RU2419480C2 - Plant to separate c1-4еc5 hydrocarbons and higher from water - Google Patents
Plant to separate c1-4еc5 hydrocarbons and higher from water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419480C2 RU2419480C2 RU2008126348/05A RU2008126348A RU2419480C2 RU 2419480 C2 RU2419480 C2 RU 2419480C2 RU 2008126348/05 A RU2008126348/05 A RU 2008126348/05A RU 2008126348 A RU2008126348 A RU 2008126348A RU 2419480 C2 RU2419480 C2 RU 2419480C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooling water
- hydrocarbons
- sorbent
- cassettes
- cooling
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике подготовки нефти и газа к транспорту по трубопроводам и может быть использовано в газо- и нефтедобывающих отраслях промышленности.The invention relates to techniques for the preparation of oil and gas for transport through pipelines and can be used in gas and oil industries.
При подготовке газа к транспорту из него необходимо извлечь воду и углеводороды С5 и выше, так как водяные пары и углеводороды C5 и выше при понижении температуры конденсируются, образуя жидкостные, ледяные и гидратные пробки в трубопроводах.When preparing gas for transport, it is necessary to extract water and C 5 and higher hydrocarbons from it, since water vapors and C 5 and higher hydrocarbons condense with decreasing temperature, forming liquid, ice and hydrate plugs in pipelines.
Для осуществления поставленных задач выполняются операции очистки, осушки, компримирования газа, извлечения из сырого газа бензиновых фракций [Чуракаев A.M. Переработка нефтяных газов. - М.: Недра, - 1983, - 279 с.].To achieve the objectives, operations are performed cleaning, drying, compressing gas, extracting gasoline fractions from raw gas [Churakaev A.M. Oil refining. - M .: Nedra, - 1983, - 279 p.].
Известно следующие устройства и способы для разделения и очистки газов:The following devices and methods are known for gas separation and purification:
- система разделения газов на нескольких адсорбентах [Заявка №0248720, МКИ 4 B01D 53/04, опубл. 09.12.1987 г., Бюл. №50];- gas separation system for several adsorbents [Application No. 0248720, MKI 4 B01D 53/04, publ. 12/09/1987, Bull. No. 50];
- удаление примесей C5 и выше путем их абсорбции [Заявка №0247585, МКИ 4 B01D 53/14, опубл. 02.12.1987 г., Бюл. №49. А.С. №835461, МКИ B01D 19/00, опубл. 1981 г., Бюл. №21. А.С. №1068141, МКИ B01D 19/00, опубл. 23.01.1984 г., Бюл. №3];- removal of impurities C 5 and above by their absorption [Application No. 0247585,
- разделение на газожидкостных сепараторах [А.С. №585856, МКИ B01D 17/06, опубл. 1977 г., Бюл. №48. А.С. №801855, МКИ B01D 45/08, опубл. 1981 г., Бюл. №5. А.С. №860829, МКИ B01D 45/18, опубл. 1981 г., Бюл. №33];- separation on gas-liquid separators [A.S. No. 585856, MKI
- использование фильтровальных насадок на адсорбционных колоннах [А.С. №1068142, МКИ B01D 19/00, опубл. 15.01.1984 г., Бюл. №2. А.С. №232835, МКИ B01D 3/00, опубл. 14.02.1985 г., Бюл. №2].- the use of filter nozzles on adsorption columns [A.S. No. 1068142, MKI
Недостатком всех этих устройств является многостадийность, высокая энергоемкость и отсутствие возможности проведения одновременного отделения воды и углеводородов C5 и выше от фракции С1-4. Оборудование имеет большие габариты, металлоемко и отличается большой стоимостью.The disadvantage of all these devices is multi-stage, high energy intensity and the lack of the ability to conduct simultaneous separation of water and hydrocarbons C 5 and above from the fraction C 1-4 . The equipment is large, metal-intensive and has a great cost.
Наиболее близким к предлагаемой установке является устройство для очистки газа от примесей по патенту РФ №2095122, МКИ 6 B01D 45/12, опубл. 10.11.1997 г., содержащее вертикальный цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубком выхода газа и штуцером сброса жидкости, горизонтальную перегородку и ротор, выполненный в виде перфорированного стакана. В перфорированном стакане коаксиально и с зазором установлены две обечайки, одна из которых, прилежащая к перфорированному стакану, выполнена сплошной, а другая перфорированной, при этом обе обечайки не доходят до днища перфорированного стакана и примыкают соответственно к наружному и внутреннему диаметрам кольцевого лотка, установленного под ними. Конец сливной трубки выведен в полость вертикального цилиндрического корпуса. К недостаткам устройства относится низкая степень очистки газов С1-4 от других углеводородов. Кроме того, необходима отдельная стадия обезвоживания, например, с использованием диэтиленгликоля.Closest to the proposed installation is a device for cleaning gas from impurities according to the patent of the Russian Federation No. 2095122, MKI 6 B01D 45/12, publ. November 10, 1997, containing a vertical cylindrical body with a tangential inlet pipe, a gas outlet pipe and a liquid discharge fitting, a horizontal partition and a rotor made in the form of a perforated glass. Two shells are installed coaxially and with a gap in the perforated cup, one of which adjacent to the perforated cup is solid and the other perforated, while both shells do not reach the bottom of the perforated cup and are adjacent to the outer and inner diameters of the annular tray mounted under them. The end of the drain pipe is brought into the cavity of the vertical cylindrical body. The disadvantages of the device include a low degree of purification of C 1-4 gases from other hydrocarbons. In addition, a separate dehydration step is required, for example, using diethylene glycol.
Задачей изобретения является повышение качества очистки газа и обеспечение разделения фракции С1-4 от воды и более тяжелых углеводородов в непрерывном режиме "конденсация воды и углеводородов С5 и выше с последующим удалением конденсата из установки", установка может использоваться и в процессах подготовки нефти к транспорту для ее дегазации.The objective of the invention is to improve the quality of gas purification and ensuring the separation of the C 1-4 fraction from water and heavier hydrocarbons in continuous mode "condensation of water and C 5 and higher hydrocarbons with subsequent removal of condensate from the installation", the installation can also be used in oil preparation processes transport for its degassing.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание недорогой и простой в обслуживании установки для разделения углеводородов, с применением волокнистых сорбентов из полиолефинов. В таком сорбенте действуют капиллярные силы, удерживающие углеводороды при скорости вращения кассет меньше 600 об/мин, волокнистая укладка сорбента не деформируется под действием центробежных сил, возникающих при вращении кассет со скоростью менее 3000 об/мин. При использовании более высоких скоростей вращения плотность набивки кассет волокном должна быть увеличена до 240 кг/м3. Возможность использования полиолефиновых волокон в качестве сорбентов, их физико-химические характеристики и оптимальные параметры волокнистых фильтрующих насадок применительно к заявляемой установке экспериментально изучены и получены заявителем. Эти результаты частично опубликованы в работах [С.В.Бордунов, В.В.Бордунов. «Волокнистые материалы из отходов термопластов для фильтрационной очистки воды и воздуха». Юбилейные научные чтения «Белые ночи-2008». Материалы Международных научных чтений. Часть 1. Санкт-Петербург-2008, стр.422-426 и В.В.Бордунов, С.В.Бордунов, В.В.Леоненко. «Очистка воды от нефти и нефтепродуктов». Экология и промышленность России. Август 2005 г., с.8-10].The technical result of the present invention is the creation of an inexpensive and easy to maintain installation for the separation of hydrocarbons using fibrous sorbents from polyolefins. In such a sorbent, capillary forces are acting that retain hydrocarbons at a cassette rotation speed of less than 600 rpm; the fibrous sorbent is not deformed under the action of centrifugal forces arising from cassette rotation at a speed of less than 3000 rpm. When using higher rotation speeds, the density of the packing of the cassettes with fiber should be increased to 240 kg / m 3 . The possibility of using polyolefin fibers as sorbents, their physico-chemical characteristics and optimal parameters of the fibrous filter nozzles in relation to the inventive installation have been experimentally studied and obtained by the applicant. These results are partially published in the works of [S.V. Bordunov, V.V. Bordunov. "Fibrous materials from waste thermoplastics for filtering water and air." Anniversary scientific readings "White Nights 2008". Materials of international scientific readings. Part 1. St. Petersburg-2008, pp. 424-426 and V.V. Bordunov, S.V. Bordunov, V.V. Leonenko. "Water purification from oil and oil products." Ecology and industry of Russia. August 2005, p.8-10].
На фиг.1 схематически изображена установка для подготовки газа к транспорту путем удаления из исходного газа воды и углеводородов C5 и выше, где:Figure 1 schematically shows an installation for preparing gas for transport by removing water and hydrocarbons of C 5 and above from the source gas, where:
1 - поток жидких воды и углеводородов С5 и выше; 2 - направляющие полки; 3 - рубашка охлаждения; 4 - внешняя перфорированная обечайка; 5 - волокнистый сорбент; 6 - охлаждающие трубы; 7 - верхний распределитель охлаждающей воды; 8 - внутренняя труба; 9 - подшипники с уплотнением; 10 - муфта; 11 - верхняя камера охлаждения; 12 - двигатель; 13 - вращающийся фильтр; 14 - патрубок подачи воды; 15 - съемные цилиндрические кассеты; 16 - патрубок вывода фракции С1-4; 17 - поток газообразных фракций С1-4; 18 - патрубок ввода охлаждающей воды; 19 - полый вал стока охлаждающей воды; 20 - патрубок ввода исходной смеси газов; 21 - нижняя камера; 22- патрубок вывода охлаждающей воды; 23 - сборник охлаждающей воды; 24 - патрубок вывода фракции С5 и выше; 25 - корпус установки; 26 - решетки; 27 - холодильник; 28 - патрубок выхода углеводородов С1-4; 29 - вентиля подачи газа для регенерации колонн; 30 - источник подачи сжатого газа; 31 - колонны; 32 - сборник конденсата; 33 - клапан сброса в атмосферу избыточного давления; 34 - вентиля подачи газа в колонну.1 - a stream of liquid water and hydrocarbons With 5 and above; 2 - guide shelves; 3 - cooling shirt; 4 - external perforated shell; 5 - fibrous sorbent; 6 - cooling pipes; 7 - upper distributor of cooling water; 8 - an internal pipe; 9 - bearings with a seal; 10 - coupling; 11 - upper cooling chamber; 12 - engine; 13 - rotating filter; 14 - pipe water supply; 15 - removable cylindrical cassettes; 16 - pipe outlet fraction 1-4 ; 17 - a stream of gaseous fractions With 1-4 ; 18 - pipe input cooling water; 19 - a hollow shaft of the drain of cooling water; 20 - pipe input of the initial mixture of gases; 21 - lower chamber; 22 - cooling water outlet pipe; 23 - a collection of cooling water; 24 - pipe outlet fractions With 5 and above; 25 - installation casing; 26 - lattice; 27 - refrigerator; 28 - pipe outlet hydrocarbons With 1-4 ; 29 - gas supply valve for the regeneration of columns; 30 - source of compressed gas; 31 - columns; 32 - condensate collector; 33 - valve discharge into the atmosphere of excess pressure; 34 - valve for supplying gas to the column.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Для вращения фильтра 13 включают электродвигатель 12. Герметизацию и вращение фильтра 13 обеспечивают подшипники с уплотнением 9, которые разделяют верхнюю камеру охлаждения воды 11 от двигателя 12 и верхнего распределителя охлаждающей воды 7. В нижней части трубы 8, размещенной внутри полого вала 19 и нижней камеры 21, также установлены подшипники с уплотнением 9. Вал двигателя 12 соединен с верхним распределителем охлаждающей воды 7 муфтой 10. Таким образом, обеспечивается вращение фильтра 13 и герметично разделяются камеры 21 ввода исходной смеси углеводородов и воды от корпуса 25. В корпус 25, охлаждаемый водой, поступающей по патрубку 18 в рубашку охлаждения 3, подают исходную смесь газов через патрубок 20 и камеру 21. Смесь газов по внутренней трубе 8, герметично закрепленной на верхнем распределителе охлаждающей воды 7, через верхнюю перфорированную часть трубы 8 с размером ячеек 1-3 мм, поступает в съемные цилиндрические кассеты 15, заполненные сорбентом 5 из волокон полиолефинов, в порах которых происходит капиллярная конденсация воды и углеводородов C5 и выше. Рекомендуемая плотность набивки кассет 15 волокнистым сорбентом с диаметром волокон 30-100 мкм составляет 155±5 кг/м3, с толщиной слоя волокна в каждой кассете 15-20 мм при общем числе кассет не менее 5. Выбор количества кассет, диаметра волокна и толщины слоя сорбента определяется исходя из состава углеводородов и напора газовой смеси, подаваемой в установку, и определяется исходя из падения напора (ΔР, Па) на фильтре в зависимости от объемного расхода газовой смеси (V, м3/с) по эмпирической формуле To rotate the
ΔР=0,55V0,5708, ΔP = 0.55V 0.5708 ,
выведенной на основе экспериментальных данных по разделению углеводородов газового конденсата, определенной на фильтре с плотностью упаковки волокна 155±5 кг/м3. Волокна с диаметром менее 30 мкм нежелательно применять вследствие роста сопротивления (для волокна с диаметром 10 мкм падение напора на порядок выше, чем для волокон с диаметром 30 мкм), а на фильтрах с диаметром больше 100 мкм наблюдается проскок тяжелых углеводородов. В диапазоне диаметров волокна от 30 до 100 мкм проскок тяжелых углеводородов не наблюдается при суммарной толщине фильтра 75-100 мм, чем и обусловлено минимальное количество кассет 5 при минимальной толщине слоя сорбента в каждой кассете 15 мм. Увеличивать слой сорбента в кассетах 15 более 20 мм нецелесообразно вследствие затруднения его охлаждения трубами 6.derived on the basis of experimental data on the separation of hydrocarbon gas condensate, determined on a filter with a packing density of fiber 155 ± 5 kg / m 3 . Fibers with a diameter of less than 30 microns are undesirable due to an increase in resistance (for a fiber with a diameter of 10 microns, the pressure drop is an order of magnitude higher than for fibers with a diameter of 30 microns), and filters with a diameter of more than 100 microns show a breakdown of heavy hydrocarbons. In the range of fiber diameters from 30 to 100 μm, breakthrough of heavy hydrocarbons is not observed with a total filter thickness of 75-100 mm, which is the reason for the minimum number of
Съемные кассеты 15 вставлены одна в другую между внутренней трубой 8, внешней перфорированной обечайкой 4 и трубами охлаждения 6, зажимаются верхним распределителем охлаждающей воды 7 и полым валом стока охлажденной воды 19. Расстояние между двумя соседними кассетами 15 равно диаметру трубы 6. Охлаждающие трубы 6 устанавливаются только между кассетами 15. Охлаждающие трубы 6 устанавливаются с шагом между центрами отверстий труб, равным двум диаметрам d труб 6, и герметично соединены с верхним распределителем охлаждающей воды 7 и полым валом стока охлаждающей воды 19. Схематично это показано на фиг.2. Боковые стенки кассет выполняются из перфорированного металла с размером ячейки 1-3 мм. При меньших размерах ячейки резко возрастает гидравлическое сопротивление. В этом случае необходимо увеличивать скорость вращения кассет и плотность набивки их волокном, что приводит к уменьшению емкости сорбента по углеводородам, а при больших размерах ячеек появляется вероятность выноса из них части тонких волокон. Наличие свободного пространства между кассетами позволяет организовать сток конденсата, вытекающего из кассет в донную часть вращающегося фильтра 13 по стенкам соседних кассет. В результате этого количество конденсата, сорбируемого сорбентом 5, уменьшается от центра к периметру, и внешняя кассета выполняет функцию финишной очистки газа от воды и углеводородов C5 и выше. Жидкий конденсат из воды и углеводородов С5 и выше удаляется, главным образом, из нижней части кассет, что увеличивает качество и эффективность процесса разделения углеводородов и удаления из газов воды, так как в порах верхней части сорбента в кассетах, начиная со второй кассеты от центра, остается свободное место для конденсата и возможность движения не конденсирующейся части разделяемой газовой смеси.
Для охлаждения вращающегося фильтра 13 и волокнистого сорбента 5 и поддержания необходимых условий капиллярной конденсации углеводородов C5 и выше предусмотрено охлаждение водой, которая проходит через патрубок 14 в верхнюю камеру охлаждения 11, верхний распределитель воды 7, по трубам 6 через нижний сборник охлаждающей воды 19 в сборник охлаждающей воды 23 и стекает через патрубок 22.To cool the
Рабочая скорость вращения электродвигателем 12 фильтра 13 с сорбентом 5 находится в пределах 700-3000 об/мин. Под действием центробежных сил, вращающегося фильтра 13 через внешнюю перфорированную обечайку 4 с размером ячейки 1-3 мм жидкие углеводороды выводятся из фильтра и по полкам 2, расположенным под углом 50-70° по отношению к внутренней оси установки, стекают в патрубок вывода конденсата 24. Между полками 2 и корпусом 25 имеется зазор, обеспечивающий движение конденсата вниз 1 к патрубку 24 и газообразной фракции С1-4 вверх 17 к патрубку 16.The working speed of rotation of the
На фиг.3 показан адсорбер, являющийся неотъемной частью установки. Часть углеводородов C5 и выше в виде тонких аэрозолей и газа (что обусловлено давлением пара данных углеводородов при температуре в установке), увлекаются потоком газа С1-4 через патрубок 16, вентиля 34, включающие одну либо другую колонну адсорбера, подаются в межрешеточное пространство на 1/3 высоты от нижней решетки колонны 31, где происходит окончательная очистка фракции С1-4 от углеводородов C5 и выше. Колонны содержат две решетки 26, пространство между которыми заполнено сорбентом 5. Капиллярная конденсация углеводородов С5 и выше осуществляется в поровом пространстве сорбента 5, охлаждаемого водой, протекающей через холодильник 27, в который она вводится через патрубки 18. Содержание углеводородов C5 и выше, поступающих вместе с фракцией С1-4 в адсорбционную колонну, не превышает 0,1-0,3% массовых по отношению к массе фракции С1-4. Эти углеводороды конденсируются в объеме волокнистого сорбента 5, которым заполнено пространство в колонне между решетками 26, причем под давлением газов С1-4 накапливающийся в сорбенте конденсат движется по порам в сорбенте вниз и далее выводится из колонны в сборник конденсата 32, который снабжен клапаном сброса в атмосферу избыточного давления 33. Очищенная от углеводородов C5 и выше фракция С1-4 выводится из колонны через патрубок 28. Одна из колонн находится в работе, а вторая на регенерации. Регенерация осуществляется системой подачи сжатого газа 30 (азот, воздух) в верхнюю часть колонны при помощи вентилей подачи газа 29. Газ вытесняет из порового пространства углеводороды C5 и выше в сборник 32. Избыточное давление из колонны и сборника сбрасывается через клапан 33. После регенерации колонны переключаются системой вентилей 34.Figure 3 shows the adsorber, which is an integral part of the installation. Part of C 5 and higher hydrocarbons in the form of thin aerosols and gas (which is caused by the vapor pressure of these hydrocarbons at the installation temperature), are carried away by the gas flow C 1-4 through the
Степень разделения углеводородов в установке для отделения углеводородов С1-4 от других углеводородов и воды не менее 99,7%.The degree of separation of hydrocarbons in the installation for the separation of hydrocarbons With 1-4 from other hydrocarbons and water is not less than 99.7%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008126348/05A RU2419480C2 (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Plant to separate c1-4еc5 hydrocarbons and higher from water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008126348/05A RU2419480C2 (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Plant to separate c1-4еc5 hydrocarbons and higher from water |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008126348A RU2008126348A (en) | 2010-01-10 |
RU2419480C2 true RU2419480C2 (en) | 2011-05-27 |
Family
ID=41643647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008126348/05A RU2419480C2 (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Plant to separate c1-4еc5 hydrocarbons and higher from water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2419480C2 (en) |
-
2008
- 2008-06-27 RU RU2008126348/05A patent/RU2419480C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008126348A (en) | 2010-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA022697B1 (en) | Method and system for selective removal of oil from gas stream comprising methane | |
RU2627864C1 (en) | System and methods of entrapped liquid removing | |
RU2381822C1 (en) | Hydrocarbon gas treatment plant | |
JP2001524875A (en) | Apparatus and method for performing gas / liquid absorption of membranes at high pressure | |
CN1086411C (en) | Method and device for the filtration, degassing and dehydration of, and removal of ageing products from petroleum oils | |
RU97104027A (en) | METHOD AND DEVICE FOR FILTRATION, DEGASATION, DEHYDRATION AND DISPOSAL OF AGING PRODUCTS IN OIL OILS | |
RU2469771C1 (en) | Separator for gas purification | |
CN106190387B (en) | A kind of associated gas denitrification equipment and technique | |
Galtseva et al. | The separation process of methane-butane fraction from natural gas before transport | |
RU2419480C2 (en) | Plant to separate c1-4еc5 hydrocarbons and higher from water | |
RU2012105734A (en) | METHOD AND SYSTEM FOR SEPARATION AND FILTRATION OF UNTREATED TERPHTHALIC ACID TO OBTAIN PURIFIED TERPHTHALIC ACID | |
JP5400845B2 (en) | Boron adsorption device, boron removal system, and boron removal method | |
CN104531248A (en) | Horizontal separator used for oil gas separation and purification | |
RU2757777C1 (en) | Gas drying absorber | |
EP2316549B1 (en) | Method and device for removing water from bioethanol by combined adsorption and distillation | |
RU164124U1 (en) | GAS DRYING DEVICE | |
RU65785U1 (en) | SEPARATOR-DROP BATTERY FOR THIN GAS CLEANING FROM LIQUID | |
RU2547750C1 (en) | Method of technical oil purification | |
JP5527447B2 (en) | Organic solvent dehydrator | |
RU2493900C1 (en) | Method of liquid-gas flow separation | |
RU2820244C1 (en) | Device for deep cleaning, regeneration and recovery of industrial, energy oils and lubricant-coolant | |
RU2299761C2 (en) | Method of regeneration of the active charcoal and the system for its realization | |
EP3954449A1 (en) | Device and process for the dehydration of organic solvents | |
RU2229327C2 (en) | Method of dehydration of light oil products and device for its realization | |
RU2135256C1 (en) | Oil drying and degassing process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110628 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120720 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180628 |