УСТРОЙСТВО ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КОНДЕНСАЦИИ ГАЗА
DEVICE FOR LOW-TEMPERATURE CONDENSATION GAS

Изобретение относится к конструкции устройств для подготовки газа путем низкотемпературной конденсации и может быть использовано в нефтегазовой промышленности для подготовки углеводородных газов.
Известен способ подготовки углеводородного газа [RU 2202079, опубл. 10.04.2003 г., МПК F25J 3/00] с использованием установки, содержащей сепараторы первой, второй и низкотемпературной ступеней, рекуперативный теплообменник "газ первой ступени/газ низкотемпературной ступени", теплообменник "конденсат второй ступени/конденсат низкотемпературной ступени", дроссельное устройство или холодильник, и регулирующее устройство.
Недостатками известной установки являются ее высокая металлоемкость из-за большого количества оборудования и низкое качество получаемого конденсата из-за высокого содержания легких компонентов газа.
Наиболее близка по технической сущности к предлагаемому изобретению установка для реализации способа подготовки углеводородного газа [RU 2460759, опубл. 10.09.2012 г., МПК C10G 5/06, C10G 5/04, С07C 7/00, С07С 7/11, F25J 3/00, F25J 3/08], включающая абсорбер предварительной осушки газа и аппарат для низкотемпературной конденсации газа, в нижней части которого оборудована сепарационная зона с линиями ввода газа и вывода углеводородного и водного конденсатов, а выше расположены контактно-сепарационное устройство с узлом рекуперативного охлаждения, оснащенным линиями ввода/вывода подготовленного газа, и контактно-сепарационное устройство с узлом охлаждения, оснащенным линиями ввода/вывода стороннего теплоносителя, выше которого установлен узел подачи углеводородного конденсата.
Основным недостатком данного аппарата является низкий выход подготовленного газа из-за отсутствия устройств для дефлегмации газа, что не позволяет осуществить эффективное фракционирование потоков газа и флегмы за счет имеющегося в аппарате градиента температур, и отсутствия устройств для стабилизации конденсата, что приводит к потерям легких компонентов газа, растворенных в конденсате.
Задачей изобретения является повышение выхода подготовленного газа.
В качестве технического результата при использовании предложенного устройства достигается повышение выхода подготовленного газа за счет оборудования устройства холодильной машиной и стабилизатором конденсата, оснащения аппарата для низкотемпературной конденсации газа дефлегматорными секциями, которые соединены с холодильной машиной линиями подачи теплоносителя и хладоагента, соответственно, а также за счет соединения стабилизатора линией подачи газа стабилизации с линей подачи сырого газа.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, включающем аппарат для низкотемпературной конденсации газа с расположенной в низу сепарационной зоной, линиями ввода сырого газа и вывода углеводородного и водного конденсатов, и двумя вышерасположенными узлами охлаждения газа с контактно-сепарационными устройствами, оснащенными одно - линиями ввода/вывода подготовленного газа, а другое - линиями ввода/вывода хладоагента, особенностью является то, что устройство дополнительно оборудовано холодильной машиной и стабилизатором конденсата, а в качестве узлов охлаждения газа установлены дефлегматорные секции, при этом холодильная машина соединена с верхней дефлегматорной секцией линиями ввода/вывода хладоагента, а со стабилизатором конденсата - линиями ввода/вывода теплоносителя, а стабилизатор конденсата соединен линией подачи газа стабилизации с линией подачи сырого газа, линией подачи конденсата с низом аппарата низкотемпературной конденсации и оснащен линией вывода стабилизированного конденсата.
Для предотвращения загрязнения теплообменных поверхностей и обеспечения стабильной работы оборудования при подготовке загрязненного сырого газа и при возможности пробковых режимов подачи сырья линия ввода сырого газа может быть дополнительно оборудована входным сепаратором.
Для предотвращения образования газовых гидратов устройство может быть оборудовано по меньшей мере одной линией ввода ингибитора гидратообразования или абсорбента в аппарат низкотемпературной конденсации. Количество и место примыкания указанных линий определяется расчетом, исходя температурно-барических условий подготовки газа, его состава и требований к качеству подготовки.
Установка дефлегматорных секций в качестве узлов охлаждения газа обеспечивает условия для фракционирования между флегмой, обогащенной легкими компонентами газа, и газом, обогащенным тяжелыми компонентами, движущимся противотоком, что обеспечивает повышение выхода подготовленного газа. Дефлегматорные секции могут представлять собой, например, блоки тепломассообменных элементов с внутренним пространством для прохода хладоагента и наружными массообменными поверхностями с большим вертикальным измерением.
Оборудование устройства холодильной машиной, соединенной с верхней дефлегматорной секцией линиями ввода/вывода хладоагента, а со стабилизатором конденсата - линиями ввода/вывода теплоносителя, обеспечивает осуществление дефлегмации газа и стабилизацию конденсата. А соединение стабилизатора конденсата линией подачи газа стабилизации с линей подачи сырого газа позволяет рециркулировать легкие компоненты газа и увеличить выход подготовленного газа.
Предлагаемое устройство состоит из вертикального аппарата низкотемпературной конденсации 1, в низу которого расположена сепарационная зона 2, оснащенная линией 3 ввода сырого газа с примыкающей к ней линией 4 подачи газа стабилизации и линиями 5 вывода водного конденсата и 6 подачи углеводородного конденсата, выше которой расположены дефлегматорные секции 7 и 8, которые оборудованы контактно-сепарационными устройствами 9 и 10, соответственно. Дефлегматорная секция 7 оснащена линиями 11 ввода/вывода подготовленного газа, а дефлегматорная секция 8 связана линиями 12 ввода/вывода хладоагента, например, кипящего пропана, с холодильной машиной 13, которая также связана линиями 14 ввода/вывода теплоносителя со стабилизатором 15 (показана пленочная отгонная колонна), оснащенным линией 16 вывода стабилизированного конденсата и линией 4 подачи газа стабилизации. Аппарат 1 может быть оборудован по меньшей мере одной линией ввода ингибитора гидратообразования или абсорбента влаги 17 (показано пунктиром). На линии 3 может быть размещен входной сепаратор (на схеме не показано).
При работе устройства сырой газ подают по линии 3, с примыкающей линией 4 подачи газа стабилизации, в сепарационную зону 2 аппарата 1, где выделяют водный и углеводородный конденсаты, выводимые по линиям 5 и 6, соответственно. Газ из сепарационной зоны 2 направляют в дефлегматорные секции 7 и 8 через контактно-сепарационные устройства 9 и 10, соответственно, где он подвергается дефлегмации и контактирует с конденсирующейся флегмой, обогащаясь легкими компонентами. С верха аппарата 1 подготовленный газ по линии 11 подают в дефлегматорную секцию 7 и выводят. С низа аппарата 1 конденсат по линии 6 подают в стабилизатор 15, с верха которого по линии 4 выводят газ стабилизации, рециркулируя легкие компоненты газа, а с низа по линии 16 выводят стабилизированный конденсат. По линии 17 в аппарат 1 может подаваться ингибитор гидратообразования или абсорбент влаги.
Таким образом, предлагаемое устройство за счет снижения потерь легких компонентов обеспечивает повышение выхода подготовленного газа.