БЛОК НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СЕПАРАЦИИ И РЕКУПЕРАЦИИ ХОЛОДА
UNIT FOR LOW-TEMPERATURE SEPARATION AND COLD RECOVERY

Изобретение относится к установкам подготовки природного газа, а именно к конструкции устройств низкотемпературной сепарации и рекуперации холода установок низкотемпературной сепарации газа, и может быть использовано в газовой промышленности.
Известна установка низкотемпературной сепарации газа [Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. - М.: ООО ′′Недра-Бизнесцентр′′, 1999, с. 290], включающая блок низкотемпературной сепарации и рекуперации холода, оснащенный линиями ввода газа входной сепарации и газов отдувки, а также линиями вывода товарного газа, конденсата промежуточной сепарации и редуцированного конденсата низкотемпературной сепарации, состоящий из двух рекуперационных теплообменников газ/газ, сепаратора, расположенного между ними, и узла низкотемпературной сепарации.
Недостатком известного блока низкотемпературной сепарации и рекуперации холода является отсутствие устройств для рекуперации холода конденсатов промежуточной и низкотемпературной сепарации, выводимых из блока с низкой температурой, что снижает эффективность низкотемпературной сепарации и качество подготовки газа.
Наиболее близка по технической сущности к заявляемому изобретению установка низкотемпературной сепарации газа [Николаев В.В. и др. Основные процессы физической и физико-химической переработки газа. - М.: ОАО ′′Издательство ′′Недра′′, 1998, с. 6], включающая блок низкотемпературной сепарации и рекуперации холода, оснащенный линиями ввода газа входной сепарации и газа отдувки, а также линиями вывода отсепарированного (товарного) газа, нагретого выветренного редуцированного конденсата низкотемпературной сепарации и гликоля, состоящий из рекуперационных теплообменников газ/газ и газ/выветренный редуцированный конденсат низкотемпературной сепарации, узла низкотемпературной сепарации, устройства редуцирования конденсата низкотемпературной сепарации и сепаратора редуцированного конденсата низкотемпературной сепарации.
Недостатком данного блока низкотемпературной сепарации и рекуперации холода является отсутствие устройства для сепарации охлажденного газа входной сепарации, что приводит к попаданию конденсата, образующегося при охлаждении и содержащего тяжелые углеводороды, в узел низкотемпературной сепарации и далее, его паров - в товарный газ, что повышает температуру точки росы товарного газа и ухудшает его качество.
Задачей изобретения является повышение качества товарного газа.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого устройства, является повышение качества товарного газа за счет оборудования блока низкотемпературной сепарации и рекуперации холода трехсекционным дефлегматором взамен рекуперационных теплообменников газ/газ и газ/выветренный редуцированный конденсат низкотемпературной сепарации.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном блоке низкотемпературной сепарации и рекуперации холода, оснащенном линиями ввода газа входной сепарации и газа отдувки, а также линиями вывода товарного газа и нагретого выветренного редуцированного конденсата низкотемпературной сепарации, включающем узел низкотемпературной сепарации, устройство редуцирования конденсата низкотемпературной сепарации и сепаратор редуцированного конденсата низкотемпературной сепарации, особенностью является то, что блок оборудован дефлегматором газа входной сепарации, оснащенным тремя тепломассообменными секциями для дефлегмации газа входной сепарации за счет охлаждения газом и конденсатом низкотемпературной сепарации, а также конденсатом низкотемпературной сепарации, редуцированным до давления стабилизации.
Взаимное расположение тепломассообменных секций определяется условиями оптимальности степени рекуперации холода, эффективности дефлегмации и зависит от состава газа входной сепарации, термобарических условий процесса низкотемпературной сепарации и заданных параметров подготовки газа - температуры товарного газа, температуры его точки росы по воде и углеводородам, количества образующихся при стабилизации конденсата газов дегазации и пр.
При необходимости, например, с целью получения более низкой температуры товарного газа за счет увеличения степени рекуперации холода предусматривают соединение линии подачи конденсата низкотемпературной сепарации в дефлегматор с линией подачи отсепарированного конденсата в узел редуцирования. Это позволяет за счет направления части конденсата низкотемпературной сепарации непосредственно в узел редуцирования, минуя сепаратор, снизить температуру редуцированного конденсата низкотемпературной сепарации и увеличить степень охлаждения газа входной сепарации.
При необходимости может быть предусмотрено примыкание линий подачи ингибитора гидратообразования в линии подачи газа в дефлегматор и узел низкотемпературной сепарации.
Узел низкотемпературной сепарации включает устройство редуцирования, например, редуцирующий вентиль, и сепаратор, например емкостного типа, устройство редуцирования конденсата низкотемпературной сепарации может представлять собой редуцирующий вентиль, а сепаратор редуцированного конденсата низкотемпературной сепарации - сепаратор центробежного типа.
Оборудование блока дефлегматором газа входной сепарации, оснащенным тремя тепломассообменными секциями для дефлегмации газа входной сепарации за счет охлаждения газом и конденсатом низкотемпературной сепарации, а также конденсатом низкотемпературной сепарации, редуцированным до давления стабилизации, позволяет осуществить фракционирование конденсата, образующегося при охлаждении газа входной сепарации, за счет разницы температур, существующей в дефлегматоре, уменьшить за счет этого содержание тяжелых компонентов в товарном газе, снизить его температуру точки росы по углеводородам и повысить качество товарного газа.
Предлагаемый блок низкотемпературной сепарации и рекуперации холода состоит из дефлегматора 1 газа входной сепарации, оборудованного тепломассообменными секциями 2, 3 и 4 для дефлегмации газа входной сепарации за счет охлаждения газом низкотемпературной сепарации, конденсатом низкотемпературной сепарации и редуцированным конденсатом низкотемпературной сепарации, соответственно, а также узла низкотемпературной сепарации 5, сепаратора нагретого конденсата низкотемпературной сепарации 6 и редуцирующего устройства 7, а также линий ввода сырья, вывода продуктов и подачи технологических потоков 8-20 (см. чертеж).
При работе блока по линии 8 в дефлегматор 1 ниже тепломассообменных секций направляют газ входной сепарации, который охлаждается в тепломассообменных секциях за счет подачи хладагентов в их трубное пространство: газа низкотемпературной сепарации по линии 9 в секцию 2, конденсата низкотемпературной сепарации по линии 10 в секцию 3, редуцированного конденсата низкотемпературной сепарации по линии 11 в секцию 4. При этом на вертикальных наружных поверхностях элементов тепломассообменных секций конденсируется флегма тяжелых углеводородов, стекающая сверху вниз противотоком к направлению движения газа входной сепарации. За счет разности температур в дефлегматоре происходит фракционирование флегмы, ее обогащение тяжелыми компонентами газа и уменьшение их содержания в газе дефлегмации, направляемом затем по линии 12 в узел низкотемпературной сепарации 5, и, соответственно, повышается качество товарного газа, выводимого из дефлегматора по линии 13. Газ дефлегмации в узле низкотемпературной сепарации 5 совместно с газом сепарации нагретого конденсата низкотемпературной сепарации, подаваемым по линии 14, и, возможно, газами отдувки конденсата 15 (условно штрихпунктиром показана подача одного газа отдувки) подвергается низкотемпературной сепарации. Нагретый в дефлегматоре 1 конденсат низкотемпературной сепарации по линии 16 направляют в сепаратор 6, где разделяют на газ, подаваемый по линии 14 в узел низкотемпературной сепарации 5, и конденсат, который направляют по линии 17 в редуцирующее устройство 7, и затем, после нагрева в дефлегматоре 1 выводят по линии 18 на стабилизацию. С низа дефлегматора 1 выводят конденсат промежуточной сепарации 19. При необходимости снижения температуры товарного газа часть конденсата низкотемпературной сепарации может быть направлена непосредственно в редуцирующее устройство 7, минуя сепаратор 6 по линии 20. Линии возможной подачи ингибитора гидратообразования и вывода его отработанного раствора на схеме не показаны.
Таким образом, предлагаемый блок низкотемпературной сепарации и рекуперации холода позволяет повысить качество товарного газа.