УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА С ВЫРАБОТКОЙ ПРОПАН-БУТАНОВОЙ ФРАКЦИИ (ВАРИАНТЫ)
ASSOCIATED PETROLEUM GAS TREATMENT PLANT WITH PROPANE-BUTANE FRACTION PRODUCTION (VERSIONS)

Изобретение относится к способам промысловой подготовки углеводородных газов и может быть использовано в нефтяной промышленности для переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с получением пропан-бутановой фракции (ПБФ) и сухого отбензиненного газа (СОГ).
Известен способ подготовки углеводородного газа [RU 2524790, опубл. 10.08.2014 г., МПК F25J 3/00], осуществляемый на установке, включающей компрессор, отпарную колонну с линией вывода конденсата, нагреваемую сжатым газом, дефлегматор с линией вывода подготовленного газа, охлаждаемый с помощью стороннего источника холода, соединенные линиями подачи нестабильного конденсата и смеси охлажденного сжатого газа с газом стабилизации.
Недостатками известных способа и установки являются низкий выход и низкое качество подготовленного газа из-за высокого содержания в нем тяжелых компонентов газа и низкое качество из-за высокого содержания в нем легких компонентов газа.
Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению способ подготовки попутного нефтяного газа [RU 2593571, опубл. 10.08.2016 г., МПК F25J 3/06], осуществляемый на установке, включающей компрессорную станцию первой ступени, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа выветривания (газа стабилизации), оснащенную оборудованием для охлаждения сжатого газа в условиях дефлегмации (дефлегматор с внешним источником холода) и стабилизации флегмы (устройство для стабилизации) за счет нагрева сжатым газом, соединенную линией подачи стабилизированной флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, с сепаратором, соединенным с линией подачи ПНГ линией подачи газа выветривания (газа сепарации) и оборудованным линией вывода ШФЛУ (остатка сепарации). Компрессорная станция первой ступени соединена линией подачи сжатого газа с компрессорной станцией второй ступени, оснащенной оборудованием для охлаждения сжатого газа в условиях дефлегмации (дефлегматор с внешним источником холода), а также линиями вывода ПБФ и подготовленного газа (СОГ). Перед компрессорными станциям могут быть расположены блоки осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов.
Недостатками данных способа и установки являются большие энергозатраты на охлаждение сжатого газа из-за отсутствия системы рекуперации холода СОГ.
Задача изобретения - снижение энергозатрат на охлаждение сжатого газа.
Техническим результатом во всех предложенных вариантах установки является снижение энергозатрат на охлаждение сжатого газа за счет оснащения установки системой рекуперации холода СОГ.
Предложено четыре варианты установки, отличающихся аппаратурным оформлением системы рекуперации холода СОГ, которая во всех вариантах включает рекуперативный теплообменник, а в третьем и четвертом вариантах дополнительно включает тепломассообменную секцию дефлегматора.
Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в известной установке, включающей компрессорную станцию, расположенную на линии подачи смеси ПНГ и газа стабилизации, дефлегматор с внешним источником холода, устройство для стабилизации, сепаратор с линиями вывода газа и остатка, особенностью является то, что установка оснащена линией подачи ПНГ с двухступенчатой компрессорной станцией, между первой и второй ступенями которой примыкает линия подачи газа стабилизации, а после компрессорной станции расположены рекуперативный теплообменник и сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией подачи газа, на которой расположен дефлегматор с внешним источником холода, оснащенный линией ввода ингибитора гидратообразования, линией вывода флегмы с редуцирующим устройством и линией подачи газа дефлегмации, на которой расположен рекуперативный теплообменник, оснащенный линией вывода СОГ, на линиях вывода редуцированного остатка сепарации и вывода флегмы в качестве устройства для стабилизации установлен трехфазный сепаратор, оснащенный линией вывода отработанного ингибитора гидратообразования и линией вывода нестабильного углеводородного конденсата, на которой расположена отпарная колонна с обогреваемой нижней частью, оснащенная линией вывода ПБФ и линией вывода отходящего газа, которая соединена с линией вывода газа из трехфазного сепаратора, образуя линию подачи газа стабилизации.
Второй и четвертый варианты отличаются размещением рекуперативного теплообменника после сепаратора. Третий и четвертый варианты отличаются оснащением верхней части дефлегматора тепломассообменной секцией, расположенной на линии редуцированного газа дефлегмации.
В качестве пропан-бутановой фракции могут быть получены, например, пропан-бутан автомобильный или пропан-бутан технический по ГОСТ 52087-2018. Оптимальное место подачи ингибитора гидратообразования по высоте дефлегматора зависит от летучести ингибитора и температуры на верху дефлегматора и определяется в каждом конкретном случае исходя из минимизации расхода ингибитора. Перед рекуперационным теплообменником при необходимости может быть расположена дополнительная линия подачи ингибитора гидратообразования. При подготовке сернистого газа после сепаратора, в области максимального давления газа, может быть размещен блок очистки газа, например, с оборудованием для абсорбционной очистки селективными абсорбентами, известным из уровня техники. Компрессорная станция включает компрессоры и вспомогательные системы сепарации и охлаждения. В качестве внешнего источника холода установлена, например, холодильная машина. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
Снижение энергозатрат на охлаждение сжатого газа достигается за счет оснащения установки системой рекуперации холода СОГ, что позволяет выводить с установки СОГ с более высокой температурой, возвращая соответствующее количество холода в технологический процесс, и за счет этого соответственно уменьшить мощность стороннего источника холода (холодильной машины).
Предлагаемая установка во всех вариантах (см. фиг. 1-4) включает компрессорную станцию со ступенями 1 и 2, рекуперативный теплообменник 3, сепаратор 4, трехфазный сепаратор 5, дефлегматор 6 с внешним источником холода 7, отпарную колонну 8 и редуцирующие устройства 9-10. В вариантах 3 и 4 верхняя часть дефлегматора оборудована тепломассообменной секцией 11, а на линии подачи газа дефлегмации установлено редуцирующее устройство 12. После сепаратора при очистке сернистого газа может быть установлен блок очистки газа 13 (показано пунктиром).
При работе первого варианта установки ПНГ, подаваемый по линии 14, сжимают с помощью ступени 1, смешивают с газом стабилизации, подаваемым по линии 15, сжимают с помощью ступени 2, охлаждают в теплообменнике 3 и разделяют в сепараторе 4 на остаток, выводимый по линии 16, и газ, который по линии 17 подают в низ дефлегматора 6 совместно с ингибитором гидратообразования, подаваемым по линии 18, верх которого охлаждают хладоагентом, подаваемым из источника холода 7. С верха дефлегматора 6 по линии 19 выводят газ дефлегмации, нагревают его в теплообменнике 3 и выводят по линии 20 в качестве СОГ, а с низа дефлегматора 7 по линии 21 выводят флегму. Остаток сепарации и флегму редуцируют с помощью устройства 9 и 10, соответственно, и направляют в сепаратор 5, из которого по линии 22 выводят отработанный ингибитор гидратообразования, а по линии 23 нестабильный углеводородный конденсат направляют в колонну 9, с низа которой по линии 24 выводят ПБФ, а с верха по линии 25 - отходящий газ, который смешивают с газом, выводимым из сепаратора 5 по линии 26, и в качестве газа стабилизации подают по линии 15 в линию 14 между секциями компрессорной 1 и 2.
Работа второго и четвертого вариантов установки отличаются рекуперативным охлаждением в теплообменнике 3 газа сепарации после сепаратора 4. Работа третьего и четвертого вариантов установки отличаются дополнительным рекуперативным охлаждением верхней части дефлегматора 6 с помощью тепломассообменной секции 11, расположенной на линии 19, газом дефлегмации, редуцированным с помощью устройства 12. При необходимости газ стабилизации по линии 15 может быть подан на смешение с ПНГ, подаваемым по линии 14, до сжатия в ступени 1, а по линии 27 перед теплообменником 3 может дополнительно подаваться ингибитор гидратообразования (показано пунктиром).
Таким образом предлагаемая установка позволяет снизить энергозатраты и может быть использована в промышленности.