УСТАНОВКА ГЛУБОКОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЛЕГКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Полезная модель относится к установкам низкотемпературного разделения углеводородного газа и может быть использована для глубокого извлечения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) на объектах нефте- и газоперерабатывающей промышленности любой производительности по нефтяному газу с давлением газа не менее 6 МПа.
2
3
3
Известна установка разделения газа, содержащего метан, C-компоненты, C-компоненты и тяжелые углеводородные компоненты (см. евразийский патент №000813, C07C 7/00, F25J 3/02, опуб. 24.04.2000, фиг. 4), включающая одно или более средств для первого теплообмена с получением сконденсированного газового потока, средство разделения сконденсированного газового потока с отводом газовой фазы, соединенным с турбодетандером и далее дистилляционной колонной, и отводом жидкой фазы, соединенным через средство расширения со средством для первого теплообмена и далее с дистилляционной колонной, при этом дистилляционная колонна снабжена в верхней части отводом остаточного газа, в средней части - отводом парового дистилляционного потока и в нижней части - отводом C-содержащего жидкого потока. Установка также снабжена средством второго теплообмена и средством сепарации с отводом парового потока и отводом конденсата, при этом отвод парового дистилляционного потока соединен через средство второго теплообмена со средством сепарации, отвод остаточного газа соединен через средство второго теплообмена со средством для первого теплообмена, отвод парового потока из средства сепарации соединен с отводом остаточного газа после средства второго теплообмена, а отвод конденсата из средства сепарации соединен с верхней частью дистилляционной колонны.
Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:
- одно или более средств охлаждения газового потока;
- средство разделения сконденсированного газового потока с отводом газовой фазы, соединенным с турбодетандером и далее с ректификационной колонной, и отводом жидкой фазы, соединенным через расширительное устройство со средством охлаждения и далее с ректификационной колонной;
- ректификационная колонна снабжена в верхней части отводом отбензиненного газа, в средней части - отводом паров перегонки, а в нижней части - отводом жидкого продукта;
- теплообменное средство;
- средство сепарации с отводом газовой и жидкой фаз,
- отвод отбензиненного газа соединен через теплообменное средство со средством охлаждения;
- отвод газовой фазы из средства сепарации соединен с отводом отбензиненного газа после теплообменного средства;
- отвод жидкой фазы из средства сепарации соединен с верхней частью ректификационной колонны.
Недостатком известной установки является недостаточно глубокое извлечение легких углеводородов вследствие использования одной ступени сепарации осушенного газа, охлаждаемого до турбодетандера.
2
3
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка для разделения потока газа, содержащего метан, C-компоненты, C-компоненты и более тяжелые углеводородные компоненты (см. евразийский патент №008462, F25J 3/00, опуб. 29.06.2007, фиг. 4), включающая первое средство охлаждения, первое средство деления с отводом газовой фазы, соединенным со вторым средством охлаждения и далее со вторым средством деления, и отводом жидкой фазы, соединенным через расширительное устройство с первым средством охлаждения и далее с дистилляционной колонной, второе средство деления снабжено отводом газовой фазы, соединенным с турбодетандером и далее с дистилляционной колонной, а также соединенным с третьим средством охлаждения, и отводом жидкой фазы, соединенным через расширительное устройство со вторым средством охлаждения и далее с дистилляционной колонной, при этом дистилляционная колонна снабжена в верхней части отводом остаточного газа, в средней части - отводом паров перегонки, а в нижней части - отводом жидкого продукта. Установка также снабжена теплообменным средством и средством разделения с отводом потока остаточных паров и отводом конденсированного потока, при этом отвод паров перегонки соединен через теплообменное средство со средством разделения, отвод остаточного газа соединен через теплообменное средство со средствами охлаждения, отвод потока остаточных паров из средства разделения соединен с отводом остаточного газа после тепло-обменного средства, а отвод конденсированного потока из средства разделения соединен с верхней частью дистилляционной колонны.
Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:
- по крайней мере одно средство охлаждения газового потока;
- первое средство разделения с отводом газовой фазы, соединенным через средство охлаждения со вторым средством разделения, и отводом жидкой фазы, соединенным через расширительное устройство со средством охлаждения и далее с ректификационной колонной;
- второе средство разделения с отводом газовой фазы, соединенным с турбодетандером и далее с ректификационной колонной, и отводом жидкой фаз, соединенным с расширительным устройством;
- ректификационная колонна снабжена в верхней части отводом отбензиненного газа, в средней части - отводом паров перегонки, а в нижней части - отводом жидкого продукта;
- теплообменное средство,
- средство сепарации с отводом газовой и жидкой фаз,
- отвод отбензиненного газа соединен через теплообменное средство со средством охлаждения;
- отвод газовой фазы из средства сепарации соединен с отводом отбензиненного газа после теплообменного средства;
- отвод жидкой фазы из средства сепарации соединен с верхней частью ректификационной колонны.
Недостатком известной установки являются высокие капитальные и эксплуатационные затраты вследствие того, что для охлаждения входного потока применяется пропановая холодильная установка (ПХУ).
Техническим результатом предлагаемой установки является уменьшение капитальных и эксплуатационных затрат при сохранении высокой степени извлечения легких углеводородов.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке глубокого извлечения легких углеводородов, включающей по крайней мере одно средство охлаждения, первое средство разделения с отводом газовой фазы, соединенным через средство охлаждения со вторым средством разделения, и отводом жидкой фазы, соединенным через расширительное устройство со средством охлаждения и далее с ректификационной колонной, второе средство разделения, снабженное отводом газовой фазы, соединенным через турбодетандер с ректификационной колонной, и отводом жидкой фазы, соединенным с расширительным устройством, ректификационную колонну, снабженную в верхней части отводом отбензиненного газа, в средней части - отводом паров перегонки и в нижней части - отводом жидкого продукта, теплообменное средство, соединенное с отводом отбензиненного газа и со средством охлаждения, и средство сепарации с отводом газовой фазы, соединенным с отводом отбензиненного газа после тепло-обменного средства, и отводом жидкой фазы, соединенным с верхней частью ректификационной колонны, согласно полезной модели установка снабжена дополнительным средством сепарации с отводами газовой и жидкой фаз, при этом вход в дополнительное средство сепарации соединен с отводом паров перегонки из ректификационной колонны и с отводом жидкой фазы из второго средства разделения, отвод газовой фазы из дополнительного средства сепарации соединен с теплообменным средством, а отвод жидкой фазы из дополнительного средства сепарации соединен с ректификационной колонной ниже отвода паров перегонки.
Кроме того, отвод жидкой фазы из второго средства разделения снабжен дополнительным отводом, соединенным с отводом жидкой фазы из первого средства разделения.
Заявляемая совокупность признаков установки позволяет снизить капитальные и эксплуатационные затраты установки вследствие охлаждения газа без применения ПХУ и при этом получить высокую степень извлечения фракции легких углеводородов.
На фигуре представлена принципиальная технологическая схема предлагаемой установки.
Установка включает средство охлаждения 1, которое может быть выполнено в виде одного многопоточного теплообменника (как представлено на фигуре) или в виде нескольких отдельно установленных рекуперативных теплообменников (на фигуре не показано). Выход охлажденного и частично сконденсированного газового потока из средства охлаждения 1 соединен с первым средством разделения 2, снабженным отводом 3 газовой фазы и отводом 4 жидкой фазы. Отвод 3 газовой фазы соединен через средство охлаждения 1 со вторым средством разделения 5, а отвод 4 жидкой фазы соединен через расширительное устройство со средством охлаждения 1 и далее с входом 6 ректификационной колонны 7.
Второе средство разделения 5 снабжено отводом 8 газовой фазы и отводом 9 жидкой фазы. Отвод 8 газовой фазы соединен с турбодетандером 10 и далее с входом 11 ректификационной колонны 7.
Ректификационная колонна 7 снабжена в верхней части отводом 12 отбензиненного газа, в средней части - отводом 13 паров перегонки и в нижней части - отводом 14 жидкого продукта. В нижней части ректификационной колонны 7 установлен рибойлер 15, соединенный с аппаратом воздушного охлаждения 16.
Отвод 12 отбензиненного газа соединен с теплообменным средством 17 и далее через средство охлаждения 1 соединен с турбодетандером 10, воздушным холодильником 18 и затем с дожимной компрессорной станцией (на фиг. не показано).
Теплообменное средство 17 также соединено со средством сепарации 19.
Средство сепарации 19 снабжено отводом 20 газовой фазы и отводом 21 жидкой фазы. Отвод 20 газовой фазы соединен с выходом отбензиненного газа из теплообменного средства 17, а отвод 21 жидкой фазы соединен с верхней частью ректификационной колонны 7.
Установка снабжена дополнительным средством сепарации 22, снабженным отводом 23 газовой фазы и отводом 24 жидкой фазы. Вход в дополнительное средство сепарации 22 соединен с отводом 13 паров перегонки из ректификационной колонны 7 и с отводом 9 жидкой фазы из второго средства разделения 5. Отвод 23 газовой фазы из дополнительного средства сепарации 22 соединен с теплообменным средством 17, а отвод 24 жидкой фазы соединен с ректификационной колонной 7 ниже отвода 13 паров перегонки.
Отвод 9 жидкой фазы из второго средства разделения может быть снабжен дополнительным отводом 25, соединенным через расширительное устройство с отводом 4 жидкой фазы из первого средства разделения 2.
Установка снабжена узлом приготовления и подачи испаренного метанола. В состав узла входит емкость 26 приготовления испаренного метанола, снабженная входом для подачи жидкого метанола, входом для подачи части потока осушенного газа и выходом паров метанола. Выход паров метанола из емкости 26 соединен с входами газовой фазы в турбодетандер 10 и теплообменное средство 17.
Установка снабжена расширительными устройствами - дросселями 27÷29 и необходимой запорно-регулирующей арматурой.
Установка работает следующим образом.
Поток осушенного газа поступает в первую секцию средства охлаждения 1, где охлаждается за счет теплообмена с газовым потоком после теплообменного средства 17, после чего охлажденный и частично сконденсированный газовый поток направляется в первое средство разделения 2 для отделения газовой и жидкой фаз. Газовая фаза выводится из первого средства разделения 2 через отвод 3 и поступает на доохлаждение во вторую секцию средства охлаждения 1, после чего направляется во второе средство разделения 5. Жидкая фаза выводится из первого средства разделения 2 через отвод 4, дросселируется в дросселе 27 и поступает в третью секцию средства охлаждения 1, после чего подогретый поток жидкой фазы направляется в нижнюю часть ректификационной колонны 7.
Во втором средстве разделения 5 охлажденная и сконденсированная газовая фаза разделяется на газовую и жидкую фазы. Полученная газовая фаза выводится из второго средства разделения 5 через отвод 8 и поступает в турбо-детандер 10, после чего направляется в верхнюю часть ректификационной колонны 7. Жидкая фаза из второго средства разделения 5 выводится через отвод 9 и делится на два потока, один из которых дросселируется в дросселе 28 и направляется на смешение с потоком паров перегонки, выходящим из ректификационной колонны 7 через отвод 13, а второй поток жидкой фазы дросселируется в дросселе 29, смешивается с потоком жидкой фазы из первого средства разделения 2 и поступает в третью секцию средства охлаждения 1.
3+выше
В ректификационной колонне 7 происходит разделение отбензиненного газа и жидкого продукта - фракции легких углеводородов C (ШФЛУ), а также отбор из средней части ректификационной колонны 7 потока паров перегонки.
Сухой отбензиненный газ отводится из ректификационной колонны 7 через отвод 12 и поступает в теплообменное средство 17 для теплообмена с потоком газовой фазы из дополнительного средства сепарации 22, после чего направляется в четвертую секцию средства охлаждения 1 для теплообмена с потоком осушенного газа, поступающим на установку. Затем подогретый отбензиненный газ компримируется в компрессорной части турбодетандера 10, охлаждается в аппарате воздушного охлаждения 18 и направляется на дожимную компрессорную станцию (на фиг. не показано).
ШФЛУ через отвод 14 выводится из ректификационной колонны 7 и направляется в рибойлер 15. Часть потока ШФЛУ из рибойлера 15 возвращается обратно в ректификационную колонну 7 для подогрева нижней части колонны, а оставшаяся часть потока ШФЛУ направляется в аппарат воздушного охлаждения 16, после чего отводится из установки как товарный продукт.
Поток паров перегонки через отвод 13 ректификационной колонны 7 вместе с частью потока жидкой фазы из второго средства разделения 5 поступает в дополнительное средство сепарации 22 для разделения газовой и жидкой фаз. Полученная в средстве сепарации 22 жидкая фаза через отвод 24 поступает в ректификационную колонну 7 ниже отвода 13 паров перегонки. Газовая фаза через отвод 23 средства сепарации 22 выводится из аппарата и направляется в теплообменное средство 17, в котором охлаждается и частично конденсируется за счет теплообмена с потоком отбензиненного газа из ректификационной колонны 7, после чего поступает в средство сепарации 19 для отделения газовой и жидкой фаз. Газовая фаза через отвод 20 выводится из средства сепарации 19 и вместе с потоком отбензиненного газа из теплообменного средства 17 поступает в четвертую секцию средства охлаждения 1. Жидкая фаза выводится из средства сепарации 19 через отвод 21 и подается на орошение ректификационной колонны 7.
Для обеспечения безгидратного режима работы турбодетандера 10 и теплообменного средства 17, где температура газа может снижаться ниже минус 70°C, пары метанола из емкости 26 направляются в потоки газовой фазы на входе в турбодетандер 10 и на входе в теплообменное средство 17.