УСТАНОВКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕФЛЕГМАЦИИ С СЕПАРАЦИЕЙ НТДС ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА С ПОЛУЧЕНИЕМ ЭТАН-БУТАНОВОЙ ФРАКЦИИ И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ
APPARATUS FOR LOW-TEMPERATURE DEPHLEGMATION WITH SEPARATION OF LTDS FOR PREPARING NATURAL GAS TO OBTAIN AN ETHANE-BUTANE FRACTION AND METHOD OF OPERATION THEREOF

Изобретение относится к установкам низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности для подготовки природного газа.
Известен способ низкотемпературной сепарации газа [RU 2543867, опубл. 10.03.2015 г., МПК B01D3/14, B01D3/28], осуществляемый на установке, включающей входной сепаратор, двухсекционный дефлегматор, блок низкотемпературной сепарации в составе редуцирующего устройства и низкотемпературного сепаратора, и блок выветривания конденсата.
Недостатками известной установки являются низкое качество товарного газа и низкий выход газового конденсата из-за неполной рекуперации холода технологических потоков.
Наиболее близка 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, первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор, соединенный линией газа дефлегмации с редуцирующем устройством, с низкотемпературным сепаратором, оснащенным линией вывода газа в теплообменную секцию дефлегматора, редуцирующие устройства и блок стабилизации конденсата.
При работе установки сырой газ разделяют во входном сепараторе на конденсат и газ, который охлаждают газом низкотемпературной сепарации и, возможно, редуцированной смесью конденсатов, редуцируют и подвергают дефлегмации за счет охлаждения газом низкотемпературной сепарации с получением конденсата и газа, который редуцируют и разделяют в низкотемпературном сепараторе на конденсат и газ, выводимый в качестве товарного после нагрева при дефлегмации и нагрева сырым газом. Смесь конденсатов редуцируют, нагревают сырым газом или газом входной сепарации и стабилизируют с получением стабильного конденсата и факельных газов.
2+
Недостатком данных установки и способа является низкий выход углеводородов С из-за недостаточного охлаждения при дефлегмации и потерь с факельными газами.
2+
Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С и исключение образования факельных газов.
2+
Техническим результатом является исключение образования факельных газов за счет установки выветривателя и деметанизатора, соединенных с низкотемпературным сепаратором, и получения этан-бутановой фракции, содержащей тяжелые компоненты факельных газов, а также повышение выхода углеводородов С за счет охлаждения дефлегматора редуцированным газом дефлегмации.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей входной сепаратор, первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор, соединенный линией газа дефлегмации, оборудованной редуцирующем устройством, с низкотемпературным сепаратором, оснащенным линией вывода газа, а также редуцирующие устройства и блок стабилизации конденсата, особенность заключается в том, что на линии газа дефлегмации между редуцирующем устройством и низкотемпературным сепаратором расположена теплообменная секция дефлегматора, линия вывода газа низкотемпературной сепарации непосредственно соединена с первым рекуперационным теплообменником, на линии подачи смеси конденсатов, выводимых из низа дефлегматора и сепараторов, после редуцирующего устройства установлен выветриватель, соединенный линией подачи газа выветривания с низкотемпературным сепаратором, а в качестве блока стабилизации после второго рекуперационного теплообменника установлен деметанизатор, соединенный с низкотемпературным сепаратором линией подачи метансодержащего газа, а с дебутанизатором - линией подачи широкой фракции легких углеводородов, при этом дебутанизатор оснащен линиями вывода этан-бутановой фракции и стабильного газового конденсата.
Технический результат достигается также тем, что в предлагаемом способе, включающем разделение сырого газа во входном сепараторе на конденсат и газ, который охлаждают, редуцируют и подвергают дефлегмации с получением конденсата и газа, который редуцируют и разделяют в низкотемпературном сепараторе на конденсат и газ, выводимый в качестве товарного после нагрева сырым газом, при этом смесь конденсатов редуцируют, нагревают сырым газом или газом входной сепарации и стабилизируют с получением стабильного конденсата, особенность заключается в том, что дефлегмацию осуществляют за счет охлаждения редуцированным газом дефлегмации, который затем направляют в низкотемпературный сепаратор вместе с газом выветривания и метансодержащим газом, конденсат, выведенный из низа дефлегматора, смешивают с конденсатами, выведенными из сепараторов, смесь конденсатов перед нагревом подвергают выветриванию с получением газа выветривания, а нагретый остаток выветривания подвергают деметанизации с получением метансодержащего газа и широкой фракции легких углеводородов, которую фракционируют с получением этан-бутановой фракции и стабильного конденсата.
При необходимости в качестве продукта выводят по меньшей мере часть широкой фракции легких углеводородов. Деметанизатор и дебутанизатор могут быть выполнены в виде ректификационных колонн. Редуцирующие устройства могут быть выполнены в виде дроссельного вентиля, газодинамического устройства или в виде детандера. В качестве остальных элементов установки могут быть расположены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
2+
2+
Установка выветривателя и деметанизатора, соединенных с низкотемпературным сепаратором, позволяет возвратить в технологический цикл легкие углеводороды и получить жидкие продукты, содержащие тяжелые углеводороды без образования факельных газов, что повышает выход углеводородов С. Последний повышается также за счет охлаждения дефлегматора редуцированным газом дефлегмации, имеющим более низкую температуру, чем газ низкотемпературной сепарации, что снижает температуру газа дефлегмации и уменьшает потери углеводородов С с подготовленным газом.
Установка включает входной сепаратор 1, дефлегматор 2, низкотемпературный сепаратор 3, выветриватель 4, деметанизатор 5, дебутанизатор 6, рекуперационные теплообменники 7 и 8 (второй вариант расположения показан пунктиром), редуцирующие устройства 9-11.
2+
6+
2+
2+
3
3
При работе установки, показанной на чертеже, сырой газ, подаваемый по линии 12, охлаждают в теплообменнике 8, разделяют в сепараторе 1 на конденсат, выводимый по линии 13, и газ, который по линии 14, после охлаждения в теплообменнике 7, редуцирования с помощью устройства 9, подвергают дефлегмации в дефлегматоре 2 за счет охлаждения редуцированным с помощью устройства 10 газом дефлегмации, подаваемым по линии 15 из верха дефлегматора 2 в его теплообменную секцию, и далее -в сепаратор 3, из которого по линии 16 выводят конденсат, а по линии 17, после нагрева в теплообменнике 7, выводят подготовленный газ. Из низа дефлегматора 2 по линии 18 выводят конденсат, который смешивают с конденсатами, подаваемыми по линиям 13 и 16, полученную смесь редуцируют с помощью устройства 11 и разделяют в выветривателе 4 на газ, подаваемый по линии 19 в сепаратор 3, и остаток, который по линии 20, после нагрева в теплообменнике 8, расположенном в одном из двух положений, подают в деметанизатор 5, где разделяют на метансодержащий газ, подаваемый в сепаратор 3 по линии 21, и широкую фракцию легких углеводородов С, которую по линии 22 направляют в дебутанизатор 6 для разделения на этан-бутановую фракцию, выводимую по линии 23 и стабильный газовый конденсат, выводимый по линии 24. Линии подачи ингибитора гидратообразования (метанола) и вывода отработанного водометанольного раствора условно не показаны.Работоспособность установки подтверждается примером: 190,5 тыс.нм /час сырого газа состава (% об.): азот 0,35, углекислый газ 0,40, метан 89,95, этан 5,38, пропан 1,8, бутаны 0,89, пентаны 0,30, углеводороды С - остальное, при 0°С и 10 МПа разделяют во входном сепараторе на конденсат и газ, который охлаждают газом низкотемпературной сепарации и смесью конденсатов до -51°С, редуцируют и подвергают дефлегмации за счет охлаждения редуцированным до 4,5 МПа газом дефлегмации, который затем при -73,1°С разделяют в низкотемпературном сепараторе на конденсат и 179,6 тыс.нм /час газа, который нагревают сырым газом до -5°С и выводят в качестве продукта. Углеводородную часть конденсатов смешивают, редуцируют до 4,5 МПа и разделяют в выветривателе на 25,6 тыс.нм /час газа, возвращаемого в низкотемпературный сепаратор, и 66,5 т/час остатка, который нагревают сырым газом до -12,7°С и разделяют в деметанизаторе на 52,4 тыс.нм/час метансодержащего газа, возвращаемого в низкотемпературный сепаратор, и широкую фракцию легких углеводородов С, которую разделяют на 14,8 т/час этан-бутановой фракции и 11,6 т/час стабильного газового конденсата. В условиях прототипа получено 10,3 т/час стабильного газового конденсата, содержащего углеводороды С, и 6,6 т/час факельных газов.
2+
Таким образом, предлагаемая установка, работающая по предлагаемому способу, позволяет увеличить выход углеводородов С, исключает образование факельных газов и может найти применение в газовой промышленности.