RU2794122C1 - Hydrocarbon gas preparation system for supply to the demethanizer (options) - Google Patents
Hydrocarbon gas preparation system for supply to the demethanizer (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2794122C1 RU2794122C1 RU2023102386A RU2023102386A RU2794122C1 RU 2794122 C1 RU2794122 C1 RU 2794122C1 RU 2023102386 A RU2023102386 A RU 2023102386A RU 2023102386 A RU2023102386 A RU 2023102386A RU 2794122 C1 RU2794122 C1 RU 2794122C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- demethanizer
- line
- separator
- residue
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к вспомогательному оборудованию ректификационных колонн и может быть использовано для деметанизации нестабильных широких фракций легких углеводородов в нефтегазовой промышленности.The invention relates to auxiliary equipment of distillation columns and can be used for demethanization of unstable wide fractions of light hydrocarbons in the oil and gas industry.
Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ холодоснабжения и 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 в том числе ректификационную колонну (деметанизатор) и систему подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор, которая включает (кроме компрессорной секции детандер-компрессорного агрегата и основного теплообменника) сепаратор, оснащенный линией вывода газа, которая разделена на линии подачи первого и второго газа сепарации, и линией вывода остатка сепарации, которая разделена на линии подачи первого и второго остатка сепарации. Линия подачи первого остатка сепарации оборудована редуцирующим вентилем (устройством) и соединена с нижней частью деметанизатора, а линия подачи второго остатка сепарации соединена со линией подачи второго газа сепарации, образуя линию подачи парожидкостной смеси. Линия подачи первого газа сепарации оборудована детандерной секцией детандер-компрессорного агрегата и соединена с верхней частью деметанизатора выше примыкания линии подачи редуцированного первого остатка сепарации. При этом линия подачи парожидкостной смеси оборудована верхним теплообменником и редуцирующим вентилем и соединена с верхней частью деметанизатора выше примыкания линии подачи редуцированного первого газа сепарации. Верх деметанизатора оснащен линией вывода сухого отбензиненного газа.Closest to the proposed invention is a method of refrigeration and a plant for extracting gas condensate liquids [RU 2763101, publ. 12/27/2021, IPC
Недостатками данной системы подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор являются большие потери этана с сухим отбензиненным газом, а также большой диаметр верхней части деметанизатора, что увеличивает его массу и стоимость. Причиной указанных недостатков является получение для ввода в деметанизатор газо-жидкостных потоков, содержащих до 99 % об. газовой фазы. Это приводит к высокой нагрузке верхней части деметанизатора по газовой фазе, что требует увеличения его диаметра для предотвращения уноса жидкой фазы, а также приводит к потерям этана с остаточным газом из-за переноса этана в результате массообмена в большой объем сухого отбензиненного газа.The disadvantages of this system for the preparation of hydrocarbon gas for supply to the demethanizer are large losses of ethane with dry stripped gas, as well as a large diameter of the upper part of the demethanizer, which increases its weight and cost. The reason for these shortcomings is the production of gas-liquid streams containing up to 99% vol. for entering the demethanizer. gas phase. This leads to a high load on the upper part of the demethanizer 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 tail gas due to the transfer of ethane as a result of mass transfer into a large volume of dry stripped gas.
Задача изобретения - создание системы подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор, обеспечивающей снижение потерь этана с сухим отбензиненным газом и уменьшение диаметра верхней части деметанизатора.The objective of the invention is the creation of a system for the preparation of hydrocarbon gas for supply to the demethanizer, which reduces the loss of ethane with dry stripped gas and reduces the diameter of the upper part of the demethanizer.
Технический результат - снижение потерь этана с сухим отбензиненным газом и уменьшение диаметра верхней части деметанизатора - достигается путем изменения состава оборудования системы подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор.The technical result - reducing the loss of ethane with dry stripped gas and reducing the diameter of the upper part of the demethanizer - is achieved by changing the composition of the equipment of the hydrocarbon gas preparation system for supply to the demethanizer.
Предложено два варианта системы подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор, отличающимися составом оборудования.Two versions of the hydrocarbon gas preparation system for supply to the demethanizer are proposed, which differ in the composition of the equipment.
Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в известной системе подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор, включающей сепаратор, оснащенный линией вывода газа и линией вывода остатка, которая оборудована редуцирующим устройством, особенностью является то, что в качестве сепаратора установлен первый сепаратор, на линии вывода остатка из первого сепаратора после редуцирующего устройства установлен второй сепаратор, оснащенный линией вывода газа и первой снизу линией ввода остатка в верхнюю часть деметанизатора, на линии вывода газа из первого сепаратора установлен дефлегматор для охлаждения газа в условиях фракционирования, оснащенный линией вывода газа и второй снизу линией ввода остатка в верхнюю часть деметанизатора, оборудованную редуцирующим устройством, при этом линия вывода газа из дефлегматора оборудована редуцирующим устройством и третьим сепаратором, оснащенным линией вывода газа и третьей снизу линией ввода остатка в верхнюю часть деметанизатора.The specified technical result in the first variant is achieved by the fact that in the known system for the preparation of hydrocarbon gas for supply to the demethanizer, including a separator equipped with a gas outlet line and a residue outlet line, which is equipped with a reducing device, the feature is that the first separator is installed as a separator, a second separator is installed on the residue outlet line from the first separator after the reducing device, equipped with a gas outlet line and the first line from the bottom of the residue inlet to the upper part of the demethanizer; the second line from the bottom of the residue input to the upper part of the demethanizer, equipped with a reducing device, while the gas outlet line from the dephlegmator is equipped with a reducing device and the third separator, equipped with a gas outlet line and the third line from the bottom of the residue input to the upper part of the demethanizer.
Второй вариант отличается тем, что дефлегматор оснащен линией вывода газа и линией вывода остатка с редуцирующим устройством и четвертым сепаратором, оснащенным линией вывода газа и второй снизу линией ввода остатка в верхнюю часть деметанизатора.The second variant differs in that the reflux condenser is equipped with a gas outlet line and a residue outlet line with a reducing device and a fourth separator equipped with a gas outlet line and a second from the bottom residue inlet line into the upper part of the demethanizer.
В качестве сепараторов могут быть использованы аппараты емкостного или динамического типа. В качестве редуцирующих устройств могут быть использованы редуцирующие вентили, газодинамические устройства или детандеры. Под дефлегмацией понимают противоточное охлаждение газового потока в условиях фракционирования, осуществляемого при контакте стекающей по теплообменным поверхностям сверху вниз холодной пленки углеводородного конденсата и теплого газа, проходящего снизу вверх. Остальные элементы системы подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор могут быть любыми, известными из уровня техники.Capacitive or dynamic type devices can be used as separators. As reducing devices, reducing valves, gas-dynamic devices or expanders can be used. Reflux is understood as countercurrent cooling of a gas flow under fractionation conditions, carried out by contact of a cold film of hydrocarbon condensate flowing down the heat exchange surfaces from top to bottom and warm gas passing from bottom to top. The remaining elements of the hydrocarbon gas preparation system for supply to the demethanizer can be any known from the prior art.
В обоих вариантах системы подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор установка второго сепаратора на линии вывода остатка из первого сепаратора после редуцирующего устройства позволяет отделить образовавшийся при редуцировании газ и подать в верхнюю часть деметанизатора поток жидкости, за счет чего снизить нагрузку верхней части деметанизатора по пару, уменьшить ее диаметр, а также позволяет снизить потери этана с сухим отбензиненным газом за счет снижения объемного расхода сухого отбензиненного газа, отбираемого с верха деметанизатора.In both versions of the hydrocarbon gas preparation system for supply to the demethanizer, the installation of a second separator in the line for the output of the residue from the first separator after the reducing device allows separating the gas formed during reduction and supplying a liquid stream to the upper part of the demethanizer, thereby reducing the steam load of the upper part of the demethanizer, to reduce its diameter, and also allows to reduce the loss of ethane with dry offgas by reducing the volumetric flow rate of dry offgas taken from the top of the demethanizer.
В обоих вариантах системы подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор установка на линии вывода газа из первого сепаратора дефлегматора, оснащенного линией ввода остатка в верхнюю часть деметанизатора, позволяет сконденсировать тяжелые компоненты в остаток дефлегмации и уменьшить содержание метана нем, за счет чего снизить нагрузку верхней части деметанизатора по пару, уменьшить ее диаметр, а также позволяет снизить потери этана с сухим отбензиненным газом за счет снижения объемного расхода сухого отбензиненного газа, отбираемого с верха деметанизатора.In both variants of the hydrocarbon gas preparation system for supply to the demethanizer, installation on the gas outlet line from the first separator of the dephlegmator, equipped with a residue inlet line to the upper part of the demethanizer, allows condensing heavy components into the reflux residue and reducing the methane content in it, thereby reducing the load on the upper part demethanizer by steam, reduce its diameter, and also reduces the loss of ethane with dry bottom gas by reducing the volumetric flow rate of dry bottom gas taken from the top of the demethanizer.
В обоих вариантах системы подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор оборудование линии вывода газа из дефлегматора редуцирующим устройством и третьим сепаратором, позволяет отделить образовавшийся при редуцировании газ и подать в верхнюю часть деметанизатора поток жидкости, за счет чего снизить нагрузку верхней части деметанизатора по пару, уменьшить ее диаметр, а также позволяет снизить потери этана с сухим отбензиненным газом за счет снижения объемного расхода сухого отбензиненного газа, отбираемого с верха деметанизатора.In both versions of the hydrocarbon gas preparation system for supply to the demethanizer, the equipment of the gas outlet line from the dephlegmator with a reducing device and a third separator allows separating the gas formed during reduction and supplying a liquid stream to the upper part of the demethanizer, thereby reducing the steam load of the upper part of the demethanizer, reducing its diameter, and also makes it possible to reduce the loss of ethane with dry offgas by reducing the volumetric flow rate of dry offgas taken from the top of the demethanizer.
Во втором варианте системы подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор установка на линии вывода остатка из дефлегматора после редуцирующего устройства четвертого сепаратора, позволяет отделить образовавшийся при редуцировании газ и подать в верхнюю часть деметанизатора поток жидкости, за счет чего снизить нагрузку верхней части деметанизатора по пару, уменьшить ее диаметр, а также позволяет снизить потери этана с сухим отбензиненным газом за счет снижения объемного расхода сухого отбензиненного газа, отбираемого с верха деметанизатора. In the second version of the hydrocarbon gas preparation system for supply to the demethanizer, the installation of the fourth separator on the line for removing the residue from the dephlegmator after the reducing device allows separating the gas formed during reduction and supplying a liquid stream to the upper part of the demethanizer, thereby reducing the steam load of the upper part of the demethanizer, to reduce its diameter, and also allows to reduce the loss of ethane with dry offgas by reducing the volumetric flow rate of dry offgas taken from the top of the demethanizer.
Система подготовки углеводородного газа показана на прилагаемых чертежах (фиг.1, 2) и в обоих вариантах включает первый - третий сепараторы 1-3, дефлегматор 4 и редуцирующие устройства 5-7. Во втором варианте (фиг.2) система дополнительно включает четвертый сепаратор 8 и редуцирующее устройство 9. Пунктиром показан деметанизатор 10, не входящий в систему подготовки углеводородного газа.The hydrocarbon gas preparation system is shown in the attached drawings (FIGS. 1, 2) and in both versions includes the first - third separators 1-3, a
При работе первого варианта системы подготовки углеводородного газа (фиг.1) предварительно охлажденный углеводородный газ по линии 11 подают в сепаратор 1, где разделяют на газ (линия 12) и остаток (линия 13), который редуцируют в устройстве 5 и разделяют в сепараторе 2 на газ (линия 14), выводимый из системы, и остаток, который подают в верхнюю часть деметанизатора 10 по первой снизу линии 15. During operation of the first version of the hydrocarbon gas treatment system (figure 1), pre-cooled hydrocarbon gas is fed through
Газ из сепаратора 1 по линии 12 направляют в дефлегматор 4, в котором в условиях дефлегмации разделяют на газ (линия 16) и остаток, который редуцируют в устройстве 6 и подают в верхнюю часть деметанизатора 10 по второй снизу линии 17.Gas from
Газ из дефлегматора 4 по линии 16 направляют в сепаратор 3, где разделяют на газ (линия 18), выводимый из системы, и остаток, который подают в верхнюю часть деметанизатора 10 по третьей снизу линии 19.The gas from the
Работа второго варианта системы подготовки углеводородного газа (фиг.2) отличается тем, что остаток из дефлегматора 4 после устройства 6 разделяют в сепараторе 8 на газ (линия 21), выводимый из системы, и остаток, который подают в верхнюю часть деметанизатора 10 по второй снизу линии 22.The operation of the second version of the hydrocarbon gas treatment system (figure 2) is characterized in that the residue from the
Работоспособность системы подготовки углеводородного газа подтверждается примерами.The operability of the hydrocarbon gas treatment system is confirmed by examples.
Пример 1 (фиг.1). Из 1248 тыс. нм3/час предварительно охлажденного природного газа, содержащего 110,1 т этана, остальное - азот, углекислый газ, метан и углеводороды С3+ (линия 11), при 3,48 МПа и минус 83,76°С разделяют в сепараторе 1 на 453,2 тыс. нм3/час газа (линия 12) и 67,1 т/час остатка (линия 13), который редуцируют до 2,6 МПа в редуцирующем вентиле 5 и разделяют в сепараторе 2 на газ (линия 14), который выводят, и 58,6 т/час жидкого остатка, который по первой снизу линии 15 с температурой минус 92,47°С подают в деметанизатор 10.Example 1 (figure 1). From 1248 thousand nm 3 /hour of pre-cooled natural gas containing 110.1 tons of ethane, the rest is nitrogen, carbon dioxide, methane and C 3+ hydrocarbons (line 11), at 3.48 MPa and minus 83.76 ° C divided in the
Газ из сепаратора 1 (линия 12) направляют в дефлегматор 4, охлаждаемый сухим отбензиненным газом, с низа которого выводят 38,3 т/час остатка дефлегмации (линия 17), который редуцируют до 2,6 МПа в редуцирующем вентиле 6 и получают газожидкостный поток, который по второй снизу линии 17 с температурой минус 94,33°С подают в деметанизатор 10.The gas from the separator 1 (line 12) is sent to the
С верха дефлегматора 4 выводят газ дефлегмации (линия 16), который редуцируют до 2,6 МПа в редуцирующем вентиле 7 и разделяют в сепараторе 3 на газ (линия 18), который выводят, и 17,3 т/час остатка, который по третьей снизу линии 19 с температурой минус 96,78°С подают в деметанизатор 10.From the top of the
С верха деметанизатора 10 по линии 20 при минус 97,9°С выводят 754,2 тыс. нм3/час сухого отбензиненного газа, содержащего 2,9 т этана. Максимальная нагрузка по пару в верхней части деметанизатора 1 составляет 11560 м3/час, а расчетный диаметр при использовании насадки равен 4,0 м.From the top of the
Пример 2 (фиг.2). В условиях примера 1 38,3 т/час остатка дефлегмации (линия 17) редуцируют до 2,6 МПа в редуцирующем вентиле 6 и разделяют в сепараторе 8 на газ (линия 21), который выводят, и 32,6 т/час остатка, который по второй снизу линии 22 с температурой минус 96,78°С подают в деметанизатор 10.Example 2 (figure 2). Under the conditions of example 1, 38.3 t/h of the reflux residue (line 17) is reduced to 2.6 MPa in the reducing
С верха деметанизатора 10 по линии 20 при минус 97,9°С выводят 746,1 тыс. нм3/час сухого отбензиненного газа, содержащего 2,85 т этана. Максимальная нагрузка по пару в верхней части деметанизатора 1 составляет 11480 м3/час, а расчетный диаметр при использовании насадки равен 3,8 м.From the top of the
В условиях примера 1 на установке по прототипу с верха деметанизатора 1 при минус 97,9°С выводят 1561 тыс. нм3/час сухого отбензиненного газа, содержащего 6,7 т этана. Максимальная нагрузка по пару в верхней части деметанизатора 1 составляет 23960 м3/час, а расчетный диаметр при использовании насадки равен 6,5 м.Under the conditions of example 1 at the installation of the prototype from the top of the
Показанное в примерах снижение потерь этана и уменьшение диаметра верхней части деметанизатора достигнуто путем применения предложенной системы подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор.The reduction in ethane losses shown in the examples and the reduction in the diameter of the upper part of the demethanizer was achieved by using the proposed system for preparing hydrocarbon gas for supply to the demethanizer.
Таким образом, предлагаемая система подготовки углеводородного газа для подачи в деметанизатор позволяет снизить потери этана с сухим отбензиненным газом, уменьшить диаметр верхней части деметанизатора и может найти применение в нефтегазовой промышленности.Thus, the proposed system for the preparation of hydrocarbon gas for supply to the demethanizer makes it possible to reduce the loss of ethane with dry stripped gas, reduce the diameter of the upper part of the demethanizer, and can be used in the oil and gas industry.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2794122C1 true RU2794122C1 (en) | 2023-04-11 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5568737A (en) * | 1994-11-10 | 1996-10-29 | Elcor Corporation | Hydrocarbon gas processing |
| RU2502545C1 (en) * | 2012-08-08 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Method of natural gas processing and device to this end |
| CN203837413U (en) * | 2014-05-09 | 2014-09-17 | 中国石油集团工程设计有限责任公司 | Device for extracting ethane and hydrocarbon mixture from 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 |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5568737A (en) * | 1994-11-10 | 1996-10-29 | Elcor Corporation | Hydrocarbon gas processing |
| RU2502545C1 (en) * | 2012-08-08 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Method of natural gas processing and device to this end |
| CN203837413U (en) * | 2014-05-09 | 2014-09-17 | 中国石油集团工程设计有限责任公司 | Device for extracting ethane and hydrocarbon mixture from 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 |
|---|---|---|
| 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 | |
| US9777960B2 (en) | NGL recovery from natural gas using a mixed refrigerant | |
| RU2412147C2 (en) | Method of recuperating hydrogen and methane from cracking gas stream in low temperature part of ethylene synthesis apparatus | |
| JP2682991B2 (en) | Low temperature separation method for feed gas | |
| US6237365B1 (en) | Apparatus for and method of separating a hydrocarbon gas into two fractions and a method of retrofitting an existing cryogenic apparatus | |
| RU2502545C1 (en) | Method of natural gas processing and device to this end | |
| US20020095062A1 (en) | Process and installation for separation of a gas mixture containing methane by distillation | |
| RU2658010C2 (en) | Methods for separating hydrocarbon gases | |
| CN102460049B (en) | Hydrocarbon gas processing | |
| RU2734237C1 (en) | Apparatus for complex gas treatment by low-temperature condensation | |
| RU2286377C1 (en) | Method of the low-temperature separation of the hydrocarbon gas | |
| US20240300873A1 (en) | System, apparatus, and method for hydrocarbon processing | |
| RU2640969C1 (en) | Method for extraction of liquefied hydrocarbon gases from natural gas of main gas pipelines and plant for its implementation | |
| RU77949U1 (en) | INSTALLATION OF LOW-TEMPERATURE SEPARATION OF A HYDROCARBON GAS | |
| RU2794122C1 (en) | Hydrocarbon gas preparation system for supply to the demethanizer (options) | |
| US6318119B1 (en) | High-pressure gas fractionating process and system | |
| RU2794121C1 (en) | Demethanizer (options) | |
| US11781079B2 (en) | Process for separating a component mixture and separation apparatus | |
| EP2872842B1 (en) | Methods for separating hydrocarbon gases | |
| RU2790002C1 (en) | Gas refining plant | |
| SU1645796A1 (en) | Process of simultaneous production of heliun ethan and heavier hydrocarbons | |
| RU2795952C1 (en) | Hydrocarbon gas deethanization plant | |
| RU213282U1 (en) | Hydrocarbon gas topping plant | |
| RU2794097C1 (en) | Hydrocarbon gas deethanization plant |