Установка подготовки углеводородного газа
HYDROCARBON GAS TREATMENT PLANT

Изобретение относится к области газовой промышленности, а именно к технологии подготовки углеводородного газа, и может быть использовано в газовой промышленности для подготовки углеводородных газов.
Известна установка подготовки газа (патент РФ №2367505, B01D53/26, B01D53/02, опубл. 20.09.2009), которая включает дроссель, входной сепаратор, адсорберы, верх которых соединен с линией подачи газа, линией подачи газа охлаждения и линией отвода отработанного газа регенерации, а низ соединен с линией отвода подготовленного газа, линией отвода газа охлаждения и линией подачи газа регенерации, фильтрующее устройство, печь, сепаратор высокого давления, при этом линия отвода подготовленного газа соединена с фильтрующим устройством, линия отвода газа охлаждения соединена с печью, линия отвода отработанного газа регенерации соединена с сепаратором высокого давления, а линия подачи газа охлаждения соединена с линией подачи исходного газа перед дросселем, входной сепаратор установлен после дросселя, выход газа из входного сепаратора соединен с дополнительно установленным первым рекуперативным теплообменником, выход газа из которого соединен с адсорберами, линия отвода газа охлаждения соединена с печью через дополнительно установленный второй рекуперативный теплообменник, линия отвода отработанного газа регенерации последовательно соединена со вторым и первым рекуперативными теплообменниками и сепаратором высокого давления, а линия отвода отработанного газа регенерации из сепаратора высокого давления соединена с линией подачи исходного газа перед входным сепаратором.
5+
Недостатком данной установки является потеря целевых углеводородов С вследствие сброса в дренаж углеводородного конденсата, полученного при предварительной сепарации газа исходного газа, а также низкая выработка стабильного конденсата, обусловленная недостаточным отделением легких углеводородов из отработанного газа регенерации при высоких температурах.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является установка подготовки углеводородного газа (патент РФ №2470865, F25J3, C01G5, B01D53, опубл. 27.12.2012), включающая блок сепарации газа с отводами углеводородного конденсата и воды, блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа с отводами подготовленного газа и газа после проведения регенерации адсорбента, холодильник и сепаратор охлажденного газа после проведения регенерации адсорбента с отводами отработанного газа регенерации, углеводородного конденсата и воды, отвод углеводородного конденсата с блока сепарации газа и отвод углеводородного конденсата с сепаратора охлажденного газа после проведения регенерации адсорбента соединены с блоком стабилизации углеводородов, снабженным отводами газов стабилизации и стабильного конденсата, отвод газов стабилизации соединен с блоком компримирования, выход из которого соединен или с потоком исходного газа, или с отводом отработанного газа регенерации, или с отводом подготовленного газа.
5+
Недостатком установки подготовки углеводородного газа являются потери целевых углеводородов C и низкая выработка стабильного конденсата, обусловленная недостаточным отделением легких углеводородов из отработанного газа регенерации при высоких температурах.
5+
Задачей изобретения является усовершенствование установки подготовки углеводородного газа, обеспечивающее повышение степени извлечения целевых углеводородов С из отработанного газа регенерации.
5+
Техническим результатом является обеспечение снижения потерь углеводородов C и увеличение выработки стабильного углеводородного конденсата.
Технический результат достигается тем, что установка подготовки углеводородного газа включает блок сепарации газа с отводами отсепарированного газа, углеводородного конденсата и воды, блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа с отводами подготовленного газа и газа после проведения регенерации адсорбента, холодильник и сепаратор высокого давления охлажденного газа после проведения регенерации адсорбента с отводами отработанного газа регенерации, углеводородного конденсата и воды, отвод углеводородного конденсата с блока сепарации газа и отвод углеводородного конденсата с высокого давления сепаратора охлажденного газа после проведения регенерации адсорбента соединены с блоком стабилизации углеводородов, снабженным отводами газов стабилизации, стабильного конденсата и воды, отвод газов стабилизации соединен с блоком компримирования, при этом отвод отработанного газа регенерации после проведения регенерации адсорбента соединен с блоком стабилизации углеводородов, содержащим дроссель, сообщенный с низкотемпературным сепаратором, снабженным отводом газа стабилизации и углеводородного конденсата, линия отвода углеводородного конденсата присоединяется после дросселя к линии отвода углеводородного конденсата с блока сепарации газа и с сепаратора высокого давления после проведения регенерации адсорбента и соединена с сепаратором среднего давления, снабженным отводами газов стабилизации, воды и отводом углеводородного конденсата, соединенным через дроссель с сепаратором низкого давления, оснащенным отводами газа стабилизации и стабильного конденсата.
5+
5+
5+
5+
Стабилизация углеводородного конденсата осуществляется дегазацией, путем последовательного дросселирования и низкотемпературной сепарации (НТС). Конденсация тяжелых углеводородов С увеличивается при снижении температуры отработанного газа регенерации. Увеличение количества получаемого конденсата достигается дросселированием отработанного газа регенерации, выделяемого после предварительной сепарации, что позволяет снизить температуру и сконденсировать дополнительные количества углеводородов С в низкотемпературном сепараторе, в котором осуществляется низкотемпературная сепарация (НТС). В низкотемпературном сепараторе в жидкую фазу переходит в большей степени тяжелые углеводороды, а в поднимающиеся газовые потоки - легкие углеводороды. НТС позволяет больше сконденсировать и отделить тяжелые углеводороды С от отработанного газа регенерации. Присоединение углеводородного конденсата с низкотемпературного сепаратора после дросселя к линии отвода углеводородного конденсата с блока сепарации газа и с сепаратора высокого давления после проведения регенерации адсорбента и соединение с сепаратором среднего давления позволяет направить дополнительно отделившийся углеводородный конденсат на дальнейшую стабилизацию. Стабилизация углеводородного конденсата, отделенного при низкотемпературной сепарации, позволяет вовлечь в переработку получаемый углеводородный конденсат с целью исключения потерь целевых углеводородов Си выработки дополнительных количеств стабильного конденсата.
На фиг. 1 представлена технологическая схема установки подготовки газа, где римской нумерацией обозначены потоки, а арабской - оборудование.
Установка подготовки углеводородного газа содержит блок сепарации газа с отводом потока I отсепарированного газа, отводом потока II углеводородного конденсата и отводом потока III воды. Блок сепарации газа состоит из сепаратора 1 или может включать нескольких сепараторов разных ступеней давления.
Отвод потока I отсепарированного газа соединен с блоком адсорбционной осушки и отбензинивания газа, снабженным отводом потока IV подготовленного газа, отводом потока V отработанного газа регенерации, отводом потока VI углеводородного конденсата и отводом потока VII воды.
Установка снабжена блоком стабилизации углеводородов с отводами потоков VIII, IX, X газов стабилизации, отводом потока XI воды и отводом потока XII стабильного конденсата.
5+
Блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа состоит из адсорберов 2, 3, 4 (количество адсорберов принимают в зависимости от расхода газа), каждый из которых заполнен силикагелем, обладающим достаточной емкостью, как по воде, так и по тяжелым углеводородам (C). Верх адсорберов соединен с отводом потока I отсепарированного газа с блока сепарации газа, линией отвода потока XIII газа после охлаждения и линией отвода потока XIV газа после проведения регенерации адсорбента, а низ - с линией отвода потока IV подготовленного газа, линией подачи потока XV газа охлаждения и линией подачи потока XVI газа регенерации. Адсорберы 2, 3, 4 работают периодически в циклах адсорбция - регенерация - охлаждение. На линии отвода потока IV подготовленного газа из адсорберов 2, 3, 4 установлен фильтр 5. На линии отвода потока XIV газа после проведения регенерации адсорбента из адсорберов 2, 3, 4 последовательно установлены фильтр 6, сообщенный с рекуперативным теплообменником 7, холодильник 8 и сепаратор высокого давления 9 охлажденного газа после проведения регенерации адсорбента. Сепаратор высокого давления 9 снабжен отводом потока V отработанного газа регенерации, отводом потока VI углеводородного конденсата и отводом потока VII воды. Линия отвода потока XIII газа после охлаждения из адсорберов 2, 3, 4 последовательно соединена с фильтром 10, рекуперативным теплообменником 7 и печью 11.
Отвод потока V отработанного газа регенерации блока адсорбционной осушки и отбензинивания газа соединен с блоком стабилизации углеводородов, включающий дроссель 12, низкотемпературный сепаратор 13, снабженным отводом VIII газа стабилизации и отводом XVII углеводородного конденсата. Линия отвода углеводородного конденсата VI соединена последовательно с потоком II углеводородного конденсата c блока сепарации газа, дросселем 14, отводом потока XVII и сепаратором среднего давления 15, снабженным отводом IX газов стабилизации, отводом XI воды и углеводородного конденсата XVIII. Линия отвода углеводородного конденсата XVIII через дроссель 16 соединена с сепаратором низкого давления 17 снабженным отводом XII стабильного конденсата и отводом газов стабилизации X.
Отвод потоков VIII, IX, X, газов стабилизации с блока стабилизации углеводородов соединен с линией на собственные нужды или с блоком компримирования (не показан на схеме), установка может быть снабжена дожимной компрессорной станцией.
Работа установки может быть продемонстрирована примерами.
Пример 1
3
3
Углеводородный газ с давлением 6,5 МПа и температурой 20°С в количестве 1800000 нм/ч с плотностью 0,746 кг/м подают в сепаратор 1 для отделения потока I отсепарированного газа от потока II углеводородного конденсата и потока III воды. После сепарации отделившийся поток I отсепарированного газа поступает в блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа, а поток II углеводородного конденсата в количестве50 кг/ч направляют в блок стабилизации углеводородов. Выделившийся в сепараторе поток III воды в количестве 50 кг/ч выводят с установки и сбрасывают в дренаж.
3
Блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа содержит адсорберы 2, 3, 4. Адсорберы работают периодически в циклах адсорбция - регенерация - охлаждение. Поток I отсепарированного газа с блока сепарации газа направляют в адсорберы 2, 3, 4, находящиеся на стадии осушки и отбензинивания газа. Далее осушенный и отбензиненый газ проходит фильтр 5 для отделения пыли сорбента и поток IV подготовленного газа, осушенный до температуры точки росы по воде минус 5…минус 60°С и по углеводородам 0…минус 50°С в количестве 1792000 нм/ч и давлением 6,2-6,0 МПа направляют потребителю.
После завершения цикла адсорбции адсорберы 2, 3, 4 переводят в цикл регенерации и далее охлаждения.
3
3
3
В качестве газа регенерации используют поток газа после охлаждения XIII в количестве 130000 нм/ч, его очищают в фильтре 10, предварительного нагревают в рекуперативном теплообменнике 7 и нагревают в печи 11 до температуры 290°С и направляют в адсорберы 2, 3, 4 переключенные в цикл регенерации. При проведении регенерации из адсорбента извлекаются поглощенные тяжелые углеводороды и вода. Поток XIV газа после проведения регенерации, содержащий тяжелые углеводороды и воду, очищают в фильтре 6, охлаждают в рекуперативном теплообменнике 7, холодильнике 8 до температуры 20°С и направляют в сепаратор высокого давления 9. Из сепаратора высокого давления 9 отводят поток V отработанного газа регенерации в количестве 125000 нм/ч, поток VI углеводородного конденсата в количестве 1966 кг/ч и поток VII воды в количестве 240 кг/ч. После завершения цикла регенерации адсорберы 2, 3, 4 переводят в цикл охлаждения. В качестве газа охлаждения используются часть подготовленного газа, поток XV в количестве 130000 нм/ч. Поток XV подается снизу вверх и охлаждает нагретый после регенерации адсорбент.
3
3
3
Поток V отработанного газа регенерации направляют в блок стабилизации углеводородов, где подвергают охлаждению до температуры плюс 1°С путем дросселирования в дросселе 12 для конденсации тяжелых углеводородов, при этом их выделяют из газа в низкотемпературном сепараторе 13. Из низкотемпературного сепаратора 13 отводят поток VIII газа стабилизации в количестве 125000 нм/ч, поток ХVII углеводородного конденсата в количестве 1577 кг/ч. Поток II конденсата с блока сепарации и поток VI конденсата из сепаратора высокого давления 9 подвергают дросселированию до 1,5 МПа на дросселе 14. Поток ХVII углеводородного конденсата присоединяют к подвергнутым дросселированию в дросселе 14 потокам II и VI и подают в сепаратор среднего давления 15. В сепараторе среднего давления 15 выделяют поток ХVIII углеводородного конденсата в количестве 3370 кг/ч, поток IX газа стабилизации в количестве 125000 нм/ч и поток XI воды в количестве 49 кг/ч. Поток ХVIII углеводородного конденсата подают на дроссель 16, на котором снижется давление до 0,1 МПа и направляют на сепарацию в сепаратор низкого давления 17. Сепаратор низкого давления снабжен отводом потока XII стабильного конденсата в количестве 3292 кг/ч и потока X газа стабилизации, в количестве 84 нм/ч.
Потоки VIII, Х, Х газов стабилизации направляют на собственные нужды или в блок компримирования.
Пример 2
3
3
Углеводородный газ с давлением 6,7 МПа и температурой 20°С в количестве 1500000 нм/ч с плотностью 0,746 кг/м подают в сепаратор 1 для отделения потока I отсепарированного газа от потока II углеводородного конденсата и потока III воды. После сепарации отделившийся поток I отсепарированного газа поступает в блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа, а поток II углеводородного конденсата в количестве 50 кг/ч направляют в блок стабилизации углеводородов. Выделившийся в сепараторе поток III воды в количестве 50 кг/ч выводят с установки и сбрасывают в дренаж.
3
Блок адсорбционной осушки и отбензинивания газа содержит адсорберы 2, 3, 4. Адсорберы работают периодически в циклах адсорбция - регенерация - охлаждение. Поток I отсепарированного газа с блока сепарации газа направляют в адсорберы 2, 3, 4, находящиеся на стадии осушки и отбензинивания газа. Далее осушенный и отбензиненый газ проходит фильтр 5 для отделения пыли сорбента и поток IV подготовленного газа, осушенный до температуры точки росы по воде минус 5…минус 60°С и по углеводородам 0…минус 50°С в количестве 1494000 нм/ч и давлением 6,4-6,2 МПа направляют потребителю.
После завершения цикла адсорбции адсорберы 2, 3, 4 переводят в цикл регенерации и далее охлаждения.
3
3
3
В качестве газа регенерации используют поток газа после охлаждения XIII в количестве 110000 нм/ч, его очищают в фильтре 10, предварительного нагревают в рекуперативном теплообменнике 7 и нагревают в печи 11 до температуры 290°С и направляют в адсорберы 2, 3, 4 переключенные в цикл регенерации. При проведении регенерации из адсорбента извлекаются поглощенные тяжелые углеводороды и вода. Поток XIV газа после проведения регенерации, содержащий тяжелые углеводороды и воду, очищают в фильтре 6, охлаждают в рекуперативном теплообменнике 7, холодильнике 8 до температуры 20°С и направляют в сепаратор высокого давления 9. Из сепаратора высокого давления 9 отводят поток V отработанного газа регенерации в количестве 105000 нм/ч, поток VI углеводородного конденсата в количестве 1612 кг/ч и поток VII воды в количестве 200 кг/ч. После завершения цикла регенерации адсорберы 2, 3, 4 переводят в цикл охлаждения. В качестве газа охлаждения используется часть подготовленного газа, поток XV в количестве 110000 нм/ч. Поток XV подается снизу вверх и охлаждает нагретый после регенерации адсорбент.
3
3
3
Поток V отработанного газа регенерации направляют в блок стабилизации углеводородов, где подвергают охлаждению до температуры 0°С путем дросселирования в дросселе 12 для конденсации тяжелых углеводородов, при этом их выделяют из газа в низкотемпературном сепараторе 13. Из низкотемпературного сепаратора 13 отводят поток VIII газа стабилизации в количестве 104500 нм/ч, поток ХVII углеводородного конденсата в количестве 1428 кг/ч. Поток II конденсата с блока сепарации и поток VI конденсата из сепаратора высокого давления 9 подвергают дросселированию до 1,5 МПа на дросселе 14. Поток XVII углеводородного конденсата присоединяют к подвергнутым дросселированию в дросселе 14 потокам II и VI и подают в сепаратор среднего давления 15. В сепараторе среднего давления 15 выделяют поток ХVIII углеводородного конденсата в количестве 2890 кг/ч, поток IX газа стабилизации в количестве 140 нм/ч и поток XI воды в количестве 44 кг/ч. Поток ХVIII углеводородного конденсата подают на дроссель 16, на котором снижется давление до 0,1 МПа и направляют на сепарацию в сепаратор низкого давления 17. Сепаратор низкого давления снабжен отводом потока XII стабильного конденсата в количестве 2823 кг/ч и потока X газа стабилизации, в количестве 72 нм/ч.
Потоки VIII, IХ, Х газов стабилизации направляют на собственные нужды или в блок компримирования.
5+
5+
Таким образом, в результате работы установки подготовки углеводородного газа обеспечивается снижение потерь углеводородов C и увеличение выработки стабильного углеводородного конденсата за счет повышения степени извлечения целевых углеводородов С из отработанного газа регенерации, что достигнуто низкотемпературной сепарацией.