RU2565320C1 - Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing - Google Patents
Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2565320C1 RU2565320C1 RU2014135757/05A RU2014135757A RU2565320C1 RU 2565320 C1 RU2565320 C1 RU 2565320C1 RU 2014135757/05 A RU2014135757/05 A RU 2014135757/05A RU 2014135757 A RU2014135757 A RU 2014135757A RU 2565320 C1 RU2565320 C1 RU 2565320C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- line
- outlet line
- regeneration
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике и технологии подготовки газа, в частности к технологическим установкам адсорбционной осушки углеводородного газа от воды, водного конденсата и очистки от нежелательных компонентов, в частности от ртути, и может быть использовано в технологических процессах низкотемпературной переработки газа с целью получения сжиженного природного газа (СПГ) в газовой промышленности.The invention relates to techniques and technologies for gas preparation, in particular to technological installations for the adsorption drying of hydrocarbon gas from water, water condensate and purification from undesirable components, in particular from mercury, and can be used in technological processes of low-temperature gas processing in order to produce liquefied natural gas (LNG) in the gas industry.
Из уровня техники известно, что перед криогенным оборудованием обычно устанавливают адсорбционные установки, удаляющие из потока углеводородного газа практически всю влагу. Благодаря этому удается предотвратить замерзание оборудования при дальнейшей обработке. Кроме того, в углеводородном газе элементарная ртуть и соединения ртути представляют собой следовые загрязняющие примеси, которые обладают коррозионным действием на оборудование и могут выступать в качестве каталитического яда, а также могут представлять риск с точки зрения производственной гигиены и окружающей среды от загрязненных частей, выбросов и стоков.It is known from the prior art that adsorption units are usually installed in front of cryogenic equipment, removing almost all moisture from a hydrocarbon gas stream. Thanks to this, it is possible to prevent freezing of the equipment during further processing. In addition, in a hydrocarbon gas, elemental mercury and mercury compounds are trace contaminants that have corrosive effects on equipment and can act as catalytic poisons and can also pose a risk in terms of occupational health and the environment from contaminated parts, emissions and drains.
Известна установка адсорбционной осушки природного газа (Патент РФ на полезную модель №128514, МПК6 B01D 53/04, опубликован 27.05.2013), включающая входной сепаратор, дроссель, нагреватель газа регенерации, охладитель газа регенерации, сепаратор газа регенерации, фильтр осушенного газа, адсорберы. Верх адсорберов соединен с линией подачи сырого газа, линией подачи газа охлаждения и линией отвода отработанного газа регенерации, а низ соединен с линией отвода осушенного газа, линией отвода отработанного газа охлаждения и линией подачи газа регенерации. Линия отвода осушенного газа соединена с фильтром осушенного газа, линия отвода отработанного газа охлаждения и линия отвода отработанного газа регенерации соединены с охладителем газа регенерации и сепаратором газа регенерации, линия подачи газа регенерации соединена с нагревателем газа регенерации, линия подачи газа охлаждения соединена с линией подачи сырого газа перед дросселем. Сепаратор газа регенерации соединен с линией подачи сырого газа после дросселя, нагреватель газа регенерации соединен с линией подачи сырого газа перед дросселем.A known installation of adsorption drying of natural gas (RF Patent for Utility Model No. 128514, IPC 6 B01D 53/04, published May 27, 2013), including an inlet separator, an inductor, a regeneration gas heater, a regeneration gas cooler, a regeneration gas separator, a dried gas filter, adsorbers. The top of the adsorbers is connected to the raw gas supply line, the cooling gas supply line and the exhaust gas regeneration exhaust line, and the bottom is connected to the dried gas exhaust line, the exhaust cooling gas exhaust line and the regeneration gas supply line. The drained gas exhaust line is connected to the drained gas filter, the cooling exhaust gas exhaust line and the regeneration exhaust gas exhaust line are connected to the regeneration gas cooler and the regeneration gas separator, the regeneration gas supply line is connected to the regeneration gas heater, the cooling gas supply line is connected to the raw gas supply line gas in front of the throttle. The regeneration gas separator is connected to the raw gas supply line after the throttle, the regeneration gas heater is connected to the raw gas supply line before the throttle.
Общими признаками известного решения и предлагаемого решения являются:Common features of a known solution and proposed solution are:
- входной сепаратор;- input separator;
- нагреватель газа регенерации;- regeneration gas heater;
- охладитель газа регенерации;- regeneration gas cooler;
- сепаратор газа регенерации;- gas recovery separator;
- фильтр осушенного газа;- dried gas filter;
- адсорберы;- adsorbers;
- верх адсорберов соединен с линией подачи сырого газа и линией подачи газа охлаждения и линией отвода отработанного газа регенерации;- the top of the adsorbers is connected to the raw gas supply line and the cooling gas supply line and the exhaust gas regeneration exhaust line;
- низ адсорберов соединен с линией отвода осушенного газа, линией отвода отработанного газа охлаждения и линией подачи газа регенерации;- the bottom of the adsorbers is connected to the drained gas exhaust line, the cooling exhaust gas exhaust line and the regeneration gas supply line;
- линия отвода осушенного газа соединена с фильтром осушенного газа;- the drained gas outlet line is connected to the drained gas filter;
- линия подачи газа регенерации соединена с нагревателем газа регенерации.- the regeneration gas supply line is connected to the regeneration gas heater.
Недостатками известной установки являются следующие.The disadvantages of the known installation are as follows.
Известная установка не позволяет обеспечить очистку углеводородного газа от ртути, что приведет к указанным выше последствиям: коррозия оборудования, в частности, изготовленного из алюминия и или меди, применяемого в низкотемпературных процессах сжижения природного газа, риски с точки зрения производственной гигиены и окружающей среды от загрязненных частей, выбросов и стоков.The known installation does not allow purification of hydrocarbon gas from mercury, which will lead to the above consequences: corrosion of equipment, in particular, made of aluminum and or copper, used in low-temperature processes for liquefying natural gas, risks from the point of view of industrial hygiene and the environment from contaminated parts, emissions and drains.
Схему с возвратом отработанного газа регенерации в сырьевой газовый поток применять в установке одновременной осушки и очистки (CO2 и ртути) невозможно в связи с тем, что в сырьевой газовый поток возвращаются извлеченные из газа компоненты и, тем самым, их концентрация в сырьевом потоке возрастает, что приводит к накоплению извлекаемых компонентов.It is not possible to use the scheme with the return of regeneration exhaust gas to the feed gas stream in a simultaneous drying and purification unit (CO 2 and mercury) due to the fact that components extracted from the gas are returned to the feed gas stream and, therefore, their concentration in the feed stream increases , which leads to the accumulation of recoverable components.
Общеизвестно, что точка росы осушенного газа зависит от ряда условий, в том числе от условий регенерации (температура, давление и влажность газа регенерации и охлаждения). Использование в известной установке в качестве газа регенерации адсорбента части потока сырого газа не позволяет достигнуть точку росы даже минус 60°C из-за высокого остаточного содержания влаги в адсорбенте, что не позволит обеспечить температуру точки росы (ТТР) до 1 ppm. Поэтому не представляется возможным использовать подготовленный на данной установке газ в дальнейших процессах сжижения углеводородных газовIt is well known that the dew point of a dried gas depends on a number of conditions, including the conditions of regeneration (temperature, pressure, and humidity of the regeneration and cooling gas). The use of a part of the raw gas stream in the known installation as an adsorbent regeneration gas does not allow reaching a dew point of even minus 60 ° C due to the high residual moisture content in the adsorbent, which will not allow ensuring a dew point temperature (TTR) of up to 1 ppm. Therefore, it is not possible to use the gas prepared at this installation in further hydrocarbon gas liquefaction processes
Наличие дросселя в схеме сырьевого газа сужает диапазон работы, т.к. ограничивается резервом по давлению.The presence of a throttle in the feed gas circuit narrows the range of operation, as limited by pressure reserve.
Известна установка подготовки магистрального природного газа к сжижению (Патент РФ на полезную модель №100919, МПК6 B01D 53/00, опубликован 10.01.2011), включающая линию подачи природного газа из магистрали, узел очистки газа от капельного газового конденсата, компрессорного масла, механических примесей и рекуперативного теплообмена, узел адсорбционной нерегенеративной очистки газа от ртути и/или ее соединений, узел очистки газа от сернистых компонентов (сероводорода, меркаптанов и опционально от серооксида углерода), узел каталитической очистки газа от кислорода, узел мокрой очистки газа от диоксида углерода (CO2) и адсорбционный блок осушки и окончательной очистки газа от CO2. Узел очистки газа от капельного газового конденсата, компрессорного масла, механических примесей и рекуперативного теплообмена содержит первый и второй сепараторы, первый и второй рекуперативные теплообменники. Первый сепаратор имеет линию вывода газового конденсата, компрессорного масла и механических примесей и линию вывода отсепарированного газа, которая через первый теплообменник соединена с узлом нерегенеративной очистки от ртути. Второй теплообменник узла очистки и рекуперативного теплообмена соединен по одному из потоков с узлом каталитической очистки газа от кислорода и с узлом мокрой очистки газа от CO2, а по другому потоку - со вторым сепаратором и с узлом адсорбционной осушки и окончательной очистки газа от CO2, имеющим выход воды (водно-метанольного раствора в случае присутствия метанола в составе магистрального газа) со следами углеводородов и линию подачи очищенного и осушенного газа на сжижение. Выход газа регенерации узла адсорбционной осушки соединен с узлом мокрой очистки газа от CO2. Последний имеет вывод CO2 и вывод газов дегазации на продувку факела и соединен с узлом очистки линиями выхода газа очищенного от CO2 и входа водяного конденсата.A known installation for the preparation of main natural gas for liquefaction (RF Patent for Utility Model No. 100919, IPC 6 B01D 53/00, published January 10, 2011), including a line for supplying natural gas from the main line, a unit for cleaning gas from drip gas condensate, compressor oil, and mechanical impurities and recuperative heat transfer, adsorption non-regenerative gas purification unit for mercury and / or its compounds, gas purification unit for sulfur components (hydrogen sulfide, mercaptans and optionally carbon monoxide), catalytic purification unit aza from oxygen, wet gas purification unit of carbon dioxide (CO 2) and an adsorption unit and final drying gas from the CO 2 purification. The gas purification unit for gas condensate, compressor oil, mechanical impurities and recuperative heat transfer contains first and second separators, first and second recuperative heat exchangers. The first separator has an outlet line for gas condensate, compressor oil and mechanical impurities and an outlet line for separated gas, which is connected through a first heat exchanger to a non-regenerative mercury purification unit. The second heat exchanger of the purification and recuperative heat exchange unit is connected in one of the streams to the unit for catalytic gas purification of oxygen and to the unit for wet gas purification from CO 2 , and through the other stream to the second separator and to the unit for adsorption drying and final gas purification from CO 2 , having a water outlet (water-methanol solution in the case of the presence of methanol in the composition of the main gas) with traces of hydrocarbons and a supply line for purified and dried gas for liquefaction. The regeneration gas outlet of the adsorption dehydration unit is connected to the unit for wet gas purification from CO 2 . The latter has a CO 2 output and a degassing gas outlet for purging the flare and is connected to the cleaning unit by the lines of gas outlet purified from CO 2 and the entrance of water condensate.
Установка снабжена трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой, соединяющими отдельные узлы и аппараты и обеспечивающими осуществление технологического процесса.The installation is equipped with pipelines with shut-off and control valves connecting individual units and devices and ensuring the implementation of the process.
Общими признаками известного решения и предлагаемого решения являются:Common features of a known solution and proposed solution are:
- линия подачи природного газа, соединенная с сепаратором сырьевого газа, имеющим линии вывода отсепарированного газа и вывода вредных примесей;- a natural gas supply line connected to a feed gas separator having separator gas output lines and harmful impurity output lines;
- блок очистки газа от CO2, соединенный через теплообменник с сепаратором подготовленного газа для осушки, имеющим линию выхода газа и жидкости;- a CO 2 gas purification unit, connected through a heat exchanger to a prepared gas separator for drying, having a gas and liquid outlet line;
- адсорбционный блок осушки и очистки газа от CO2, включающий адсорберы, с линиями входа углеводородного газа и выхода подготовленного газа для сжижения и линией выхода газа регенерации;- an adsorption block for drying and purifying gas from CO 2 , including adsorbers, with lines for the entry of hydrocarbon gas and the outlet for the prepared gas for liquefaction and an exit line for the regeneration gas;
- узел адсорбционной нерегенеративной очистки газа от ртути;- site adsorption non-regenerative purification of gas from mercury;
- трубопроводные линии, соединяющие оборудование;- pipelines connecting equipment;
- запорно-регулирующая арматура.- shut-off and control valves.
Недостатками известной установки являются следующие.The disadvantages of the known installation are as follows.
Узел адсорбционной нерегенеративной очистки сырьевого газа от ртути расположен на потоке сырого газа, поступающего из сепаратора сырьевого газа. Нерегенеративный адсорбент представляет собой обработанный (импрегнированный) серой активированный уголь, который эффективно работает только при очистке предварительно осушенного газа. В связи с тем что уголь хорошо поглощает влагу из сырого газа, то при очистке сырого газа происходит снижение емкости по ртути и, следовательно, требует более частой замены, что увеличивает эксплуатационные затраты, снижает диапазон эффективной работы нерегенеративного адсорбента. Например, массовая емкость активированного угля марки HGR (Calgon Carbon) по ртути составляет 20%. При очистке сырого газа адсорбционная емкость по ртути снижается до 2…3%.The site of adsorption non-regenerative purification of feed gas from mercury is located on the flow of crude gas coming from the feed gas separator. A non-regenerative adsorbent is a treated (impregnated) sulfur activated carbon, which only works effectively when cleaning a pre-dried gas. Due to the fact that coal absorbs moisture from crude gas well, when cleaning raw gas, there is a decrease in mercury capacity and, therefore, requires more frequent replacement, which increases operating costs and reduces the range of effective operation of non-regenerative adsorbent. For example, the HGR (Calgon Carbon) activated carbon mass capacity for mercury is 20%. When cleaning raw gas, the adsorption capacity for mercury is reduced to 2 ... 3%.
Наиболее близкой по технической сущности является установка подготовки углеводородного газа к низкотемпературной переработке (Патент РФ на изобретение №2381822, МПК6 B01D 53/04, опубликован 20.02.2010), включающая установленный на линии подачи сырьевого газа компрессор сырого газа, входной сепаратор сырьевого газа, имеющий линии вывода отсепарированного газа и вывода вредных примесей. Адсорбционный блок, обеспечивающий осушку газа, содержит параллельно соединенные адсорберы, заполненные сорбентом - синтетическим цеолитом. Для обеспечения работы адсорбционного блока количество адсорберов должно быть по крайней мере не менее двух. Один адсорбер находится в режиме работы, другой - в режиме регенерации адсорбента с последующим его охлаждением. Каждый адсорбер снабжен трубопроводной обвязкой с запорной арматурой. Адсорбционный блок соединен с линией подачи отсепарированного газа и имеет линию отвода осушенного газа, а также линию подвода газа регенерации с системой нагрева газа регенерации и линию отвода газа регенерации, а также систему газа охлаждения.The closest in technical essence is the installation for the preparation of hydrocarbon gas for low-temperature processing (RF Patent for the invention No. 2381822, IPC 6 B01D 53/04, published 02/20/2010), which includes a raw gas compressor installed on the feed gas line, an inlet feed gas separator, having the output line of the separated gas and the output of harmful impurities. The adsorption block, which provides gas dehydration, contains parallel-connected adsorbers filled with a sorbent - synthetic zeolite. To ensure the operation of the adsorption unit, the number of adsorbers must be at least two. One adsorber is in operation mode, the other is in regeneration mode of the adsorbent with its subsequent cooling. Each adsorber is equipped with piping with shutoff valves. The adsorption unit is connected to the separated gas supply line and has a drained gas exhaust line, as well as a regeneration gas supply line with a regeneration gas heating system and a regeneration gas exhaust line, as well as a cooling gas system.
Система регенерации включает фильтр газа охлаждения, рекуперативный теплообменник, нагревательный аппарат. Установка включает также блок охлаждения и сепарации отработанного газа регенерации, содержащий фильтр газа регенерации, соединенный с межтрубным пространством рекуперативного теплообменника, и охлаждающий теплообменный аппарат, соединенный с сепаратором, имеющим линию выхода воды и линию отвода отсепарированного отработанного газа регенерации, которая соединена с узлом подготовки отработанного газа регенерации, включающим фильтр-сепаратор очистки газа от механических примесей и капельной жидкости и нагревательный аппарат, который устанавливается в случаях, когда мелкодисперсные частицы жидкости не улавливаются фильтром. Узел подготовки отработанного газа регенерации соединен с блоком мембранного разделения газа регенерации, в котором линия выхода ретентата, газа, не проникшего через мембрану, подключена к линии подачи газа на дожимной компрессор, а линия выхода пермеата, а именно газовой смеси, проникшей через мембрану, - к линии подачи сырого газа на сырьевой компрессор. На линии выхода осушенного газа, подаваемого на низкотемпературную переработку газа, имеется фильтр осушенного газа. Кроме того, установка имеет блок низкотемпературной переработки газа, соединенный с линией отвода осушенного газа адсорберов.The regeneration system includes a cooling gas filter, a regenerative heat exchanger, and a heating apparatus. The installation also includes a unit for cooling and separating the regeneration exhaust gas, comprising a regeneration gas filter connected to the annular space of the regenerative heat exchanger, and a cooling heat exchanger connected to the separator having a water outlet line and an exhaust regenerated exhaust gas outlet line that is connected to the exhaust preparation unit gas regeneration, including a filter separator for cleaning gas from mechanical impurities and droplet liquid and a heating apparatus, which The second one is established in cases when fine particles of liquid are not captured by the filter. The regeneration exhaust gas preparation unit is connected to the membrane separation unit of the regeneration gas, in which the outlet line of the retentate, the gas that has not penetrated through the membrane, is connected to the gas supply line to the booster compressor, and the outlet line of the permeate, namely the gas mixture that has penetrated through the membrane, to the raw gas supply line to the feed compressor. On the outlet line of the dried gas supplied to the low-temperature gas processing, there is a filter of the dried gas. In addition, the installation has a low-temperature gas processing unit connected to the drain line of the dried gas adsorbers.
Общими признаками известного решения и предлагаемого решения являются:Common features of a known solution and proposed solution are:
- линия подачи скомпримированного сырьевого газа;- compressed gas feed line;
- входной сепаратор сырьевого газа, имеющий линию вывода отсепарированного газа и линию вывода вредных примесей;a feed gas inlet separator having a separated gas outlet line and a harmful impurity outlet line;
- адсорбционный блок, содержащий по крайней мере два параллельно соединенных адсорбера, заполненных адсорбентом, с трубопроводной обвязкой с запорной арматурой;- an adsorption unit containing at least two parallel-connected adsorbers filled with adsorbent, piping with shutoff valves;
- адсорбционный блок имеет линию подачи газа и линию отвода газа;- the adsorption unit has a gas supply line and a gas exhaust line;
- адсорбционный блок имеет линию подвода газа регенерации с системой нагрева газа регенерации и линию отвода газа регенерации, а также систему газа охлаждения;- the adsorption unit has a regeneration gas supply line with a regeneration gas heating system and a regeneration gas exhaust line, as well as a cooling gas system;
- линия отвода газа из адсорбционного блока через фильтр соединена с блоком низкотемпературной переработки;- a gas exhaust line from the adsorption unit through the filter is connected to the low-temperature processing unit;
- блок охлаждения и сепарации отработанного газа регенерации с линией выхода воды и линией отвода отсепарированного отработанного газа регенерации;- a cooling and separation unit for regeneration exhaust gas with a water outlet line and a discharge line for the separated regeneration exhaust gas;
- блок мембранного разделения газа регенерации с выходом газа, не проникшего через мембрану, и выходом газовой смеси, проникшей через мембрану;- a unit for membrane separation of the regeneration gas with the exit of gas not penetrating through the membrane and the exit of the gas mixture penetrating through the membrane;
- трубопроводные линии, соединяющие оборудование;- pipelines connecting equipment;
- запорно-регулирующая арматура.- shut-off and control valves.
Недостатками известной установки являются следующие.The disadvantages of the known installation are as follows.
Известная установка не обеспечивает очистку углеводородного газа, поступающего на низкотемпературную переработку, от ртути, это приведет к коррозии оборудования, в частности, изготовленного из алюминия и или меди, применяемого в низкотемпературных процессах сжижения природного газа, рискам с точки зрения производственной гигиены и окружающей среды от загрязненных частей, выбросов и стоков, поэтому исключается возможность применения данной установки для процессов подготовки газа в комплексных технологических линиях по сжижению природного газа, в результате диапазон применения известной установки ограничен. Кроме того, известная установка не обеспечивает достаточную эффективность очистки сырьевого газа, подаваемого на адсорбционную осушку, от диоксида углерода (CO2) и метанола, что приводит к снижению качества подготовки газа, т.е. замораживанию и закупориванию установки сжижения газа.The known installation does not purify the hydrocarbon gas entering the low-temperature processing from mercury, this will lead to corrosion of equipment, in particular, made of aluminum and or copper, used in low-temperature processes for liquefying natural gas, risks from the point of view of industrial hygiene and the environment from contaminated parts, emissions and effluents, therefore, the possibility of using this installation for gas preparation processes in integrated processing lines for liquefying natural gas is excluded gas-stand, as a result of the application range of the known device is limited. In addition, the known installation does not provide sufficient efficiency for cleaning the feed gas supplied to the adsorption drying from carbon dioxide (CO 2 ) and methanol, which leads to a decrease in the quality of gas preparation, i.e. freezing and clogging a gas liquefaction plant.
Наличие перед адсорбционной осушкой только входного сепаратора сырьевого газа также не обеспечивает достаточной подготовки газа по влаге, поэтому подача на адсорбционную осушку газа с повышенным содержанием воды негативно сказывается на работе сорбента, снижая его эффективность.The presence of only an inlet separator of raw gas before adsorption drying also does not provide sufficient gas preparation for moisture; therefore, the supply of gas with an increased water content to adsorption drying negatively affects the operation of the sorbent, reducing its effectiveness.
В связи с тем что данная установка не обеспечивает очистку от ртути сырьевого газа, то и невозможна полная утилизация (возврат в поток сырьевого газа) отработанного газа регенерации из-за содержания в нем ртути, что также снижает эффективную работу установки.Due to the fact that this installation does not provide purification of feed gas from mercury, it is impossible to completely utilize (return to the feed gas stream) the exhaust gas of regeneration due to the content of mercury in it, which also reduces the efficient operation of the installation.
Техническим результатом изобретения является расширение диапазона применения установки подготовки углеводородного газа за счет обеспечения подготовки углеводородного газа для комплексных технологических линий по сжижению природного газа при повышении эффективной работы адсорбционного блока как по осушке газа, так и по его очистке от вредных примесей, в том числе от ртути, и при этом полной утилизации отработанного газа регенерации.The technical result of the invention is to expand the range of application of a hydrocarbon gas treatment unit by providing hydrocarbon gas preparation for complex production lines for liquefying natural gas while increasing the effective operation of the adsorption unit both for drying the gas and for cleaning it from harmful impurities, including mercury , and at the same time complete utilization of the exhaust gas regeneration.
Этот результат достигается тем, что в известной установке подготовки углеводородного газа к низкотемпературной переработке, включающей линию подачи скомпримированного сырьевого газа, входной сепаратор сырьевого газа, имеющий линии вывода отсепарированного газа и вывода вредных примесей, адсорбционный блок, содержащий по крайней мере два параллельно соединенных адсорбера, заполненных адсорбентом, с трубопроводной обвязкой с запорной арматурой и имеющий линию подачи газа, линию отвода газа через фильтр на низкотемпературную переработку, а также линию подвода газа регенерации с системой нагрева газа регенерации и системой газа охлаждения и линию отвода отработанного газа регенерации, установка также содержит блок охлаждения и сепарации отработанного газа регенерации с линией выхода воды и линией отвода отсепарированного отработанного газа регенерации, блок мембранного разделения газа регенерации с линией выхода газа, не проникшего через мембрану, и линией выхода газовой смеси, проникшей через мембрану, согласно изобретению линия вывода отсепарированного газа из входного сепаратора сырьевого газа соединена с дополнительно установленным блоком аминовой очистки газа от CO2 и метанола, имеющим линию выхода CO2 и линию выхода очищенного газа, соединенную через установленный теплообменник-холодильник с сепаратором подготовки газа для осушки, имеющим линию выхода воды и линию выхода газа, соединенную с адсорбционным блоком, каждый адсорбер адсорбционного блока выполнен с комбинированным слоем адсорбентов, первым по ходу подачи углеводородного газа в адсорбере расположен слой регенерируемых молекулярных сит, обеспечивающий поглощение воды, CO2, метанола, а затем расположен слой регенерируемого адсорбента, обеспечивающий очистку газа от ртути, линия отвода отсепарированного отработанного газа регенерации из блока охлаждения и сепарации отработанного газа регенерации соединена с блоком мембранного разделения газа регенерации, причем линия вывода газовой смеси, проникшей через мембрану, соединена с топливной сетью, а линия выхода газа, не проникшего через мембрану, соединена с установленным узлом адсорбционной нерегенеративной очистки газа регенерации от ртути, имеющим линию вывода осушенного и очищенного газа регенерации, соединенную через фильтр с потребителем на собственные нужды или через компрессор с линией вывода отсепарированного газа входного сепаратора сырьевого газа.This result is achieved by the fact that in the known installation for preparing hydrocarbon gas for low-temperature processing, including a compressed feed gas supply line, a raw gas inlet separator having separated gas and harmful impurity output lines, an adsorption unit containing at least two adsorbers connected in parallel, filled with adsorbent, with piping with shut-off valves and having a gas supply line, a gas exhaust line through the filter for low-temperature processing the unit, as well as a regeneration gas supply line with a regeneration gas heating system and a cooling gas system and a regeneration exhaust gas exhaust line, the apparatus also includes a regeneration exhaust gas cooling and separation unit with a water outlet line and a separated regenerated exhaust gas exhaust line, a membrane gas separation unit regeneration with a gas outlet line that has not penetrated through the membrane, and a gas mixture outlet line that has penetrated through the membrane, according to the invention, a separated gas outlet line the inlet feed gas separator is connected to an additionally installed unit for the amine purification of gas from CO 2 and methanol having a CO 2 outlet line and a purified gas outlet line connected through a heat exchanger-cooler to a gas preparation separator for drying, having a water outlet line and a gas outlet line connected to the adsorption block, each adsorber of the adsorption block is made with a combined layer of adsorbents, the layer of regenerated molecules is located first in the course of hydrocarbon gas supply in the adsorber bright sieves, which ensures the absorption of water, CO 2 , methanol, and then a layer of regenerated adsorbent is located, which provides gas purification from mercury, the line for removing the separated regeneration exhaust gas from the cooling and separation of regeneration exhaust gas is connected to the membrane separation unit for regeneration gas, and the output line the gas mixture that has penetrated through the membrane is connected to the fuel network, and the gas outlet line that has not penetrated through the membrane is connected to the installed adsorption non-regenerative unit sources of regeneration gas from mercury having an outlet line for dried and purified regeneration gas connected through a filter to a consumer for own needs or through a compressor with an outlet line for the separated gas of the inlet gas separator.
Установка снабжена трубопроводными линиями, соединяющими оборудование, и запорно-регулирующей арматурой.The unit is equipped with piping lines connecting the equipment and shut-off and control valves.
Заявляемая совокупность признаков позволяет расширить диапазон применения предлагаемой установки подготовки углеводородного газа к низкотемпературной переработке, в частности для комплексных технологических линий по сжижению природного газа, при повышении эффективной работы адсорбционного блока, так как в адсорбционный блок поступает газ, прошедший очистку во входном сепараторе от воды и вредных примесей, далее последовательное расположение блока аминовой очистки, обеспечивающего очистку от CO2 и метанола, теплообменника-холодильника с сепаратором подготовки газа для осушки с отводом воды позволяет подать в адсорбционный блок газ с уменьшенным содержанием воды, что улучшает работу адсорбентов как по поглощению воды, CO2, метанола на первом по ходу газа адсорбенте - регенерируемых молекулярных ситах, так и по очистке газа от ртути на следующем слое регенерируемого адсорбента, например регенерируемые адсорбенты фирмы UOP. При этом наличие комбинированного слоя адсорбентов обеспечивает получение газа, выходящего из адсорбционного блока по линии отвода газа, осушенного на первом по ходу газа адсорбенте до 1 ppm, очищенного от ртути до 10 нанограмм/м и доочищенного от CO2 и метанола, а наличие далее фильтра полностью обеспечивает подготовку газа для подачи на низкотемпературную переработку и получение сжиженного природного газа.The inventive combination of features allows you to expand the range of applications of the proposed installation for the preparation of hydrocarbon gas for low-temperature processing, in particular for complex production lines for liquefying natural gas, while increasing the effective operation of the adsorption unit, since the adsorbed unit receives gas that has been purified from water and in the inlet separator harmful impurities, then the sequential arrangement of the amine purification unit, providing purification from CO 2 and methanol, a heat exchanger-cooler The nickel with a gas preparation separator for drying with water drainage allows gas with a reduced water content to be supplied to the adsorption unit, which improves the adsorbents' work both in the absorption of water, CO 2 , methanol in the first adsorbent along the gas — regenerated molecular sieves, and in gas purification from mercury on the next layer of regenerated adsorbent, for example, regenerated adsorbents from UOP. At the same time, the presence of a combined adsorbent layer ensures the production of gas leaving the adsorption block along the gas exhaust line, dried up to 1 ppm on the first adsorbent along the gas, purified from mercury to 10 nanograms / m and purified from CO 2 and methanol, and the presence of a filter fully provides gas preparation for supply to low-temperature processing and production of liquefied natural gas.
Соединение линии отвода отсепарированного отработанного газа регенерации из блока охлаждения и сепарации отработанного газа регенерации, содержащего ртуть, воду и СО2, с блоком мембранного разделения газа регенерации обеспечивает осушку и очистку отработанного газа регенерации от воды и CO2. При этом линия вывода газовой смеси, содержащей воду и CO2, проникшей через мембрану, соединена с топливной сетью, что позволяет утилизировать полученные потоки. Линия выхода газа, не проникшего через мембрану, содержащего ртуть, соединена с установленным узлом адсорбционной нерегенеративной очистки газа регенерации от ртути (в качестве адсорбента может быть использован нерегенеративный адсорбент, например активированный уголь марки HGR или оксид алюминия, импрегнированный сульфидами металлов CMG 271, или др.), имеющим линию вывода осушенного и очищенного отработанного газа регенерации, которая соединена через фильтр, обеспечивающий очистку от механических примесей, с потребителем на собственные нужды или через компрессор с линией вывода отсепарированного газа входного сепаратора сырьевого газа, что позволяет обеспечить полную утилизацию отработанного газа регенерации, повышая, тем самым, эффективность работы установки в целом.The connection of the exhaust regeneration exhaust gas removal line from the cooling and separation unit of the regeneration exhaust gas containing mercury, water and CO 2 to the membrane separation unit of the regeneration gas ensures the drying and purification of the regeneration exhaust gas from water and CO 2 . In this case, the outlet line of the gas mixture containing water and CO 2 penetrated through the membrane is connected to the fuel network, which makes it possible to utilize the resulting flows. The exit line of the gas that did not penetrate the membrane containing mercury is connected to the installed site of adsorption non-regenerative purification of regeneration gas from mercury (non-regenerative adsorbent, for example, activated carbon of the HGR brand or alumina impregnated with metal sulfides CMG 271, or others, can be used as an adsorbent .) having an outlet line for the dried and purified exhaust gas of regeneration, which is connected through a filter that provides purification from mechanical impurities with the consumer on their own uzhdy or through compressor output line separated gas inlet separator feed gas, which allows for full utilization of the spent regeneration gas, increasing thereby the efficiency of plant operation as a whole.
На фиг. 1 представлена принципиальная технологическая схема установки подготовки углеводородного газа к низкотемпературной переработке.In FIG. 1 is a schematic flow diagram of a hydrocarbon gas preparation plant for low-temperature processing.
На фиг. 2 представлен адсорбционный блок.In FIG. 2 shows an adsorption unit.
Установка подготовки углеводородного газа к низкотемпературной переработке включает линию 1 подачи скомпримированного сырьевого газа, входной сепаратор сырьевого газа 2, имеющий линии 3 вывода отсепарированного газа и линию 4 вывода вредных примесей. Линия 3 соединена с блоком аминовой очистки газа от CO2 и метанола 5, выполненным по стандартной схеме, включающей абсорбер, десорбер, узел подготовки и регенерации амина (не показано) и имеющим линию 6 выхода CO2 и линию 7 выхода очищенного газа, соединенную через установленный теплообменник-холодильник 8 с сепаратором подготовки газа для осушки 9, имеющим линию 10 выхода воды и линию 11 выхода газа, соединенную с адсорбционным блоком 12.The installation for preparing hydrocarbon gas for low-temperature processing includes a compressed feed
Адсорбционный блок 12 содержит по крайней мере два параллельно соединенные адсорбера 13 (см. фиг. 2), заполненные адсорбентом, с трубопроводной обвязкой с запорной арматурой и имеет линию 14 подачи газа, линию 15 отвода осушенного и очищенного газа на низкотемпературную переработку через фильтр 16, а также линию подвода газа регенерации (на фиг. 2 показано пунктиром) и линию 17 отвода отработанного газа регенерации. Адсорбционный блок 12 также содержит систему нагрева газа регенерации (на фиг. 2 не показано) и подвод газа охлаждения (на фиг. 2 не показано). В зависимости от производительности установки, требуемой степени очистки адсорбционный блок может включать также три, четыре адсорбера.The
Каждый адсорбер 13 адсорбционного блока 12 выполнен с комбинированным слоем адсорбентов, первым по ходу подачи углеводородного газа в адсорбере расположен слой регенерируемых молекулярных сит, а именно адсорбент 18, обеспечивающий поглощение диоксида углерода, воды, метанола, а затем расположен слой регенерируемого адсорбента 19, обеспечивающий очистку газа от ртути. В качестве регенерируемого адсорбента 19 может быть использован адсорбент специального назначения - модифицированные молекулярные сита, поглощающий влагу и ртуть.Each
Линия 17 отвода отработанного газа регенерации соединена с блоком охлаждения и сепарации отработанного газа регенерации 20, имеющим фильтр, холодильник и сепаратор (не показано). Блок охлаждения и сепарации отработанного газа регенерации 20 имеет линию 21 выхода воды и линию 22 отвода отсепарированного отработанного газа регенерации. Линия 22 соединена с блоком мембранного разделения газа регенерации 23, имеющим линию 24 выхода газа, не проникшего через мембрану, и линию 25 выхода газовой смеси, проникшей через мембрану. Линия 25 соединена с топливной сетью, а линия 24 соединена с узлом адсорбционной нерегенеративной очистки газа регенерации от ртути 26, имеющим линию 27 вывода осушенного и очищенного газа, соединенную через фильтр 28 с потребителем 29 на собственные нужды или через компрессор 30 с линией 3 вывода отсепарированного газа входного сепаратора сырьевого газа 2 или с линией 7 выхода очищенного газа блока аминовой очистки газа от CO2 и метанола 5.A regeneration exhaust
Установка снабжена трубопроводными линиями, соединяющими оборудование, и запорно-регулирующей арматурой.The unit is equipped with piping lines connecting the equipment and shut-off and control valves.
Установка подготовки углеводородного газа к низкотемпературной переработке работает следующим образом.Installation of hydrocarbon gas preparation for low temperature processing works as follows.
Скомпримированный сырьевой газ - природный газ с давлением 5…7 МПа по линии 1 подается во входной сепаратор сырьевого газа 2, в котором очищается от воды и мехпримесей, которые по линии 4 выводятся с установки на утилизацию, а очищенный природный газ поступает по линии 3 в блок аминовой очистки газа от СО2 и метанола 5, откуда по линии 6 выводится CO2, а по линии 7 очищенный газ подается в теплообменник-холодильник 8, где охлаждается до 25…30°C. Далее газожидкостный поток поступает в сепаратор подготовки газа для осушки 9. Откуда выделенная вода по линии 10 выводится в дренаж, а газ по линии 11 выводится и подается через линию 14 в адсорбционный блок 12, при этом газ поступает в один из адсорберов 13, проходя вначале адсорбент 18, очищается от CO2 ниже 50 ppm, воды до 1 ppm, метанола до 0,5 ppm. После чего газ поступает в слой регенерируемого адсорбента 19, где газ очищается от ртути до 10 нанограмм/м3. При этом адсорбент 18 и адсорбент 19 работают в эффективном режиме осушки и очистки, так как газ, поступающий в адсорбер 13, предварительно очищен от CO2 до 50 ppm, метанола до 10 ppm, насыщенный влагой до равновесного состояния при рабочей температуре и давлении. Осушенный и очищенный газ от воды, ртути, CO2 и метанола подается по линии 15 на фильтр 16 для очистки от механических включений после прохождения адсорбера 13 и далее газ может подаваться на низкотемпературную переработку и получение сжиженного природного газа.Compressed feed gas - natural gas with a pressure of 5 ... 7 MPa through
Один из двух адсорберов 13 работает последовательно в режимах регенерации и охлаждения. Отработанный газ регенерации из адсорбера 13, находящегося в цикле регенерации, по линии 17 подается в блок охлаждения и сепарации отработанного газа регенерации 20, где очищается от пыли сорбента, унесенной из адсорбера, охлаждается и отделяется от воды, выводимой по линии 21. По линии 22 отсепарированный отработанный газ регенерации подается в блок мембранного разделения газа регенерации 23. Откуда по линии 25 газовая смесь, проникшая через мембрану и содержащая CO2 и воду, подается в топливную сеть. Газ, не проникший через мембрану, по линии 24 из блока мембранного разделения газа регенерации 23 подается в узел адсорбционной нерегенеративной очистки газа регенерации от ртути 26, откуда по линии 27 выводится осушенный и очищенный отработанный газ регенерации и, проходя через фильтр 28, подается потребителю 29 на собственные нужды или через компрессор 30 дожимается до 5…7 МПа и подается в линию 3 вывода отсепарированного газа входного сепаратора сырьевого газа 2 или в линию 7 в зависимости от типов применяемых сорбентов.One of the two
Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает подготовку природного газа, содержащего первоначально не только вредные примеси, такие как СО2, воду, механические примеси, но и ртуть в своем составе, что позволяет расширить диапазон применения установки и для подачи подготовленного газа на низкотемпературную переработку комплексных технологических линий по сжижению природного газа, исключая при этом коррозию оборудования, в частности, изготовленного из алюминия и или меди, применяемого в низкотемпературных процессах сжижения природного газа, риски с точки зрения производственной гигиены и окружающей среды от загрязненных частей, выбросов и стоков, а также обеспечит эффективную работу адсорберов и установки в целом за счет полной утилизации отработанного газа регенерации.Thus, the proposed installation provides the preparation of natural gas, which initially contains not only harmful impurities, such as CO 2 , water, mechanical impurities, but also mercury in its composition, which allows us to expand the range of application of the installation for supplying prepared gas to low-temperature processing of complex technological lines for liquefying natural gas, while excluding corrosion of equipment, in particular made of aluminum and or copper, used in low-temperature liquefaction processes at one gas risks from the standpoint of industrial hygiene and environment from contaminated parts, emissions and effluents, and provide efficient operation of adsorbers and the whole unit by complete utilization of the spent regeneration gas.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014135757/05A RU2565320C1 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014135757/05A RU2565320C1 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2565320C1 true RU2565320C1 (en) | 2015-10-20 |
Family
ID=54327155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014135757/05A RU2565320C1 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2565320C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110106000A (en) * | 2019-05-13 | 2019-08-09 | 广东环球净化科技有限公司 | A kind of natural gas drying equipment and technique |
| RU2717052C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-03-17 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Method and installation of natural gas adsorption drying and purification |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004052511A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-24 | Fluor Corporation | Configurations and methods of acid gas removal |
| RU2240859C1 (en) * | 2003-05-19 | 2004-11-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" | Method of deep drying and fine purification of hydrocarbon gases and the installation for the method realization |
| RU2381822C1 (en) * | 2008-10-06 | 2010-02-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") | Hydrocarbon gas treatment plant |
-
2014
- 2014-09-02 RU RU2014135757/05A patent/RU2565320C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004052511A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-24 | Fluor Corporation | Configurations and methods of acid gas removal |
| RU2240859C1 (en) * | 2003-05-19 | 2004-11-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" | Method of deep drying and fine purification of hydrocarbon gases and the installation for the method realization |
| RU2381822C1 (en) * | 2008-10-06 | 2010-02-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") | Hydrocarbon gas treatment plant |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110106000A (en) * | 2019-05-13 | 2019-08-09 | 广东环球净化科技有限公司 | A kind of natural gas drying equipment and technique |
| CN110106000B (en) * | 2019-05-13 | 2021-04-06 | 广东环球净化科技有限公司 | Natural gas drying equipment and process |
| RU2717052C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-03-17 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Method and installation of natural gas adsorption drying and purification |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2525126C1 (en) | Method of natural gas cleaning and recovery of one or more adsorbers | |
| EP1979446B1 (en) | Methane recovery from a landfill gas | |
| JP5873228B2 (en) | Method and apparatus for purification of a methane-rich gas stream | |
| US6929680B2 (en) | CO2 separator method and apparatus | |
| US7442233B2 (en) | Integrated heavy hydrocarbon removal, amine treating and dehydration | |
| RU2597081C2 (en) | Method for complex extraction of valuable admixtures from natural helium-containing hydrocarbon gas with high nitrogen content | |
| CN205461670U (en) | Storage tank discharged waste gas's deep purification recovery unit | |
| US20100107872A1 (en) | Biogas upgrading | |
| US10099168B2 (en) | Systems and methods for closed loop regeneration of gas dehydration units using liquid petroleum gas | |
| RU2613914C9 (en) | Method for processing natural hydrocarbon gas | |
| KR101207532B1 (en) | Apparatus for performing drying and removing impurities process of bio-methane at high purity bio-methane purification system | |
| CA2969634C (en) | Natural gas refining apparatus and system | |
| RU2381822C1 (en) | Hydrocarbon gas treatment plant | |
| EA028938B1 (en) | Temperature swing adsorption system and method for purifying fluids using the same | |
| CN116600878A (en) | Purification of landfill biogas by combined membrane and cryogenic distillation, plant for producing gaseous methane by purifying biogas from landfill | |
| RU2367505C1 (en) | Gas preparation unit | |
| RU2536511C2 (en) | Process and plant for water removal from natural gas or industrial gases by physical solvents | |
| WO2022101323A1 (en) | Facility for producing gaseous biomethane by purifying biogas from landfill combining membranes, cryodistillation and deoxo | |
| RU2717052C1 (en) | Method and installation of natural gas adsorption drying and purification | |
| RU2498174C1 (en) | System for oil gas absorption dehydration, treatment and low-temperature separation | |
| RU2565320C1 (en) | Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing | |
| RU2637242C1 (en) | Method for regeneration of drying process adsorbent and purification of hydrocarbon gas (versions) and system for its implementation | |
| JP6979023B2 (en) | Hydrogen or helium purification method, and hydrogen or helium purification equipment | |
| RU2624160C1 (en) | Method and installation for purifying natural gas from carbon dioxide and hydrogen sulphide | |
| RU2551510C2 (en) | Method of removing harmful substances from carbon dioxide and device for its realisation |