RU2736034C1 - Apparatus for complex gas treatment by low-temperature fractionation - Google Patents

Apparatus for complex gas treatment by low-temperature fractionation Download PDF

Info

Publication number
RU2736034C1
RU2736034C1 RU2019145568A RU2019145568A RU2736034C1 RU 2736034 C1 RU2736034 C1 RU 2736034C1 RU 2019145568 A RU2019145568 A RU 2019145568A RU 2019145568 A RU2019145568 A RU 2019145568A RU 2736034 C1 RU2736034 C1 RU 2736034C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
column
heat exchanger
supplied
lines
Prior art date
Application number
RU2019145568A
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 RU2019145568A priority Critical patent/RU2736034C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2736034C1 publication Critical patent/RU2736034C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industries.
SUBSTANCE: invention relates to equipment for field preparation of natural gas and can be used in gas industry. Proposed is an installation including inlet and intermediate separators, a recuperative heat exchanger, a fractionating column with top and bottom heat and mass exchange sections, reducing devices and a fractionation unit. During the operation of the plant crude gas is separated in the inlet separator to obtain hydrocarbon condensate and gas, which is divided into two flows. First stream is supplied for cooling to lower heat and mass exchange section of column, mixed with second flow cooled in heat exchanger, is separated in an intermediate separator to obtain hydrocarbon condensate and gas, which is reduced and supplied to the middle part of the column, together with hydrocarbon condensates supplied into its lower part after reduction. From the bottom of the column, the demethanised condensate is fed into a fractionation unit from which liquid products are withdrawn in a given range, wherein a portion of the conditioned gas is supplied as a coolant. Prepared gas is removed from top of column, reduced, heated in upper heat exchange section of column, then in heat exchanger and removed.
EFFECT: technical result is increased output of hydrocarbons C2+ and elimination of use of external sources of low-temperature cold.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для промысловой подготовки природного газа и может быть использовано в газовой промышленности.The invention relates to equipment for field treatment of natural gas and can be used in the gas industry.

Известна установка комплексной подготовки газа [RU 2624710, опубл. 05.07.2017 г., МПК F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], включающая входной сепаратор, первый и второй рекуперационные теплообменники, дефлегматор, соединенный линией газа подачи дефлегмации, оснащенной редуцирующим устройством, с низкотемпературным сепаратором, оборудованным линией вывода газа в теплообменную секцию дефлегматора, а также редуцирующие устройства и блок стабилизации конденсата (блок фракционирования).Known installation for complex gas treatment [RU 2624710, publ. 07/05/2017, IPC F25J 3/00, C07C 7/00, C10G 5/06], including an inlet separator, the first and second recuperative heat exchangers, a reflux condenser connected by a reflux gas supply line equipped with a reducing device, with a low-temperature separator equipped with gas outlet line to the heat-exchange section of the dephlegmator, as well as reducing devices and a condensate stabilization unit (fractionation unit).

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С3+ из-за потерь с факельными газами.The disadvantage of this unit is the low yield of C 3+ hydrocarbons due to losses with flare gases.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка НТДР для комплексной безотходной промысловой подготовки газа [RU 2699913, опубл. 11.09.2019 г., МПК C10G 5/00] с линиями сырого и подготовленного природного газа, которая в одном из вариантов включает входной сепаратор, установленные на линии газа входной сепарации первый и второй промежуточные сепараторы с редуцирующим устройством между ними, первый и второй рекуперационный (рекуперативный) теплообменники, а также дефлегматор, оснащенный линией подачи газа дефлегмации с редуцирующим устройством, оборудованный теплообменной (тепломассообменной) секцией, расположенной в верхней его части, соединенной линией вывода подготовленного (метансодержащего) газа с первым рекуперативным теплообменником и деметанизатором, который соединен линиями подачи деметанизированного конденсата и отходящего газа с блоком фракционирования, оснащенным линиями вывода продуктов, а также соединен с дефлегматором и сепараторами линиями подачи углеводородных конденсатов с редуцирующими устройствами, а со вторым рекуперативным теплообменником - линиями ввода/вывода циркуляционного орошения.Closest to the proposed invention is the NTDR unit for integrated waste-free field gas treatment [RU 2699913, publ. 09/11/2019, MPK C10G 5/00] with raw and prepared natural gas lines, which in one of the options includes an inlet separator, installed on the inlet separation gas line, the first and second intermediate separators with a reducing device between them, the first and second recuperative (recuperative) heat exchangers, as well as a reflux condenser equipped with a reflux gas supply line with a reducing device, equipped with a heat exchange (heat and mass transfer) section located in its upper part, connected by a prepared (methane-containing) gas outlet line with the first recuperative heat exchanger and a demethanizer, which is connected by the supply lines demethanized condensate and off-gas with a fractionation unit equipped with product output lines, and is also connected to a reflux condenser and separators by hydrocarbon condensate supply lines with reducing devices, and to the second recuperative heat exchanger - by input / output lines of circulating reflux.

Недостатком известной установки является низкий выход углеводородов С2+, из-за уноса с метансодержащего газом вследствие относительно высокой температуры верха деметанизатора, а также необходимость использования сторонних источников низкотемпературного холода для разделения деметанизированного конденсата в блоке фракционирования.The disadvantage of the known installation is the low yield of C 2+ hydrocarbons, due to entrainment from the methane-containing gas due to the relatively high temperature of the top of the demethanizer, as well as the need to use third-party sources of low-temperature cold to separate the demethanized condensate in the fractionation unit.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выхода углеводородов С2+ и исключение использования сторонних источников низкотемпературного холода.The objective of the present invention is to increase the yield of C 2+ hydrocarbons and to eliminate the use of third-party sources of low-temperature cold.

Техническим результатом является увеличение выхода углеводородов С2+ за счет установки взамен дефлегматора и деметанизатора полной фракционирующей колонны, охлаждаемой редуцированным подготовленным газом и обогреваемой газом входной сепарации. Исключение использования сторонних источников низкотемпературного холода достигается за счет использования в качестве хладоагента части подготовленного природного газа.The technical result is an increase in the yield of C 2+ hydrocarbons due to the installation of a complete fractionation column instead of a reflux condenser and a demethanizer, cooled by reduced prepared gas and heated inlet separation gas. The elimination of the use of third-party sources of low-temperature cold is achieved through the use of a part of the prepared natural gas as a refrigerant.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке с линиями сырого и подготовленного природного газа, включающей редуцирующие устройства, входной сепаратор, установленные на линии газа входной сепарации рекуперативный теплообменник, промежуточный сепаратор, редуцирующее устройство, и фракционирующий аппарат, оснащенный тепломассообменной секцией, расположенной в верхней его части на линии вывода подготовленного газа с рекуперативным теплообменником, а также блок фракционирования с линией подачи деметанизированного конденсата, оснащенный линиями вывода продуктов, особенность заключается в том, что в качестве фракционирующего аппарата установлена фракционирующая колонна, с верхней частью, оснащенной линией вывода подготовленного газа с редуцирующим устройством, и нижней частью, соединенной с сепараторами линиями подачи углеводородных конденсатов с редуцирующими устройствами, оснащенной линией подачи деметанизированного конденсата и второй тепломассообменной секцией, расположенной на байпасе рекуперативного теплообменника, при этом блок фракционирования оснащен линиями ввода/вывода в качестве хладоагента части подготовленного газа, отбираемой между колонной и редуцирующим устройством или между колонной и рекуперационным теплообменником.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed installation with raw and prepared natural gas lines, including reducing devices, an inlet separator, a recuperative heat exchanger, an intermediate separator, a reducing device, and a fractionating apparatus equipped with a heat and mass transfer section located in the inlet separation gas line. its upper part on the prepared gas outlet line with a recuperative heat exchanger, as well as a fractionation unit with a demethanized condensate supply line, equipped with product outlet lines, the peculiarity is that a fractionation column is installed as a fractionation apparatus, with the upper part equipped with a prepared gas outlet line with a reducing device, and a lower part connected to the separators by feed lines for hydrocarbon condensates with reducing devices, equipped with a supply line for demethanized condensate and a second heat and mass transfer system section located on the bypass of the recuperative heat exchanger, while the fractionation unit is equipped with input / output lines as a refrigerant for a portion of the prepared gas taken between the column and the reducing device or between the column and the recuperative heat exchanger.

При необходимости увеличения выхода углеводородов С2+ рекуперативный теплообменник может быть выполнен многопоточным и соединенным с компрессионной холодильной машиной.If it is necessary to increase the yield of C 2+ hydrocarbons, the recuperative heat exchanger can be multi-flow and connected to a compression refrigeration machine.

Блок фракционирования может быть выполнен, например, в виде ректификационных колонн в количестве и с характеристиками, обусловленными заданным ассортиментом жидких продуктов. Редуцирующие устройства могут быть выполнены в виде дроссельного вентиля, газодинамического устройства или детандера. При установке холодильной машины по меньшей мере одно из редуцирующих устройств может быть выполнено в виде детандера, который соединен с компрессором холодильной машины посредством кинематических и/или электрических и/или магнитных и/или гидравлических устройств. В качестве остальных элементов установки могут быть установлены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.The fractionation unit can be made, for example, in the form of rectification columns in the amount and with the characteristics due to a given range of liquid products. Reducing devices can be made in the form of a throttle valve, gas-dynamic device or expander. When installing the refrigerating machine, at least one of the reducing devices can be made in the form of an expander, which is connected to the compressor of the refrigerating machine by means of kinematic and / or electrical and / or magnetic and / or hydraulic devices. As the rest of the installation elements, any device for the corresponding purpose known from the prior art can be installed.

Установка полной фракционирующей колонны взамен дефлегматора и деметанизатора позволяет исключить потери углеводородов С2+ вместе с метансодержащим газом, непосредственно направляемым в подготовленный газ, за счет более низкой температуры верха фракционирующей колонны, охлаждаемой редуцированным подготовленным газом, за счет чего повысить выход углеводородов С2+. Кроме того, обогрев газом высокого давления нижней части колонны позволяет осуществить фракционирование флегмы, образующейся в верхней части колонны за счет охлаждения редуцированным подготовленным газом, и получить деметанизированный конденсат с низким содержанием метана. За счет этого для разделения последнего достаточно технологического тепла потока подготовленного газа, что позволяет исключить использование сторонних источников низкотемпературного холода.The installation of a complete fractionating column instead of a reflux condenser and a demethanizer makes it possible to eliminate the loss of С 2+ hydrocarbons together with methane-containing gas directly fed to the treated gas due to the lower temperature of the top of the fractionation column cooled by reduced prepared gas, thereby increasing the yield of С 2+ hydrocarbons. In addition, heating the bottom of the column with high-pressure gas makes it possible to fractionate the reflux formed in the upper part of the column due to cooling with reduced prepared gas, and obtain demethanized condensate with a low methane content. Due to this, the process heat of the prepared gas stream is sufficient to separate the latter, which makes it possible to exclude the use of third-party sources of low-temperature cold.

Установка показана на прилагаемом чертеже и включает входной 1 и промежуточный 2 сепараторы, рекуперативный теплообменник 3, фракционирующую колонну 4 с верхней и нижней тепломассообменными секциями, блок фракционирования 5, а также редуцирующие устройства 6-9. Установка может быть дополнена компрессионной холодильной машиной 10 (показана пунктиром).The installation is shown in the attached drawing and includes inlet 1 and intermediate 2 separators, recuperative heat exchanger 3, fractionating column 4 with upper and lower heat and mass transfer sections, fractionation unit 5, as well as reducing devices 6-9. The installation can be supplemented with a compression chiller 10 (shown in dotted lines).

При работе установки сырой природный газ, поступающий по линии 11, разделяют в сепараторе 1 с получением углеводородного конденсата, выводимого по линии 12, и газа, выводимого по линии 13, который разделяют на два потока. Первый поток по линии 14 подают на охлаждение в нижнюю тепломассообменную секцию колонны 4, смешивают со вторым потоком, охлажденным в теплообменнике 3, разделяют в сепараторе 2 с получением углеводородного конденсата, выводимого по линии 15, и газа, который редуцируют в устройстве 6 и подают в среднюю часть колонны 4, совместно с углеводородными конденсатами, подаваемыми в ее нижнюю часть по линиям 12 и 15 после редуцирования в устройствах 7 и 8, соответственно. С низа колонны 4 по линии 16 деметанизированный конденсат подают в блок 5, из которого по линиям 17 выводят жидкие продукты в заданном ассортименте, при этом по линиям 18 в качестве хладоагента вводят и выводят часть газа подготовленного газа из линии 19, отбираемую между колонной 4 и теплообменником 3, или между колонной 4 и устройством 9 и возвращаемую в линию 19 до или после устройства 9 (последний вариант показан пунктиром). С верха колонны 4 по линии 19 выводят подготовленный газ, редуцируют его в устройстве 9, нагревают в верхней теплообменной секции колонны 4, охлаждая ее верхнюю часть, затем в теплообменнике 3 и выводят. Линии ввода свежего и вывода отработанного ингибитора гидратообразования условно не показаны.During the operation of the plant, raw natural gas supplied through line 11 is separated in a separator 1 to obtain hydrocarbon condensate discharged through line 12 and gas discharged through line 13, which is divided into two streams. The first stream through line 14 is fed for cooling to the lower heat and mass transfer section of column 4, mixed with the second stream cooled in heat exchanger 3, separated in separator 2 to obtain hydrocarbon condensate discharged through line 15 and gas, which is reduced in device 6 and fed to the middle part of the column 4, together with the hydrocarbon condensates supplied to its lower part via lines 12 and 15 after reduction in devices 7 and 8, respectively. From the bottom of the column 4, through line 16, demethanized condensate is fed to block 5, from which liquid products in a given assortment are removed through lines 17, while a part of the prepared gas is introduced and removed from line 19, taken between the column 4 and heat exchanger 3, or between the column 4 and the device 9 and returned to the line 19 before or after the device 9 (the last option is shown in dotted lines). Prepared gas is removed from the top of the column 4 through line 19, it is reduced in the device 9, heated in the upper heat-exchange section of the column 4, cooling its upper part, then in the heat exchanger 3 and removed. The lines for the input of fresh and output of the spent inhibitor of hydrate formation are conventionally not shown.

При необходимости (показано пунктиром) по линии 20 из блока 6 в линию 19 выводят отходящий газ, а в теплообменник 3 подают дополнительное количество холода с помощью компрессионной холодильной машины 10. Возможное соединение компрессора холодильной машины 10 с детандером(ами) показано штрих-пунктиром.If necessary (shown in dotted lines), off-gas is removed from unit 6 to line 19 along line 20, and additional amount of cold is supplied to heat exchanger 3 by means of compression refrigeration machine 10. Possible connection of compressor of refrigeration machine 10 with expander (s) is shown by dash-dotted line.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход углеводородов С2+, исключить использование сторонних источников низкотемпературного холода и может найти применение в газовой промышленности.Thus, the proposed installation allows to increase the yield of C 2+ hydrocarbons, to exclude the use of third-party sources of low-temperature cold and can be used in the gas industry.

Claims (1)

Установка комплексной подготовки газа путем низкотемпературного фракционирования с линиями сырого и подготовленного природного газа, включающая редуцирующие устройства, входной сепаратор, установленные на линии газа входной сепарации рекуперативный теплообменник, промежуточный сепаратор, редуцирующее устройство и фракционирующий аппарат, оснащенный тепломассообменной секцией, расположенной в верхней его части на линии вывода подготовленного газа с рекуперативным теплообменником, а также блок фракционирования с линией подачи деметанизированного конденсата, оснащенный линиями вывода продуктов, отличающаяся тем, что в качестве фракционирующего аппарата установлена фракционирующая колонна, с верхней частью, оснащенной линией вывода подготовленного газа с редуцирующим устройством, и нижней частью, соединенной с сепараторами линиями подачи углеводородных конденсатов с редуцирующими устройствами, оснащенной линией подачи деметанизированного конденсата и второй тепломассообменной секцией, расположенной на байпасе рекуперативного теплообменника, при этом блок фракционирования оснащен линиями ввода/вывода в качестве хладагента части подготовленного газа, отбираемой между колонной и редуцирующим устройством или между колонной и рекуперационным теплообменником.A complex gas treatment unit by low-temperature fractionation with raw and prepared natural gas lines, including reducing devices, an inlet separator installed on the inlet separation gas line, a recuperative heat exchanger, an intermediate separator, a reducing device and a fractionating apparatus equipped with a heat and mass transfer section located in its upper part on prepared gas outlet lines with a recuperative heat exchanger, as well as a fractionation unit with a demethanized condensate supply line, equipped with product outlet lines, characterized in that a fractionation column is installed as a fractionator, with an upper part equipped with a prepared gas outlet line with a reducing device, and a lower part connected to separators by hydrocarbon condensate feed lines with reducing devices, equipped with a demethanized condensate feed line and a second heat and mass transfer section, located on the bypass of the recuperative heat exchanger, while the fractionation unit is equipped with input / output lines as a refrigerant for a part of the prepared gas taken between the column and the reducing device or between the column and the recuperative heat exchanger.
RU2019145568A 2019-12-30 2019-12-30 Apparatus for complex gas treatment by low-temperature fractionation RU2736034C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145568A RU2736034C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Apparatus for complex gas treatment by low-temperature fractionation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145568A RU2736034C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Apparatus for complex gas treatment by low-temperature fractionation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736034C1 true RU2736034C1 (en) 2020-11-11

Family

ID=73460836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019145568A RU2736034C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Apparatus for complex gas treatment by low-temperature fractionation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736034C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544648C1 (en) * 2014-01-09 2015-03-20 Андрей Владиславович Курочкин Method of low temperature gas separation
RU2585810C1 (en) * 2015-04-16 2016-06-10 Андрей Владиславович Курочкин Device for low-temperature condensation gas
RU2609175C2 (en) * 2014-12-26 2017-01-30 Некоммерческое партнерство "Интегрированные технологии" Method of updating operational installation for low-temperature gas separation
RU2617152C2 (en) * 2015-09-14 2017-04-21 Ассоциация инженеров-технологов нефти и газа "Интегрированные технологии" Gas condensate stabilisation method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544648C1 (en) * 2014-01-09 2015-03-20 Андрей Владиславович Курочкин Method of low temperature gas separation
RU2609175C2 (en) * 2014-12-26 2017-01-30 Некоммерческое партнерство "Интегрированные технологии" Method of updating operational installation for low-temperature gas separation
RU2585810C1 (en) * 2015-04-16 2016-06-10 Андрей Владиславович Курочкин Device for low-temperature condensation gas
RU2617152C2 (en) * 2015-09-14 2017-04-21 Ассоциация инженеров-технологов нефти и газа "Интегрированные технологии" Gas condensate stabilisation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2717668C1 (en) Low-temperature fractionation unit for complex gas treatment and production of lng
RU2734237C1 (en) Apparatus for complex gas treatment by low-temperature condensation
RU2732998C1 (en) Low-temperature fractionation unit for complex gas treatment with production of liquefied natural gas
RU2721347C1 (en) Plant for reduction of natural gas and production of gas motor fuel
RU2017126023A (en) HEAVY-HYDROCARBON REMOVAL SYSTEM FOR LIQUIDATION OF THE POOLED NATURAL GAS
RU2724739C1 (en) Low-temperature condensation unit
RU2585810C1 (en) Device for low-temperature condensation gas
RU2688533C1 (en) Ltdr plant for integrated gas preparation and production of lng and its operation method
RU2705160C1 (en) Unit of low-temperature dephlegmation with rectification ltdr for complex gas treatment with generation of lng
RU2658010C2 (en) Methods for separating hydrocarbon gases
RU2730291C1 (en) Low-temperature fractionation unit for complex gas treatment
RU2731709C1 (en) Low-temperature fractionation unit for deethanization of main gas with generation of lng
RU2689737C1 (en) Installation of ntdr for non-waste complex gas treatment
RU2699912C1 (en) Ltdr plant for production of hydrocarbons c2+ from main gas (versions)
RU2699913C1 (en) Ltdr plant for integrated non-waste field gas treatment (versions)
RU2743127C1 (en) Plant for integrated gas preparation and production of liquefied natural gas by low-temperature fractionation
RU2727503C1 (en) Ltdr plant for complex wasteless preparation of gas
RU2736034C1 (en) Apparatus for complex gas treatment by low-temperature fractionation
RU2726369C1 (en) Low-temperature dephlegmation with rectification plant for production of hydrocarbons c2+ from main natural gas (versions)
RU2696375C1 (en) Plant for producing hydrocarbons c2+ from natural gas (versions)
RU2770377C2 (en) Installation for integrated treatment of natural gas by low-temperature condensation
RU2723654C1 (en) Low-temperature fractionation unit for main gas deethanization (versions)
RU2753753C1 (en) Installation of complex natural gas treatment by low-temperature condensation
RU2739038C2 (en) Low-temperature dephlegmation unit with separation for complex gas treatment and production of liquefied natural gas
RU2757211C1 (en) Integrated gas treatment plant with lng production and increased extraction of gas condensate (options)

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210708