УСТАНОВКА ДЕЭТАНИЗАЦИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ПО ТЕХНОЛОГИИ НТДР (ВАРИАНТЫ)
DEETHANIZATION UNIT FOR NATURAL GAS USING LTDF (VERSIONS)

2+
Изобретение относится к установкам низкотемпературной дефлегмации с ректификацией и может быть использовано в газовой промышленности для выделения углеводородов С из магистрального природного газа.
Известна установка комплексной подготовки газа [RU 2624710, опубл. 05.07.2017 г., МПК F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], включающая входной сепаратор, два рекуперационных теплообменника, дефлегматор, редуцирующие устройства, блок низкотемпературной сепарации и блок стабилизации.
2+
Недостатком установки является низкий выход углеводородов С из-за недостаточного охлаждения газа.
Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка для деэтанизации природного газа (варианты) [RU 2668896, опубл. 04.10.2018 г., МПК C10G 5/06, F25J 3/00, B01D 53/48], включающая в одном из вариантов блок осушки, компрессор, холодильник, три детандера, соединенных с компрессором посредством кинематической или электрической связи, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с линией вывода флегмы, сепаратор с линиями подачи метансодержащего газа из деметанизатора (блок фракционирования) и подачи широкой фракции легких углеводородов в блок фракционирования.
2+
2+
Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С из-за недостаточного охлаждения газа высокого давления, а также уноса углеводородов С из блока фракционирования с метансодержащим газом вследствие высокого содержания метана в смеси флегмы и широкой фракции легких углеводородов, направляемых в деметанизатор на фракционирование.
2+
Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С.
2+
2+
Техническим результатом является повышение выхода углеводородов С за счет понижения температуры газа высокого давления путем размещения дополнительного рекуперационного теплообменника и снижения уноса углеводородов С при фракционировании за счет установки предварительного деметанизатора взамен сепаратора.
Предложено два варианта установки, в первом из которых размещена компрессионная холодильная машина, а во втором - компрессор части газа высокого давления, используемой в качестве хладоагента смешения.
Технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке с линиями газа высокого и низкого давления, включающей блок осушки, рекуперационный теплообменник, детандеры, соединенные с компрессором кинематической или электрической связью, дефлегматор, оснащенный линиями вывода флегмы и газа дефлегмации с детандером, сепаратор с линиями подачи газа низкого давления, широкой фракции легких углеводородов, а также метансодержащего газа из блока фракционирования, особенность заключается в том, что в качестве сепаратора установлен деметанизатор, соединенный с дефлегматором линией подачи флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, соединенный с сепаратором, установленным на линии газа высокого давления перед дефлегматором, линией подачи конденсата с редуцирующим устройством, а со вторым рекуперационным теплообменником, установленным на байпасной линии рекуперационного теплообменника после компрессионной холодильной машины, линией ввода/вывода циркуляционного орошения, при этом линия вывода газа дефлегмации соединена с линией подачи газа низкого давления.
Второй вариант установки отличается размещением компрессора, холодильника, второго рекуперационного теплообменника и второго детандера на байпасной линии рекуперационного теплообменника, взамен компрессионной холодильной машины.
2+
При необходимости установку оснащают блоком очистки газа от углекислоты, например, адсорбционного или абсорбционного типа, размещаемым на линии газа высокого давления, а на линии газа низкого давления устанавливают компрессорную станцию. Для снижения нагрузки деметанизатора по газу по меньшей мере часть газа дефлегмации может подаваться непосредственно в линию газа низкого давления минуя деметанизатор. В качестве углеводородов С из блока фракционирования могут выводиться, например, этановая и пропан-бутановая фракции.
Установка оборудована блоком осушки, например, адсорбционного или абсорбционного типа. Деметанизатор и блок фракционирования могут быть выполнены в виде ректификационных колонн. Редуцирующие устройства могут быть выполнены в виде дроссельного вентиля или газодинамического устройства или детандера. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
2+
2+
Установка деметанизатора взамен сепаратора позволяет уменьшить содержание метана в широкой фракции легких углеводородов, направляемой на фракционирование и снизить благодаря этому потери углеводородов С с метансодержащим газом. Размещение второго рекуперационного теплообменника на байпасной линии рекуперационного теплообменника позволяет снизить температуру газа высокого давления и повысить выход углеводородов С, при этом соединение деметанизатора со вторым рекуперационным теплообменником позволяет подать тепло в деметанизатор и дополнительно уменьшить количество метана, подаваемого в блок фракционирования.
Установка в первом варианте включает блок осушки 1, холодильную машину 2, рекуперационные теплообменники 3 и 4, детандеры 5 и 6, редуцирующие устройства 7 и 8 (условно показаны детандеры), сепаратор 9, дефлегматор 10, деметанизатор 11 и блок фракционирования 12. Вариант 2 установки взамен холодильной машины включает компрессор 13, холодильник 14 и детандер 15. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 16 и компрессорной 17 (показано пунктиром).
2+
При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, подаваемый по линии 18, осушают в блоке 1 и разделяют на два потока, первый охлаждают в теплообменнике 3, а второй охлаждают в холодильной машине 2, компрессор которой соединен с детандерами посредством кинематической или электрической связи (показано штрих-пунктиром), и теплообменнике 4, затем потоки объединяют, редуцируют в детандере 5, сепарируют в сепараторе 9 с получением конденсата, который выводят по линии 19 и редуцируют в устройстве 8, и газа, который направляют в дефлегматор 10, охлаждаемый газом низкого давления, подаваемым из деметанизатора 11 по линии 20, который затем нагревают в теплообменнике 3 и выводят. Из дефлегматора 10 по линии 21 выводят флегму и редуцируют ее с помощью устройства 7, а по линии 22 выводят газ дефлегмации, редуцируют его в детандере 6 и подают в линию 20. Редуцированные флегму и конденсат подают в деметанизатор 11, из которого по линии 23 широкую фракцию легких углеводородов подают в блок 12, из которого по линии 24 метансодержащий газ возвращают в деметанизатор 11, а по линиям 25 выводят углеводороды С. Кроме того, нижнюю часть деметанизатора нагревают с помощью циркуляционного орошения, подаваемого по линиям 26 в теплообменник 4/из теплообменника 4. Работа второго варианта установки (фиг. 2) отличается тем, что второй поток газа высокого давления сжимают компрессором 13, соединенным с детандерами посредством кинематической или электрической связи, охлаждают в холодильнике 14, теплообменнике 4 и редуцируют с помощью детандера 15. Пунктиром показаны возможные: очистка газа от углекислоты в блоке 16, располагаемом на линии 18, сжатие газа в компрессорной 17 для дальнейшей транспортировки, подача по меньшей мере части метансодержащего газа из линии 24 в линию 20, а также обогрев низа деметанизатора 11 тепловым потоком 27, подаваемым любым известным способом (электронагрев, нагрев теплоносителем, горячая струя и пр.).
2+
Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход углеводородов С и может найти применение в газовой промышленности.