Установка переработки углеводородного газа

Авторы патента:

Полезная модель относится производству топлив, в частности, к получению авиационного сконденсированного топлива (АСКТ), используемого в газотурбинных двигателях, и может быть реализовано на объектах нефте-, газоперерабатывающей промышленности, преимущественно, на заводах и установках по переработке природного и попутного нефтяного газа, обеспечивая расширение ассортимента продукции установки и повышение эффективности работы за счет обеспечения получения АСКТ - высоколиквидной и высокорентабельной продукции, а также повышение эффективности ГПЗ, установки, работающих по схеме низкотемпературной конденсации или сепарации. Предлагаемая установка содержит блок охлаждения газа и выделения нестабильного конденсата с выходом подготовленного газа, узел выделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), включающий ректификационную колонну с подогревателем в нижней части, снабженную выходами ШФЛУ и газа, имеет дожимную компрессорную станцию и оснащена запорной и/или запорно-регулировочной арматурой. Выход ШФЛУ из ректификационной колонны соединен с объектом потребителя и/или объектами технологического процесса. Установка снабжена дополнительной ректификационной колонной, обеспечивающей качество товарных продуктов - пропана автомобильного (ПА) или пропан-бутана автомобильного (ПБА) и авиационного сконденсированного топлива (АСКТ), вход сырья которой соединен с выходом ШФЛУ из ректификационной колонны узла выделения ШФЛУ. Дополнительная ректификационная колонна оснащена подогревателем низа и узлом орошения ее верха, соединенным с выходом газовой фазы этой колонны, Узел орошения имеет выход товарной продукции - ПА или ПБА, а низ дополнительной ректификационной колонны и/или подогреватель имеют выход товарной продукции - АСКТ. Формула имеет 4 зависимых пункта.

Полезная модель относится производству топлив, в частности, к получению авиационного моторного топлива, используемого в газотурбинных двигателях, и может быть реализовано на объектах нефте-, газоперерабатывающей промышленности, преимущественно, на заводах и установках по переработке природного и попутного нефтяного газа путем низкотемпературной конденсации, низкотемпературной сепарации.

Известна установка переработки углеводородного газа (Берлин М.А., Гореченков В.Г., Волков Н.П. Переработка нефтяных и природных газов. М., Химия, 1981, с.168-170), включающая блок охлаждения газа и выделения нестабильного конденсата, выход которого соединен с узлом выделения широкой фракции углеводородов (ШФЛУ), снабженный выходами ШФЛУ и газа. Узел выделения ШФЛУ включает ректификационную колонну - деэтанизатор, который в нижней части имеет подогреватель, а в верхней узел орошения. Выход газа из ректификационной колонны соединен через пропановый испаритель с узлом орошения этой колонны, выход газа из которого соединен с выходом отбензиненного газа из блока охлаждения и выделения нестабильного конденсата.

Общими признаками предлагаемой установки и известного технического решения являются:

- блок охлаждения газа и выделения нестабильного конденсата;

- узел выделения из нестабильного конденсата ШФЛУ, включающий ректификационную колонну с подогревателем в нижней части;

- ректификационная колонна имеет выходы ШФЛУ и газа.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка переработки углеводородного газа в составе газоперерабатывающего завода (Материалы XXIII Всероссийского межотраслевого совещания в г.Краснодаре, 12-16 сентября 2005 г. - Краснодар, 2006. - С.170-178.), включающая блок охлаждения газа и выделения нестабильного конденсата, выход которого соединен с узлом выделения широкой фракции углеводородов (ШФЛУ), содержащим ректификационную колонну - деэтанизатор. Выход отбензиненного газа блока охлаждения и выделения нестабильного конденсата через дожимную компрессорную станцию соединен с потребителем. Ректификационная колонна - деэтанизатор в нижней части имеет подогреватель, а в верхней - узел орошения. Выход ШФЛУ из деэтанизатора соединен с узлом охлаждения и далее - с магистральным продуктопроводом. Выход газа из ректификационной колонны - деэтанизатора соединен через узел орошения с выходом отбензиненного газа блока охлаждения и выделения нестабильного конденсата.

Установка оснащена запорной и/или запорно-регулировочной арматурой.

Общими признаками предлагаемой установки и известного технического решения являются:

- блок охлаждения газа и выделения нестабильного конденсата с выходом подготовленного газа;

- узел выделения ШФЛУ, включающий ректификационную колонну с подогревателем в нижней части;

- ректификационная колонна имеет выходы ШФЛУ и газа;

- выход ШФЛУ из ректификационной колонны соединен объектами потребителя и/или объектами технологического процесса;

- дожимная компрессорная станция;

- запорная и/или запорно-регулировочная арматура.

Недостатком известного технического решения является отсутствие технической и технологической возможности получения по данной схеме авиационного сконденсированного топлива (АСКТ), что сужает ассортимент получаемой продукции как установки, так и газоперерабатывающего завода, которые работают по известной схеме низкотемпературной конденсации, а в результате снижается эффективность работы ГПЗ в целом.

Техническим результатом является расширение ассортимента продукции установки и повышение эффективности работы за счет обеспечения получения АСКТ - высоколиквидной и высокорентабельной продукции, а также повышение эффективности ГПЗ, установки, работающих по схеме низкотемпературной конденсации или сепарации.

Этот результат достигается тем, что в известной установке переработки углеводородного газа, содержащей блок охлаждения газа и выделения нестабильного конденсата с выходом подготовленного газа, узел выделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), включающий ректификационную колонну с подогревателем в нижней части, снабженную выходами ШФЛУ и газа, выход ШФЛУ из ректификационной колонны соединен с объектом потребителя и/или объектами технологического процесса, дожимную компрессорную станцию, запорную и/или запорно-регулировочную арматуру, новым является то, что установка снабжена дополнительной ректификационной колонной, обеспечивающей качество товарных продуктов - пропана автомобильного (ПА) или пропан-бутана автомобильного (ПБА) и авиационного сконденсированного топлива (АСКТ), вход сырья которой соединен с выходом ШФЛУ из ректификационной колонны узла выделения ШФЛУ. Дополнительная ректификационная колонна оснащена подогревателем низа и узлом орошения ее верха, соединенным с выходом газовой фазы этой колонны, Узел орошения имеет выход товарной продукции - ПА или ПБА, а низ дополнительной ректификационной колонны и/или подогреватель имеют выход товарной продукции - АСКТ.

Кроме того, выход товарной продукции - ПА или ПБА из дополнительной ректификационной колонны может быть соединен с выходом ШФЛУ из ректификационной колонны или потребителем.

Кроме того, выход товарной продукции - АСКТ из дополнительной ректификационной колонны и/или подогревателя через холодильник может быть соединен с потребителем.

Кроме того, холодильник, соединенный по охлаждаемому потоку с АСКТ, может быть соединен по охлаждающему потоку с трубопроводом подачи ШФЛУ из ректификационной колонны на объекты потребителю и/или объекты технологического процесса.

Кроме того, узел орошения может содержать холодильник, соединенный по охлаждаемому потоку с выходом газовой фазы дополнительной ректификационной колонны, а по охлаждающему потоку с подготовленным газом блока охлаждения и выделения нестабильного конденсата.

Заявляемая совокупность признаков позволяет получать на установках переработки газа, как автономных в условиях промысловой подготовки и переработки газа, так и в составе газоперерабатывающего завода (ГПЗ) высоколиквидные и высокорентабельные товарные продукты - ПА или ПБА и АСКТ из ШФЛУ. Предлагаемое техническое решение, обеспечивающее расширение ассортимента ГПЗ или установки, может быть реализовано непосредственно на ГПЗ или вблизи завода, на промысловых объектах, что приводит к снижению капитальных затрат на создание необходимой инфраструктуры, так как полностью используется существующая инфраструктура объектов. При этом обеспечивается производство товарной продукции (ПА или ПБА, АСКТ), оптимально размещенной к местам потребления.

Соединение входа сырья дополнительной ректификационной колонны с выходом ШФЛУ ректификационной колонны узла выделения ШФЛУ дает возможность использовать тепло горячей ШФЛУ и значительно уменьшить расход тепловой энергии на подогреватель низа дополнительной ректификационной колонны.

Соединение выхода ПА и/или ПБА с выходом ШФЛУ из ректификационной колонны или с потребителем позволяет регулировать работу установки в зависимости от потребительского спроса на производимую товарную продукцию, что также повышает эффективность работы установки.

Использование в качестве охлаждающих потоков ШФЛУ из ректификационной колонны для охлаждения АСКТ и подготовленного газа для охлаждения газов, выходящих с верха дополнительной ректификационной колонны, позволяет снизить эксплуатационные затраты и повысить эффективность утилизации энергии технологических потоков.

На фигуре представлена схема установки переработки углеводородного газа.

Установка переработки углеводородного газа включает вход сырья 1, соединенный с блоком охлаждения газа и выделения нестабильного конденсата 2, который имеет выход нестабильного конденсата 3 и выход подготовленного газа 4. Блок охлаждения газа и выделения нестабильного конденсата 2 может представлять собой традиционную схему, например, включающую последовательно установленные теплообменники, пропановый холодильник и сепаратор выделения нестабильного конденсата (на фиг. не показано). Выход нестабильного конденсата 3 соединен, с узлом выделения ШФЛУ 5 (на фиг. показано пунктиром), который имеет выход ШФЛУ 6 и газа 7 и включает ректификационную колонну 8 с подогревателем 9 в нижней части. При этом ШФЛУ может быть выведено непосредственно из ректификационной колонны 8 или из подогревателя 9. Ректификационная колонна 8 может быть снабжена узлом орошения в верхней части, состоящим из холодильника 10, емкости 11 и насоса 12. В случае отсутствия узла орошения ректификационной колонны 8, выход газа 7 (показано пунктиром на фиг.) из нее соединен с трубопроводом, соединяющим выход подготовленного газа 4 с входом 26 в дожимную компрессорную станцию 15.

Выход ШФЛУ 6 может быть соединен с холодильником 13, после которого трубопровод 14 с охлажденным потоком ШФЛУ соединен с объектами потребителя и/или объектами технологического процесса (на фиг. не показано).

Выходы подготовленного газа 4 и газа 7 из узла выделения ШФЛУ соединены с дожимной компрессорной станцией 15, которая имеет выход сухого отбензиненного газа.

Установка снабжена дополнительной ректификационной колонной 16, вход сырья 17 которой соединен через вентиль 18 с выходом ШФЛУ 6.

Дополнительная ректификационная колонна 16 имеет заданное количество массообменных ступеней, обеспечивающих получение товарной продукции заданного качества: ПА или ПБА, а также АСКТ. Дополнительная ректификационная колонна 16 оснащена подогревателем низа 19 и узлом орошения ее верха, соединенным с выходом газовой фазы 20. Узел орошения имеет холодильник 21, например, аппарат воздушного охлаждения, или по позиции холодильника 21 может быть установлен холодильник в виде рекуперативного теплообменника 22 (показано на фиг. пунктиром). В случае установки рекуперативного теплообменника 22, он по охлаждаемой среде соединен с выходом газовой фазы 20 и с рефлюксной емкостью 23, а по охлаждающей среде с выходом подготовленного газа 4 и входом 26 на дожимную компрессорную станцию 15. Узел орошения имеет также рефлюксную емкость 23, насос 24, выход которого соединен с дополнительной ректификационной колонной 16 и выходом товарной продукции 25 - ПА или ПБА, который может быть соединен непосредственно с объектами потребителя или при отсутствии спроса на данную продукцию выход товарной продукции 25 может быть соединен с трубопроводом 14 охлажденного потока ШФЛУ.

Подогреватель 19 и/или непосредственно дополнительная ректификационная колонна 16 (последний вариант на фиг. не показан) имеет выход товарной продукции 27 - АСКТ, который соединен с холодильником, в качестве которого может быть применен аппарат воздушного охлаждения 28, который соединен с потребителем, или может быть применен рекуперативный теплообменник 29 (показано на фиг. пунктиром). В случае применения рекуперативного теплообменника 29, вход и выход по охлаждающему потоку соединены с трубопроводом 14 охлажденного потока ШФЛУ.

Установка оснащена необходимой запорной и/или запорно-регулировочной арматурой.

Установка переработки углеводородного газа работает следующим образом:

Углеводородный газ - природный или попутный нефтяной газ через вход сырья 1 поступает в блок охлаждения газа и выделения нестабильного конденсата 2, где его охлаждают и сепарируют, получая подготовленный газ и нестабильный конденсат. Подготовленный газ через выход подготовленного газа 4 направляют на дожимную компрессорную станцию 15 и далее сухой отбензиненный газ направляют потребителю. Нестабильный конденсат через выход нестабильного конденсата 3 подают в узел выделения ШФЛУ 5, непосредственно в ректификационную колонну 8, с верха которой газовую фазу могут подавать в узел орошения, а именно, охлаждают в холодильнике 10, разделяют в емкости 11, выводя поток газа 7, который подают на дожимную компрессорную станцию 15, и жидкость, которую подают в ректификационную колонну 8 на орошение. Ректификационная колонна 8 может работать и без узла орошения, в этом случае поток газа 7 выводят непосредственно с верха ректификационной колонны 8 (на фиг. показано пунктиром) и далее - на дожимную компрессорную станцию 15.

Из куба ректификационной колонны 8 (на фиг. не показано) или из подогревателя 9 ректификационной колонны 8 через выход ШФЛУ 6 поток ШФЛУ подают по трубопроводу в холодильник 13, охлаждают и далее по трубопроводу 14 охлажденный поток ШФЛУ подают потребителю и/или на объекты технологического процесса ее дальнейшей переработки. Часть ШФЛУ через вентиль 18 по трубопроводу подают через вход сырья 17 в дополнительную ректификационную колонну 16, технологический режим работы которой задают в зависимости от качества получаемой товарной продукции: ПА или ПБА, а также АСКТ. При этом количество подаваемого ШФЛУ рассчитывают в зависимости от потребительского спроса на товарную продукции.

В дополнительной ректификационной колонне 16 происходит разделение ШФЛУ на газовую фазу ПА или ПБА, которую через выход газовой фазы 20 подают в холодильник 21 или рекуперативный теплообменник 22, где охлаждают воздухом или потоком подготовленного газа 4, соответственно, и далее подают в рефлюксную емкость 23, откуда насосом 24 сконденсированную жидкую часть ПА или ПБА подают на орошение верха дополнительной ректификационной колонной 16, а балансовую часть жидкости через выход товарной продукции 25 выводят как готовый продукт или возвращают в трубопровод 14 с охлажденным потоком ШФЛУ, выходящей с установки.

С нижней части дополнительной ректификационной колонны 16 получают товарный продукт - АСКТ, который выводят непосредственно из дополнительной ректификационной колонны 16 и/или из подогревателя низа 19 через выход товарной продукции 27 - АСКТ. Далее АСКТ охлаждают в аппарате воздушного охлаждения 28 или в рекуперативном теплообменнике 29 потоком охлажденной ШФЛУ, подаваемой по трубопроводу 14.

1. Установка переработки углеводородного газа, содержащая блок охлаждения газа и выделения нестабильного конденсата с выходом подготовленного газа, узел выделения широкой фракции легких углеводородов, включающий ректификационную колонну с подогревателем в нижней части, снабженную выходами широкой фракции легких углеводородов и газа, выход широкой фракции легких углеводородов из ректификационной колонны соединен с объектом потребителя и/или объектами технологического процесса, дожимную компрессорную станцию, запорную и/или запорно-регулировочную арматуру, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительной ректификационной колонной, обеспечивающей качество товарных продуктов - пропана автомобильного или пропан-бутана автомобильного, а также авиационного сконденсированного топлива, вход сырья которой соединен с выходом широкой фракции легких углеводородов из ректификационной колонны узла выделения широкой фракции легких углеводородов, дополнительная ректификационная колонна оснащена подогревателем низа и узлом орошения ее верха, соединенным с выходом газовой фазы этой колонны, при этом узел орошения имеет выход товарной продукции - пропана автомобильного или пропан-бутана автомобильного, а низ дополнительной ректификационной колонны и/или подогреватель имеют выход товарной продукции - авиационного сконденсированного топлива.

2. Установка переработки углеводородного газа по п.1, отличающаяся тем, что выход товарной продукции - пропана автомобильного или пропан-бутана автомобильного из дополнительной ректификационной колонны соединен с потребителем или с выходом широкой фракции легких углеводородов из ректификационной колонны.

3. Установка переработки углеводородного газа по п.1, отличающаяся тем, что выход товарной продукции - авиационного сконденсированного топлива из дополнительной ректификационной колонны и/или подогревателя через холодильник соединен с потребителем.

4. Установка переработки углеводородного газа по п.3, отличающаяся тем, что холодильник по охлаждающему потоку соединен с трубопроводом подачи широкой фракции легких углеводородов из ректификационной колонны на объекты потребителю и/или объекты технологического процесса.

5. Установка переработки углеводородного газа по п.1, отличающаяся тем, что узел орошения содержит холодильник, соединенный по охлаждаемому потоку с выходом газовой фазы дополнительной ректификационной колонны, а по охлаждающему потоку - с подготовленным газом.