, выкипающей в интервале 120-160°С-КК [RU 2072388 С1, МПК C10L 1/04, опубл. 27.01.1997]. По известному способу стабилизацию газового конденсата осуществляют до остаточного содержания в нем углеводородов C-C в количестве 0,3-1,0 мас.%, выделенную дизельную фракцию подвергают отстою не менее 4 ч и/или контактированию с пористым сорбентом при 40-180°С и объемной скорости 2-30 ч.
Известный способ позволяет полностью перерабатывать газовые конденсаты без получения отходов, загрязняющих окружающую среду, и обеспечивает при этом требуемое качество бензиновых и дизельных топлив без введения дополнительных добавок.
8
Известен способ получения топливных фракций из газового конденсата, включающий нагрев газового конденсата в трубчатой печи до 320°С, разделение газового конденсата в ректификационной колонне на топливные фракции и остаток, отпаривание бокового погона и возврат отгона отпарной колонны в ректификационную колонну, отвод избытка тепла ректификационной колонны промежуточным орошением, вывод избытка бензиновой фракции, фракции дизельного топлива и остатка [RU 2273655 С1, МПК С10G 7/00, опубл. 10.04.2006].
Известный способ обеспечивает повышение четкости разделения на целевые фракции за счет его переработки низкотемпературным способом по технологии сообщающихся сосудов.
6
Известна установка переработки углеводородного сырья, содержащая узел подачи сырья, соединенный с патрубком входа сырья колонны стабилизации сырья, имеющей патрубки выхода газа и жидкости, ввода горячей струи, ректификационную колонну, имеющую патрубки верхнего и бокового выхода светлых нефтепродуктов, нижнего выхода остатка и ввода горячей струи, узел орошения, соединенный с ректификационной колонной, трубчатую печь, теплообменники, трубопроводную обвязку [RU 4293 U1, МПК C10G 7/00, опубл. 16.06.1997]. Известная установка выполнена из функциональных блоков, а именно блока стабилизации сырья, блока получения бензина, включающего ректификационную колонну, блока получения дизельного топлива, включающего отпарную колонну.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка способа и установки для переработки нестабильного газового конденсата с получением моторного топлива.
При осуществлении заявляемого технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в обеспечении переработки сырья - нестабильного газового конденсата непосредственно на месторождении, повышение эффективности и качества переработки.
Указанный технический результат по объекту - способу - достигается тем, что способ переработки сырья, в качестве которого используют нестабильный газовый конденсат в смеси с попутной нефтью нефтегазоконденсатных месторождений, включает деэтанизацию, стабилизацию сырья и последующее фракционирование с выделением керосиновой фракции 140-240°С в виде бокового погона.
Указанный технический результат по объекту - устройству - достигается тем, что установка для переработки сырья, в качестве которого используют нестабильный газовый конденсат в смеси с попутной нефтью нефтегазоконденсатных месторождений, содержит функциональные блоки стабилизации и фракционирования. Блок стабилизации содержит колонну-деэтанизатор и колонну-стабилизатор, при этом колонна-деэтанизатор посредством системы трубопроводов соединена с сепаратором, теплообменником и печью, а колонна-стабилизатор посредством системы трубопроводов в верхней части соединена с воздушным холодильником, связанным с рефлюксной емкостью, а в нижней части с печью и воздушным холодильником. Указанные колонны соединены между собой через теплообменник. Блок фракционирования конденсата содержит ректификационную колонну, соединенную со стриппинг-колонной, при этом ректификационная колонна соединена посредством системы трубопроводов с входной сырьевой емкостью через теплообменник и печь. Стриппинг-колонна в нижней части посредством системы трубопроводов соединена с ректификационной колонной через теплообменник, воздушный холодильник, емкость и насос. Ректификационная колонна в верхней части соединена с воздушным холодильником и емкостью.
Указанные объекты объединены единым изобретательским замыслом и направлены на достижение одного и того же технического результата, при этом один объект - установка - предназначен для осуществления другого объекта - способа переработки нестабильного газового конденсата.
Предлагаемый способ, включающий предварительную подготовку сырья, деэтанизацию и стабилизацию нестабильного газового конденсата, прямую перегонку стабильного газового конденсата с получением керосиновой фракции, очистку керосиновой фракции от воды и механических примесей путем отстоя, и установку для осуществления способа, благодаря функциональному построению, можно использовать непосредственно на месторождении, при этом качество получаемой керосиновой фракции 140-240°С соответствует требованиям ГОСТ 10227-86 и Технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту», предъявляемым к полученной продукции - топливу для реактивных двигателей ТС-1.
Способ поясняется чертежом, на котором представлена технологическая схема заявляемой установки.
Установка для переработки сырья, в качестве которого используют нестабильный газовый конденсат в смеси с попутной нефтью нефтегазоконденсатных месторождений, содержит блок стабилизации конденсата (БСК) 1, состоящий из 2-х параллельно работающих технологических ниток, и блок фракционирования конденсата 2 - установка получения дизельного топлива (УПДТ).
Блок стабилизации конденсата 1 содержит колонну-деэтанизатор 3 и колонну-стабилизатор 4. Колонна-деэтанизатор 3, предназначенная для разделения выветренного конденсата на деэтанизированный конденсат (ДК) и газ деэтанизации (ГД) методом ректификации, посредством системы трубопроводов соединена с сепаратором 5, теплообменником 6, печью 7. Колонна-стабилизатор 4, предназначенная для разделения деэтанизированного конденсата на стабильный конденсат (СК) и широкую фракцию легких углеводородов (ШФЛУ) методом ректификации, посредством системы трубопроводов в верхней части соединена с воздушным холодильником 8, связанным с рефлюксной емкостью 9, а в нижней части с печью 10 и воздушным холодильником 11. Колонна-деэтанизатор 3 и колонна-стабилизатор 4 соединены между собой через теплообменник 12.
Блок фракционирования конденсата 2 (УПДТ) содержит соединенные между собой ректификационную колонну 13 и стриппинг-колонну 14. Ректификационная колона 13 соединена посредством системы трубопроводов с входной сырьевой емкостью 15, через теплообменник 16 и печь 17.
Стриппинг-колонна 14 посредством системы трубопроводов соединена с нижней частью ректификационной колонны 13 через теплообменник 16, воздушный холодильник 18, емкость 19 и насос 20. В верхней части ректификационная колонна посредством системы трубопроводов соединена с воздушным холодильником 21 и емкостью 22.
Осуществление способа переработки нестабильного газового конденсата посредством установки поясняется на следующем примере.
2
2
Сырье - нестабильный газовый конденсат в смеси с попутной нефтью нефтегазоконденсатных месторождений с характеристиками, представленными в таблице 1, температурой от -10 до +10°С и давлением не более 37 кгс/см, по системе трубопроводов подают на сепаратор 5 блока стабилизации конденсата 1 для отстоя от подтоварной воды и механических примесей, а также отделения газа выветривания (сепарации). Давление в сепараторе 5 поддерживается в пределах 28-32 кгс/см. Обезвоженный и выветренный конденсат направляется для деэтанизации и стабилизации в колонны блока стабилизации конденсата 1. Ввиду того что технологические схемы режима деэтанизации и стабилизации аналогичны для двух ниток, описание приводится только для одной технологической нитки.
Деэтанизацию и стабилизацию выветренного конденсата осуществляют методом ректификации в колонне-деэтанизаторе 3 и колонне-стабилизаторе 4, соответственно, путем выделения газа деэтанизации (ГД) и широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) в блоке стабилизации конденсата 1.
2
Выветренный конденсат нагревается в теплообменнике 6 до температуры не более 80°С и поступает в колонну-деэтанизатор 3. Разделение выветренного конденсата осуществляется при давлении 22-26 кгс/см, температуре нижней части не более 165°С и температуре верхней части не более 40°С. Для поддержания необходимого температурного режима колонны-деэтанизатора 3 производится постоянная циркуляция кубового остатка через печь 7 и возврат парожидкостной смеси в нижнюю часть колонны-деэтанизатора 3. В печи 7 происходит нагрев кубового остатка до температуры не более 220°С.
Орошение колонны-деэтанизатора 3 осуществляют выветренным конденсатом из сепаратора 5 с температурой от -10 до +10°С.
2
Деэтанизированный конденсат из колонны-деэтанизатора 3 нагревается в теплообменнике 12 до температуры не более 200°С и поступает в колонну-стабилизатор 4. Разделение деэтанизированного конденсата осуществляется при давлении не более 13 кгс/см, температуре нижней части не более 245°С и температуре верхней части не более 130°С. Для поддержания необходимого температурного режима колонны-стабилизатора 4 производят циркуляцию постоянного количества кубовой жидкости через печь 10 и возврат парожидкостной смеси в нижнюю часть колонны-стабилизатора 4. В печи 10 происходит нагрев кубовой жидкости до температуры не более 255°С. Пары ШФЛУ после охлаждения в воздушном холодильнике 8 до температуры не более 70°С и конденсации в рефлюксной емкости 9 частично поступают на орошение колонны-стабилизатора 4.
Стабильный конденсат с характеристиками, представленными в таблице 2, после колонны-стабилизации 4 проходит через воздушный холодильник 11, где охлаждается до температуры не более 40°С и поступает на блок фракционирования 2 - установку получения дизельного топлива (УПДТ) для производства керосиновой фракции 140-240°С.
Керосиновую фракцию 140-240°С производят на установке получения дизельного топлива (УПДТ) в результате перегонки стабильного конденсата (СК), поступающего с блока стабилизации конденсата 1.
Перегонку углеводородного сырья осуществляют в ректификационной колонне 13. Керосиновую фракцию выводят из колонны 13 боковым погоном через стриппинг-колонну 14.
2
Стабильный конденсат - сырье УПДТ, с температурой не более 60°С, поступает от блока стабилизации сырья 1 во входную сырьевую емкость 15. Далее стабильный конденсат проходит теплообменники 16, где нагревается до температуры не более 120°С, после чего направляется в печь 17. В печи 17 происходит нагрев стабильного конденсата до температуры не более 300°С. Нагретый стабильный конденсат разделяется на два потока и поступает в испаритель стриппинг-колонны 14 для нагрева ее кубовой части и кубовую часть ректификационной колонны 13 на первую тарелку 1 т (счет снизу). Разделение стабильного конденсата в ректификационной колонне 13 осуществляется при давлении не более 3 кгс/см, температуре входа в ректификационную колону 13 не более 270°С, температуре верхней части не более 160°С.
С верха ректификационной колонны 13 отбирают пары широкой дистиллятной фракции (ШДФ), которые конденсируются и охлаждаются в воздушном холодильнике 21 до температуры не более 60°С. Охлажденный продукт поступает в емкость 22. Балансовый избыток сконденсированной широкой дистиллятной фракции (ШДФ) НК-160°С в виде орошения возвращается в ректификационную колонну 13 на 20 тарелку (20 т).
2
Керосиновая фракция 140-240°С выводится из ректификационной колонны 13 в виде бокового погона с 7 или 9 тарелок и направляется на верхнюю тарелку стриппинг-колонны 14 для дополнительного отделения легких фракций и доведения керосиновой фракции до требуемого по ГОСТ 10227-86 качества, предъявляемого к топливу для реактивных двигателей марки ТС-1. Качество получаемой керосиновой фракции 140-240°С представлено в таблице 3. Доведение керосиновой фракции 140-240°С до требований ГОСТ 10227-86 осуществляется при давлении не более 3 кгс/см, температуре нижней части не более 225°С и температуре верхней части не более 209°С. Пары ШДФ из стриппинг-колонны 14 возвращают на 10 тарелку (10 т) ректификационной колонны 13. Керосиновую фракцию после стриппинг-колонны 14 направляют для охлаждения на блок теплообменных аппаратов 16 и далее в воздушный холодильник 18. Охлажденная до температуры не более 60°С керосиновая фракция поступает в емкость 19, откуда направляется на прием насоса 20 для откачки в резервуары хранения 23 или 24 резервуарного парка для стабилизации состава, отделения механических примесей и подтоварной воды, а также контроля качественных характеристик авиакеросина. Балансовый избыток керосиновой фракции направляют в качестве орошения на шестую тарелку (6 т) ректификационной колонны 13 для отделения «тяжелых» фракций.
Таблица 1
Требования к качеству нестабильного конденсата
Наименование показателя
Единица измерения
Норма по ТУ 0271-002-05751745-2003
Значение для группы
1
2
Коды по ОК 005
0271310100
0271310110
1. Массовая доля компонентов
C<sub>1</sub>-С<sub>2</sub>, не более:
%
t<sub>нтс.</sub> °С, до минус
13
t<sub>нтс.</sub> °С, ниже минус 20
17
2. Массовое содержание компонентов С<sub>1</sub>-С<sub>6+B</sub>
мас.%
Не нормируют, определение обязательно
3. Молекулярная масса стабильной части, у.е.
г/моль
Не нормируют, определение обязательно
4. Массовая доля воды, не более
%
0,50
5. Массовое содержание механических примесей, не более
%
0,05
6. Массовая концентрация хлористых солей, не более
мг/дм<sup>3</sup>
100
7. Массовая доля попутной нефти
%
Не нормируют, определение обязательно
8. Массовая доля общей серы, не более
%
0,01
Не нормируют, определение обязательно
9. Массовая доля сероводорода
%
Не определяют
Не нормируют
10. Массовая доля меркаптановой серы
%
Не определяют
Не нормируют
11 Кажущаяся плотность при стандартных условиях
кг/м<sup>3</sup>
Не нормируют, определение обязательно
12 Давление насыщения (давление начала кипения) при t=37,8°C, не менее:
кПа (мм. рт.ст.)
- зимний период
93,3 (700)
- летний период
66,7 (500)