RU2790002C1 - Gas refining plant - Google Patents

Gas refining plant Download PDF

Info

Publication number
RU2790002C1
RU2790002C1 RU2022133526A RU2022133526A RU2790002C1 RU 2790002 C1 RU2790002 C1 RU 2790002C1 RU 2022133526 A RU2022133526 A RU 2022133526A RU 2022133526 A RU2022133526 A RU 2022133526A RU 2790002 C1 RU2790002 C1 RU 2790002C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
separation
gas
distillation column
heat exchanger
supply line
Prior art date
Application number
RU2022133526A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Акулов
Олег Сергеевич Бушуев
Андрей Владиславович Курочкин
Искандер Равилевич Сунгатуллин
Алена Геннадиевна Чиркова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2790002C1 publication Critical patent/RU2790002C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: cryogenic engineering.
SUBSTANCE: invention relates to cryogenic engineering and may be used in gas industry for processing hydrocarbon gases. A gas refining plant and a C2+ hydrocarbon separation unit, which includes a compressor section of a first detander-compressor unit, a main multi-stream heat exchanger, a separator equipped with separation gas and residue separation outlet lines on a purified and dried gas line, are proposed. The separation gas outlet line is divided into first and second separation gas supply lines, the separation residue outlet line is divided into first and second separation residue supply lines, the first separation residue supply line is connected to the first separation gas supply line with an upper multi-flow heat exchanger, a reducing valve and connected to the top of the rectification column, the second separation residue supply line is equipped with a reducing valve and connected to the middle part of the distillation column, the second separation residue supply line is fitted with a reduction valve and connected to the distillation column middle section, the second separation gas supply line is fitted with the first detander-compressor unit detander section and connected to the distillation column middle section above the second separation residue supply line. The top of the distillation column is fitted with a residue gas outlet line, on which the upper heat exchanger, the main heat exchanger, the connection with the second circulating gas branch after the compressor section of the second detander, the compressor unit, the chilling machine, the first circulating gas branch and the second circulating gas branch are successively arranged. The first circulation gas branch is equipped with a main heat exchanger, an upper heat exchanger and a reduction valve and connected to the top of the distillation column above the first separation gas supply line, the second circulation gas branch is equipped with the detander section of the second detander-compressor unit, upper heat exchanger, main heat exchanger, compressor section of the second detander-compressor unit and connected to the residual gas outlet line before the compressor unit. The bottom of the distillation column is connected to the main heat exchanger by the inlet/outlet lines of the first and second circulation sprinklers, and the bottom of the distillation column is connected to the main heat exchanger by the C2+ hydrocarbon fraction outlet line. A separator connected to the distillation column by a supply line for a second separation gas before the distillation column and to the outlet line for a third separation residue, and also a separator connected to the distillation column by a supply line for a fourth separation residue, and to the outlet line for a fourth separation residue before the distillation column is installed in the first separation gas supply line.
EFFECT: invention provides for increase the C2+ hydrocarbon fraction extraction degree and reduce diameter of upper part of distillation column.
5 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в газовой промышленности для переработки углеводородных газов. The invention relates to cryogenic technology and can be used in the gas industry for the processing of hydrocarbon gases.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ холодоснабжения в установка для извлечения газоконденсатных жидкостей [RU 2763101, опубл. 27.12.2021 г., МПК C10L 3/10, f25J 3/06], осуществляемый на установке выделения фракции углеводородов С2+, включающей расположенные на линии очищенного и осушенного газа: компрессорную секцию первого детандер-компрессорного агрегата, основной многопоточный теплообменник, сепаратор, оснащенный линиями вывода газа сепарации и остатка сепарации, причем линия вывода газа сепарации разделена на линии подачи первого и второго газа сепарации, линия вывода остатка сепарации разделена на линии подачи первого и второго остатка сепарации, при этом линия подачи первого остатка сепарации соединена с линией подачи первого газа сепарации, оснащенной верхним многопоточным теплообменником, редуцирующим вентилем, и соединенной с верхней частью ректификационной колонны, линия подачи второго остатка сепарации оснащена редуцирующим вентилем и соединена со средней частью ректификационной колонны, линия подачи второго газа сепарации оснащена детандерной секцией первого детандер-компрессорного агрегата и соединена со средней частью ректификационной колонны выше линии подачи второго остатка сепарации, кроме того, верх ректификационной колонны оснащен линией вывода остаточного газа, на которой последовательно расположены верхний теплообменник, основной теплообменник, примыкание ответвления второго циркуляционного газа после компрессорной секции второго детандер-компрессорного агрегата, компрессор, холодильник, ответвление первого циркуляционного газа и ответвление второго циркуляционного газа, причем ответвление первого циркуляционного газа оснащено основным теплообменником, верхним теплообменником и редуцирующим вентилем и соединено с верхней частью ректификационной колонны выше линии подачи первого газа сепарации, ответвление второго циркуляционного газа оснащено детандерной секцией второго детандер-компрессорного агрегата, верхним теплообменником, основным теплообменником, компрессорной секцией второго детандер-компрессорного агрегата и соединено с линией вывода остаточного газа перед компрессором, кроме того, нижняя часть ректификационной колонны соединена с основным теплообменником линиями ввода/вывода первого и второго циркуляционных орошений, а низ ректификационной колонны соединен с основным теплообменником линией вывода фракции углеводородов С2+. Closest to the proposed invention is a method of refrigeration in a plant for extracting gas condensate liquids [RU 2763101, publ. 12/27/2021, IPC C10L 3/10, f25J 3/06], carried out at the installation for the separation of the hydrocarbon fraction С 2+ , including located on the lines of purified and dried gas: the compressor section of the first expander-compressor unit, the main multi-flow heat exchanger, separator , equipped with separation gas and separation residue outlet lines, wherein the separation gas outlet line is divided into the first and second separation gas supply lines, the separation residue outlet line is divided into the first and second separation residue supply lines, while the first separation residue supply line is connected to the supply line of the first separation gas, equipped with an upper multi-flow heat exchanger, a reducing valve, and connected to the upper part of the distillation column; co united with the middle part of the distillation column above the supply line of the second separation residue, in addition, the top of the distillation column is equipped with a residual gas outlet line, on which the upper heat exchanger, the main heat exchanger, the adjoining branch of the second circulation gas after the compressor section of the second expander-compressor unit, the compressor , a refrigerator, a branch of the first circulating gas and a branch of the second circulating gas, wherein the branch of the first circulating gas is equipped with a main heat exchanger, an upper heat exchanger and a reducing valve and is connected to the upper part of the distillation column above the supply line of the first separation gas, the branch of the second circulating gas is equipped with an expander section of the second expander -compressor unit, the upper heat exchanger, the main heat exchanger, the compressor section of the second expander-compressor unit and is connected to the residual gas outlet line before the compressor, in addition, the lower part of the distillation column is connected to the main heat exchanger by input/output lines of the first and second circulating irrigation, and the bottom of the distillation column is connected to the main heat exchanger by the output line of the hydrocarbon fraction C 2+ .

Недостатками данного способа и установки являются низкая степень извлечения фракции углеводородов С2+ и большой диаметр верхней части ректификационной колонны, что при высоких расходах сырьевого газа требует разделения колонны на две части из-за ее большого веса. Причиной указанных недостатков является непосредственное соединение с ректификационной колонной линии подачи второго газа сепарации, который после редуцирования состоит более, чем на 99% из газовой фазы. Это приводит к высокой нагрузке верхней части колонны по газовой фазе, что требует увеличения ее диаметра для предотвращения уноса жидкой фазы, а также приводит к потерям этана с остаточным газом из-за переноса в газовую фазу, обогащенную метаном, из жидкой фазы в результате массообмена.The disadvantages of this method and installation are the low degree of extraction of the C 2+ hydrocarbon fraction and the large diameter of the upper part of the distillation column, which, at high feed gas costs, requires the separation of the column into two parts due to its large weight. The reason for these shortcomings is the direct connection to the distillation column of the supply line of the second separation gas, which after reduction consists of more than 99% of the gas phase. This leads to a high load on the upper part of the column in the gas phase, which requires an increase in its diameter to prevent entrainment of the liquid phase, and also leads to losses of ethane with residual gas due to transfer to the gas phase enriched in methane from the liquid phase as a result of mass transfer.

Задача изобретения – повышение степени извлечения фракции углеводородов С2+ и снижение диаметра верхней части ректификационной колонны.The objective of the invention is to increase the degree of extraction of the fraction of hydrocarbons WITH 2+ and reduce the diameter of the upper part of the distillation column.

Технический результат – повышение степени извлечения фракции углеводородов С2+ и снижение диаметра верхней части ректификационной колонны – достигается путем установки по меньшей мере одного сепаратора на потоках, подаваемых в верхнюю часть ректификационной колонны.The technical result - increasing the degree of extraction of the C 2+ hydrocarbon fraction and reducing the diameter of the upper part of the distillation column - is achieved by installing at least one separator on the streams supplied to the upper part of the distillation column.

Заявленный технический результат достигается тем, что в газоперерабатывающем заводе, включающем установку выделения фракции углеводородов С2+, которая включает расположенные на линии очищенного и осушенного газа компрессорную секцию первого детандер-компрессорного агрегата, основной многопоточный теплообменник, сепаратор, оснащенный линиями вывода газа сепарации и остатка сепарации, причем линия вывода газа сепарации разделена на линии подачи первого и второго газа сепарации, линия вывода остатка сепарации разделена на линии подачи первого и второго остатка сепарации, при этом линия подачи первого остатка сепарации соединена с линией подачи первого газа сепарации, оснащенной верхним многопоточным теплообменником, редуцирующим вентилем и соединенной с верхней частью ректификационной колонны, линия подачи второго остатка сепарации оснащена редуцирующим вентилем и соединена со средней частью ректификационной колонны, линия подачи второго газа сепарации оснащена детандерной секцией первого детандер-компрессорного агрегата и соединена со средней частью ректификационной колонны выше линии подачи второго остатка сепарации, кроме того, верх ректификационной колонны оснащен линией вывода остаточного газа, на которой последовательно расположены верхний теплообменник, основной теплообменник, соединение с ответвлением второго циркуляционного газа после компрессорной секции второго детандер-компрессорного агрегата, компрессорный агрегат, холодильник, ответвление первого циркуляционного газа и ответвление второго циркуляционного газа, причем ответвление первого циркуляционного газа оснащено основным теплообменником, верхним теплообменником и редуцирующим вентилем и соединено с верхней частью ректификационной колонны выше линии подачи первого газа сепарации, а ответвление второго циркуляционного газа оснащено детандерной секцией второго детандер-компрессорного агрегата, верхним теплообменником, основным теплообменником, компрессорной секцией второго детандер-компрессорного агрегата и соединено с линией вывода остаточного газа перед компрессорным агрегатом, кроме того, нижняя часть ректификационной колонны соединена с основным теплообменником линиями ввода/вывода первого и второго циркуляционных орошений, а низ ректификационной колонны соединен с основным теплообменником линией вывода фракции углеводородов С2+, особенностью является то, что на линии подачи второго газа сепарации перед ректификационной колонной установлен сепаратор, соединенный с ректификационной колонной линией подачи третьего остатка сепарации, а с линией вывода остаточного газа – линией подачи третьего газа сепарации, кроме того, на линии подачи смеси первого газа сепарации с первым остатком сепарации перед ректификационной колонной также установлен сепаратор, соединенный с ректификационной колонной линией подачи четвертого остатка сепарации, а с линией вывода остаточного газа – линией подачи четвертого газа сепарации. The claimed technical result is achieved by the fact that in a gas processing plant, including a C 2+ hydrocarbon fraction separation unit, which includes a compressor section of the first expander-compressor unit located on the line of purified and dried gas, the main multi-flow heat exchanger, a separator equipped with separation and residue gas outlet lines separation, wherein the separation gas outlet line is divided into the first and second separation gas supply lines, the separation residue outlet line is divided into the first and second separation residue supply lines, while the first separation residue supply line is connected to the first separation gas supply line equipped with an upper multi-flow heat exchanger , a reducing valve and connected to the upper part of the distillation column, the supply line of the second separation residue is equipped with a reducing valve and is connected to the middle part of the distillation column, the supply line of the second separation gas is equipped with an expander section of the first th expander-compressor unit and is connected to the middle part of the distillation column above the supply line of the second separation residue, in addition, the top of the distillation column is equipped with a residual gas outlet line, on which the upper heat exchanger, main heat exchanger, connection with a branch of the second circulation gas after the compressor section are located in series of the second expander-compressor unit, a compressor unit, a refrigerator, a branch of the first circulation gas and a branch of the second circulation gas, wherein the branch of the first circulation gas is equipped with a main heat exchanger, an upper heat exchanger and a reducing valve and is connected to the upper part of the distillation column above the supply line of the first separation gas, and branch of the second circulating gas is equipped with an expander section of the second expander-compressor unit, an upper heat exchanger, a main heat exchanger, a compressor section of the second expander-compressor unit the bottom of the distillation column is connected to the main heat exchanger by the input/output lines of the first and second circulating refluxes, and the bottom of the distillation column is connected to the main heat exchanger by the line for the output of the C 2+ fraction of hydrocarbons, a feature is that a separator is installed on the supply line of the second separation gas in front of the distillation column, connected to the distillation column by the supply line of the third separation residue, and to the residual gas output line - by the supply line of the third separation gas, in addition, on the supply line of the mixture of the first separation gas with The first separation residue in front of the distillation column is also equipped with a separator connected to the distillation column by the fourth separation residue supply line, and with the residual gas outlet line - by the fourth separation gas supply line.

При необходимости на ответвлении первого циркуляционного газа перед ректификационной колонной также установлен сепаратор, соединенный с ректификационной колонной линией подачи пятого остатка сепарации, а с линией вывода остаточного газа – линией подачи пятого газа сепарации.If necessary, a separator is also installed on the branch of the first circulating gas before the distillation column, connected to the distillation column by the supply line of the fifth separation residue, and to the line of residual gas output - by the supply line of the fifth separation gas.

При необходимости низ ректификационной колонны может быть оборудован нагревателем, соединенным с линией очищенного и осушенного газа до и после основного теплообменника линией ввода/вывода его части.If necessary, the bottom of the distillation column can be equipped with a heater connected to the line of purified and dried gas before and after the main heat exchanger by the input/output line of its part.

При необходимости низ ректификационной колонны установки выделения фракции углеводородов С2+ оснащен дополнительным нагревателем с внешним теплоносителем.If necessary, the bottom of the distillation column of the C 2+ hydrocarbon fraction separation unit is equipped with an additional heater with an external coolant.

При необходимости газоперерабатывающий завод дополнительно включает установки очистки и осушки газа, а также установку разделения фракции углеводородов С2+.If necessary, the gas processing plant additionally includes gas purification and drying units, as well as a unit for separating the C 2+ hydrocarbon fraction.

Компрессорный агрегат и компрессорные секции детандер-компрессорных агрегатов могут быть оснащены системами охлаждения сжатого газа. Сепараторы могут быть трубными или емкостными. Ректификационная колонна оборудована насадочными, пленочными или тарельчатыми внутренними контактными устройствами. Остальные составляющие газоперерабатывающего завода могут быть выполнены любым образом, известным из уровня техники.The compressor unit and compressor sections of expander-compressor units can be equipped with compressed gas cooling systems. Separators can be tubular or capacitive. The distillation column is equipped with packed, film or tray internal contact devices. The remaining components of the gas processing plant can be made in any way known from the prior art.

Газоперерабатывающий завод показан на схеме и включает первый детандер-компрессорный агрегат 1 с компрессорной секцией 2 и детандерной секцией 3, второй детандер-компрессорный агрегат 4 с компрессорной секцией 5 и детандерной секцией 6, компрессорный агрегат 7, многопоточные теплообменники 8 (основной) и 9 (верхний), воздушный холодильник 10, сепараторы 11, 12 и 13, редуцирующие вентили 14-16, ректификационную колонну 17, насос 18. При необходимости установка может дополнительно включать сепаратор 19.The gas processing plant is shown in the diagram and includes the first expander-compressor unit 1 with compressor section 2 and expander section 3, the second expander-compressor unit 4 with compressor section 5 and expander section 6, compressor unit 7, multiflow heat exchangers 8 (main) and 9 ( upper), air cooler 10, separators 11, 12 and 13, reducing valves 14-16, distillation column 17, pump 18. If necessary, the installation may additionally include a separator 19.

При работе газоперерабатывающего завода очищенный и осушенный газ, подаваемый по линии 20, сжимают в компрессорной секции 2 детандер-компрессорного агрегата 1, охлаждают в теплообменнике 8 и направляют в сепаратор 11, с верха которого по линии 21 выводят газ сепарации, который разделяют на потоки первого 22 и второго 23 газа сепарации. С низа сепаратора 11 по линии 24 выводят остаток сепарации, который разделяют на потоки первого 25 и второго 26 остатка сепарации. Второй остаток сепарации 26 редуцируют в редуцирующем вентиле 14 и направляют в среднюю часть колонны 17. Второй газ сепарации 23 редуцируют в детандерной секции 3 детандер-компрессорного агрегата 1 и направляют в сепаратор 12, с верха которого третий газ сепарации по линии 27 направляют в линию остаточного газа 29 до теплообменника 9. С низа сепаратора 12 по линии 28 третий остаток сепарации направляют в среднюю часть колонны 17 выше линии подачи второго остатка сепарации 26. Первый остаток сепарации 25 смешивают с первым газом сепарации 22, охлаждают в теплообменнике 9, редуцируют в редуцирующем вентиле 15 и направляют в сепаратор 13, с верха которого четвертый газ сепарации по линии 34 направляют в линию остаточного газа 29 до теплообменника 9, а четвертый остаток сепарации подают в верхнюю часть колонны 17. During the operation of the gas processing plant, the purified and dried gas supplied through line 20 is compressed in the compressor section 2 of the expander-compressor unit 1, cooled in the heat exchanger 8 and sent to the separator 11, from the top of which the separation gas is discharged through line 21, which is divided into streams of the first 22 and second 23 gas separation. From the bottom of the separator 11 through line 24 remove the separation residue, which is divided into streams of the first 25 and second 26 separation residue. The second separation residue 26 is reduced in the reducing valve 14 and sent to the middle part of the column 17. The second separation gas 23 is reduced in the expander section 3 of the expander-compressor unit 1 and sent to the separator 12, from the top of which the third separation gas is sent through line 27 to the line of residual gas 29 to the heat exchanger 9. From the bottom of the separator 12 through line 28, the third separation residue is sent to the middle part of the column 17 above the supply line of the second separation residue 26. The first separation residue 25 is mixed with the first separation gas 22, cooled in the heat exchanger 9, reduced in the reducing valve 15 and is sent to the separator 13, from the top of which the fourth separation gas is sent through line 34 to the residual gas line 29 to the heat exchanger 9, and the fourth separation residue is fed into the upper part of the column 17.

С верха колонны 17 по линии 29 выводят остаточный газ, обогащенный метаном, смешивают с третьим и четвертым газами сепарации 27 и 34 и нагревают в теплообменниках 9 и 8, затем смешивают со вторым циркуляционным газом 31, сжимают в компрессорном агрегате 7, охлаждают в холодильнике 10, затем отбирают первый (линия 30) и второй (линия 31) циркуляционные газы, и далее направляют потребителям. Первый циркуляционный газ 30 охлаждают в теплообменниках 8 и 9, редуцируют в редуцирующем вентиле 16 и направляют в качестве флегмы в верхнюю часть колонны 17 выше линии подачи смеси первого газа сепарации 22 с первым остатком сепарации 25. Второй циркуляционный газ 31 направляют на расширение в детандерную секцию 6 детандер-компрессорного агрегата 4 и далее в качестве охлаждающей среды подают в теплообменники 9 и 8, затем компримируют в компрессорной секции 5 детандер-компрессорного агрегата 4 и смешивают с потоком 29 остаточного газа перед компрессорным агрегатом 7. Из нижней части колонны 17 по линиям 32 и 33 в/из теплообменника 8 вводят/выводят первое и второе циркуляционные орошения, соответственно. С низа колонны 17 по линии 35 насосом 18 выводят фракцию углеводородов С2+ после предварительного нагрева в теплообменнике 8.From the top of the column 17 through line 29, the residual gas enriched in methane is removed, mixed with the third and fourth separation gases 27 and 34 and heated in heat exchangers 9 and 8, then mixed with the second circulating gas 31, compressed in the compressor unit 7, cooled in the refrigerator 10 , then the first (line 30) and second (line 31) circulating gases are taken, and then sent to consumers. The first circulation gas 30 is cooled in heat exchangers 8 and 9, reduced in the reducing valve 16 and sent as phlegm to the upper part of the column 17 above the supply line for the mixture of the first separation gas 22 with the first separation residue 25. The second circulation gas 31 is sent for expansion to the expander section 6 of the expander-compressor unit 4 and further as a cooling medium is fed into heat exchangers 9 and 8, then it is compressed in the compressor section 5 of the expander-compressor unit 4 and mixed with the residual gas stream 29 before the compressor unit 7. From the bottom of the column 17 through lines 32 and 33 to/from the heat exchanger 8 enter/exit the first and second circulation irrigations, respectively. From the bottom of the column 17 through line 35, the pump 18 removes the hydrocarbon fraction C 2+ after preheating in the heat exchanger 8.

При необходимости на ответвлении первого циркуляционного газа 30 перед колонной 17 установлен сепаратор 19, из которого в колонну 17 подают пятый остаток сепарации, а в линию 29 по линии 36 направляют пятый газ сепарации. If necessary, a separator 19 is installed on the branch of the first circulation gas 30 before the column 17, from which the fifth separation residue is supplied to the column 17, and the fifth separation gas is sent to line 29 via line 36.

При необходимости низ колонны 17 может быть оборудован нагревателем, в который из линии очищенного и осушенного газа 20 до и после основного теплообменника 8 вводят/выводят его часть. При необходимости низ колонны 17 нагревают с помощью дополнительного нагревателя с внешним теплоносителем (на схеме условно не показано).If necessary, the bottom of the column 17 can be equipped with a heater, into which a part of it is introduced/removed from the line of purified and dried gas 20 before and after the main heat exchanger 8. If necessary, the bottom of the column 17 is heated using an additional heater with an external coolant (not conventionally shown in the diagram).

При необходимости на газоперерабатывающем заводе очищенный и осушенный газ получают на дополнительной установке очистки и осушки сырьевого газа, а фракцию углеводородов С2+ направляют для разделения на фракции в дополнительную установку разделения/газофракционирования (на схеме условно не показано).If necessary, at the gas processing plant, purified and dried gas is obtained at an additional unit for cleaning and drying the feed gas, and the C 2+ hydrocarbon fraction is sent for fractionation to an additional separation/gas fractionation unit (not shown in the diagram).

Работоспособность установки подтверждается примером.The operability of the installation is confirmed by an example.

100000 нм3/час очищенного и осушенного углеводородного газа, содержащего, % об.: метан 70,62; этан 13,63; азот 2,39; углекислый газ 0,73; углеводороды С3+ остальное, при плюс 20 ºС и 5,2 МПа сжимают в компрессорной секции 2 детандер-компрессорного агрегата 1 до 7,1 МПа, охлаждают в теплообменнике 8 до температуры минус 7 ºС и направляют в сепаратор 11, с верха которого по линии 21 выводят 79120 нм3/час газа сепарации, который разделяют на равные потоки первого газа сепарации 22 и второго газа сепарации 23. С низа сепаратора 11 по линии 24 выводят 30,5 т/час остатка сепарации, который разделяют на 0,5 т/час первого остатка сепарации 25 и второй 26 остаток сепарации. Второй остаток сепарации 26 редуцируют в редуцирующем вентиле 14 до 1,71 МПа и при температуре минус 34 ºС направляют в среднюю часть ректификационной колонны 17. Второй газ сепарации 23 с расходом 39560 нм3/час редуцируют в детандерной секции 3 первого детандер-компрессорного агрегата 1 до 1,71 МПа и при температуре минус 59 ºС направляют в сепаратор 12, с верха которого третий газ сепарации с расходом 34910 нм3/час направляют на смешение в линию остаточного газа до верхнего теплообменника 9. С низа сепаратора 12 7,27 т/час третьего остатка сепарации направляют в среднюю часть ректификационной колонны 17 выше линии подачи второго остатка сепарации 26. Первый остаток сепарации 25 смешивают с первым газом сепарации 22, охлаждают в теплообменнике 9 до минус 50 ºС, редуцируют в редуцирующем вентиле 15 до 1,71 МПа и при температуре минус 91 ºС разделяют в сепараторе 13 на 26420 нм3/час четвертого газа сепарации, который направляют в линию остаточного газа, и 15,7 т/час четвертого остатка сепарации, который подают в верхнюю часть ректификационной колонны 17. 100,000 nm 3 /hour of purified and dried hydrocarbon gas containing, % vol.: methane 70.62; ethane 13.63; nitrogen 2.39; carbon dioxide 0.73; hydrocarbons C 3+ the rest, at plus 20 ºС and 5.2 MPa, are compressed in the compressor section 2 of the expander-compressor unit 1 to 7.1 MPa, cooled in the heat exchanger 8 to a temperature of minus 7 ºС and sent to the separator 11, from the top of which lines 21 output 79120 nm 3 /hour of separation gas, which is divided into equal flows of the first separation gas 22 and the second separation gas 23. From the bottom of the separator 11 through line 24 output 30.5 t/h of the separation residue, which is divided into 0.5 t /hour of the first separation residue 25 and the second 26 separation residue. The second separation residue 26 is reduced in the reducing valve 14 to 1.71 MPa and at a temperature of minus 34 ºС is sent to the middle part of the distillation column 17. The second separation gas 23 with a flow rate of 39560 nm 3 /hour is reduced in the expander section 3 of the first expander-compressor unit 1 up to 1.71 MPa and at a temperature of minus 59 ºС is sent to the separator 12, from the top of which the third separation gas with a flow rate of 34910 nm 3 / hour is sent for mixing into the residual gas line to the upper heat exchanger 9. From the bottom of the separator 12 7.27 t / an hour of the third separation residue is sent to the middle part of the distillation column 17 above the supply line of the second separation residue 26. The first separation residue 25 is mixed with the first separation gas 22, cooled in the heat exchanger 9 to minus 50 ºС, reduced in the reducing valve 15 to 1.71 MPa and at a temperature of minus 91 ºС, they are divided in separator 13 into 26420 nm 3 / hour of the fourth separation gas, which is sent to the residual gas line, and 15.7 t / hour of the fourth stop Separation oil, which is fed into the upper part of the distillation column 17.

С верха ректификационной колонны 17 c температурой минус 101 ºС выводят остаточный газ 29, обогащенный метаном, с расходом 47710 нм3/час, смешивают с третьим 27 и четвертым 34 газами сепарации, смесь нагревают в теплообменниках 9 и 8 до плюс 35 ºС, смешивают с потоком 31, сжимают в компрессоре 7 до 7,93 МПа, охлаждают в холодильнике 10 до 20 ºС и далее направляют потребителям в количестве 77510 нм3/час.From the top of the distillation column 17 with a temperature of minus 101 ºС, the residual gas 29, enriched in methane, is removed at a flow rate of 47710 nm 3 / hour, mixed with the third 27 and fourth 34 separation gases, the mixture is heated in heat exchangers 9 and 8 to plus 35 ºС, mixed with flow 31, compressed in compressor 7 to 7.93 MPa, cooled in a refrigerator 10 to 20 ºС and then sent to consumers in the amount of 77510 nm 3 /hour.

Часть потока остаточного газа после холодильника 10 по ответвлению первого циркуляционного газа 30 в количестве 32300 нм3/час охлаждают в основном теплообменнике 8 и верхнем теплообменнике 9 до температуры минус 60 ºС, редуцируют в редуцирующем вентиле 16 до 1,71 МПа и направляют в верхнюю часть ректификационной колонны выше линии подачи смеси первого газа сепарации 22 с первым остатком сепарации 25 в качестве флегмы. Часть потока остаточного газа после холодильника 10 по ответвлению второго циркуляционного газа 31 в количестве 51670 нм3/час редуцируют в детандерной секции 6 второго детандер-компрессорного агрегата 4 до 1,71 МПа и далее в качестве охлаждающей среды подают в теплообменники 9 и 8, затем компримируют в компрессорной секции 5 второго детандер-компрессорного агрегата 4 до 2,2 МПа и смешивают с потоком 29 остаточного газа перед компрессором 7.Part of the residual gas flow after the cooler 10 along the branch of the first circulation gas 30 in the amount of 32300 nm 3 /hour is cooled in the main heat exchanger 8 and the upper heat exchanger 9 to a temperature of minus 60 ºС, reduced in the reducing valve 16 to 1.71 MPa and sent to the upper part distillation column above the feed line of the mixture of the first separation gas 22 with the first separation residue 25 as reflux. Part of the residual gas flow after the cooler 10 along the branch of the second circulating gas 31 in the amount of 51670 nm 3 /hour is reduced in the expander section 6 of the second expander-compressor unit 4 to 1.71 MPa and then fed into heat exchangers 9 and 8 as a cooling medium, then compressed in the compressor section 5 of the second expander-compressor unit 4 to 2.2 MPa and mixed with the flow 29 of the residual gas before the compressor 7.

Из нижней части ректификационной колонны 17 (4-я тарелка, здесь и далее – снизу) по ответвлению первого циркуляционного орошения по линии 32 с температурой минус 28 ºС отбирают жидкость в количестве 3 т/час и направляют на нагрев в основной теплообменник 8, затем возвращают обратно в ректификационную колонну 17 в качестве флегмы с температурой минус 5 ºС (на 3-ю тарелку). C нижней части ректификационной колонны 17 (2-я тарелка) по ответвлению второго циркуляционного орошения по линии 33 с температурой минус 2 ºС отбирают жидкость в количестве 3 т/час и направляют на нагрев в основной теплообменник 8, затем возвращают обратно в ректификационную колонну 17 в качестве флегмы с температурой плюс 10 ºС (на 1-ю тарелку). С низа ректификационной колонны 17 по линии 35 насосом 18 выводят фракцию углеводородов С2+ в количестве 43,1 т/час, содержащую, % об.: метан 0,66; этан 45,34; углекислый газ 1,47, остальное – углеводороды С3+, после предварительного нагрева в теплообменнике 8 до 16 ºС.From the lower part of the distillation column 17 (4th plate, hereinafter - below) along the branch of the first circulating irrigation through line 32 with a temperature of minus 28 ºС, liquid is taken in the amount of 3 t/h and sent for heating to the main heat exchanger 8, then returned back to distillation column 17 as reflux with a temperature of minus 5 ºС (on the 3rd plate). From the lower part of the distillation column 17 (2nd plate) along the branch of the second circulating irrigation line 33 with a temperature of minus 2 ºС, liquid is taken in the amount of 3 t/h and sent for heating to the main heat exchanger 8, then returned back to the distillation column 17 in as a phlegm with a temperature of plus 10 ºС (on the 1st plate). From the bottom of the distillation column 17 through line 35, pump 18 removes the hydrocarbon fraction C 2+ in the amount of 43.1 t/h, containing, % vol.: methane 0.66; ethane 45.34; carbon dioxide 1.47, the rest - hydrocarbons С 3+ , after preheating in a heat exchanger 8 to 16 ºС.

При этом в условиях примера глубина извлечения этана составила 77,1 %, максимальный действительный расход газа в верхней части ректификационной колонны составил 1267 м3/час, а расчетный диаметр верхней части колонны составил 1,189 м. At the same time, under the conditions of the example, the ethane recovery depth was 77.1%, the maximum actual gas flow in the upper part of the distillation column was 1267 m 3 /h, and the calculated diameter of the upper part of the column was 1.189 m.

На установке в условиях прототипа глубина извлечения этана составила 73,9 %, максимальный действительный расход газа в верхней части ректификационной колонны составил 3305 м3/час, а расчетный диаметр верхней части колонны составил 1,837 м. At the facility under prototype conditions, the ethane recovery depth was 73.9%, the maximum actual gas flow in the upper part of the distillation column was 3305 m 3 /h, and the estimated diameter of the upper part of the column was 1.837 m.

Таким образом, предлагаемый газоперерабатывающий завод позволяет повысить степень извлечения фракции углеводородов С2+, понизить диаметр верхней части ректификационной колонны и может быть использован в промышленности.Thus, the proposed gas processing plant makes it possible to increase the degree of extraction of the C 2+ hydrocarbon fraction, to reduce the diameter of the upper part of the distillation column, and can be used in industry.

Claims (5)

1. Газоперерабатывающий завод, включающий установку выделения фракции углеводородов С2+, которая включает расположенные на линии очищенного и осушенного газа компрессорную секцию первого детандер-компрессорного агрегата, основной многопоточный теплообменник, сепаратор, оснащенный линиями вывода газа сепарации и остатка сепарации, причем линия вывода газа сепарации разделена на линии подачи первого и второго газов сепарации, линия вывода остатка сепарации разделена на линии подачи первого и второго остатков сепарации, при этом линия подачи первого остатка сепарации соединена с линией подачи первого газа сепарации, оснащенной верхним многопоточным теплообменником, редуцирующим вентилем и соединенной с верхней частью ректификационной колонны, линия подачи второго остатка сепарации оснащена редуцирующим вентилем и соединена со средней частью ректификационной колонны, линия подачи второго газа сепарации оснащена детандерной секцией первого детандер-компрессорного агрегата и соединена со средней частью ректификационной колонны выше линии подачи второго остатка сепарации, кроме того, верх ректификационной колонны оснащен линией вывода остаточного газа, на которой последовательно расположены верхний теплообменник, основной теплообменник, соединение с ответвлением второго циркуляционного газа после компрессорной секции второго детандер-компрессорного агрегата, компрессорный агрегат, холодильник, ответвление первого циркуляционного газа и ответвление второго циркуляционного газа, причем ответвление первого циркуляционного газа оснащено основным теплообменником, верхним теплообменником и редуцирующим вентилем и соединено с верхней частью ректификационной колонны выше линии подачи первого газа сепарации, а ответвление второго циркуляционного газа оснащено детандерной секцией второго детандер-компрессорного агрегата, верхним теплообменником, основным теплообменником, компрессорной секцией второго детандер-компрессорного агрегата и соединено с линией вывода остаточного газа перед компрессорным агрегатом, кроме того, нижняя часть ректификационной колонны соединена с основным теплообменником линиями ввода/вывода первого и второго циркуляционных орошений, а низ ректификационной колонны соединен с основным теплообменником линией вывода фракции углеводородов С2+, отличающийся тем, что на линии подачи второго газа сепарации перед ректификационной колонной установлен сепаратор, соединенный с ректификационной колонной линией подачи третьего остатка сепарации, а с линией вывода остаточного газа – линией подачи третьего газа сепарации, кроме того, на линии подачи смеси первого газа сепарации с первым остатком сепарации перед ректификационной колонной также установлен сепаратор, соединенный с ректификационной колонной линией подачи четвертого остатка сепарации, а с линией вывода остаточного газа – линией подачи четвертого газа сепарации. 1. A gas processing plant, including a C 2+ hydrocarbon fraction separation unit, which includes a compressor section of the first expander-compressor unit located on the line of purified and dried gas, a main multi-flow heat exchanger, a separator equipped with separation gas and separation residue outlet lines, and the gas outlet line separation line is divided into supply lines of the first and second separation gases, the separation residue output line is divided into supply lines of the first and second separation residues, while the supply line of the first separation residue is connected to the supply line of the first separation gas, equipped with an upper multi-flow heat exchanger, a reducing valve and connected to the upper part of the distillation column, the supply line of the second separation residue is equipped with a reducing valve and is connected to the middle part of the distillation column, the supply line of the second separation gas is the middle part of the distillation column above the supply line of the second separation residue, in addition, the top of the distillation column is equipped with a residual gas outlet line, on which the upper heat exchanger, the main heat exchanger, the connection with the branch of the second circulation gas after the compressor section of the second expander-compressor unit, the compressor unit , a refrigerator, a branch of the first circulating gas and a branch of the second circulating gas, wherein the branch of the first circulating gas is equipped with a main heat exchanger, an upper heat exchanger and a reducing valve and is connected to the upper part of the distillation column above the supply line of the first separation gas, and the branch of the second circulating gas is equipped with an expander section of the second expander-compressor unit, the upper heat exchanger, the main heat exchanger, the compressor section of the second expander-compressor unit and is connected to the residual gas outlet line unit of the compressor unit, in addition, the lower part of the distillation column is connected to the main heat exchanger by input/output lines of the first and second circulating irrigation, and the bottom of the distillation column is connected to the main heat exchanger by the line for outputting the C 2+ fraction of hydrocarbons, characterized in that on the second gas supply line separation, a separator is installed before the distillation column, connected to the distillation column by the supply line of the third separation residue, and with the residual gas outlet line - by the supply line of the third separation gas, in addition, a separator is also installed on the supply line of the mixture of the first separation gas with the first separation residue before the distillation column , connected to the distillation column by the fourth separation residue supply line, and to the residual gas outlet line - by the fourth separation gas supply line. 2. Газоперерабатывающий завод по п. 1, отличающийся тем, что на ответвлении первого циркуляционного газа перед ректификационной колонной установлен сепаратор, соединенный с ректификационной колонной линией подачи пятого остатка сепарации, а с линией вывода остаточного газа - линией подачи пятого газа сепарации.2. The gas processing plant according to claim 1, characterized in that a separator is installed on the branch of the first circulating gas in front of the distillation column, connected to the distillation column by the supply line of the fifth separation residue, and with the residual gas output line - by the supply line of the fifth separation gas. 3. Газоперерабатывающий завод по п. 1, отличающийся тем, что низ ректификационной колонны оборудован нагревателем, соединенным с линией очищенного и осушенного газа до и после основного теплообменника линией ввода/вывода его части.3. Gas processing plant according to claim 1, characterized in that the bottom of the distillation column is equipped with a heater connected to the line of purified and dried gas before and after the main heat exchanger by the input / output line of its part. 4. Газоперерабатывающий завод по п. 1, отличающийся тем, что низ ректификационной колонны установки выделения фракции углеводородов С2+ оснащен дополнительным нагревателем с внешним теплоносителем.4. The gas processing plant according to claim 1, characterized in that the bottom of the distillation column of the C 2+ hydrocarbon fraction separation unit is equipped with an additional heater with an external coolant. 5. Газоперерабатывающий завод по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает установки очистки и осушки газа, а также установку разделения фракции углеводородов С2+.5. Gas processing plant according to claim 1, characterized in that it additionally includes gas purification and drying plants, as well as a C 2+ hydrocarbon fraction separation unit.
RU2022133526A 2022-12-20 Gas refining plant RU2790002C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2790002C1 true RU2790002C1 (en) 2023-02-14

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5568737A (en) * 1994-11-10 1996-10-29 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
WO2004065868A2 (en) * 2003-01-16 2004-08-05 Abb Lummus Global Inc. Multiple reflux stream hydrocarbon recovery process
US20100263407A1 (en) * 2009-04-21 2010-10-21 Henri Paradowski Method for producing a flow which is rich in methane and a cut which is rich in c2+ hydrocarbons from a flow of feed natural gas and an associated installation
US20140182331A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Linde Process Plants, Inc. Integrated process for ngl (natural gas liquids recovery) and lng (liquefaction of natural gas)
RU2620601C2 (en) * 2012-07-05 2017-05-29 Текнип Франс Method of obtaining natural gas processed, fraction enriched by c3+ - hydrocarbons, and, optionally, flow enlarged by ethan, and also, installation appropriate for this method
RU2763101C2 (en) * 2017-09-06 2021-12-27 Линде Инжиниринг Норт Америка, Инк. Methods for cold supply in installations for extraction of gas condensate liquids

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5568737A (en) * 1994-11-10 1996-10-29 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
WO2004065868A2 (en) * 2003-01-16 2004-08-05 Abb Lummus Global Inc. Multiple reflux stream hydrocarbon recovery process
US20100263407A1 (en) * 2009-04-21 2010-10-21 Henri Paradowski Method for producing a flow which is rich in methane and a cut which is rich in c2+ hydrocarbons from a flow of feed natural gas and an associated installation
RU2620601C2 (en) * 2012-07-05 2017-05-29 Текнип Франс Method of obtaining natural gas processed, fraction enriched by c3+ - hydrocarbons, and, optionally, flow enlarged by ethan, and also, installation appropriate for this method
US20140182331A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Linde Process Plants, Inc. Integrated process for ngl (natural gas liquids recovery) and lng (liquefaction of natural gas)
RU2763101C2 (en) * 2017-09-06 2021-12-27 Линде Инжиниринг Норт Америка, Инк. Methods for cold supply in installations for extraction of gas condensate liquids

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6578379B2 (en) Process and installation for separation of a gas mixture containing methane by distillation
US7856848B2 (en) Flexible hydrocarbon gas separation process and apparatus
CA1097564A (en) Process for the recovery of ethane and heavier hydrocarbon components from methane-rich gases
CA3029950C (en) System and method for liquefaction of natural gas
RU2382301C1 (en) Unit for low-temperature separation of hydrocarbon gas
RU2717668C1 (en) Low-temperature fractionation unit for complex gas treatment and production of lng
CN86105913A (en) The method of from Sweet natural gas, separating the hydrocarbon of two carbon
RU2721347C1 (en) Plant for reduction of natural gas and production of gas motor fuel
RU2732998C1 (en) Low-temperature fractionation unit for complex gas treatment with production of liquefied natural gas
RU2718073C1 (en) Method of reconstructing a low-temperature gas separation apparatus with preventing the formation of flare gases
RU2734237C1 (en) Apparatus for complex gas treatment by low-temperature condensation
RU2658010C2 (en) Methods for separating hydrocarbon gases
RU2731709C1 (en) Low-temperature fractionation unit for deethanization of main gas with generation of lng
RU2790002C1 (en) Gas refining plant
RU2630202C1 (en) Method of extracting c2+ fraction from raw gas and plant for its implementation
RU2743127C1 (en) Plant for integrated gas preparation and production of liquefied natural gas by low-temperature fractionation
RU2736682C1 (en) Natural gas preparation unit with helium extraction
RU2640969C1 (en) Method for extraction of liquefied hydrocarbon gases from natural gas of main gas pipelines and plant for its implementation
RU2739748C1 (en) Apparatus for extracting helium concentrate from hydrocarbon-containing gas mixture
RU2714486C1 (en) Method of reconstructing a lts plant in order to avoid the formation of flare gases (versions)
RU2730291C1 (en) Low-temperature fractionation unit for complex gas treatment
CA2887736C (en) Methods for separating hydrocarbon gases
RU2757211C1 (en) Integrated gas treatment plant with lng production and increased extraction of gas condensate (options)
RU2794122C1 (en) Hydrocarbon gas preparation system for supply to the demethanizer (options)
RU2794097C1 (en) Hydrocarbon gas deethanization plant