УСТАНОВКА ДЛЯ ОТБЕНЗИНИВАНИЯ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА
ASSOCIATED PETROLEUM GAS TOPPING PLANT

Изобретение относится к промысловой подготовке углеводородных газов и может быть использовано в нефтяной промышленности для переработки попутного нефтяного газа (ПНГ) с получением пропан-бутановой фракции (ПБФ) и сухого отбензиненного газа (СОГ).
Известен способ подготовки попутного нефтяного газа [RU 2593571, опубл. 10.08.2016 г., МПК F25J 3/06], осуществляемый на установке, включающей компрессорную станцию первой ступени, оснащенную оборудованием для охлаждения сжатого газа в условиях дефлегмации (дефлегматор с внешним источником холода) и стабилизации флегмы (устройство для стабилизации) за счет нагрева сжатым газом, соединенную линией подачи стабилизированной флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, с сепаратором, соединенным с линией подачи ПНГ линией подачи газа выветривания (газа сепарации) и оборудованным линией вывода ШФЛУ (остатка сепарации). Компрессорная станция первой ступени соединена линией подачи сжатого газа с компрессорной станцией второй ступени, оснащенной дефлегматором с внешним источником холода, а также линиями вывода ПБФ и подготовленного газа (СОГ). Перед компрессорными станциям могут быть расположены блоки осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов.
Недостатками данных способа и установки являются высокая металлоемкость из-за неоптимального расположения блока осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов, большие энергозатраты на сжатие ПНГ из-за подачи его на подготовку одним потоком, большие энергозатраты на охлаждение сжатого газа из-за отсутствия системы рекуперации холода СОГ.
Наиболее близка по технической сущности к предлагаемому изобретению установка переработки ПНГ с получением ПБФ (варианты) [RU 2729611, опубл. 11.08.2020 г., МПК B01D 3/14], первый вариант которой включает две линии подачи ПНГ, на первой линии установлены первая двухступенчатая компрессорная станция, рекуперативный теплообменник, первый сепаратор с линией вывода газа, оснащенной блоком осушки и/или очистки газа и дефлегматором с внешним источником холода, соединенным с рекуперативным теплообменником линией вывода газа дефлегмации, на второй линии установлены вторая компрессорная станция, второй сепаратор с линией вывода газа и линией вывода остатка, на которой расположены насос, трехфазный сепаратор с линией вывода газа, соединенный линией вывода остатка с отпарной колонной с нагревателем, оснащенной линией вывода ПБФ и линией вывода отходящего газа, которая соединена с линией вывода газа из трехфазного сепаратора, образуя линию подачи газа стабилизации, при этом между первой и второй ступенями первой компрессорной станции расположены примыкания линии подачи газа стабилизации и газа из второго сепаратора, первый сепаратор соединен линией вывода остатка, оснащенной редуцирующим устройством, с линией вывода остатка из второго сепаратора, а дефлегматор соединен линией вывода флегмы, оснащенной редуцирующим устройством, с линией вывода остатка из трехфазного сепаратора.
Второй и четвертый варианты отличаются размещением рекуперативного теплообменника после блока осушки и/или очистки газа. Третий и четвертый варианты отличаются оснащением верхней части дефлегматора тепломассообменной секцией, расположенной на линии вывода газа дефлегмации после редуцирующего устройства.
Недостатком данной установки является низкий выход ПБФ из-за отсутствия оборудования для рекуперации холода газа стабилизации, который образуется смешением отходящего газа и газа сепарации и затем направляется непосредственно в компрессорную станцию, без использования его холода.
Задача изобретения - увеличение выхода ПБФ.
Техническим результатом является увеличение выхода ПБФ за счет установки в качестве рекуперативного теплообменника многопоточного рекуперативного теплообменника, расположенного также на линии вывода газа стабилизации.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей компрессорную станцию, рекуперативный теплообменник, сепаратор, оснащенный линией вывода остатка с редуцирующим устройством и линией вывода газа, на которой расположен дефлегматор, оборудованный верхней тепломассообменной секцией, соединенный с рекуперативным теплообменником линией вывода газа дефлегмации с редуцирующим устройством и оснащенный линией вывода флегмы с редуцирующим устройством, а также содержащей блок осушки и/или очистки газа и отпарную колонну с нагревателем, оснащенную линией вывода ПБФ и линией вывода газа, которая соединена с компрессорной станцией, особенностью является то, что в качестве рекуперативного теплообменника установлен многопоточный теплообменник, расположенный также на линии вывода газа стабилизации, а блок осушки и/или очистки газа расположен или перед дефлегматором или перед многопоточным теплообменником.
Блок осушки и/или очистки газа от сероводорода и меркаптанов включает оборудование для адсорбционной и/или абсорбционной очистки селективными растворителями, известное из уровня техники. Компрессорная станция включает компрессоры и вспомогательные системы сепарации и охлаждения. В качестве внешнего источника холода установлена, например, компрессионная холодильная машина. В качестве редуцирующих устройств установлены редуцирующие вентили и/или газодинамические устройства и/или детандеры. Последние могут быть соединены с компрессором холодильной машины посредством кинематической, электрической, гидравлической или магнитной связи. Расположение блока осушки и/или очистки газа определяется выбором технологии (например, адсорбционной и/или абсорбционной). В качестве ПБФ может быть получен, например, пропан-бутан автомобильный по ГОСТ 52087-2018. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
Увеличение выхода ПБФ достигается путем установки в качестве рекуперативного теплообменника многопоточного теплообменника, расположенного также на линии вывода газа стабилизации, имеющего низкую температуру, что позволяет использовать холод данного потока для снижения температуры сепарации и соответствующего увеличения отбора остатка сепарации, стабилизацией которого в отпарной колонне получают ПБФ.
Предлагаемая установка показана на чертеже и включает компрессорную станцию 1, рекуперативный теплообменник 2 с внешним источником холода 3, сепаратор 4, блок осушки и/или очистки газа 5, дефлегматор 6 с тепломассообменной секцией, отпарную колонну 7 с нагревателем и редуцирующие устройства 8-10. Блок 5 установлен перед дефлегматором 6 или перед теплообменником 2 (последнее на чертеже условно не показано). При необходимости может быть установлен сепаратор 11 и редуцирующее устройство 12, а при наличии ПНГ концевой сепарационной установки, имеющего низкое давление, целесообразно на линии его подачи установить дополнительную компрессорную станцию 13 и сепаратор 14 (показано пунктиром).
При работе установки ПНГ, подаваемый по линии 15, смешивают с газом стабилизации, подаваемым по линии 16, сжимают и охлаждают в компрессорной 1 и разделяют на два потока, первый по линии 17 подают для охлаждения в нагреватель, смешивают со вторым потоком, охлажденным в теплообменнике 2, соединенном с внешним источником холода 3, и разделяют в сепараторе 4 на остаток сепарации, выводимый по линии 18 после редуцирования в устройстве 8, и газ, который осушают и/или очищают в блоке 5 и подают в дефлегматор 6. С верха дефлегматора 6 по линии 19, после редуцирования в устройстве 10 (условно показан детандер) и нагрева в теплообменнике 2, выводят газ дефлегмации в качестве сухого отбензиненного газа, а с низа дефлегматора 6 по линии 20 выводят флегму, которую редуцируют в устройстве 9 и подают в колонну 7 совместно с остатком сепарации (подача может быть осуществлена как после смешения, так и раздельно (показано пунктиром). С низа колонны 7 по линии 21 выводят ПБФ заданной квалификации, а с верха по линии 16 - газ стабилизации. Вывод водных конденсатов условно не показан.
При необходимости (показано пунктиром): газ из линии 16 подают непосредственно в компрессорную 1, например, на вторую ступень сжатия, сжатый в компрессорной 1 газ разделяют в сепараторе 11 на газ и остаток, который после редуцирования в устройстве 12 подают по линии 22 в линию 18 или непосредственно в колонну 7 (условно не показано); устройство 10, выполненное в виде детандера, соединено (показано штрих-пунктиром) с компрессором источника холода 6, выполненного в виде компрессионной холодильной машины; ПНГ из концевой сепарационной установки, дополнительно подаваемый по линии 23, сжимают в компрессорной 13 и разделяют в сепараторе 14 на газ, подаваемый по линии 24 в компрессорную 1 или в линию 16, и остаток сепарации, который по линии 25 подают в линию 18 или 22 или непосредственно в колонну 7 (условно не показано).
3
3
3
3
3
3
3+
Работоспособность установки подтверждается примером: 1500 нм/час, попутного нефтяного газа, содержащего 1,54 кг/нм углеводородов С, с давлением 0,5 МПа при 45°С смешивают с газом стабилизации, сжимают до 1,6 МПа и охлаждают до 45°С в компрессорной и разделяют на два потока, 1448 нм/час первого потока подают для охлаждения в нагреватель, смешивают с охлажденным вторым потоком и при минус 15,8°С разделяют на 2849 кг/час остатка сепарации и 966 нм/час газа, который осушают и подают в дефлегматор, верхнюю часть которого охлаждают с помощью редуцированного газа дефлегмации. С верха дефлегматора отбирают 928 нм/час газа дефлегмации, который выводят в качестве сухого отбензиненного газа после редуцирования до 0,6 МПа в детандере и нагрева в тепломассообменной секции и многопоточном рекуперативном теплообменнике до 29°С, а с низа выводят 2910 кг/час флегмы, которую редуцируют до 1,0 МПа с помощью редуцирующего вентиля и стабилизируют в колонне совместно с остатком сепарации, также редуцированным с помощью редуцирующего вентиля до 1,0 МПа. С низа колонны выводят 1295 кг/час широкой фракции углеводородов марки А, а с верха - 1126 нм/час газа стабилизации. При этом с холодопроизводительность компрессионной холодильной машины, охлаждающей многопоточный рекуперативный теплообменник, составила 110 кВт.
В условиях примера установка по прототипу позволяет получить 1242 кг/час широкой фракции углеводородов марки А.
Таким образом предлагаемая установка позволяет увеличить выход ПБФ и может быть использована в промышленности.