RU2312279C2 - Method and device for low-temperature separation of gas into fractions - Google Patents
Method and device for low-temperature separation of gas into fractions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312279C2 RU2312279C2 RU2005133907/06A RU2005133907A RU2312279C2 RU 2312279 C2 RU2312279 C2 RU 2312279C2 RU 2005133907/06 A RU2005133907/06 A RU 2005133907/06A RU 2005133907 A RU2005133907 A RU 2005133907A RU 2312279 C2 RU2312279 C2 RU 2312279C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- cooling
- piston
- fractions
- valve
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии разделения газа на фракции, требующейся, например, при переработке нефтяных газов путем низкотемпературной конденсации, и может быть использовано в нефте- и газоперерабатывающей промышленности для извлечения из природных и других газов, пропан-бутановых, бензиновых фракций, метана, этана, содержащих углеводороды.The invention relates to mechanical engineering, in particular to the technology of gas separation into fractions, required, for example, in the processing of petroleum gases by low-temperature condensation, and can be used in the oil and gas refining industry to extract from natural and other gases, propane-butane, gasoline fractions , methane, ethane containing hydrocarbons.
На нефтяных и газоконденсатных, особенно малодебитных месторождениях, имеет место сжигание значительных объемов попутного газа, обогащенного пропаном, бутаном и более тяжелыми углеводородами. Вовлечение данных газов в переработку с использованием известных процессов и оборудования, применяемых на газоперерабатывающих заводах, связано со значительными капитальными и эксплуатационными затратами и, как правило, оказывается нерентабельным.In oil and gas condensate, especially low-yield fields, there is a burning of significant volumes of associated gas enriched in propane, butane and heavier hydrocarbons. The involvement of these gases in the processing using known processes and equipment used in gas processing plants is associated with significant capital and operating costs and, as a rule, is unprofitable.
Большинство известных установок по переработке газа и конденсата построены на использовании технологии, включающей осушку сырьевого газа адсорбентами, пропановое охлаждение, деэтанизацию и стабилизацию полученной жидкости в ректификационных колоннах.Most of the known gas and condensate processing plants are based on the use of technology including drying of the feed gas with adsorbents, propane cooling, deethanization and stabilization of the obtained liquid in distillation columns.
Общими недостатками известных газобензиновых установок являются большое количество оборудования, арматуры, протяженных трубопроводов, потребность в наличии значительных производственных площадей, существенные затраты на автоматизацию процесса, а также низкая глубина извлечения пропана и более тяжелых углеводородов.Common disadvantages of known gasoline-gas plants are a large number of equipment, fittings, long pipelines, the need for significant production facilities, significant costs for the automation of the process, as well as a low depth of extraction of propane and heavier hydrocarbons.
Известен способ низкотемпературного разделения попутного (природного) газа, включающий использование хладагента, содержащего соединения, входящие в состав исходного газа. Хладагент перед сжатием смешивают с исходным газом, сжатую смесь или часть сжатой смеси охлаждают, причем процесс охлаждения проводят, по крайней мере, дважды. В одном из процессов охлаждения или после него из смеси отбирают жидкую фазу, которую или часть которой используют в качестве хладагента или в составе хладагента, по крайней мере, в одном из процессов охлаждения, при этом хладагент дросселируют, нагревают, частично или полностью испаряют и затем смешивают с исходным газом. В другом варианте осуществления технологического процесса после охлаждения смесь или ее часть направляют на переработку в ректификационную колонну с получением продуктов в газообразной и жидкой фазе. Жидкую фазу или ее часть отбирают вместе с частью газовой фазы и затем отобранные жидкую и газовую фазы совместно дросселируют. Кроме того, в хладагент, в исходный газ и/или в смесь добавляют ингибитор гидратообразования. Один из процессов охлаждения проводят с использованием аппарата воздушного или водяного охлаждения. После одного из процессов охлаждения смесь или ее часть подвергают адиабатическому расширению в турбодетандере или в сопле или во вращающемся потоке в канале циклонного сепаратора. Перед сжатием смесь очищают от жидких и механических фракций, а смешение хладагента и исходного газа проводят в эжекторе (Заявка на изобретение РФ №2004102104, МПК: F25J 1/02).A known method of low-temperature separation of associated (natural) gas, including the use of a refrigerant containing compounds that are part of the source gas. Before compression, the refrigerant is mixed with the feed gas, the compressed mixture or part of the compressed mixture is cooled, and the cooling process is carried out at least twice. In one of the cooling processes or after it, a liquid phase is taken from the mixture, which or part of it is used as a refrigerant or as part of a refrigerant in at least one of the cooling processes, while the refrigerant is throttled, heated, partially or completely evaporated, and then mixed with the source gas. In another embodiment of the process, after cooling, the mixture or part thereof is sent for processing to a distillation column to obtain products in a gaseous and liquid phase. The liquid phase or its part is taken together with a part of the gas phase and then the selected liquid and gas phases are throttled together. In addition, a hydrate inhibitor is added to the refrigerant, to the feed gas and / or to the mixture. One of the cooling processes is carried out using an air or water cooling apparatus. After one of the cooling processes, the mixture or part thereof is subjected to adiabatic expansion in a turboexpander or in a nozzle or in a rotating stream in the channel of a cyclone separator. Before compression, the mixture is cleaned of liquid and mechanical fractions, and the mixture of refrigerant and source gas is carried out in an ejector (Application for invention of the Russian Federation No. 2004102104, IPC: F25J 1/02).
Данный способ предусматривает цикличность процесса с использованием в качестве хладагента продуктов разделения попутного газа. Однако данный способ характеризуется технологической сложностью и недостаточно глубоким извлечением из попутных нефтяных газов целевых компонентов.This method provides for the cyclicity of the process using associated gas separation products as a refrigerant. However, this method is characterized by technological complexity and insufficiently deep extraction of the target components from associated petroleum gases.
Известна установка по переработке попутного нефтяного газа «Протоген», реализуемая компанией «Вико Консалтинг» (http://www.vico.ru/protogen/index_main.htm). Установка содержит гидроэжектор, в котором давление создается с помощью одного из насосов, соединенного с сепаратором. Из сепаратора газ с помощью второго насоса через теплообменник подается в стабилизационную колонну, из которой поступает в реакторный блок, соединенный с блоком разделения через систему сепараторов и насос. Газ с помощью гидроэжектора, рабочим телом которого служит или нефть или бензиновая фракция, сжимается до давления 3-6 атм. При этом основное количество углеводородов С3 + абсорбируется рабочим телом. Полученная смесь сжимается первым насосом до давления стабилизации (15-18 атм) и поступает в стабилизационную колонну, где выделяются углеводороды С5+, которые вторым насосом сжимаются до давления 40-60 атм. и поступают на гидроэжектор. Балансовая часть углеводородов С5+ отводится или для закачки в нефть или в качестве бензиновой фракции. Газовая головка со стабилизационной колонны поступает в реакторный блок, где при температуре 520-590°С происходит превращение углеводородов С3+ в ароматические соединения и газ. Реакционная смесь из реакторного блока поступает в сепаратор, после которого газовая фаза сжимается рециркуляционным компрессором, и частично возвращается в реакторный блок, а частично выводится из системы или в качестве топливного газа или для закачки в магистральный трубопровод или для дальнейшей переработки (газ содержит значительное количество Н2). Жидкая фаза из сепараторов, расположенных между реакторным блоком и блоком разделения с помощью третьего насоса подается в блок разделения, где выделяется газ Н2+, C1-C4, который возвращается в реакторный блок, и концентрат, который или разделяется на компоненты или выводится в качестве товарного продукта.Known installation for the processing of associated petroleum gas "Protogen", implemented by the company "Vico Consulting" (http://www.vico.ru/protogen/index_main.htm). The installation contains a hydraulic ejector, in which pressure is created using one of the pumps connected to a separator. Using a second pump, gas is supplied from the separator through a heat exchanger to a stabilization column, from which it enters a reactor block connected to the separation unit through a separator system and a pump. Gas using a hydrojector, the working fluid of which is either oil or gasoline fraction, is compressed to a pressure of 3-6 atm. In this case, the main amount of C 3 + hydrocarbons is absorbed by the working fluid. The resulting mixture is compressed by the first pump to a stabilization pressure (15-18 atm) and enters the stabilization column, where C 5 + hydrocarbons are released, which are compressed by a second pump to a pressure of 40-60 atm. and enter the hydrojector. The balance part of C 5 + hydrocarbons is diverted either for injection into oil or as a gasoline fraction. The gas head from the stabilization column enters the reactor block, where at a temperature of 520-590 ° C, C 3 + hydrocarbons are converted into aromatics and gas. The reaction mixture from the reactor block enters the separator, after which the gas phase is compressed by a recirculation compressor, and partially returned to the reactor block, and partially removed from the system either as fuel gas or for injection into the main pipeline or for further processing (the gas contains a significant amount of N 2 ). The liquid phase from the separators located between the reactor unit and the separation unit is fed by a third pump to the separation unit, where H 2 +, C 1 -C 4 gas is released, which is returned to the reactor unit, and a concentrate that is either separated into components or discharged as a commercial product.
Установка способна непосредственно на промыслах полностью утилизировать и перерабатывать нефтяной попутный газ (НПГ) в ароматические углеводороды (толуол, бензол, ксилолы и т.д.); высокооктановые экологически чистые бензины уровня Euro 3 и Euro 4; высокооктановый компонент бензинов (ВОК), необходимый нефтеперегонным предприятиям для получения экологически чистых бензинов Аи-92, Аи-95, Аи-98. Однако данная установка характеризуется сложным конструктивным исполнением, а также высокой стоимостью в связи с использованием нагревательных печей, системы насосных установок и катализаторов.The plant is capable of directly utilizing and processing oil associated gas (associated gas) into aromatic hydrocarbons (toluene, benzene, xylenes, etc.) directly in the fields; high-octane environmentally friendly gasolines of the Euro 3 and Euro 4 level; high-octane gasoline component (FOC), necessary for oil refineries to produce environmentally friendly gasoline AI-92, AI-95, AI-98. However, this installation is characterized by a complex design, as well as a high cost in connection with the use of heating furnaces, a system of pumping units and catalysts.
Наиболее близкими к заявляемым решениям является способ переработки нефтяных газов и устройство для его реализации. Способ включает компримирование исходного газа, сепарацию и дальнейшую деэтанизацию. Полученные в результате сепарации газ и конденсат смешивают, затем газожидкостный поток охлаждают и подают на низкотемпературное разделение, после этого часть низкотемпературного конденсата дросселируют, используя полученный холод для охлаждения сжатого газожидкостного потока, и подают на конденсатоотделение, после которого отделенный от конденсата газ смешивают с исходным газом, а конденсат направляют на деэтанизацию. При этом вторую часть низкотемпературного конденсата подают на деэтанизацию после использования его холода для охлаждения и конденсации газов деэтанизации.Closest to the claimed solutions is a method of processing petroleum gases and a device for its implementation. The method includes compression of the source gas, separation and further deethanization. The gas and condensate resulting from the separation are mixed, then the gas-liquid stream is cooled and fed to a low-temperature separation, after which part of the low-temperature condensate is throttled using the resulting cold to cool the compressed gas-liquid stream, and fed to the condensate separation, after which the gas separated from the condensate is mixed with the source gas , and the condensate is sent to deethanization. In this case, the second part of the low-temperature condensate is fed to deethanization after using its cold to cool and condense the deethanization gases.
Установка по переработке нефтяных газов путем низкотемпературной конденсации содержит две компрессорные станции, конденсатоотделитель, 3 рекуперативных теплообменника, низкотемпературный трехфазный разделитель, деэтанизатор, рефлюксную емкость, систему из 3 насосов. Исходный газ, полученный после сепарации нефти, или газ с более низким давлением подают на первую компрессорную станцию, где газ охлаждают и отделяют сепарацией от капельной влаги и конденсата. Воду после сепарации отводят из установки, а отделенный газ смешивают с отделенным после сепарации конденсатом и направляют на охлаждение в рекуперативный теплообменник. При переработке дополнительного газа его подают на вторую компрессорную станцию, где его сжимают, охлаждают и отделяют от капельной влаги и конденсата. Конденсат после сепарации подают на смешение с газом и конденсатом, выходящим из первой компрессорной станции (Патент на изобретение РФ №2244226, МПК: F25J 3/02).The installation for processing oil gases by low-temperature condensation contains two compressor stations, a condensate trap, 3 recuperative heat exchangers, a low-temperature three-phase separator, a deethanizer, a reflux tank, and a system of 3 pumps. The source gas obtained after oil separation, or gas with a lower pressure, is fed to the first compressor station, where the gas is cooled and separated by separation from droplet moisture and condensate. After separation, water is removed from the unit, and the separated gas is mixed with the condensate separated after separation and sent to a recuperative heat exchanger for cooling. When processing additional gas, it is fed to a second compressor station, where it is compressed, cooled and separated from drip moisture and condensate. After separation, the condensate is mixed with gas and condensate leaving the first compressor station (Patent for the invention of the Russian Federation No. 224226, IPC: F25J 3/02).
Однако данная установка характеризуется значительными габаритными размерами и технологической сложностью, а также высокой себестоимостью переработки нефтяных газов из-за значительного энергопотребления, связанного с обеспечением работы компрессоров, насосов, холодильных устройств.However, this installation is characterized by significant overall dimensions and technological complexity, as well as the high cost of refining petroleum gases due to the significant energy consumption associated with the operation of compressors, pumps, refrigerators.
Задачей изобретения является упрощение технологии переработки попутного газа, позволяющей осуществлять глубокое извлечение целевых компонентов при снижении себестоимости технологии, и создание на ее основе мобильной установки.The objective of the invention is to simplify the technology of associated gas processing, which allows for deep extraction of the target components while reducing the cost of technology, and the creation on its basis of a mobile installation.
Поставленная задача решается тем, что в способе низкотемпературного разделения газа на фракции, включающем компримирование исходного газа, его охлаждение и разделение на фракции, при этом охлаждение проводят, по крайней мере, в два этапа, первый из которых - дросселирование, согласно предлагаемому решению первый этап охлаждения исходного газа осуществляют перед компримированием, а компримирование и второй этап охлаждения проводят свободно-поршневым детандером, при этом детандерный цикл осуществляют в режиме циклического перепада давления с получением горячего и холодных потоков в надпоршневой и подпоршневой областях соответственно, отвод скомпремированного горячего потока осуществляют в процессе повышения давления, а при снижении давления осуществляют отвод, по крайней мере, двух или трех холодных потоков, содержащих углеводородные фракции.The problem is solved in that in the method of low-temperature gas separation into fractions, including compression of the source gas, its cooling and separation into fractions, while cooling is carried out in at least two stages, the first of which is throttling, according to the proposed solution, the first stage the cooling of the source gas is carried out before compression, and the compression and the second stage of cooling are carried out by a free-piston expander, while the expander cycle is carried out in the cyclic differential pressure mode In the process of obtaining hot and cold flows in the supra-piston and sub-piston areas, respectively, the compressed hot stream is discharged in the process of increasing pressure, and when pressure decreases, at least two or three cold streams containing hydrocarbon fractions are discharged.
Охлаждение дросселированием проводят в два последовательных этапа, при этом на первом из них охлаждение осуществляют одновременно с регенерацией.Throttling is carried out in two successive stages, while the first of them is cooled simultaneously with regeneration.
Один из двух отводимых холодных потоков содержит широкие фракции легких углеводородов (ШФЛУ), другой - метан-этановую фракцию.One of the two discharged cold streams contains broad fractions of light hydrocarbons (NGL), the other contains a methane-ethane fraction.
Первый из трех отводимых холодных потоков содержит газожидкостную пропан-бутановую фракцию, второй включает ШФЛУ, а третий - метан-этановую фракцию.The first of the three discharged cold streams contains a gas-liquid propane-butane fraction, the second includes NGL, and the third contains a methane-ethane fraction.
Второй поток является циркуляционным, которым заполняют надпоршневую область детандера для компримирования и последующего отвода и разделения на фракции.The second stream is circulation, which fills the nadporshnevaya region of the expander for compression and subsequent withdrawal and separation into fractions.
Второй поток перед заполнением надпоршневой области детандера смешивают с исходным газом для обеспечения давления в надпоршневой области, превышающего давление отводимого третьего потока.The second stream, before filling the supra-piston region of the expander, is mixed with the source gas to provide pressure in the supra-piston region exceeding the pressure of the discharged third stream.
Проводят деэтанизацию скомпримированного потока с выделением этановой фракции и газожидкостного конденсата, при этом перед деэтанизацией скомпремированный поток разделяют на два потока, один из которых охлаждают отводимым из подпоршневой области холодным потоком, а процесс деэтанизации осуществляют путем смешения разделенных потоков с возможностью обеспечения их массообмена, этановую фракцию затем направляют в подпоршневую область детандера, а газожидкостный конденсат - потребителю.The compressed stream is deethanized to separate the ethane fraction and gas-liquid condensate. Before deethanization, the compressed stream is divided into two streams, one of which is cooled by a cold stream discharged from the subpiston area, and the deethanization process is carried out by mixing the separated streams with the possibility of mass transfer, the ethane fraction then sent to the under-piston region of the expander, and gas-liquid condensate to the consumer.
Газожидкостный конденсат нагревают до парообразного состояния и регенерируют с выделением потока, содержащего бензиновую фракцию, который отводят потребителю, и потока, содержащего пропан-бутановую фракцию, который направляют на вход в подпоршневую область детандера для предварительного охлаждения исходного газа.The gas-liquid condensate is heated to a vapor state and regenerated with the release of a stream containing a gasoline fraction, which is diverted to the consumer, and a stream containing a propane-butane fraction, which is directed to the entrance to the under-piston region of the expander to pre-cool the source gas.
Нагрев конденсата до парообразного состояния осуществляют скомпримированным потоком газа.The condensate is heated to a vapor state by a compressed gas stream.
Регенерацию конденсата после его нагрева до парообразного состояния осуществляют перепадом давления в циклическом режиме.The condensate is regenerated after it is heated to a vapor state by a differential pressure in a cyclic mode.
Первый холодный поток из подпоршневой области, содержащий газо-жидкостную пропан-бутановую фракцию, используют для дополнительного охлаждения в процессе деэтанизации.The first cold stream from the subpiston region containing the gas-liquid propane-butane fraction is used for additional cooling during the deethanization process.
Повышение и понижение давления в процессе циклического его перепада осуществляют в диапазоне частот от 0,5 до 10 Гц.The increase and decrease in pressure in the process of its cyclic differential is carried out in the frequency range from 0.5 to 10 Hz.
Повышение и понижение давления осуществляют в режиме второй гармоники короткоцикловой пульсацией.The increase and decrease in pressure is carried out in the second harmonic mode by a short-cycle pulsation.
Отводимый из подпоршневой области первый поток, пропускают через нагнетающее устройство для обеспечения величины давления, необходимого для подачи потребителю.The first stream diverted from the subpiston area is passed through a pumping device to provide the pressure required for supply to the consumer.
Часть отводимого потока, содержащего газо-жидкостную пропан-бутановую фракцию, направляют на вход в подпоршневую область детандера для дополнительного охлаждения исходного газа.A part of the diverted stream containing a gas-liquid propane-butane fraction is sent to the inlet of the under-piston region of the expander for additional cooling of the source gas.
Способ осуществляется с помощью устройства для низкотемпературного разделения газа на фракции.The method is carried out using a device for low-temperature separation of gas into fractions.
В установке для низкотемпературного разделения газа на фракции, содержащей блок разделения на фракции, компрессионный блок, по крайней мере, два блока охлаждения, систему клапанов для подвода и отвода потоков газа, систему трубопроводов, согласно предлагаемому решению блок разделения на фракции включает компрессионный блок и, по крайней мере, два блока охлаждения, при этом компрессионный блок и второй блок охлаждения выполнены в виде свободно-поршневого детандера, а первый блок охлаждения по технологическому циклу расположен перед свободно-поршневым детандером, система клапанов установлена в блоке разделения на фракции, выполненном с возможностью обеспечения циклического перепада давления.In the installation for low-temperature separation of gas into fractions containing a fractionation unit, a compression unit, at least two cooling units, a valve system for supplying and removing gas flows, a piping system, according to the proposed solution, the fractionation unit includes a compression unit and, at least two cooling units, while the compression unit and the second cooling unit are made in the form of a free-piston expander, and the first cooling unit is located in front of a single-piston expander, the valve system is installed in the fractionation unit, configured to provide a cyclic differential pressure.
Блок разделения на фракции дополнительно снабжен динамическим клапаном, установленным между свободно-поршневым детандером и первым блоком охлаждения, выполненным с возможностью двухэтапного дросселирования и регенерации на первом этапе.The fractionation unit is additionally equipped with a dynamic valve installed between the free-piston expander and the first cooling unit, made with the possibility of two-stage throttling and regeneration in the first stage.
Система клапанов, установленных в блоке разделения на фракции, включает, по крайней мере, пять клапанов, три из которых, расположены в подпоршневой области и предназначены для подвода исходного газа и отвода холодных потоков: ШФЛУ и метан-этановой фракций, а два клапана - впускной и нагнетательный, расположены в надпоршневой области и предназначены для подвода холодного циркуляционного потока, содержащего тяжелые фракции, и отвода горячего скомпремированного потока.The system of valves installed in the fractionation unit includes at least five valves, three of which are located in the sub-piston area and are designed for supplying the source gas and removing cold flows: BFLH and methane-ethane fractions, and two valves are the inlet and discharge, located in the supra-piston region and are intended for supplying a cold circulation stream containing heavy fractions and for removing a hot compressed stream.
Система клапанов дополнительно содержит шестой клапан, расположенный в подпоршневой области блока разделения на фракции, предназначенный для отвода газожидкостной пропан-бутановой фракции.The valve system further comprises a sixth valve located in the subpiston area of the fractionation unit for discharging a gas-liquid propane-butane fraction.
Установка дополнительно содержит устройство охлаждения и деэтанизатор, выполненный с возможностью массообмена горячего и холодного противопотоков, и имеющий, по крайней мере, два входа, один из которых расположен в нижней части деэтанизатора, и два выхода, при этом нагнетательный клапан соединен с входом нижней части деэтанизатора трубопроводом, который имеет отвод, соединенный через устройство охлаждения со вторым входом деэтанизатора, один из выходов деэтанизатора предназначен для отвода этановой фракции, другой - для отвода газожидкостного конденсата.The installation further comprises a cooling device and a deethanizer configured to mass transfer hot and cold counterflows, and having at least two inlets, one of which is located at the bottom of the deethanizer, and two exits, the discharge valve being connected to the inlet of the lower part of the deethanizer a pipeline that has a branch connected through a cooling device to the second input of the deethanizer, one of the exits of the deethanizer is designed to drain the ethane fraction, the other to drain the gas-liquid bone condensate.
Установка дополнительно снабжена подогревателем, выполненным в виде корпуса с расположенным в нем змеевиком, встроенным в трубопровод, соединяющий нагнетательный клапан и нижний вход деэтанизатора, блоком регенерации и разделения на фракции, имеющим вход и два выхода для бензиновой и газожидкостной пропан-бутановой фракций соответственно, седьмым клапаном, расположенным в подпоршневой области блока разделения на фракции, при этом вход подогревателя соединен с выходом деэтанизатора для отвода газожидкостного конденсата, а выход подогревателя соединен со входом блока регенерации и разделения на фракции, выход деэтанизатора для отвода этановой фракции соединен с седьмым клапаном.The installation is additionally equipped with a heater made in the form of a housing with a coil located inside it, built into the pipeline connecting the discharge valve and the lower inlet of the deethanizer, a regeneration and fractionation unit having an input and two outputs for gasoline and gas-liquid propane-butane fractions, respectively, the seventh a valve located in the subpiston area of the fractionation unit, while the input of the heater is connected to the output of the deethanizer to drain the gas-liquid condensate, and the output is revatelya connected to the input of regeneration unit and fractionating, yield deethanizer for removal of ethane fraction is connected to a seventh valve.
Устройство охлаждения встроено в трубопровод для отвода холодной метан-этановой фракции из блока разделения на фракции.A cooling device is integrated in the pipeline for removing the cold methane-ethane fraction from the fractionation unit.
Деэтанизатор снабжен охладителем, выполненным в виде змеевика, соединенного с трубопроводом отвода газожидкостной пропан-бутановой фракции из блока разделения на фракции.The deethanizer is equipped with a cooler made in the form of a coil connected to a pipeline for removing a gas-liquid propane-butane fraction from the fractionation unit.
Блок регенерации и разделения на фракции состоит из двух фракционирующих ректификаторов, снабженных системой из четырех клапанов, при этом фракционирующие ректификаторы выполнены в виде корпусов с расположенными в них насадками, три клапана расположены на первом ректификаторе, один из которых является входом блока регенерации и разделения на фракции, второй - выходом из блока для отвода бензиновой фракции, третий - соединяющий со вторым ректификатором, на котором расположен четвертый клапан, и служит вторым выходом блока для отвода газожидкостной пропан-бутановой фракции.The regeneration and fractionation unit consists of two fractionation rectifiers equipped with a system of four valves, while fractionation rectifiers are made in the form of housings with nozzles located in them, three valves are located on the first rectifier, one of which is the input of the regeneration and fractionation unit , the second - exit from the block for the removal of the gasoline fraction, the third - connecting with the second rectifier, on which the fourth valve is located, and serves as the second exit of the block for gas removal liquid propane-butane fraction.
Установка дополнительно снабжена ресивером и восьмым клапаном, установленным в подпоршневой области блока разделения на фракции, при этом ресивер расположен между выходом блока регенерации и разделения на фракции для отвода газожидкостной пропан-бутановой фракции и восьмым клапаном.The installation is additionally equipped with a receiver and an eighth valve installed in the subpiston area of the fractionation unit, while the receiver is located between the output of the regeneration and fractionation unit for the removal of the gas-liquid propane-butane fraction and the eighth valve.
Установка снабжена дополнительным ресивером, расположенным перед впускным клапаном блока разделения на фракции, а трубопровод, соединяющий ресивер с клапаном для отвода ШФЛУ, соединен с трубопроводом исходного газа, в который встроен понижающий редуктор для обеспечения величины давления в надпоршневой области, превышающей давление отводимого из блока разделения на фракции потока газа с метан-этановой фракцией.The installation is equipped with an additional receiver located in front of the inlet valve of the fractionation unit, and the pipeline connecting the receiver to the valve for discharging BFLH is connected to the source gas pipeline into which a reduction gear is built in to ensure the pressure in the supra-piston region exceeding the pressure discharged from the separation unit on a gas stream fraction with a methane-ethane fraction.
Установка дополнительно снабжена плунжерным насосом, установленным в трубопроводе для отвода газо-жидкостной пропан-бутановой фракции.The installation is additionally equipped with a plunger pump installed in the pipeline for the removal of gas-liquid propane-butane fraction.
Установка снабжена магистральным фильтром, встроенным в трубопровод подачи исходного газа для очистки газа от механических примесей.The installation is equipped with a main filter built into the feed gas supply pipe for gas purification from mechanical impurities.
Свободно поршневой детандер выполнен в виде дифференциального поршня.Free piston expander is made in the form of a differential piston.
Выход для газожидкостной пропан-бутановой фракции соединен со входом блока разделения на фракции, расположенным в подпоршневой области.The outlet for the gas-liquid propane-butane fraction is connected to the input of the fractionation unit located in the sub-piston region.
Оригинальным в данном техническом решении является совмещение процессов и соответственно блоков компремирования и охлаждения при разделении, например, попутного газа на фракции за счет использования в установке свободно-поршневого детандера, обеспечивающего получение одновременно горячего и холодных потоков газа, содержащих углеводородные фракции. При этом получаемые потоки используют в замкнутом цикле глубокого разделения газа на фракции. Изобретение направлено также на конструктивное усовершенствование отдельных блоков с использованием системы пульсационных клапанов и соединение данных блоков, образующих замкнутый цикл переработки попутного газа. В частности, усовершенствованы такие блоки, как блок разделения на фракции, включающий свободно-поршневой детандер и расположенный перед ним блок охлаждения, выполненный с возможностью двухэтапного дросселирования и регенерации, которые реализуются с помощью газораспределителя и инерционного сепаратора; деэтанизатор, выполненный в виде фракционирующего теплообменника, осуществляющий отделение от жидкой фракции газообразной; дополнительный блок регенерации и разделения на фракции, состоящий из фракционирующих ректификаторов с системой пульсационных клапанов. Для извлечения из газа целевых компонентов используется процесс низкотемператорной конденсации. Функции генератора холода и тепла в установке выполняет свободно-поршневой детандер. Разделение газа на ключевые компоненты происходит в блоке разделения на фракции, а также в фракционирующих теплообменнике и ректификаторах, использующих процесс неадиабатической ректификации с распределенным (дифференциальным) теплоотводом. Свободно-поршневой детандер реализует детандерный холодильный цикл, предполагающий использование внутренней энергии расширяющегося газа для работы по сжатию другого газа (циркуляционного). Движущей силой процесса является перепад давлений между входящим сырьевым и отходящим расширенным «сухим» газами. Технологический ритмический процесс осуществляется за счет пульсации входного и выходного давлений.Original in this technical solution is the combination of processes and, respectively, compression and cooling units during separation, for example, of associated gas into fractions due to the use of a free-piston expander in the installation, which provides both hot and cold gas streams containing hydrocarbon fractions. In this case, the resulting flows are used in a closed cycle of deep separation of gas into fractions. The invention is also directed to the constructive improvement of individual blocks using a pulsating valve system and the connection of these blocks forming a closed cycle of associated gas processing. In particular, such blocks as a fractionation unit, including a free-piston expander and a cooling unit located in front of it, made with the possibility of two-stage throttling and regeneration, which are realized using a gas distributor and an inertial separator, have been improved; a deethanizer made in the form of a fractionating heat exchanger, which separates the gaseous fraction from the liquid fraction; an additional unit for regeneration and fractionation, consisting of fractionating rectifiers with a system of pulsating valves. The low temperature condensation process is used to extract the target components from the gas. The functions of the generator of cold and heat in the installation are performed by a free-piston expander. Gas separation into key components takes place in the fractionation unit, as well as in fractionating heat exchangers and rectifiers using a non-adiabatic rectification process with distributed (differential) heat sink. A free piston expander implements an expander refrigeration cycle that involves the use of the internal energy of an expanding gas to compress another gas (circulating). The driving force of the process is the pressure difference between the incoming raw and exhaust expanded "dry" gases. The technological rhythmic process is carried out due to the pulsation of the input and output pressures.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлена общая схема установки и конструктивное исполнение отдельных ее блоков и устройств, в частности на фиг.1 представлено схематическое изображение установки, фиг.2 - продольный разрез блока разделения на фракции, фиг.3 - продольный разрез плунжерного насоса, фиг.4 - продольный разрез фракционирующего теплообменника, фиг.5 - продольный разрез каплеотбойника, фиг.6, 7 - продольный разрез фракционирующих ректификаторов, фиг.8 - продольный разрез пульсационного клапана, фиг.9 - пример выполнения обратного клапана, используемого в инерционном сепараторе (вид спереди).The invention is illustrated by drawings, which shows the General scheme of the installation and the design of its individual units and devices, in particular, Fig. 1 shows a schematic representation of the installation, Fig. 2 is a longitudinal section of a fractionation unit, Fig. 3 is a longitudinal section of a plunger pump, figure 4 is a longitudinal section of a fractionating heat exchanger, figure 5 is a longitudinal section of a droplet eliminator, figure 6, 7 is a longitudinal section of fractionating rectifiers, figure 8 is a longitudinal section of a pulsation valve, figure 9 is an example of embodiment check valve used in the inertial separator (front view).
Позициями на чертежах обозначены: 1 - магистральный фильтр, 2 - блок разделения на фракции, 3 - устройство охлаждения, например теплообменник, 4 - подогреватель, 5 - деэтанизатор, выполненный, например, в виде фракционирующего теплообменника, 6, 7 - фракционирующие ректификаторы, 8, 9 - ресиверы, 10 - свободно-поршневой детандер, например, дифференциальный поршень, 11 - газораспределитель, 12 - инерционный сепаратор, 13 - динамический клапан, 14-17 - пульсационные клапаны газораспределителя, 18 - регенератор, выполненный, например, в виде сетчатой насадки, 19 - динамическая труба, 20 - обратный клапан, 21 - трубки, 22, 23 - пульсационные клапаны инерционного сепаратора, 24 - плунжерный насос, 25 - гильза, 26 - золотник, 27 - шток, 28 - основание динамического клапана 13; 29, 30 - впускной и выпускной обратные клапаны плунжерного насоса; 31, 32 - впускной и нагнетательный клапаны; 33 - перегородка фракционирующего теплообменника, 34 - трубчатые элементы фракционирующего теплообменника 5; 35 - охладитель, 36 - каплеотбойник; 37-40 - пульсационные клапаны ректификаторов 6 и 7; 41 - корпус пульсационного клапана, 42 - основание пульсационного клапана, 43 - гильза, 44 - золотник, 45 - шток.The positions in the drawings indicate: 1 - main filter, 2 - fractionation unit, 3 - cooling device, for example a heat exchanger, 4 - heater, 5 - deethanizer, made, for example, in the form of a fractionating heat exchanger, 6, 7 - fractionating rectifiers, 8 , 9 - receivers, 10 - free-piston expander, for example, a differential piston, 11 - gas distributor, 12 - inertial separator, 13 - dynamic valve, 14-17 - gas valve pulsation valves, 18 - regenerator, made, for example, in the form of a mesh nozzles, 19 - di amicheskaya pipe, 20 - non-return valve, 21 - tube, 22, 23 - valves fluctuating inertia separator, 24 - a plunger pump, 25 - Tube, 26 - slide 27 - rod 28 - dynamic valve base 13; 29, 30 - inlet and outlet check valves of the plunger pump; 31, 32 - inlet and discharge valves; 33 - partition of the fractionating heat exchanger; 34 - tubular elements of the fractionating heat exchanger 5; 35 - cooler, 36 - droplet eliminator; 37-40 - pulsation valves of rectifiers 6 and 7; 41 - housing of the pulsating valve, 42 - the base of the pulsating valve, 43 - sleeve, 44 - spool, 45 - rod.
Способ разделения газа на фракции заключается в следующем. Газ предварительно очищают от механических примесей, затем направляют в блок разделения на фракции, который содержит свободно-поршневой детандер. Данный блок выполняет функции генератора холода и тепла, фракционирующего теплообменника и рекуперативного регенератора. Охлаждение газа в блоке осуществляется в два этапа. На первом этапе газ охлаждается в результате дросселирования и теплообмена на сетчатых насадках газораспределителя и инерционного сепаратора. Затем газ поступает под поршень детандера и совершает работу по сжатию и выталкиванию газа, находящегося над поршнем. При этом происходит второй этап охлаждения газа, находящегося под поршнем, и, одновременно с охлаждением, компремирование и нагрев газа, находящегося над поршнем. Далее скомпремированный газ направляют в деэтанизатор, после чего его остаток возвращают в блок разделения на фракции. Газ, содержащий углеводородные фракции, в блоке может быть разделен на две или три фракции - ШФЛУ и метан-этановую фракции или газожидкостную пропан-бутановую, ШФЛУ и метан-этановую фракции.The method of separating gas into fractions is as follows. The gas is first cleaned of mechanical impurities, then sent to the fractionation unit, which contains a free-piston expander. This unit performs the functions of a generator of cold and heat, a fractionating heat exchanger and a regenerative regenerator. Gas cooling in the block is carried out in two stages. At the first stage, the gas is cooled as a result of throttling and heat transfer on the mesh nozzles of the gas distributor and inertial separator. Then the gas enters under the piston of the expander and does the work of compressing and pushing the gas above the piston. In this case, the second stage of cooling the gas located under the piston, and, simultaneously with cooling, the compression and heating of the gas located above the piston. Next, the compressed gas is sent to a deethanizer, after which its residue is returned to the fractionation unit. The gas containing hydrocarbon fractions in the block can be divided into two or three fractions - NGL and methane-ethane fractions or gas-liquid propane-butane, NGL and methane-ethane fractions.
Заявляемый способ может быть реализован с помощью установки, которая содержит (см. фиг.1) соединенные трубопроводами магистральный фильтр 1, блок разделения на фракции 2, имеющий несколько входов и выходов, соединенный с теплообменником 3 и подогревателем 4, образующих два потока - охлажденной и горячей среды, которые поступают в деэтанизатор (фракционирующий теплообменник) 5. Деэтанизатор имеет два выхода - для этана и конденсата, при этом выход для этана соединен с одним из входов блока разделения на фракции, а выход для конденсата - с межтрубным пространством подогревателя 4, где конденсат нагревается и в парообразном состоянии поступает во фракционирующий ректификатор 6. Установка содержит также ресиверы 8, 9, один из которых расположен между ректификатором 7 и блоком 2 и предназначен для аккумулирования газа и устранения его пульсации, второй ресивер предназначен для сбора насыщенного холодного циркулята, поступающего из блока разделения на фракции 2.The inventive method can be implemented using the installation, which contains (see figure 1) connected by pipelines main filter 1, a separation unit into
Магистральный фильтр 1, установленный на входе установки, предназначен для очистки нефтяного попутного газа от твердых частиц и нефтяных капель. Очищенный газ с фильтра 1 поступает в блок разделения на фракции 2 (см. фиг.2), состоящий из корпуса с расположенными в нем свободно-поршневым детандером, выполненным, например, в виде дифференциального поршня 10, который делит корпус на две полости: надпоршневую - компрессионную, в которой газ, сжимаясь, нагревается, и подпоршневую, в которой газ, расширяясь, охлаждается за счет дроссельного эффекта и внутренней энергии, затраченной на работу, которую совершает газ по сжатию другого газа. В нижней части корпуса размещены газораспределитель 11 с пульсационными клапанами 14-17 и регенератором в виде сетчатой насадки 18. Клапан 14 предназначен для входа холодного циркуляционного газа из ресивера 8, клапан 15 - для входа сырьевого газа высокого давления, клапан 16 - для выхода из блока 2 в ресивер 9 потока холодного обогащенного тяжелыми компонентами циркулята, содержащего ШФЛУ, клапан 17 - для выхода в теплообменник 3 потока холодного расширенного «сухого» газа, содержащего метан-этановую фракцию. Газораспределитель 11 предназначен для переключения с помощью пульсационных клапанов 14 - 17 по заданному циклу потоков сырьевого, расширенного сухого и циркуляционного газов. На сетчатой насадке регенератора 18, расположенной в корпусе газораспределителя 11, конденсируются и удерживаются за счет капиллярных сил тяжелые компоненты сырьевого газа, такие как C5+, CO2 и вода. Над газораспределителем 11 расположен инерционный сепаратор 12, а над сепаратором - динамический клапан 13. Потоки из газораспределителя 11 через регенератор 18 поступают в инерционный сепаратор 12. Сепаратор 12 состоит из цилиндрического корпуса с поддоном, в котором по центру установлена динамическая труба 19 с обратным клапаном 20, а в пространстве между корпусом и трубой по окружности установлены вертикальные трубки 21. В полости корпуса сепаратора 12 над трубками закреплена сетчатая насадка, на которой за счет капиллярных сил удерживается сконденсированная пропан-бутановая жидкость. Динамическая труба 19 предназначена для быстрого сброса расширенного осушенного газа, поступающего из-под дифференциального поршня 10 через динамический клапан 13. Сепаратор 12 имеет вход и выход, снабженные пульсационными клапанами 23 и 22 соответственно. Вход через клапан 23 соединен с выходом фракционирующего теплообменника 5, предназначенного для деэтанизированного газа, а выход через пульсационный клапан 22, предназначенный для сжиженного пропан-бутана, соединен с входом плунжерного насоса 24. Сепаратор предназначен для конденсации на его сетчатой насадке пропан-бутановых фракций и деэтанизации конденсата и газа, поступающего из деэтанизатора 5. Из сепаратора 12 газ поступает в динамический клапан 13, предназначенный для быстрого повышения давления поступающего под поршень «сухого» газа и быстрого сброса давления при выпуске «сухого» расширенного газа из блока разделения на фракции 2. Динамический клапан 13 состоит из корпуса, расположенного на основании 28. Корпус имеет центральное отверстие для прохода газа под дифференциальный поршень 10. В корпусе в его центральной части установлена гильза 25 с окнами, в которой расположена поршневая группа, состоящая из золотника 26, выполненного с возможностью возвратно-поступательного перемещения в гильзе 25, и штока 27, жестко закрепленного на основании 28. Шток 27, буртик золотника 26, гильза 25 и основание 28 образуют две камеры управления перемещением золотника 26. Одна из камер расположена в гильзе 25 между основанием 28 и торцевой поверхностью буртика золотника 26, а другая - в полости гильзы между торцевыми поверхностями буртика золотника и штока. Полость динамического клапана между корпусом и гильзой заполнена сетчатым блоком. Основание 28 снабжено окнами для входа/выхода «сухого» рабочего газа. Над динамическим клапаном 13 расположен дифференциальный поршень 10, выполненный в виде стакана с возможностью его возвратно-поступательного перемещения в корпусе блока 2. В полости поршня также расположен сетчатый блок, на котором конденсируются остатки пропан-бутановой смеси. Корпус блока 2 снабжен крышкой, на которой установлен плунжерный насос 24, снабженный впускным и выпускным обратными клапанами 29, 30 соответственно, при этом крышка снабжена отверстием для прохода штока плунжерного насоса в компрессионную полость блока 2. На крышке также расположены впускной 31 и нагнетательный 32 клапаны. Плунжерный насос 24 представляет собой корпус (см. фиг.3) с входом и выходом, которые снабжены обратными клапанами 29, 30. В корпусе расположен поршень со штоком, имеющим резиновые упоры.The main filter 1, installed at the inlet of the installation, is designed to clean oil associated gas from solid particles and oil droplets. The purified gas from the filter 1 enters the fractionation unit 2 (see Fig. 2), consisting of a housing with a free-piston expander located in it, made, for example, in the form of a
Нагнетательный клапан 32 соединен трубопроводами с теплообменником 3 и подогревателем 4. Теплообменник 3 также соединен трубопроводом с выпускным пульсационным клапаном 17 газораспределителя 11, через который выходит поток холодного расширенного «сухого» газа, содержащего метан-этановую фракцию. В теплообменнике происходит охлаждение горячего циркуляционного газа и нагрев «сухого» газа, выходящих из блока 2 через нагнетательный клапан 32 и клапан 17 соответственно. Нагретый «сухой» газ низкого давления затем по трубопроводу подается потребителю.The
Часть потока горячего насыщенного циркуляционного газа, выходящего через клапан 32 отводят по трубопроводу и пропускают через змеевик подогревателя 4, за счет чего происходит нагрев поступающей в трубное пространство газожидкостной смеси из фракционирующего теплообменника 5.Part of the flow of hot saturated circulating gas leaving the
Фракционирующий теплообменник 5 (см. фиг.4) предназначен для деэтанизации сконденсированной жидкой фракции углеводородов, рекуперации холода сжиженного пропан-бутана и состоит из корпуса, разделенного перегородкой 33 на две сообщающиеся между собой полости, в нижнюю из которых поступает горячий насыщенный циркуляционный газ по трубопроводу, соединенному с выходом змеевика подогревателя 4. В верхнюю полость поступает охлажденный насыщенный циркулят из теплообменника 3. Камеры сообщаются посредством трубок 34, выполненных в форме спирали, внутри которых расположены винтовые металлические полосы типа «шнек», по которым стекает охлажденный конденсат. Количество трубок 34 определяется геометрией корпуса теплообменника. Над трубками закреплен охладитель 35, например, состоящий из полого цилиндра, с внешней стороны которого расположен трубчатый змеевик. Входной конец змеевика соединен трубопроводом с выходом из плунжерного насоса 24, а выходной конец соединен с резервуаром для сбора готового продукта - сжиженного пропан-бутана. Над охладителем 35 в верхней части корпуса расположен каплеотбойник 36 (см. фиг.5), который может быть выполнен конусообразным или иметь прямоугольную форму. Выход каплеотбойника соединен трубопроводом для деэтанизированного газа, соединенного с входом инерционного сепаратора 12 блока 2 через пульсационный клапан 23. Выход фракционирующего теплообменника 5, расположенный в области формирования конденсата, трубопроводом соединен со входом в трубное пространство подогревателя 4, в котором газожидкостная смесь, поступающая из теплообменника 5, нагреваясь, преобразуется в парообразную. Из подогревателя 4 паровая смесь по трубопроводу подается в дополнительный блок регенерации и разделения на фракции, состоящий из двух фракционирующих ректификаторов 6, 7, (фиг.6, 7 соответственно) с пульсационными клапанами 37-40, предназначенных для разделения деэтанизированной газожидкостной смеси на бензиновую и пропановую фракции. Ректификаторы 6 и 7 состоят из корпусов, полости которых заполнены сетчатыми насадками - регенераторами. Ректификатор 7 через пульсационный клапан 40 трубопроводом соединен с ресивером 8, из которого остаток холодного пропана-бутана поступает на вход газораспределителя 11 блока 2 через клапан 14, охлаждая насадку регенератора 18. Выход газораспределителя через клапан 16 соединен со вторым ресивером 9, выход которого в свою очередь соединен трубопроводом с впускным клапаном 31. Трубопровод сырьевого газа на выходе из магистрального фильтра 1 снабжен отводом для соединения с входным трубопроводом ресивера 9 через понижающий редуктор для поддержания величины давления циркуляционного газа, поступающего в надпоршневую полость блока 2, превышающего давление выходящего из блока 2 расширенного «сухого» газа.Fractional heat exchanger 5 (see Fig. 4) is designed for deethanization of the condensed liquid hydrocarbon fraction, recovery of cold liquefied propane-butane and consists of a housing divided by a
На фиг.8 представлен вариант исполнения пульсационного клапана, продольный разрез. Пульсационный клапан представляет собой корпус 41, размещенный на основании 42. Корпус снабжен отверстием для входа или выхода сырьевого или «сухого» газа соответственно, а основание - отверстиями для входа/выхода управляющего газа. В корпусе расположена поршневая группа, состоящая из гильзы 43, имеющей окна для входа/выхода сырьевого или сухого газа, золотника 44 и штока 45. Шток также снабжен отверстием для входа/выхода управляющего газа.On Fig presents an embodiment of the pulsation valve, a longitudinal section. The pulsation valve is a
Установка работает следующим образом. До начала производственного цикла осуществляют пусковой цикл, который включает закачку сырьевого газа с низким давлением в полость над дифференциальным поршнем 10 через понижающий редуктор и ресивер 9 (поршень 10 находится в нижней мертвой точке).Installation works as follows. Before the start of the production cycle, a start-up cycle is carried out, which includes the injection of low-pressure raw gas into the cavity above the
Попутный нефтяной газ (природный газ) после сепарации нефти поступает на вход магистрального фильтра 1, затем на вход регенератора 18 блока 2 через пульсационный клапан 15. Затем газ по трубкам 21 инерционного сепаратора 12 поступает в полость, расположенную под динамическим клапаном 13, который находится в закрытом состоянии, минуя динамическую трубу, так как обратный клапан находится в закрытом состоянии. Затем подается команда динамическому клапану 13 на открытие. При этом золотник 26 опускается, открывая окна гильзы 26 для прохода осушенного газа высокого давления под дифференциальный поршень 10. Расширяясь, газ совершает работу, поднимая поршень 10 в ВМТ, который сжимает насыщенный газ в надпоршневой полости. Над поршнем при сжатии газ нагревается, а под поршнем, расширяясь за счет внутренней энергии, охлаждается. Сжатый газ через нагнетательный клапан 32 поступает в теплообменник 3. Надпоршневая полость при сбросе давления вновь заполняется газом, поступающим из газораспределителя 11 через выходной клапан 16, соединенный с ресивером 9 и впускным клапаном 31 с давлением, превышающим давление выходного холодного расширенного «сухого» газа, который через второй выходной клапан 17 газораспределителя 11 поступает в теплообменник 3. При этом за счет холода, полученного при расширении «сухого» газа, в инерционном сепараторе 12 конденсируются фракции С3, C4, которые через выходной клапан 22 инерционного сепаратора и через обратный клапан 29 поступают в плунжерный насос 24. Из плунжерного насоса сжиженный газ затем проходит через змеевик охладителя 35 и направляется для сбора в емкость.Associated petroleum gas (natural gas) after oil separation enters the inlet of the main filter 1, then to the input of the
Выходящий из нагнетательного клапана 32 циркуляционный поток разделяется на два потока, один из которых поступает в теплообменник 3, где охлаждается расширенным «сухим» газом низкого давления, поступающим в теплообменник 3 из клапана 17 блока 2. Охлажденный циркуляционный поток газа поступает в верхнюю полость теплообменника 5, а нагретый «сухой» газ низкого давления, содержащего метан-этановую фракцию, подается потребителю. Второй поток горячего газа из нагнетательного клапана 32, проходя через змеевик подогревателя 4, подается в нижнюю полость теплообменника 5. В теплообменнике 5 за счет встречных горячего и охлажденного потоков происходит массообмен, в результате чего происходит разделение газа на фракции, содержащие этан и конденсат. Конденсат направляется в трубное пространство подогревателя 4, где происходит его нагрев до парообразного состояния, в котором он подается через пульсационный клапан 37 в ректификатор 6 дополнительного блока регенерации и разделения на фракции. В процессе массообмена в деэтанизаторе 5 легкий газ (этановая фракция) скапливается в верхней части теплообменника 5 и через каплеотбойник 36 поступает в подпоршневую полость блока 2, например, в сепаратор 12. Каплеотбойник состоит из нижнего и верхнего стаканов - верхний выполнен меньшего диаметра и расположен в нижнем с зазором относительно дна нижнего стакана, образуя лабиринт для прохода холодного газа деэтанизации. Нижний стакан снабжен отверстием для трубопровода, отводящего этан.The circulation stream leaving the
Ректификаторы 6, 7 работают следующим образом. Парообразная смесь через клапан 37 поступает в полость ректификатора 6, при этом остальные клапаны закрыты. Газ за счет расширения и теплообмена конденсируется, удерживаясь капиллярными силами на насадке, при этом легкие пропановые фракции заполняют верхнюю часть насадки, а тяжелая бензиновая фракция - нижнюю часть. Затем открывают клапан 39, соединяющий 6 и 7 ректификаторы, при этом остальные клапаны - 37, 38, 40 - закрыты. Легкие пропановые фракции переходят в ректификатор 7, затем клапан 39 закрывают, открывая одновременно клапаны 38 и 40. Через клапан 40 в ресивер 8 выходит охлажденная пропановая фракция, через клапан 38 после сброса давления жидкая бензиновая фракция с большим содержанием бутана, в которой также присутствует Н2О, CO2, сбрасывается из ректификатора 6 в накопительную емкость. Затем клапаны 37, 38 и 40 закрывают, открывая клапан 39, в результате чего остаток пропановой фракции из ректификатора 7 переходит в ректификатор 6, охлаждая его насадку. Затем процесс повторяется. Из ресивера 8 газ подают на вход регенератора 18 блока 2. Ресивер 8 служит также аккумулятором газа, который используют перед следующим циклом работы установки для выравнивания давлений в ресивере 8 и подпоршневой полости, и для дополнительного охлаждения регенератора 18.
Преимуществом заявляемой установки является ее технологическая гибкость, заключающаяся в возможности адаптации процесса и оборудования при изменениях состава, количества и давления сырьевого газа, мобильность - пригодность установки к перебазированию. Установка рассчитана на работу в широком диапазоне давлений сырьевого газа от 0,6-5 МПа, при частоте переключения клапанов 0,5 - 10 Гц, имеет производительность от 500-2000 м3/ч, высокую глубину извлечения целевых компонентов: пропан-бутана - до 90%, бензиновой фракции - до 95%.An advantage of the inventive installation is its technological flexibility, which consists in the possibility of adapting the process and equipment with changes in the composition, quantity and pressure of raw gas, mobility - the suitability of the installation for relocation. The installation is designed to operate in a wide range of feed gas pressures from 0.6-5 MPa, with a valve switching frequency of 0.5 - 10 Hz, has a capacity of 500-2000 m 3 / h, a high extraction depth of the target components: propane-butane - up to 90%, gasoline fraction - up to 95%.
Отходящий сухой газ можно использовать в бытовых целях или в газогенераторных установках для выработки электроэнергии. Наиболее эффективным является использование установки на малодебитных нефтяных и газоконденсатных месторождениях.Waste dry gas can be used for domestic purposes or in gas generating plants to generate electricity. The most effective is the use of the installation in low-yield oil and gas condensate fields.
Claims (29)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005133907/06A RU2312279C2 (en) | 2005-11-03 | 2005-11-03 | Method and device for low-temperature separation of gas into fractions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005133907/06A RU2312279C2 (en) | 2005-11-03 | 2005-11-03 | Method and device for low-temperature separation of gas into fractions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005133907A RU2005133907A (en) | 2007-05-10 |
| RU2312279C2 true RU2312279C2 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=38107703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005133907/06A RU2312279C2 (en) | 2005-11-03 | 2005-11-03 | Method and device for low-temperature separation of gas into fractions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2312279C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2624706C2 (en) * | 2016-07-06 | 2017-07-05 | Баир Сыдыпович Бальжинимаев | Method and installation for purifying waste gases |
| RU2718936C1 (en) * | 2019-12-17 | 2020-04-15 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method for preliminary drying associated petroleum gas |
-
2005
- 2005-11-03 RU RU2005133907/06A patent/RU2312279C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2624706C2 (en) * | 2016-07-06 | 2017-07-05 | Баир Сыдыпович Бальжинимаев | Method and installation for purifying waste gases |
| RU2718936C1 (en) * | 2019-12-17 | 2020-04-15 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method for preliminary drying associated petroleum gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005133907A (en) | 2007-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2272228C1 (en) | Universal gas separation and liquefaction method (variants) and device | |
| EP3341585B1 (en) | Kalina cycle based conversion of gas processing plant waste heat into power | |
| EP3341584B1 (en) | Modified goswami cycle based conversion of gas processing plant waste heat into power and cooling | |
| USRE39826E1 (en) | Comprehensive natural gas processing | |
| US7856848B2 (en) | Flexible hydrocarbon gas separation process and apparatus | |
| RU2749626C2 (en) | Method for liquefying hydrocarbon raw flow and system for its implementation | |
| US6694768B2 (en) | Non-frost deep-freezing gas dehydrator | |
| JP2005114354A (en) | Self-cleaning low temperature refrigeration system | |
| NO166672B (en) | PROCEDURE FOR SEPARATING NITROGEN FROM A RAW MATERIAL UNDER PRESSURE CONTAINING NATURAL GAS AND NITROGEN. | |
| CN86105913A (en) | The method of from Sweet natural gas, separating the hydrocarbon of two carbon | |
| CN106461320A (en) | Liquefied natural gas facility employing an optimized mixed refrigerant system | |
| RU2614947C1 (en) | Method for natural gas processing with c2+ recovery and plant for its implementation | |
| EA021745B1 (en) | Process for treating a stream of cracked gas coming from a hydrocarbon pyrolysis plant, and associated plant | |
| AU2023237164A1 (en) | Liquefaction system | |
| RU2312279C2 (en) | Method and device for low-temperature separation of gas into fractions | |
| RU2640969C1 (en) | Method for extraction of liquefied hydrocarbon gases from natural gas of main gas pipelines and plant for its implementation | |
| RU2528460C2 (en) | Liquefying of high-pressure natural gas or low-pressure associated oil gas | |
| RU2676829C1 (en) | Associated petroleum gas topping plant | |
| RU2496068C1 (en) | Method of drying and cleaning of natural gas with further liquefaction and device for its implementation | |
| RU2507459C1 (en) | Separation method from liquefaction of associated petroleum gas with its isothermal storage | |
| RU2737987C1 (en) | Natural gas liquefaction method and device for implementation thereof | |
| RU2225971C1 (en) | Process of separation of accompanying oil gas | |
| RU2306501C1 (en) | Device for the low-temperature separation of the gas into the fractions | |
| RU2509271C2 (en) | Method for obtaining gasolines and liquefied gas from associated gas | |
| RU213282U1 (en) | Hydrocarbon gas topping plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131104 |