Спосіб оптимізації процесу вилучення цільових вуглеводнів з природного газу

1. Спосіб оптимізації процесу вилучення цільових вуглеводнів з природного газу, що включає послідовну подачу природного газу на сепарацію, охолодження, абсорбцію, подачу газу зворотним потоком на рекуперацію і його відведення споживачеві, який відрізняється тим, що процес абсор 3 42915 енергетичних витрат на процес вилучення цільових вуглеводнів з природного газу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що процес НТА ведеться при температурах газу від мінус 50°С і нижче та тиску від 2,5 МПа, а температура вуглеводневого абсорбенту, який подається на зрошення до абсорбера становить від мінус 20°С і нижче. При таких параметрах процесу абсорбції питома витрата абсорбенту для досягнення однакового ступеня вилучення вуглеводнів С3+ зменшується більш ніж у 4-ри рази. Також суттєво спрощується апаратурно-технологічне оформлення всієї установки вилучення цільових вуглеводнів, наприклад, через відсутність додаткової колони для регенерації абсорбенту та окремої установки його підготовки для первинного завантаження і підживлення, оскільки для здійснення процесу не потрібно застосування "важкого" вуглеводневого абсорбенту для запобігання термодинамічного уносу останнього. Сутність запропонованого способу полягає в тому, що оптимізація процесу вилучення цільових вуглеводнів з сирого газу здійснюється шляхом НТА при заданих параметрах процесу. Процес абсорбції при температурах нижче мінус 50°С та тиску від 2,5 МПа дозволяє використовувати абсорбент з молекулярною масою 85-99 та температурою кипіння в межах 35-110°С. При таких характеристиках абсорбенту відпадає потреба в обладнанні для підготовки абсорбенту та його регенерації, оскільки в цьому випадку такими характеристиками володіє стабільний вуглеводневий конденсат - нижній продукт колони дебутанізатора. Крім цього, гази дегазації з буферних ємностей, розділювачів та гази деетанізації можливо подавати на рециркуляцію на вхід компресорної станції (КС), або між ступенями стиснення КС для запобігання втрат важких вуглеводнів з цими газами. 4 З метою повноти випарювання цільових вуглеводнів та покращення якісних характеристик абсорбенту, дебутанізація здійснюється при температурі куба колони від 176 до 199°С та тиску 0,11-0,16 МПа. Охолодження регенерованого абсорбенту здійснюється за рахунок рекуперації холоду нестабільного вуглеводневого конденсату та насиченого абсорбенту, що дає змогу виключити використання додаткового охолоджуваючого обладнання. Технічним результатом способу є зменшення енерговитрат на одиницю товарної продукції, а також спрощення апаратурно-технологічного оформлення установки. Спосіб здійснюється таким чином. Сирий газ попередньо охолоджується, сепарується від сконденсованої рідкої фази і далі після охолодження, наприклад у турбодетандері, поступає на низькотемпературну сепарацію (або безпосередньо на абсорбцію). Після низькотемпературної сепарації частково відбензинений газ подається на абсорбцію для вилучення цільових вуглеводнів "легким" абсорбентом. Далі сухий газ після рекуперації холоду подається споживачу, а вуглеводнева суміш (насичений абсорбент та вуглеводневий конденсат) подається на деетанізацію і далі на дебутанізацію, після чого вуглеводнева суміш охолоджується і подається на абсорбцію, а балансова кількість на склад готової продукції. Для порівняльної оцінки найближчого аналога і процесу, що пропонується були проведені дослідження. Склад сировини (природного газу) наведений в таблиці 1. Порівняльний аналіз процесів за найближчим аналогом та способом, що пропонується наведений у таблиці 2. Таблиця 1 Характеристика сировинного газу Компоненти Азот Метан Діоксид вуглецю Етан Пропан ізо-Бутан н-Бутан нео-Пентан ізо-Пентан н-Пентан н-Гексан н-Гептан н-Октан н-Нонан Вода моль/моль 0,0155044 0,9280792 0,0025208 0,0373284 0,0085359 0,0012479 0,0017621 0,0000300 0,0005990 0,0004992 0,0010483 0,0007088 0,0003394 0,0001498 0,0016468 5 42915 6 Таблиця 2 Порівняльний аналіз роботи установок НТА 5,9 -37°С 10 84 З таблиці 2 видно, що при однаковій ступені вилучення вуглеводнів С3 з сирого газу питомі витрати на м3 сировинного газу є найнижчими. Таким чином, результати досліджень показують, що температура процесу НТА нижче мінус Комп’ютерна верстка Л. Купенко НТА 4,5 -50°С 10 85 НТА 3,5 -60°С 10 85 НТА 2,5 -70°С 10 85 100 100 28,3 1,85 Тиск процесу, МПа Температура процесу, °С Об'єм сировиного газу, млн. м3/добу Вилучення С3, % мас. Розхід абсорбенту (питомий), г/м3 Легкий важкий Питомі енергетичні витрати, Вт/м3 Питома металоємність, кг/м3 50 13,7 1,10 50 13,6 1,05 50 13,4 1,01 50°С, дозволяє значно підвищити технікоекономічні показники установки за рахунок зниження металоємністі та енергетичних витрат порівняно з аналогами. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601