2+ВЫШЕ
УСТАНОВКА ИЗВЛЕЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ С ИЗ НЕФТЯНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к устройствам низкотемпературной переработки газа и может быть использована в нефте- и газоперерабатывающей промышленности.
Известна установка для разделения газового потока (см. евразийский патент № ЕА 1330, F25J 3/02, опуб. 26.02.2001 в ОБ №1, фиг. 5), содержащая трубопровод подачи газа, узел охлаждения газа, включающий многопоточный теплообменник, сепаратор, турбодетандер и дроссель, фракционирующую колонну с выходом остаточного газа в верхней части и выходом жидкого продукта в нижней части, теплообменники остаточного газа и узел компримирования газа, при этом выход остаточного газа из фракционирующей колонны соединен с последовательно установленными теплообменниками остаточного газа, узлом охлаждения газа и узлом компримирования газа, а выход остаточного газа из узла компримирования газа снабжен дополнительным отводом, соединенным с теплообменниками остаточного газа и далее с верхней частью фракционирующей колонны.
Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:
- трубопровод подачи газа в узел охлаждения газа;
2+выше
- фракционирующая колонна, снабженная входами для подачи сырья и орошения, выходом остаточного газа в верхней части и выходом фракции углеводородов С в нижней части;
- теплообменник остаточного газа, соединенный по первому теплоносителю с выходом остаточного газа фракционирующей колонны и узлом охлаждения газа, а по второму теплоносителю соединенный с входом для подачи орошения фракционирующей колонны;
- выход остаточного газа из фракционирующей колонны соединен с теплообменником остаточного газа и далее с узлом охлаждения газа;
- узел компримирования газа, соединенный с узлом охлаждения газа и снабженный дополнительным отводом остаточного газа.
2+выше
Недостатком известной установки является охлаждение остаточного газа, поступающего на орошение фракционирующей колонны, только потоком остаточного газа с верхней части фракционирующей колонны, что повышает температуру орошения во фракционирующей колонне и снижает степень извлечения фракции С. Кроме того, использование в узле охлаждения газа в качестве хладагента пропана приводит к увеличению единиц оборудования на установке и, соответственно, увеличивает стоимость самой установки.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка извлечения этана (см. евразийская заявка № ЕА 201390957, F25J 3/00, опуб. 30.12.2013, фиг. 1), содержащая трубопровод подачи газа, узел охлаждения газа, включающий турбодетандер, многопоточный теплообменник, сепаратор и дроссель, фракционирующую колонну с ребойлером, снабженную выходом остаточного газа в верхней части и выходом жидкого продукта в нижней части, теплообменник остаточного газа и узел компримирования газа, при этом выход остаточного газа из фракционирующей колонны соединен с теплообменником остаточного газа и далее с турбодетандером узла охлаждения газа и узлом компримирования газа, а выход остаточного газа из узла компримирования газа снабжен дополнительным отводом остаточного газа, соединенным через теплообменник остаточного газа с верхней частью фракционирующей колонны.
Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:
- трубопровод подачи газа в узел охлаждения газа;
2+выше
- фракционирующая колонна с ребойлером, снабженная входами для подачи сырья и орошения, выходом остаточного газа в верхней части и выходом фракции углеводородов С в нижней части;
- теплообменник остаточного газа, соединенный с выходом остаточного газа фракционирующей колонны и узлом охлаждения газа, а также входом для подачи орошения фракционирующей колонны;
- выход остаточного газа из фракционирующей колонны соединен с теплообменником остаточного газа и далее с узлом охлаждения газа;
- узел компримирования газа, соединенный с узлом охлаждения газа и снабженный дополнительным отводом остаточного газа.
2+выше
Недостатком известной установки является охлаждение остаточного газа, поступающего на орошение фракционирующей колонны, только потоком остаточного газа с верхней части фракционирующей колонны, что приводит к повышению температуры орошения во фракционирующей колонне и снижает степень извлечения фракции С.
2+выше
Техническим результатом предлагаемой установки является увеличение степени извлечения фракции С.
2+выше
2+выше
Указанный технический результат достигается тем, что в установке извлечения углеводородов С из нефтяного газа, включающей трубопровод подачи газа в узел охлаждения газа, фракционирующую колонну с ребойлером, снабженную входами для подачи сырья и орошения, выходом остаточного газа в верхней части и выходом фракции углеводородов С в нижней части, теплообменник остаточного газа, теплообменное пространство которого по первому теплоносителю соединено с выходом остаточного газа фракционирующей колонны и узлом охлаждения газа, а выход теплообменного пространства по второму теплоносителю соединен с входом для подачи орошения фракционирующей колонны, и узел компримирования газа, соединенный с узлом охлаждения газа и снабженный дополнительным отводом остаточного газа, фракционирующая колонна снабжена дополнительным устройством подогрева, теплообменное пространство которого по первому теплоносителю соединено с нижней частью фракционирующей колонны, вход по второму теплоносителю соединен с дополнительным отводом остаточного газа узла компримирования газа, а выход по второму теплоносителю соединен с входом в теплообменное пространство теплообменника остаточного газа по его второму теплоносителю.
2+выше
2+выше
Заявляемая совокупность признаков установки позволяет охладить часть потока остаточного газа после узла компримирования газа в дополнительном устройстве подогрева за счет его теплообмена с жидкостью с нижней части фракционирующей колонны и далее направить охлажденный поток остаточного газа на доохлаждение и конденсацию в теплообменник остаточного газа за счет его теплообмена с потоком остаточного газа из фракционирующей колонны, после чего подать охлажденный сконденсированный поток остаточного газа в качестве орошения в верхнюю часть фракционирующей колонны. Поскольку часть потока остаточного газа из узла компримирования остаточного газа предварительно охлаждается в дополнительном устройстве подогрева, то снижается нагрузка на теплообменник остаточного газа и, соответственно, снижается температура остаточного газа на выходе из теплообменника остаточного газа и он глубже охлаждает сырьевой газ в узле охлаждения газа, что непосредственно влияет на увеличение степени извлечения фракции C во фракционирующей колонне. Таким образом, за счет более глубокого охлаждения газа, поступающего на установку, в узле охлаждения газа, достигается технический результат по увеличению степени извлечения фракции С.
Кроме того, заявляемая совокупность признаков установки позволяет снизить энергозатраты на нагрев куба фракционирующей колонны за счет рекуперации тепла части потока остаточного газа после узла компримирования газа в дополнительном устройстве подогрева, а также уменьшить количество тепла, необходимого для ребойлера фракционирующей колонны.
На фигурах 1, 2 представлена принципиальная технологическая схема предлагаемой установки.
Установка содержит трубопровод 1 подачи газа в узел 2 охлаждения газа, соединенный с фракционирующей колонной 3.
В нижней части фракционирующей колонны 3 установлен ребойлер 4.
Фракционирующая колонна 3 снабжена:
- входом 5 для подачи сырья - охлажденной газожидкостной смеси,
- входом 6 для подачи сырья - низкотемпературного конденсата,
- входом 7 для подачи орошения,
- выходом 8 остаточного газа,
2+выше
- выходом 9 фракции углеводородов С.
Входы 5, 6 для подачи сырья фракционирующей колонны 3 соединены с узлом 2 охлаждения газа.
Вход 7 для подачи орошения фракционирующей колонны 3 и выход 8 остаточного газа фракционирующей колонны 3 соединены с теплообменником 10 остаточного газа.
Теплообменное пространство теплообменника 10 остаточного газа соединено по первому теплоносителю с выходом 8 остаточного газа фракционирующей колонны 3 и узлом 2 охлаждения газа. Выход теплообменного пространства теплообменника 10 остаточного газа соединен по второму теплоносителю с входом 7 для подачи орошения фракционирующей колонны 3.
Установка снабжена узлом 11 компримирования газа, который соединен с узлом 2 охлаждения газа. Узел 11 компримирования газа снабжен дополнительным отводом 12 остаточного газа.
Фракционирующая колонна 3 снабжена дополнительным устройством подогрева 13. Теплообменное пространство дополнительного устройства подогрева 13 соединено:
- по первому теплоносителю - с нижней частью фракционирующей колонны 3,
- вход по второму теплоносителю - с дополнительным отводом 12 остаточного газа узла 11 компримирования газа,
- выход по второму теплоносителю - с входом в теплообменное пространство теплообменника 10 остаточного газа по его второму теплоносителю.
Дополнительное устройство подогрева 13 может быть выполнено в виде ребойлера (см. фиг. 1) или рекуперативного теплообменника (см. фиг. 2).
Установка также снабжена необходимой запорно-регулирующей арматурой и средствами контроля и автоматики (на фиг. не показаны). Установка работает следующим образом.
Предварительно скомпримированный и осушенный газ по трубопроводу 1 подачи газа поступает в узел 2 охлаждения газа, где происходят его охлаждение, сепарация и снижение давления. Полученная в узле 2 охлаждения газа охлажденная газожидкостная смесь подается через вход 5 в верхнюю часть фракционирующей колонны 3, а низкотемпературный конденсат, образовавшийся из сырьевого газа в результате охлаждения и частичной конденсации, дросселируется и направляется через вход 6 в среднюю часть фракционирующей колонны 3.
Остаточный газ через выход 8 отводится с верха фракционирующей колонны 3 и поступает в теплообменник 10 остаточного газа, в котором отдает свой холод части потока остаточного газа, поступающего с дополнительного устройства подогрева 13. Далее остаточный газ поступает в узел 2 охлаждения газа, где проходит один или несколько рекуперативных теплообменников и компрессорную часть турбодетандера (на фиг. не показаны), после чего направляется в узел 11 компримирования газа.
Часть потока скомпримированного остаточного газа после узла 11 компримирования газа направляется в дополнительное устройство подогрева 13.
В дополнительном устройстве подогрева 13 часть потока скомпримированного остаточного газа охлаждается жидкостью из куба фракционирующей колонны (см. фиг. 1) или жидкостью с одной из тарелок нижней части фракционирующей колонны (см. фиг. 2), после чего часть потока скомпримированного остаточного газа доохлаждается и конденсируется остаточным газом с верха фракционирующей колонны 3 в теплообменнике 10 остаточного газа, дросселируется и подается на орошение фракционирующей колонны 3.
2+выше
Кубовым продуктом фракционирующей колонны 3 является этанизированная широкая фракция легких углеводородов (фракция С), отбираемая из ребойлера 4 и из дополнительного устройства подогрева 13 (в случае выполнения дополнительного устройства подогрева 13 в виде ребойлера, см. фиг. 1). Тепло в низ фракционирующей колонны 3 подается за счет нагрева нижнего продукта фракционирующей колонны в ребойлере 4, а также в дополнительном устройстве подогрева 13.
2+выше
Фракция С выводится за пределы установки и подается на установку газофракционирования для дальнейшего разделения.
При одинаковом составе сырья и параметрах процесса был проведен расчет для предлагаемой установки и указанных в описании аналогов.
Параметры процесса приведены в таблице 1.
Результаты расчетов приведены в таблице 2.
2+выше
2+выше
Расчеты показали, что на предлагаемой установке достигается степень извлечения фракции С 99,2%, на установках аналогов - 95,9% (заявка № ЕА 201390957) и 96,6% (патент № ЕА 1330). Таким образом, по сравнению с наиболее близкими аналогами заявляемая установка позволяет увеличить степень извлечения фракции С.