Процес вилучення цільових компонентів з вуглеводневого газу

Реферат: Процес вилучення цільових компонентів з вуглеводневого газу включає послідовну подачу газу на сепарацію, охолодження, подальшу сепарацію, подачу газу зворотним потоком на рекуперацію і його відведення споживачеві. Після охолодження газ подається на низькотемпературну абсорбцію, яка здійснюється при температурі газу до мінус 60 °C та температурі абсорбенту до 50 °C. При цьому тиск не повинен перевищувати 4,6 МПа. UA 85948 U (12) UA 85948 U UA 85948 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної та газопереробної промисловості, зокрема до способів підготовки та переробки природного газу з використанням процесів низькотемпературної конденсації та низькотемпературної абсорбції, і може бути використана при будівництві нових або реконструкції діючих установок підготовки (переробки) вуглеводневого газу на газових, нафтогазових та газоконденсатних родовищах. Відомий спосіб вилучення цільових компонентів з вуглеводневого газу методом низькотемпературної абсорбції (М.А. Берлинта інші "Переработка нефтяных и природных газов" - М.: "Химия", 1981. - С. 239-241), який включає послідовну подачу вуглеводневого газу на сепарацію, охолодження, абсорбцію, подачу газу зворотним потоком на рекуперацію і його відведення споживачеві. З охолодженого газу шляхом низькотемпературної абсорбції (НТА) при температурі процесу мінус 37 °C та тиску 5,9 МПа вилучають пропан-бутанову фракцію та більш важкі вуглеводні легким абсорбентом, після чого важким абсорбентом вилучають фракції легкого абсорбенту, які уносяться з газом. Недоліками такого способу є недостатня його ефективність: багатоступеневий процес абсорбції, який призводить до значних питомих витрат абсорбентів для здійснення процесу вилучення цільових вуглеводнів з газу і, як наслідок, значних енергетичних витрат на їх регенерацію та циркуляцію, а також використання додаткового обладнання для регенерації важкого абсорбенту. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення є спосіб підготовки газу методом низькотемпературної конденсації (НТК) (М.А.Берлин та інші "Переработка нефтяных и природных газов" - М.: "Химия", 1981. - С. 191-193), який включає подачу газу на сепарацію, виділення крапельної води та рідких вуглеводнів, осушення газу в адсорбері, поступове охолодження газу до температур мінус 85  92 °C в залежності від тиску процесу НТК, який становить від 1,8 до 2,6 МПа, його сепарацію, подачу газу зворотним потоком на рекуперацію та його відведення споживачеві. Сконденсовані вуглеводні подаються в деетанізатор і далі на переробку. Недоліками такого способу є наднизькі температури проведення процесу, що потребує застосування обладнання зі спеціальних вартісних матеріалів в блоці НТК та на адсорбційну осушку газу. Задачею корисної моделі, що пропонується, є оптимізація процесу вилучення цільових вуглеводнів з природного газу з метою підвищення ефективності вилучення цих компонентів, зниження металоємності та енергетичних витрат. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що процес вилучення цільових вуглеводнів ведеться при температурах газу до мінус 60 °C та тиску до 4,6 МПа, а температура вуглеводневого абсорбенту, який подається в потік газу перед кінцевим ступенем сепарації не повинна бути вищою 50 °C. За таких умов збільшується кількість вилучення цільових компонентів з вуглеводневого газу (пропану та бутанів) порівняно із традиційною схемою НТК у зазначеному діапазоні температур та тисків, при цьому основне апаратурно-технологічне оформлення всієї установки вилучення цільових вуглеводнів не змінюється. Суть запропонованого способу полягає в тому, що процес вилучення цільових вуглеводнів з вуглеводневого газу здійснюється шляхом поєднання способу НТК з НТА при заданих параметрах процесу. Поєднання способів НТК та НТА при температурах процесу до мінус 60 °C та тиску до 4,6 МПа дозволяє використовувати абсорбент з молекулярною масою 85-130 та температурою кипіння в межах 35-180 °C. При таких характеристиках абсорбенту відпадає потреба в обладнанні для підготовки абсорбента та його регенерації, оскільки в цьому випадку такими характеристиками володіє стабільний вуглеводневий конденсат - нижній продукт колони дебутанізатора. Крім цього, гази дегазації з буферних ємкостей, 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. В разі необхідності, для подальшого підвищення ефективності процесу вилучення цільових вуглеводнів, в схемі установки може бути додатково використана рекуперація для переохолодження абсорбенту перед його подаванням у потік газу. Технічним результатом є збільшення вилучення цільових вуглеводнів з природного газу при незмінному апаратурно-технологічному оформленні установки НТК. Крім цього, здійснення охолодження регенерованого абсорбенту шляхом рекуперації холоду нестабільного вуглеводневого конденсату та насиченого абсорбенту або інших холодних потоків на установці, дає змогу виключити використання додаткового холодильного обладнання та суттєво зменшити енергетичні витрати. 1 UA 85948 U 5 10 Спосіб здійснюється таким чином. Сирий газ попередньо охолоджується, сепарується від сконденсованої рідкої фази і далі після охолодження, наприклад у турбодетандері, поступає на абсорбцію для вилучення цільових вуглеводнів абсорбентом і далі на сепаратор. Після цього сухий газ подається на рекуперацію холоду і далі споживачу, а вуглеводнева суміш (насичений абсорбент та вуглеводневий конденсат) спрямовується на деетанізацію і потім на дебутанізацію, після чого вуглеводнева суміш (дебутанізований конденсат) охолоджується і подається на абсорбцію, а балансова кількість на склад готової продукції. Для оцінки ефективності використання запропонованого процесу проведений порівняльний аналіз вилучення цільових компонентів з вуглеводневого газу за найближчим аналогом з сировинного вуглеводневого газу, склад якого наведений у таблиці. 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 15 моль/моль 0,021421 0,886446 0,005742 0,058811 0,019718 0,002246 0,003758 0,000044 0,000761 0,000628 0,000350 0,000064 0,000011 0,000002 За результатами проведених досліджень при однакових умовах, тобто об'ємі сировинного 3 º газу 1,5 млн. м /добу, тиску 2,6 МПа, температурі -50 С, вилучення компонентів С3 та С4 за аналогом склав 35 мас. %, а за запропонованим процесом - 45 мас%. Таким чином, результати досліджень показують, що процес, який пропонується, дозволяє збільшити вилучення пропану та бутанів порівняно з аналогом і відповідно отримати більшу кількість товарного скрапленого газу. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 1. Процес вилучення цільових компонентів з вуглеводневого газу, що включає послідовну подачу газу на сепарацію, охолодження, подальшу сепарацію, подачу газу зворотним потоком на рекуперацію і його відведення споживачеві, який відрізняється тим, що після охолодження газ подається на низькотемпературну абсорбцію, яка здійснюється при температурі газу до мінус 60 °C та температурі абсорбенту до 50 °C, при цьому тиск не повинен перевищувати 4,6 МПа. 2. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що гази дегазації з буферних ємностей, розділювачів та гази деетанізації подаються на рециркуляцію на вхід компресорної станції або між ступенями стиснення компресорної станції. 3. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що для охолодження абсорбенту використовується рекуперація холодних потоків. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2