Установка дебутанизации газового конденсата

Использование: полезная модель относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для отделения углеводородов С₃-С₄ при стабилизации газового конденсата. Установка дебутанизации нестабильного газового конденсата включает ректификационную колонну, снабженную в кубовой части источником ультразвукового излучения, линию подачи нестабильного газового конденсата, соединенную с ректификационной колонной. При этом линия подачи нестабильного газового конденсата соединена с кубовой, верхней и/или средней частями ректификационной колонны или соединена с верхней, средней и через печь с кубовой частями ректификационной колонны, или соединена через, по меньшей мере, с верхней или средней частями ректификационной колонны и через, по меньшей мере, один рекуперативный теплообменник и печь с кубовой частью ректификационной колонны. Технический результат: эффективное обеспечение отделения пропана, бутана с минимизацией содержания в них примесей углеводородов С₅₊.

Полезная модель относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для отделения от газового конденсата углеводородов С₃-С₄ с незначительным содержанием в них примесей.

Более близкой к полезной модели является установка, обеспечивающая отделение углеводородных фракций от газового конденсата при его стабилизации, включающая теплообменник предварительного подогрева, кубовую емкость со встроенным теплообменником, теплоэлектрическим нагревателем и источником ультразвукового излучения, колпачковую ректификационную колонну с дефлегматором, соединенным шлемовой трубой с теплообменником сборника топлива, охладитель кубового остатка, встроенный теплообменник с горелкой (RU 25507, 2002).

Однако данная установка предназначена для переработки газового конденсата, содержащего углеводороды С₅ и выше и, следовательно, не является эффективной при дебутанизации нестабильного газового конденсата, содержащего такие углеводороды, как метан, этан, пропан, бутан, которые при использовании известной установки будут потеряны.

Задача описываемой полезной модели заключается в повышении эффективности установки.

Поставленная задача достигается созданием установки дебутанизации газового конденсата, включающей ректификационную колонну, снабженную в кубовой части источником ультразвукового излучения, линию подачи нестабильного газового конденсата, соединенную с ректификационной колонной, причем, линия подачи нестабильного газового конденсата соединена со средней и верхней и/или средней частями ректификационной колонны, или соединена с верхней, средней и через печь с кубовой частями ректификационной колонны, или соединена через, по меньшей мере, с верхней или со средней частями ректификационной колонны и через, по меньшей мере, один рекуперативный теплообменник и печь с кубовой частью ректификационной колонны.

Получаемый при этом технический результат заключается в создании установки, обеспечивающей эффективное отделение от газового конденсата пропана и бутана, с минимизацией содержания в них примесей углеводородов С₅₊.

Работа установки иллюстрируется следующими примерами.

ПРИМЕР 1.

Принципиальная схема установки дебутанизации газового конденсата представлена на фиг.1, где

1 - технологический блок деэтанизации газового конденсата;

2 - ректификационная колонна;

3 - ультразвуковой генератор;

4 - излучатели волнового ультразвукового поля;

5 - массообменные контактные устройства;

Потоки:

I - нестабильный газовый конденсат из блока дебутанизации;

II - деэтанизированный газовый конденсат;

III - дебутанизированный газовый конденсат;

IV - смесь газов С₃ , С₄, с примесями С₁, С₂ и С ₅₊

Дебутанизации подвергают нестабильный газовый конденсат, полученный на стадии деэтанизации (блок I). Поток деэтанизированного газового конденсата, подаваемый на установку по линии I, делят на два потока. Один поток деэтанизированного газового конденсата с температурой минус 25°С направляют в кубовую часть ректификационной колоны 2 (колонна дебутанизации). Второй поток направляют в среднюю часть ректификационной колонны 2. В кубовой части ректификационной колонны 2 в слое жидкой фазы через ультразвуковой генератор 3 установлены излучатели ультразвукового волнового поля 4 с частотой излучения 100 кГц. Давление в колонне дебутанизации составляет 0,15 МПа. С верха ректификационной колонны по линии IV отбирают пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны по линии III отбирают дебутанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

ПРИМЕР 2.

Принципиальная схема установки дебутанизации газового конденсата представлена на фиг.2, обозначения позиций которой аналогичны обозначениям позиций фиг.1.

Дебутанизации подвергают нестабильный газовый конденсат, полученный на стадии деэтанизации (блок I). Поток деэтанизированного газового конденсата, подаваемый на установку по линии I, делят на три потока. Один поток деэтанизированного газового конденсата с температурой минус 5°С направляют в кубовую часть ректификационной колоны 2 (колонна дебутанизации). В кубовой части ректификационной колонны 2 в слое жидкой фазы через ультразвуковой генератор 3 установлены излучатели ультразвукового волнового поля 4 с частотой излучения 25 кГц. Другие две части холодного потока деэтанизированного конденсата с температурой минус 5°С подают в качестве орошения на верхнюю тарелку 5 ректификационной колонны 2 и в среднюю часть ректификационной колонны 2. Давление в колонне дебутанизации составляет 1,5 МПа. С верха ректификационной колонны 2 по линии IV отбирают пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают дебутанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

ПРИМЕР 3.

Принципиальная схема установки дебутанизации газового конденсата представлена на фиг.3, обозначения позиций которой аналогичны обозначениям позиций фиг.1. Присоединение излучателей волнового ультразвукового поля показано на фиг.1.

Дебутанизации подвергают нестабильный газовый конденсат, полученный на стадии деэтанизации (блок I). Поток деэтанизированного газового конденсата, подают на установку по линии I в качестве орошения на верхнюю тарелку 5 ректификационной колонны 2 с температурой плюс 8°С. В кубовой части ректификационной колонны 2 в слое жидкой фазы через ультразвуковой генератор 3 установлены излучатели ультразвукового волнового поля 4. В кубовой части ректификационной колоны конденсат подвергают воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 15 кГц. Давление в колонне дебутанизации составляет 12,0 МПа. С верха ректификационной колонны 2 по линии IV отбирают пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают дебутанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

ПРИМЕР 4.

Принципиальная схема установки дебутанизации газового конденсата представлена на фиг.4, где

1 - технологический блок деэтанизации газового конденсата;

2 - ректификационная колонна;

3 - ультразвуковой генератор;

4 - излучатели волнового ультразвукового поля;

5 - массообменные контактные устройства;

6 - печь;

Потоки:

I - нестабильный газовый конденсат из блока дебутанизации;

II - деэтанизированный газовый конденсат;

III - дебутанизированный газовый конденсат;

IV - смесь газов С₃, С ₄, с примесями С₁, С₂ и С₅₊

Присоединение излучателей волнового ультразвукового поля показано на фиг.1.

Дебутанизации подвергают нестабильный газовый конденсат, полученный на стадии деэтанизации (блок I). Поток деэтанизированного газового конденсата, подаваемый на установку по линии I, делят на три потока. Один поток нестабильного конденсата с температурой плюс 8°С подают в качестве орошения на верхнюю тарелку 5 ректификационной колонны 2. Другую часть нестабильного газового конденсата с температурой плюс 8°С подают в среднюю часть ректификационной колонны 2. Третью часть нестабильного конденсата с температурой плюс 8°С подают в печь, подогревают до температуры 25°С и направляют в кубовую часть ректификационной колоны 2. В кубовой части ректификационной колонны 2 в слое жидкой фазы через ультразвуковой генератор 3 установлены излучатели ультразвукового волнового поля 4 с частотой излучения 100 кГц при помощи излучателей 4, соединенных с ультразвуковым генератором 3. Давление в колонне дебутанизации составляет 12,0 МПа. С верха ректификационной колонны 2 по линии IV отбирают пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают дебутанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

ПРИМЕР 5.

Принципиальная схема установки дебутанизации газового конденсата представлена на фиг.5, где

1 - технологический блок деэтанизации газового конденсата;

2 - ректификационная колонна;

3 - ультразвуковой генератор;

4 - излучатели волнового ультразвукового поля;

5 - массообменные контактные устройства;

6 - печь;

7 - рекуперативный теплообменный аппарат;

Потоки:

I - нестабильный газовый конденсат из блока дебутанизации;

II - деэтанизированный газовый конденсат;

III - дебутанизированный газовый конденсат;

IV - смесь газов С₃, С₄, с примесями С₁, С₂ и С₅₊

Присоединение излучателей волнового ультразвукового поля показано на фиг.1.

Дебутанизации подвергают нестабильный газовый конденсат, полученный на стадии деэтанизации (блок I). Поток деэтанизированного газового конденсата, подаваемый на установку по линии I, делят на два потока. Один поток холодного нестабильного конденсата с температурой минус 25°С подают в двухсекционный теплообменный аппарат рекуперативного типа, где его подогревают дебутанизированным конденсатом, выходящим по линии III из колонны дебутанизации, до минус 15°С и далее в качестве орошения направляют на верхнюю тарелку 5 ректификационной колонны 2. Другую часть деэтанизированного газового конденсата с температурой минус 25°С подают в двухсекционный теплообменный аппарат рекуперативного типа, где его подогревают дебутанизированным конденсатом, выходящим по линии III из колонны дебутанизации, и далее направляют в печь, где дополнительно подогревают до температуры плюс 175°С и подают в кубовую часть под нижнюю тарелку 5 на распределительное устройство ректификационной колоны 2. В кубовой части конденсат подвергают воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 30 кГц при помощи излучателей 4, соединенных с ультразвуковым генератором 3. Давление в колонне дебутанизации составляет 3,0 МПа. С верха ректификационной колонны 2 по линии IV отбирают пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают дебутанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

ПРИМЕР 6.

Принципиальная схема установки дебутанизации газового конденсата представлена на фиг.6, где

1 - технологический блок деэтанизации газового конденсата;

2 - ректификационная колонна;

3 - ультразвуковой генератор;

4 - излучатели волнового ультразвукового поля;

5 - массообменные контактные устройства; 6 - печь;

7,8 - рекуперативный теплообменный аппарат;

Потоки:

I - нестабильный газовый конденсат из блока дебутанизации;

II - деэтанизированный газовый конденсат;

III - дебутанизированный газовый конденсат;

IV - смесь газов С₃, С₄, с примесями С ₁, С₂ и С₅₊

Присоединение излучателей волнового ультразвукового поля показано на фиг.1.

Дебутанизации подвергают нестабильный газовый конденсат, полученный на стадии деэтанизации (блок I). Поток деэтанизированного газового конденсата, подаваемый на установку по линии I, делят на два потока. Один поток деэтанизированного конденсата с температурой минус 25°С подают в теплообменный аппарат рекуперативного типа, где подогревают дебутанизированным конденсатом, выходящим из колонны дебутанизации по линии III, до минус 10°С и далее направляют в среднюю часть ректификационной колонны. Другую часть деэтанизированного газового конденсата с температурой минус 25°С подают в теплообменный аппарат рекуперативного типа, где подогревают дебутанизированным конденсатом, выходящим из теплообменного аппарата рекуперативного типа для подогрева деэтанизированного конденсата с целью его последующей подачи в среднюю часть ректификационной колонны, и далее направляют в печь, в которой дополнительно подогревают до температуры плюс 75°С и подают в кубовую часть под нижнюю тарелку 5 на распределительное устройство ректификационной колоны. В кубовой части конденсат подвергают воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 45 кГц при помощи излучателей 4, соединенных с ультразвуковым генератором 3. Давление в колонне дебутанизации составляет 3,0 МПа. С верха ректификационной колонны 2 по линии IV отбирают пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают дебутанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

Дополнительно для сравнения в указанных таблицах приведены данные процесса дебутанизации газового конденсата, основанного на известном тепловом способе дегазации конденсата без ультразвукового воздействия, подтверждающие преимущества использования описываемой установки. Давление в ректификационной колонне составляет 1,5 МПа, температура в кубовой части колонны равна 220°С за счет подогрева газового конденсата в печи, температура на верху колонны составляет 70°С.

Из данных таблиц следует, что все описываемые альтернативные решения установки позволяют получить один и тот же технический результат, а именно, эффективно отделять от газового конденсата пропана и бутана с минимальным содержанием углеводородов С ₅₊, составляющим, например, 2,65 -3,62% об.

Таблица 1
Характеристика нестабильного газового конденсата
Условия отбора	Содержание компонента в нестабильном конденсате, % масс.
Р, МПа	Т, °C	С1	C2	С3	i-C4	n-С4	C5+
3,5	-15	3,80	4,09	6,56	2,89	6,75	75,81
12,0	8,0	9,55	2,88	3,65	1,70	4,42	77,80
Таблица 2
Материальные балансы по примерам
	примера
	1	2	3	4	5	6	7
Взято нестабильного газового конденсата, % масс.	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00
Получено, % мас:	85,50	85,54	85,49	85,52	85,50	85,55	83,60
-дебутанизированного газового конденсата
- газов дебутанизации	14,50	14,46	14,51	14,48	14,50	14,45	16,40
Таблица 3
Характеристика состава газов дебутанизации
Примеры по таблице 1	Содержание компонента, % об.
С1	С2	С3	i-C4	n-С4	С5+
1	0,01	0,42	39,45	24,76	32,14	3,22
2	0,01	0,41	39,50	24,78	32,20	3,21
3	0,01	0,40	39,55	24,80	32,23	3,00
4	0,01	0,35	39,70	24,94	32,28	2,72
5	0,01	0,34	39,71	24,95	32,30	2,70
6	0,01	0,34	39,73	24,96	32,31	2,65
7	0,01	0,70	35,08	22,89	29,88	11,45

Установка дебутанизации нестабильного газового конденсата, включающая ректификационную колонну, снабженную в кубовой части источником ультразвукового излучения, линию подачи нестабильного газового конденсата, соединенную с ректификационной колонной, при этом линия подачи нестабильного газового конденсата соединена с кубовой, верхней и/или средней частями ректификационной колонны, или соединена с верхней, средней и через печь с кубовой частями ректификационной колонны, или соединена через, по меньшей мере, с верхней или средней частями ректификационной колонны и через, по меньшей мере, один рекуперативный теплообменник и печь с кубовой частью ректификационной колонны.