RU2582715C1 - Method for preparation of hydrocarbon gas - Google Patents

Method for preparation of hydrocarbon gas Download PDF

Info

Publication number
RU2582715C1
RU2582715C1 RU2015117149/06A RU2015117149A RU2582715C1 RU 2582715 C1 RU2582715 C1 RU 2582715C1 RU 2015117149/06 A RU2015117149/06 A RU 2015117149/06A RU 2015117149 A RU2015117149 A RU 2015117149A RU 2582715 C1 RU2582715 C1 RU 2582715C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
cooling
reflux
absorbent
condensate
Prior art date
Application number
RU2015117149/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владиславович Курочкин
Original Assignee
Андрей Владиславович Курочкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Владиславович Курочкин filed Critical Андрей Владиславович Курочкин
Priority to RU2015117149/06A priority Critical patent/RU2582715C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2582715C1 publication Critical patent/RU2582715C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/08—Separating gaseous impurities from gases or gaseous mixtures or from liquefied gases or liquefied gaseous mixtures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G5/00—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas
    • C10G5/06—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas by cooling or compressing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to methods of preparing hydrocarbon gas for single-phase transfer by low-temperature condensation and can be used in oil and gas industry. Disclosed is a method, according to which crude gas is separated in separation zone of refluxer into water condensate, hydrocarbon condensate and gas, which is subjected to contact with hydrate formation inhibitor or absorbent moisture and reflux flowing down from upper refluxing section, and then cooled prepared gas under refluxing conditions. Partially cooled and released from reflux gas then stays in contact with reflux flowing down from upper refluxing section, and is cooled by an external coolant under refluxing conditions, and after heating in refluxing section is removed from plant. Optionally, at one of steps of cooling gas or contact, a portion of obtained hydrocarbon condensate is fed as absorbent, and inlet gas separation is also performed.
EFFECT: technical result is reduction of power consumption and metal input.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту путем низкотемпературной конденсации и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.The invention relates to methods for preparing hydrocarbon gas for single-phase transport by low-temperature condensation and can be used in the oil and gas industry.

Известен способ подготовки углеводородного газа [RU 2202079, МПК F25J 3/00, опубл. 10.04.2003 г.], включающий ступенчатую сепарацию с промежуточным охлаждением газа, отделение углеводородного конденсата начальных ступеней сепарации, охлаждение его конденсатом низкотемпературной сепарации и смешение с газом в качестве абсорбента, а также охлаждение, редуцирование и низкотемпературную сепарацию полученной смеси.A known method for the preparation of hydrocarbon gas [RU 2202079, IPC F25J 3/00, publ. 04/10/2003], including stepwise separation with intermediate cooling of the gas, separation of the hydrocarbon condensate of the initial stages of separation, cooling with condensate of low-temperature separation and mixing with gas as an absorbent, as well as cooling, reduction and low-temperature separation of the resulting mixture.

Недостатками известного способа являются большие потери легких углеводородов с конденсатом и повышенные энергетические затраты.The disadvantages of this method are the large losses of light hydrocarbons with condensate and increased energy costs.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению способ подготовки углеводородного газа [RU 2460759, МПК C10G 5/06, C10G 5/04, С07С 7/00, С07С 7/11, F25J 3/00, F25J 3/08, опубл. 10.09.2012 г.], включающий проводимые в одном аппарате первичную сепарацию, рекуперативное охлаждение газа и охлаждение газа сторонним хладоагентом, конденсацию жидкой фазы (флегмы) при охлаждении газа, и тепломассопередачу (контактирование) газа и флегмы в противотоке после каждой ступени охлаждения. При подготовке влажного газа в отдельном аппарате осуществляют его предварительную осушку ингибиторами или сорбентами влаги. Возможна подача части полученного конденсата в качестве абсорбента на стадию охлаждения газа сторонним хладоагентом.Closest to the technical nature of the present invention, the method of preparation of hydrocarbon gas [RU 2460759, IPC C10G 5/06, C10G 5/04, C07C 7/00, C07C 7/11, F25J 3/00, F25J 3/08, publ. September 10, 2012], which includes primary separation carried out in one apparatus, regenerative gas cooling and gas cooling with a third-party refrigerant, condensation of the liquid phase (reflux) during gas cooling, and heat and mass transfer (contacting) of gas and phlegm in countercurrent after each cooling stage. When preparing wet gas in a separate apparatus, it is preliminarily dried by moisture inhibitors or sorbents. It is possible to supply part of the obtained condensate as an absorbent to the stage of gas cooling with an external refrigerant.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- противоточное контактирование газа и флегмы только после ступеней охлаждения, что не позволяет осуществить эффективное фракционирование потоков и приводит к большим энергозатратам на охлаждение газа сторонним хладоагентом,- countercurrent contacting of gas and reflux only after cooling stages, which does not allow efficient fractionation of flows and leads to high energy consumption for gas cooling with an external refrigerant,

- необходимость предварительной осушки при подготовке влажного газа, осуществляемой в отдельном аппарате с помощью ингибиторов или сорбентов, что увеличивает металлоемкость оборудования.- the need for preliminary drying in the preparation of wet gas, carried out in a separate apparatus using inhibitors or sorbents, which increases the intensity of the equipment.

Задача изобретения - снижение энергозатрат и металлоемкости оборудования.The objective of the invention is the reduction of energy consumption and metal consumption of equipment.

При осуществлении предложенного способа в качестве технического результата достигается:When implementing the proposed method as a technical result is achieved:

- снижение энергозатрат на охлаждение сторонним хладоагентом за счет охлаждения газа в условиях дефлегмации, что обеспечивает эффективное фракционирование потоков и снижает содержание тяжелых компонентов в газе,- reduction of energy consumption for cooling with a third-party refrigerant due to gas cooling under reflux conditions, which ensures efficient fractionation of flows and reduces the content of heavy components in the gas,

- снижение металлоемкости оборудования при подготовке влажного газа за счет осуществления подготовки газа в одном аппарате путем подачи ингибитора гидратообразования или абсорбента влаги на одну из стадий охлаждения или контактирования.- reducing the metal consumption of the equipment during the preparation of wet gas due to the implementation of gas preparation in one apparatus by supplying a hydration inhibitor or moisture absorbent to one of the cooling or contacting stages.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем проводимые в одном аппарате первичную сепарацию, рекуперативное охлаждение газа и охлаждение газа сторонним хладоагентом, конденсацию флегмы и противоточное контактирование газа и флегмы после охлаждения, особенностью является то, что охлаждение газа осуществляют в условиях его дефлегмации, а по меньшей мере на одну из стадий охлаждения или контактирования подают ингибитор гидратообразования или абсорбент влаги.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method, including primary separation carried out in one apparatus, regenerative gas cooling and gas cooling with a third-party refrigerant, condensation of the reflux and countercurrent contacting of the gas and phlegm after cooling, the feature is that the gas is cooled under its conditions reflux, and at least one of the cooling or contacting stages serves a hydrate inhibitor or moisture absorbent.

С целью предотвращения загрязнения теплообменник поверхностей и для обеспечения стабильной работы оборудования при подготовке загрязненного сырого газа и при возможности пробковых режимов подачи сырья дополнительно осуществляют входную сепарацию газа.In order to prevent contamination, the surface heat exchanger and to ensure stable operation of the equipment during the preparation of contaminated raw gas and, if possible, cork feed modes, additionally carry out inlet gas separation.

При необходимости снижения объема газов низкого давления, образующихся при стабилизации полученного конденсата, возможна подача части последнего в качестве абсорбента на одну из стадий охлаждения или контактирования газа.If it is necessary to reduce the volume of low-pressure gases generated during stabilization of the obtained condensate, it is possible to supply part of the latter as an absorbent to one of the gas cooling or contacting stages.

Место подачи и расход ингибитора гидратообразования или абсорбента влаги определяется расчетом в зависимости от температурно-барических условий подготовки и состава газа.The place of supply and flow rate of the hydration inhibitor or moisture absorbent is determined by calculation depending on the temperature and pressure conditions of preparation and gas composition.

Охлаждение газа в условиях дефлегмации, которая обеспечивает условия для тепломассообмена между стекающей холодной пленкой флегмы, обогащенной легкими компонентами газа, и движущимся снизу вверх относительно теплым газом, обогащенным тяжелыми компонентами, позволяет осуществить их эффективное фракционирование, за счет чего уменьшить содержание тяжелых компонентов в товарном газе, снизить температуру его точки росы и уменьшить энергозатраты на охлаждение газа сторонним хладоагентом. Дефлегмацию газа осуществляют, например, путем конденсации флегмы в узлах охлаждения газа, оснащенных тепломассообменными элементами с большим вертикальным измерением наружных поверхностей.Gas cooling under reflux conditions, which provides conditions for heat and mass transfer between a flowing cold reflux film enriched in light gas components and relatively warm gas moving from bottom to top enriched in heavy components, allows for their efficient fractionation, thereby reducing the content of heavy components in commercial gas , reduce the temperature of its dew point and reduce energy consumption for gas cooling with an external refrigerant. Gas reflux is carried out, for example, by condensation of reflux in gas cooling units equipped with heat and mass transfer elements with a large vertical measurement of the outer surfaces.

Подача ингибитора гидратообразования или абсорбента влаги по меньшей мере на одну из стадий охлаждения или контактирования позволяет предотвратить образование газовых гидратов и/или осушить газ в необходимой степени, за счет чего получить газ требуемого качества. При этом не требуется дополнительных аппаратов, что снижает металлоемкость оборудования.The supply of a hydration inhibitor or moisture absorbent to at least one of the cooling or contacting steps prevents the formation of gas hydrates and / or drains the gas to the required degree, thereby producing a gas of the required quality. It does not require additional devices, which reduces the intensity of the equipment.

Дополнительным эффектом дефлегмации является увеличение выхода конденсата за счет снижения потерь тяжелых углеводородов с газом.An additional effect of reflux is to increase the yield of condensate by reducing the loss of heavy hydrocarbons with gas.

Способ иллюстрируется чертежом.The method is illustrated in the drawing.

Согласно предлагаемому способу сырой газ 1 разделяют в сепарационной зоне 2 аппарата (дефлегматора) 3 на водный конденсат 4, углеводородный конденсат 5 и газ, который проходит через секцию 6, где контактирует с флегмой, стекающей из дефлегматорной секции 7, и поступает в секцию 7, где в условиях дефлегмации охлаждается подготовленным газом 8. Частично охлажденный и освобожденный от флегмы газ далее поступает в контактную секцию 9, где контактирует с флегмой, стекающей из дефлегматорной секции 10, и направляется в секцию 10, где в условиях дефлегмации охлаждается сторонним хладоагентом 11. Полученный подготовленный газ 8 нагревают в дефлегматорной секции 7 и выводят потребителю. При необходимости на одну из стадий охлаждения или контактирования подают ингибитор гидратообразования или абсорбент влаги 12, а также часть углеводородного конденсата 5 в качестве абсорбента (последнее показано пунктиром). При необходимости также дополнительно осуществляют входную сепарацию сырого газа (на схеме не показано).According to the proposed method, the raw gas 1 is separated in the separation zone 2 of the apparatus (reflux condenser) 3 into water condensate 4, hydrocarbon condensate 5 and gas that passes through section 6, where it contacts the reflux flowing from the reflux condenser section 7, and enters into section 7, where under reflux conditions it is cooled by the prepared gas 8. The partially cooled and freed from reflux gas then enters the contact section 9, where it contacts the reflux flowing from the reflux section 10 and is sent to section 10, where under reflux conditions ii cooled outside refrigerant 11. The resultant heated gas 8 is prepared in the dephlegmator section 7 and output to consumers. If necessary, a hydrate inhibitor or moisture absorbent 12, as well as a portion of the hydrocarbon condensate 5, are supplied to one of the cooling or contacting stages as absorbent (the latter is indicated by a dotted line). If necessary, an additional input separation of raw gas is also carried out (not shown in the diagram).

Пример 1. 12,5 тыс. нм3/час газа состава, % об.: азот 1,2; углекислый газ 3,3; метан 49,0; этан 12,9; пропан 17,1; бутан 11,0; пентан 3,1; гексан 1,3; гептан 0,5; октан 0,1; метанол 0,2; вода - остальное, при 20°С и 3,5 МПа сепарируют и подвергают двухступенчатой дефлегмации за счет последовательного охлаждения подготовленным газом и кипящим пропаном при противоточном контактировании газа и получаемой флегмы после каждой ступени дефлегмации, с получением 2,59 т/час углеводородного конденсата и 7,44 тыс. нм3/час подготовленного газа с температурой точки росы по воде -20,4°С и по углеводородам -10,9°С. На первую ступень дефлегмации подают 5,0 кг/час метанола с концентрацией 90,8% масс. Затраты холода на охлаждение пропаном составили 222 кВт.Example 1. 12.5 thousand nm 3 / hour of gas composition,% vol .: nitrogen 1.2; carbon dioxide 3.3; methane 49.0; ethane 12.9; propane 17.1; butane 11.0; pentane 3.1; hexane 1.3; heptane 0.5; octane 0.1; methanol 0.2; water - the rest, at 20 ° C and 3.5 MPa they are separated and subjected to two-stage reflux due to sequential cooling with prepared gas and boiling propane during countercurrent contacting of gas and the resulting reflux after each stage of reflux, to obtain 2.59 t / h of hydrocarbon condensate and 7.44 thousand nm 3 / hour of prepared gas with a dew point temperature of -20.4 ° С for water and -10.9 ° С for hydrocarbons. At the first stage of reflux serves 5.0 kg / h of methanol with a concentration of 90.8% of the mass. Cold costs for propane cooling amounted to 222 kW.

Пример 2. В условиях примера 1 газ подвергают подготовке, подавая на первую ступень дефлегмации 0,2 кг/час диэтиленгликоля с концентрацией 98% масс. и получают 2,59 т/час углеводородного конденсата и 7,42 тыс. нм3/час подготовленного газа с температурой точки росы по воде -21,0°С и по углеводородам -10,9°С. Затраты холода на охлаждение составили 220 кВт.Example 2. Under the conditions of example 1, the gas is subjected to preparation by feeding to the first stage of reflux 0.2 kg / h of diethylene glycol with a concentration of 98% by weight. and 2.59 t / h of hydrocarbon condensate and 7.42 thousand nm 3 / h of prepared gas are obtained with a water dew point temperature of -21.0 ° C and -10.9 ° C for hydrocarbons. The cost of cold cooling amounted to 220 kW.

В аналогичных условиях согласно прототипу затраты холода на охлаждение пропаном составили от 500 до 630 кВт, а сырой газ предварительно осушали триэтиленгликолем в отдельном аппарате.Under similar conditions, according to the prototype, the cooling costs for propane cooling ranged from 500 to 630 kW, and the raw gas was pre-dried with triethylene glycol in a separate apparatus.

Приведенный пример свидетельствует, что предлагаемый способ позволяет снизить энергозатраты и металлоемкость оборудования.The above example indicates that the proposed method allows to reduce the energy consumption and metal consumption of the equipment.

Claims (3)

1. Способ подготовки природного газа, включающий проводимые в одном аппарате первичную сепарацию, рекуперативное охлаждение газа и охлаждение газа сторонним хладагентом, конденсацию флегмы и противоточное контактирование газа и флегмы после охлаждения, отличающийся тем, что охлаждение газа осуществляют в условиях его дефлегмации, а по меньшей мере на одну из стадий охлаждения или контактирования подают ингибитор гидратообразования или абсорбент влаги.1. A method of preparing natural gas, including primary separation carried out in one apparatus, regenerative gas cooling and gas cooling with an external refrigerant, condensation of the reflux and countercurrent contacting of the gas and reflux after cooling, characterized in that the gas is cooled under reflux conditions, and at least at least one of the cooling or contacting steps is supplied with a hydrate inhibitor or moisture absorbent. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют входную сепарацию газа.2. The method according to p. 1, characterized in that it further carry out the input gas separation. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что часть полученного углеводородного конденсата подают в качестве абсорбента по меньшей мере на одну из стадий охлаждения или контактирования. 3. The method according to p. 1, characterized in that part of the obtained hydrocarbon condensate is supplied as absorbent to at least one of the stages of cooling or contacting.
RU2015117149/06A 2015-05-05 2015-05-05 Method for preparation of hydrocarbon gas RU2582715C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015117149/06A RU2582715C1 (en) 2015-05-05 2015-05-05 Method for preparation of hydrocarbon gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015117149/06A RU2582715C1 (en) 2015-05-05 2015-05-05 Method for preparation of hydrocarbon gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2582715C1 true RU2582715C1 (en) 2016-04-27

Family

ID=55794616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015117149/06A RU2582715C1 (en) 2015-05-05 2015-05-05 Method for preparation of hydrocarbon gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2582715C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703132C1 (en) * 2018-09-03 2019-10-15 Андрей Владиславович Курочкин Plant for low-temperature separation with dephlegmation ltsd to obtain hydrocarbons c2+ from natural gas (versions)
RU2730291C1 (en) * 2019-12-24 2020-08-21 Андрей Владиславович Курочкин Low-temperature fractionation unit for complex gas treatment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2006763C1 (en) * 1989-08-28 1994-01-30 Анатолий Михайлович Поминов Method of producing neon-helium mixture from air
US5730002A (en) * 1995-10-11 1998-03-24 Institut Francais Du Petrole Process and device for fractionating a fluid containing several separable constituents, such as a natural gas
RU2460759C1 (en) * 2011-07-08 2012-09-10 Илшат Минуллович Валиуллин Hydrocarbon gas preparation method
RU2532057C1 (en) * 2013-06-11 2014-10-27 Андрей Владиславович Курочкин Fractionating refrigerator-capacitor
US20150073196A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-12 Ortloff Engineers, Ltd. Hydrocarbon Gas Processing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2006763C1 (en) * 1989-08-28 1994-01-30 Анатолий Михайлович Поминов Method of producing neon-helium mixture from air
US5730002A (en) * 1995-10-11 1998-03-24 Institut Francais Du Petrole Process and device for fractionating a fluid containing several separable constituents, such as a natural gas
RU2460759C1 (en) * 2011-07-08 2012-09-10 Илшат Минуллович Валиуллин Hydrocarbon gas preparation method
RU2532057C1 (en) * 2013-06-11 2014-10-27 Андрей Владиславович Курочкин Fractionating refrigerator-capacitor
US20150073196A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-12 Ortloff Engineers, Ltd. Hydrocarbon Gas Processing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703132C1 (en) * 2018-09-03 2019-10-15 Андрей Владиславович Курочкин Plant for low-temperature separation with dephlegmation ltsd to obtain hydrocarbons c2+ from natural gas (versions)
RU2730291C1 (en) * 2019-12-24 2020-08-21 Андрей Владиславович Курочкин Low-temperature fractionation unit for complex gas treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2677907C (en) Natural gas processing system
US2596785A (en) Method of enriching natural gas
RU2543867C1 (en) Method of low temperature gas separation
RU2460759C1 (en) Hydrocarbon gas preparation method
RU2544648C1 (en) Method of low temperature gas separation
JPH10511043A (en) Method and apparatus for treating natural gas containing water and condensable hydrocarbons
EA022763B1 (en) Hydrocarbon gas processing
US20130102827A1 (en) Method for treating a cracked gas stream from a hydrocarbon pyrolysis installation and installation associated therewith
RU2576300C1 (en) Device for low-temperature gas separation and method thereof
AU2014265950B2 (en) Methods for separating hydrocarbon gases
RU2585333C1 (en) Method for preparation of associated petroleum gas
RU2582715C1 (en) Method for preparation of hydrocarbon gas
RU2734237C1 (en) Apparatus for complex gas treatment by low-temperature condensation
RU2688533C1 (en) Ltdr plant for integrated gas preparation and production of lng and its operation method
RU2585810C1 (en) Device for low-temperature condensation gas
US2601009A (en) Method of low-temperature separation of gases into constituents
RU2590267C1 (en) Stripping plant for associated oil gas and operation method thereof
RU2550834C1 (en) Method and device for gas compression
RU2611212C1 (en) Associated petroleum gas treatment method
RU2576704C1 (en) Method for preparation of hydrocarbon gas
RU2617153C2 (en) Method of gas field processing
RU2553857C1 (en) Method and device for gas compression
RU2617152C2 (en) Gas condensate stabilisation method
RU2609173C1 (en) Method of non-waste pretreatment of production fluid
RU2382302C1 (en) Method for low-temperature separation of hydrocarbon gas