УСТАНОВКА ПЕРЕРАБОТКИ ГАЗОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ

Полезная модель относится к производству моторных топлив, в частности, авиационного топлива для газотурбинных двигателей и может быть реализована на объектах нефтяной и газовой промышленности, преимущественно на заводах и установках по подготовке и переработке природного или попутного нефтяного газа методом низкотемпературной абсорбции.
Известна установка переработки углеводородного газа (Берлин М.А., Гореченков В.Г., Волков Н.П., Переработка нефтяных и природных газов, М., Химия, 1981, стр.202-206), включающая блок охлаждения и абсорбции газа с выделением насыщенного абсорбента, выход которого соединен с блоком регенерации абсорбента и выделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), содержащим ректификационную колонну - десорбер, снабженную выходом ШФЛУ и регенерированного абсорбента. Ректификационная колонна в нижней части имеет подогреватель, а в верхней - узел орошения. Выход паровой фазы из ректификационной колонны соединен через холодильник с узлом орошения этой колонны. Сконденсированная паровая фаза (ШФЛУ) делится на два потока. Часть подается на орошение колонны, а балансовый остаток отводится как товарный продукт.
Общими признаками предлагаемой установки и известного технического решения являются следующие:
- блок охлаждения и абсорбции газа с выделением насыщенного абсорбента;
- блок регенерации абсорбента и выделения ШФЛУ, включающий ректификационную колонну с подогревателем в нижней части и узлом орошения в верхней части;
- ректификационная колонна имеет выходы ШФЛУ и регенерированного абсорбента.
Недостатком известного технического решения является отсутствие технической и технологической возможности получения по данной схеме авиационного сконденсированного топлива (АСКТ), что снижает гибкость работы и ассортимент получаемой продукции установки.
Наиболее близкой по технической сущности и получаемому результату является установка переработки углеводородного газа в составе газоперерабатывающего завода (Материалы XXIII Всероссийского межотраслевого совещания в г.Краснодаре, 12-16 сентября 2005 г. - Краснодар, 2006. - С.134-138.), включающая блок охлаждения и абсорбции газа, имеющий выход подготовленного газа и насыщенного абсорбента, который соединен с блоком регенерации абсорбента и выделения ШФЛУ, содержащим ректификационную колонну - десорбер, снабженную выходами ШФЛУ и регенерированного абсорбента. Ректификационная колонна - десорбер в нижней части имеет подогреватель, а в верхней - узел охлаждения и орошения. Выход паров из ректификационной колонны соединен с узлом охлаждения и орошения, имеющим выход ШФЛУ - товарной продукции. Установка оснащена запорной и/или запорно-регулирующей арматурой.
Общими признаками предлагаемой установки и известного технического решения являются следующие:
- блок охлаждения и абсорбции газа с выходами подготовленного газа и насыщенного абсорбента;
- блок регенерации абсорбента и выделения ШФЛУ, включающий ректификационную колонну с подогревателем в нижней части и узлом орошения в верхней части;
- ректификационная колонна имеет выходы ШФЛУ и регенерированного абсорбента;
- выход ШФЛУ из ректификационной колонны соединен с объектами потребителя и/или объектами технологического процесса;
- дожимная компрессорная станция;
- запорная и/или запорно-регулирующая арматура.
Недостатком известного технического решения является отсутствие технической и технологической возможности получения по данной схеме авиационного сконденсированного топлива (АСКТ), что снижает гибкость работы и ассортимент получаемой продукции как установки, так и газоперерабатывающего завода, которые работают по известной схеме низкотемпературной абсорбции, в итоге снижается эффективность работы объекта в целом.
Техническим результатом является расширение ассортимента продукции установки и повышение эффективности работы за счет обеспечения возможности получения АСКТ - высоколиквидной и высокорентабельной продукции, как следствие, повышение эффективности объекта, работающего по схеме низкотемпературной абсорбции.
Этот результат достигается тем, что в установке переработки газов с получением моторных топлив, содержащей блок охлаждения и абсорбции газа с выходами насыщенного абсорбента и подготовленного газа, блок регенерации абсорбента и выделения ШФЛУ, включающий ректификационную колонну с подогревателем в нижней части с выходом регенерированного абсорбента и узлом орошения верха с выходом ШФЛУ, соединенным с объектом потребителя и/или объектами технологического процесса, дожимную компрессорную станцию, запорную и/или запорно-регулирующую арматуру, новым является то, что установка снабжена дополнительной ректификационной колонной, обеспечивающей качество товарных продуктов - пропана автомобильного (ПА) или пропан-бутана автомобильного (ПБА) и авиационного сконденсированного топлива (АСКТ), вход сырья которой соединен с помощью регулирующего клапана и через установленный рекуперативный теплообменник с выходом ШФЛУ узла орошения ректификационной колонны. Дополнительная ректификационная колонна оснащена подогревателем низа и узлом орошения ее верха, соединенным с выходом газовой фазы этой колонны и имеющим выход товарной продукции - ПА или ПБА, а низ дополнительной ректификационной колонны и/или подогреватель имеют выход товарной продукции - АСКТ.
Кроме того, выход товарной продукции - ПА или ПБА из узла орошения дополнительной ректификационной колонны может быть соединен с потребителем или выходом ШФЛУ из узла орошения ректификационной колонны.
Кроме того, выход товарной продукции - АСКТ из дополнительной ректификационной колонны и/или подогревателя через рекуперативный теплообменник и холодильник может быть соединен с потребителем.
Кроме того, узел орошения дополнительной ректификационной колонны может иметь теплообменник, соединенный по охлаждаемому потоку с выходом газовой фазы дополнительной ректификационной колонны, а по охлаждающему потоку с выходом подготовленного газа блока охлаждения и абсорбции газа.
Заявляемая совокупность признаков позволяет получать на установках переработки газа, как автономных в условиях промысловой подготовки и переработки газа, так и в составе газоперерабатывающего завода (ГПЗ) высоколиквидные и высокорентабельные товарные продукты - ПА или ПБА и АСКТ из ШФЛУ. Предлагаемое техническое решение, обеспечивающее расширение ассортимента продукции объекта газопереработки, может быть реализовано непосредственно на объекте или вблизи него, что приводит, к снижению капитальных затрат на создание необходимой инфраструктуры, так как полностью используется существующая инфраструктура объекта.
Кроме того, производство моторных топлив с использованием предлагаемой установки позволит значительно снизить расстояние между производством и местами потребления топлив.
Соединение входа сырья в дополнительную ректификационную колонну с выходом ШФЛУ из узла орошения ректификационной колонны через рекуперативный теплообменник, соединенный с выходом горячего потока АСКТ из подогревателя или с низом дополнительной ректификационной колонны, дает возможность использовать тепло горячего АСКТ и значительно уменьшить расход тепловой энергии на подогреватель низа дополнительной ректификационной колонны.
Соединение выхода ПА и/или ПБА с потребителем или с выходом ШФЛУ из ректификационной колонны позволяет регулировать работу установки в зависимости от потребительского спроса на производимую товарную продукцию, что также повышает эффективность работы установки.
Соединение теплообменника узла орошения дополнительной ректификационной колонны по охлаждающему потоку с выходом подготовленного газа блока охлаждения и абсорбции газа обеспечивает использование в качестве охлаждающего потока подготовленного газа для охлаждения паровой фазы, выходящей с верха дополнительной ректификационной колонны, что позволяет снизить эксплуатационные затраты и повысить эффективность утилизации энергии технологических потоков.
На фигуре представлена схема установки переработки углеводородного газа.
Установка переработки газов с получением моторных топлив включает вход сырья 1, соединенный с входом блока охлаждения и абсорбции газа 2, который имеет выход 3 насыщенного абсорбента и выход 4 подготовленного газа. Блок охлаждения и абсорбции газа 2 может представлять собой традиционную схему, например, включающую последовательно установленные рекуперативные теплообменники, пропановый холодильник, сепаратор, абсорбционную колонну (на фиг. не показано). Выход 3 насыщенного абсорбента соединен с блоком регенерации абсорбента и выделения ШФЛУ 5 (на фиг. показано пунктиром) и включает ректификационную колонну 6 с подогревателем 7 в нижней части и узлом орошения в верхней ее части, который включает холодильник 8, емкость 9 и насос 10, выход которого соединен с ректификационной колонной бис выходом ШФЛУ 11. Ректификационная колонна 6 снизу имеет выход регенерированного абсорбента 12.
Установка снабжена дополнительной ректификационной колонной 13, вход сырья 14 которой через регулирующий клапан 15 и рекуперативный теплообменник 16 соединен с выходом ШФЛУ 11.
Дополнительная ректификационная колонна 13 имеет заданное количество массообменных ступеней, обеспечивающее получение товарной продукции требуемого качества: ПА или ПБА, а также АСКТ. Дополнительная ректификационная колонна 13 снабжена подогревателем низа 17 и узлом орошения ее верха, соединенным с выходом 18 паровой фаз. Узел орошения имеет холодильник 19 или может иметь теплообменник 20 (на фиг. показано пунктиром), рефлюксную емкость 21, насос 22, выход которого соединен с дополнительной ректификационной колонной 13 и выходом 23 товарной продукции - ПА или ПБА. Холодильник 19 может быть выполнен в виде аппарата воздушного охлаждения. В случае установки теплообменника 20, он по охлаждаемой среде соединен с выходом 18 паровой фазы и с рефлюксной емкостью 21, а по охлаждающей среде - с выходом 4 подготовленного газа и входом 24 на дожимную компрессорную станцию 25. Выход 23 товарной продукции (ПА или ПБА) может быть соединен непосредственно с объектами потребителя или при отсутствии или снижении спроса на данную продукцию выход 23 товарной продукции может быть соединен с помощью регулирующего вентиля с трубопроводом потока ШФЛУ, соединенным с выходом ШФЛУ 11..
Подогреватель 17 и/или непосредственно дополнительная ректификационная колонна 13 (последний вариант на фиг. не показан) имеет выход 26 товарной продукции - АСКТ, который соединен с рекуперативным теплообменником 16 и холодильником 27, в качестве которого может быть применен аппарата воздушного охлаждения. Выход 26 товарной продукции соединен с потребителем.
Установка оснащена необходимой запорной и/или запорно-регулирующей арматурой.
Установка переработки газов с получением моторных топлив работает следующим образом.
Сырье - попутный нефтяной газа через вход сырья 1 поступает в блок охлаждения и абсорбции газа 2, где его охлаждают, подвергают низкотемпературной абсорбции, сепарируют и получают подготовленный газ - сухой отбензиненный газ, который выводят через выход 4, и получают насыщенный абсорбент, выводимый через выход 3. Подготовленный газ направляют на дожимную компрессорную станцию 25 и далее потребителю. Насыщенный абсорбент подают в ректификационную колонну 6 блока регенерации абсорбента 5. Из куба ректификационной колонны 6 регенерированный абсорбент 12 направляют в блок охлаждения и абсорбции газа 2. С верха ректификационной колонны 6 через узел орошения, а именно через холодильник 8, рефлюксную емкость 9 и насос 10, выводится ШФЛУ, часть которой подается в ректификационную колонну 6 в качестве орошения, а балансовое количество подается потребителю и/или на объекты технологического процесса через выход ШФЛУ 11. Часть ШФЛУ через регулирующий клапан 15, рекуперативный теплообменник 16 по трубопроводу подают через вход сырья 14 в дополнительную ректификационную колонну 13, технологический режим которой задают в зависимости от качества получаемой товарной продукции: ПА или ПБА, а также АСКТ. При этом количество подаваемой в дополнительную ректификационную колонну 13 ШФЛУ рассчитывают в зависимости от потребительского спроса на товарную продукцию.
В дополнительной ректификационной колонне 13 происходит разделение ШФЛУ на паровую фазу ПА или ПБА, которую через выход 18 подают в холодильник 19 или теплообменник 20, где охлаждают воздухом или потоком подготовленного газа, соответственно, и далее подают в рефлюксную емкость 21, откуда насосом 22 сконденсированную часть ПА или ПБА подают на орошение верха дополнительной ректификационной колонны 13, а балансовую часть жидкости через выход 23 выводят как готовый товарный продукт потребителю или возвращают в трубопровод с потоком ШФЛУ, выводимой с установки через выход ШФЛУ 11.
С нижней части дополнительной ректификационной колонны 13 получают товарный продукт - АСКТ, который выводят из подогревателя 17 и/или непосредственно из дополнительной ректификационной колонны 13 через выход 26. Далее АСКТ частично охлаждают в рекуперативном теплообменнике 16, используя потенциал тепла для нагрева сырьевого потока, доохлаждают в холодильнике 27 и направляют потребителю.