Установка для извлечения газоконденсатных жидкостей
Формула / Реферат
1. Установка для извлечения газоконденсатных жидкостей, содержащая
холодильник сырьевого газа, охлаждающий сырьевой газ, содержащий воду и компоненты C5(+), и сырьевой сепаратор, в котором извлекается, по меньшей мере, часть воды и компонентов C5(+) из охлажденного сырьевого газа,
промежуточный сепаратор, разделяющий, по меньшей мере, частично осушенный в сырьевом сепараторе газ на газ со сниженным содержанием компонентов C5(+) и жидкую фракцию C3(+),
турбодетандер, получающий по меньшей мере часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+), и
орошаемую стриппинг-колонну, содержащую секцию абсорбера, секцию осушки и отпарную секцию и получающую жидкую фракцию C5(+) из сырьевого сепаратора, и дополнительно получающую жидкую фракцию C3(+) из промежуточного сепаратора в качестве флегмы.
2. Установка по п.1, дополнительно содержащая аппарат осушки газа, который получает и осушает газ из сырьевого сепаратора и, тем самым, вырабатывает, по меньшей мере, частично осушенный газ.
3. Установка по п.2, в которой, по меньшей мере, частично осушенный газ дополнительно охлаждается по меньшей мере в одном, первом теплообменнике или втором теплообменнике, из двух теплообменников, при этом охлаждение в первом теплообменнике обеспечивается контуром ребойлера из деметанизатора, а охлаждение во втором теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора и газом из верхней части стриппинг-колонны.
4. Установка по п.2, в которой другая часть части газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) охлаждается в третьем теплообменнике, при этом охлаждение в третьем теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора, а охлажденная другая часть части газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) используется в качестве флегмы в деметанизаторе.
5. Установка по п.1, в которой сырьевой сепаратор является трехфазным сепаратором.
6. Установка по п.1, в которой секция осушки содержит секцию осушки триэтиленгликолем (TEG), содержащую аппарат паро-TEG контакта.
7. Установка по п.1, в которой в холодильнике сырьевого газа охлаждается сырьевой газ до температуры выше температуры образования гидратов.
8. Установка по п.1, в которой сырьевой газ является природным газом.
9. Установка по п.1, в которой сырьевой газ содержит этан, пропан и более тяжелые компоненты, а коэффициент извлечения этана и пропана из сырьевого газа равен по меньшей мере 87 и 97% соответственно.
10. Установка для извлечения газоконденсатных жидкостей, содержащая
сырьевой сепаратор, разделяющий охлажденный сырьевой газ на газообразную часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) и жидкую часть,
промежуточный сепаратор, в котором охлажденная газообразная часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) разделяется для получения газа со сниженным содержанием компонентов C5(+),
турбодетандер, теплообменник, а также деметанизатор, получающий газ со сниженным содержанием компонентов C5(+) из промежуточного сепаратора, при этом первая часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) расширяется в турбодетандере, а вторая часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) охлаждается в теплообменнике и используется как флегма деметанизатора.
11. Установка по п.10, которая дополнительно содержит аппарат осушки газа, который осушает газообразную часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) перед охлаждением.
12. Установка по п.11, в которой газообразная часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) охлаждается по меньшей мере в одном, первом теплообменнике или втором теплообменнике, из двух теплообменников, при этом охлаждение в первом теплообменнике обеспечивается контуром ребойлера из деметанизатора, а охлаждение во втором теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора и газом из верхней части стриппинг-колонны.
13. Установка по п.11, в которой вторая часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) охлаждается в третьем теплообменнике, при этом охлаждение в третьем теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора.
14. Установка по п.11, которая дополнительно содержит стриппинг-колонну, в которую поступает жидкая часть из сырьевого сепаратора, а в стриппинг-колонну дополнительно поступает жидкая фракция C3(+) из промежуточного сепаратора в качестве флегмы.
15. Установка по п.14, в которой стриппинг-колонна дополнительно содержит секцию осушки.
16. Установка по п.15, в которой секция осушки содержит секцию осушки триэтиленгликолем (TEG), содержащую аппарат паро-TEG контакта.
17. Установка по п.11, в которой в сырьевой сепаратор подается сырьевой газ, который охлаждается до температуры выше температуры образования гидратов.
18. Установка по п.17, в которой сырьевой сепаратор дополнительно отделяет по меньшей мере часть воды, содержащейся в сырьевом газе, от сырьевого газа.
Текст
005990 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к извлечению газоконденсатных жидкостей (NGL) из сырьевых газов. Уровень техники Извлечение NGL из разных сырьевых газов становится все более рентабельным процессом, и в данной области техники известно множество технологических установок и процессов повышения коэффициента извлечения NGL из сырьевых газов. К типичным примерам относятся установки и способы с криогенными детандерами, описанные в патентах США 4157904 Кэмбелла (Campbell at al),4251249 Галсби (Gulsby),4617039 Бака (Buck),4690702 Парадовски (Paradowski et al),5275005 Кэмбелла(Campbell at al),5799507 Уилкинсона (Wilkinson et al) и 5890378 Рэмбо (Rambo et al). Однако, несмотря на то, что все указанные процессы характеризуются сравнительно высоким коэффициентом извлечения NGL, некоторые проблемы остаются нерешенными. Кроме того, процессы извлечения NGL с использованием криогенных детандеров обычно нуждаются в применении турбодетандеров, чтобы обеспечить охлаждение сырьевого газа и, тем самым, высокий коэффициент извлечения пропана и этана. Более того, многие известные способы извлечения NGL предназначены для переработки газа конкретного состава при конкретных входных условиях. Следовательно, когда изменяется состав сырьевых газов, коэффициент извлечения NGL, как правило, будет снижаться с соответствующей потерей потенциального производственного дохода. Чтобы обеспечить высокий коэффициент извлеченияNGL, часто требуется дорогостоящая реконструкция оборудования существующей установки. Кроме того, такие установки часто характеризуются сравнительно высокими затратами на осушку, поскольку требуется осушать весь сырьевой газ (например, с использованием молекулярных сит), чтобы исключить вымораживание воды в криогенных секциях. В результате, разработаны различные варианты оптимизации. Например, в патенте США 61824 69 предлагается охлаждать осушенный сырьевой газ в теплообменнике с использованием холодного остаточного газа и боковых ребойлеров в установке, показанной на фиг. 1 известного уровня техники. Затем конденсированные жидкие фракции отделяют в сепараторе и подают в деметанизатор. В соответствии с другим патентом США 5953935 в технологическом потоке перед деметанизатором устанавливается абсорбер как в установке, показанной на фиг. 2 известного уровня техники. В приведенных установках жидкие фракции из сырьевого сепаратора и кубовый продукт абсорбера подают в деметанизатор. Чтобы повысить коэффициент извлечения NGL, верхний погон абсорбера охлаждают и орошают с охлаждением парами из верхней части деметанизатора. В других известных установках, предложенных в патентах США 6244070 и 5890377, функции ребойлеров сопряжены с охлаждением сырья, и в данных установках жидкие фракции из промежуточных сепараторов подаются в разные точки технологического потока за деметанизатором для извлеченияNGL. Описанные процессы содержат также различные средства, обеспечивающие охлаждение в процессах извлечения NGL. Примеры установок представлены на фиг. 3 и 4 известного уровня техники, соответственно. Данные оптимизированные установки обычно несколько повышают коэффициент извлечения NGL. Однако остаются все же существенные технологические ограничения. Наиболее существенным является то, что, поскольку жидкие фракции, отделяемые на промежуточных этапах охлаждения, подаются в деметанизатор, такие установки обычно наиболее эффективно работают с сырьевыми газами, имеющими относительно специфический и ограниченный узкими пределами состав. Следовательно, если состав сырьевого газа будет изменяться, в частности, когда в сырьевом газе будет увеличиваться содержание компонентов C5(+), то коэффициент извлечения NGL будет существенно снижаться, а энергопотребление будет повышаться (обычно из-за дополнительного содержания компонентов С 5(+), повышающих рабочую температуру установки извлечения NGL и, тем самым, приводящих к снижению КПД работы турбодетандера и деметанизатора). Поэтому, хотя известно много различных установок и процессов для извлечения NGL из сырьевого газа, все или почти все такие установки и процессы имеют, по меньшей мере, один недостаток. В связи с этим сохраняется потребность в создании способов и установок для повышения коэффициента извлечения NGL. Краткое описание изобретения Настоящее изобретение относится к таким установкам и заводам извлечения NGL из сырьевых газов, в которых сырьевой газ охлаждается, чтобы извлекать из сырьевого газа по меньшей мере часть воды и жидкой фракции C5(+) и подавать сравнительно сухой газ в последующую установку технологического потока. Предлагаемые установки содержат промежуточный сепаратор, который разделяет, по меньшей мере, частично осушенный газ на газ со сниженным содержанием компонентов C5(+) и жидкой фракции С 3(+). Предлагаемые установки дополнительно содержат турбодетандер, получающий, по меньшей мере, часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+), и орошаемую стриппинг-колонну,получающую жидкую фракцию C5(+) из сырьевого сепаратора и дополнительно получающую из промежуточного сепаратора жидкие фракции С 3(+) в качестве флегмы. В частности, предпочтительные варианты осуществления установки дополнительно содержат секцию осушки газа, которая получает и осушает газ из сырьевого сепаратора и, тем самым, вырабатывает,-1 005990 по меньшей мере, частично осушенный газ и, по меньшей мере, частично осушенный газ дополнительно охлаждают по меньшей мере в одном, первом теплообменнике или втором теплообменнике из двух теплообменников (при этом охлаждение в первом теплообменнике обеспечивается контуром ребойлера из деметанизатора, а охлаждение во втором теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора). Далее, предусмотрено, что другую часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) можно охлаждать в третьем теплообменнике (при этом охлаждение в третьем теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора), чтобы использовать в качестве флегмы в деметанизаторе. Кроме того, в других вариантах установки орошаемая стриппинг-колонна содержит секцию осушки(в наиболее предпочтительном варианте осуществления, секцию осушки триэтиленгликолем (TEG), содержащую аппарат пapo-TEG контакта). Применительно к сырьевому сепаратору предусмотрено, что в сырьевой сепаратор поступает сырьевой газ, который охлаждается до температуры выше температуры образования гидратов, при этом в сырьевом сепараторе дополнительно извлекается по меньшей мере часть воды, содержащейся в сырьевом газе, из сырьевого газа. В наиболее предпочтительных вариантах установки, сырьевой газ будет содержать этан, пропан и более тяжелые компоненты, а коэффициент извлечения этана и пропана из сырьевого газа будет равен по меньшей мере 87% и 97%, соответственно. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, установка будет содержать деметанизатор, в который поступает газ со сниженным содержанием компонентов C5(+) (например, вырабатываемый промежуточным сепаратором), при этом первую часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) расширяют в турбодетандере, а вторую часть газа со сниженным содержанием компонентовC5(+) охлаждают и используют как флегму деметанизатора. В установке предусмотрено, что сырьевой сепаратор разделяет сырьевой газ на газообразную часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) и жидкую часть, при этом, газообразную часть со сниженным содержанием компонентов С 5(+) охлаждают и разделяют в промежуточном сепараторе, и, тем самым, получают газ со сниженным содержанием компонентов C5(+). В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения установка содержит орошаемую стриппинг-колонну, в которую поступает водонасыщенная жидкая фракция C5(+), и каскад осушки в средней части колонны, при этом, орошаемую стриппинг-колонну используют как деметанизатор, и в орошаемую стриппинг-колонну поступает флегма из промежуточного сепаратора, который обеспечивает подачу газа со сниженным содержанием компонентов С 5(+) в деметанизатор. Другие задачи, признаки, особенности и преимущества настоящего изобретения будут изложены в нижеследующем подробном описании предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения и прилагаемых чертежей. Краткое описание чертежей На фиг. 1, изображающей известный уровень техники, представлена схема одной известной установки для извлечения NGL, в которой осушенный сырьевой газ охлаждают в теплообменнике с использованием холодного остаточного газа и боковых ребойлеров. На фиг. 2, изображающей известный уровень техники, представлена схема другой известной установки для извлечения NGL, в которой абсорбер размещен в технологическом потоке перед деметанизатором. На фиг. 3, изображающей известный уровень техники, представлена схема еще одной известной установки для извлечения NGL, в которой ребойлер и секция сжатия сырьевого газа встроены в секцию охлаждения сырья. На фиг. 4, изображающей известный уровень техники, представлена схема еще одной известной установки для извлечения NGL, в которой ребойлер и секция рецикла сжатого остаточного газа встроены в секцию охлаждения сырья. На фиг. 5 изображена схема предпочтительного варианта осуществления установки для извлеченияNGL в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 6 приведена таблица, в которой перечислены расчетные составы газовых потоков в предпочтительном варианте осуществления установки извлечения NGL в соответствии с настоящим изобретением. Подробное описание изобретения Было установлено, что эффективное извлечение NGL можно обеспечить на установке, которая обрабатывает сырьевые газы с составами, изменяющимися в широких пределах, и что такая установка особенно эффективна (т.е. обеспечивает относительно высокий коэффициент извлечения при низком энергопотреблении), когда в сырьевом газе сравнительно высокая концентрация компонентов С 2 и С(3+). Кроме того, в особенно предпочтительных вариантах установки будет существенно снижено энергопотребление на осушку, а также исключена переработка тяжелых компонентов сырьевого газа в холодной секции установки. В частности, на фиг. 5 представлена установка, в которой влажный сырьевой газ 1 с типичным составом, приведенным в таблице на фиг. 6, охлаждается в холодильнике 100 сырьевого газа под высоким давлением (например, приблизительно, от 800 изб. фунтов/кв. дюйм до 1000 изб. фунтов/кв. дюйм) хладагентом 2 до температуры немного выше температуры образования гидратов (обычно, приблизительно,-2 005990 от 55F до 65F). Расположенный ниже по технологическому потоку сырьевой сепаратор 101 (в предпочтительном варианте, трехфазный сепаратор) извлекает воду 4 из охлажденного сырьевого газа 3 и, тем самым, уменьшает габариты и энергопотребление последующей секции осушки и криогенного оборудования. Сырьевой сепаратор 101 затем разделяет охлажденный сырьевой газ 3 на жидкую часть 6 и парообразную часть 5. Жидкую часть 6 подогревают в теплообменнике 102, а полученный поток 7 пропускают через JT-клапан 103 для снижения давления и подают в орошаемую стриппинг-колонну 104. Кубовый продукт 10 абсорбера содержит газоконденсатный продукт (NGL-продукт), содержащий в основном компоненты C5(+), который используется для подогревания поступающей на переработку жидкой фракции 6 в теплообменнике 102. Что касается установки орошаемой стриппинг-колонны, то специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что стриппинг-колонна представляет собой комплексный аппарат, содержащий нижнюю отпарную секцию, среднюю секцию осушки и верхнюю секцию абсорбера. Средняя секция содержит тарелки для осушки газа с использованием соответствующего сушильного агента (например,триэтиленгликоля (TEG, чтобы вырабатывать осушенный газ (например, с точкой росы -40F). Осушка с использованием секции осушки особенно выгодна, поскольку жидкая фракция из сырьевого сепаратора 101 обычно насыщена водой и может замерзать в верхней секции, если не будет обезвожена. Верхняя секция абсорбера обычно работает при температуре от около -5F до -35F и орошается холодной жидкой фракцией 20 с высоким содержанием С 5(+) из промежуточного сепаратора 109. В верхней секции орошаемой стриппинг-колонны, поток 20 флегмы, представляющей собой более холодную жидкость, будет конденсировать и абсорбировать большую часть компонентов С 5(+) из осушенного пара, поступающего из средней секции. Жидкие фракции с высоким содержанием С 3(+) собираются в тарелку вытяжной трубы в верхней секции и направляются в нижнюю отпарную секцию, минуя секцию TEG. Данные фракции показаны как поток 38 на фиг. 5. Рабочее давление предлагаемых стриппинг-колонн обычно составляет от около 300 до 450 изб. фунт/кв. дюйм, а предлагаемые рабочие температуры обычно будут в пределах от около -5F до -35F в верхней секции и 250F до 350F в нижней секции. Газ 9 из верхней части стриппинг-колонны представляет собой, в основном, остаточный газ с содержанием метана от около 50 до 70 мол.%. Холод, содержащийся в газе 9 из верхней части стриппинг-колонны, можно использовать для охлаждения сырьевых паров 16 в теплообменнике 108 остаточного газа. Поток 5 паров из сырьевого сепаратора 101 осушают в аппарате 106 осушки (предпочтительно с использованием молекулярных сит), чтобы получить поток 15, который далее делится на два потока 16 и 17. Поток 16 охлаждается в теплообменнике 108 остаточного газа потоком 28 продукта из верхней части деметанизатора и парами 9 из верхней части стриппинг-колонны от около -10F до 10F. Поток 17 охлаждается в теплообменнике 107 ребойлера потоками 34 и 35 боковых фракций деметанизатора от около-10F до 10F. Затем парообразные составляющие, осушенные и охлажденные вышеописанным способом, подаются в промежуточный сепаратор 109 (обычно, вакуумный барабан детандера). Жидкая фракция 20 с высоким содержанием С 5(+) отделяется в промежуточном сепараторе 109 от осушенных и охлажденных парообразных составляющих 18 и 19, пропускается через JT-клапан 117 для снижения давления и подается сверху в орошаемую стриппинг-колонну 104 в качестве холодной флегмы. Следует отметить, что, в соответствии со всеми ранее известными процессами, жидкие фракции из промежуточного сепаратора всегда подаются в колонну ниже по технологическому потоку, например,деметанизатор. Напротив, в предлагаемой установке жидкие фракции из промежуточного сепаратора подаются в колонну выше по технологическому потоку, а именно, орошаемую стриппинг-колонну, что особенно важно, когда требуется высокий коэффициент извлечения NGL. Жидкая фракция 20 с высоким содержанием С 5(+) из промежуточного сепаратора 109 наиболее пригодна для использования с целью извлечения компонентов С 3(+) из жидкой фракции 6 сырьевого сепаратора и обеспечивает получение исключительно сухого газа 9 из верхней части стриппинг-колонны со сниженным содержанием компонентов C5(+). Пары 21 со сниженным содержанием компонентов C5(+) отделяются в промежуточном сепараторе 109 от потоков 18 и 19 осушенных и охлажденных парообразных фракций. Поток 21 делится на две части, поток 22 и поток 23. Поток 23, составляющий от около 40 до 60% от потока 21, расширяется в турбодетандере 110 с получением потока 24 перед вводом в деметанизатор 112, а поток 22 дополнительно охлаждается в теплообменнике 111 флегмы (с использованием паров 26 из верхней части деметанизатора в качестве хладагента) с получением потока 25 и пропускается через JT-клапан 118 для снижения давления, чтобы создать поток 40 флегмы в деметанизатор. Холод, содержащийся в продукте из верхней части деметанизатора после теплообменника 111 флегмы можно дополнительно использовать во втором теплообменнике (например, в теплообменнике 108 остаточного газа, расположенном в технологическом потоке перед промежуточным сепаратором 109), а кубовый продукт 27 деметанизатора содержит искомый NGL-продукт (давление которого можно снизить пропусканием через JT-клапан с получением потока 13 в сочетании с кубовым продуктом 10 стриппинг-колонны, чтобы получить поток 14 NGLпродукта). Нагретый остаточный парогазовый поток 28 из теплообменника 108 объединяется с потоком 29 па-3 005990 ров из верхней части стриппинг-колонны, чтобы получить поток 30, и подается в компрессор, приводимый турбодетандером 110, который сжимает газ с получением потока 31. Поток 31 дополнительно сжимается в компрессоре 114 остаточного газа с получением потока 32, который дополнительно охлаждается в воздушном холодильнике 115 перед подачей в трубопровод товарного газа в виде потока 33. Термин жидкий продукт, пары или другая фракция с повышенным содержанием компонентовC5(+) означает здесь, что жидкий продукт, пары или другая фракция содержит большую молярную долю компонентов С 5, изоморфных компонентов C5 и/или более тяжелых компонентов, чем жидкий продукт,пары или другая фракция, из которой извлекаются жидкий продукт, пары или другая фракция с повышенным содержанием компонентов C5(+). Аналогично, термин жидкий продукт, пары или другая фракция со сниженным содержанием компонентов C5(+) означает здесь, что жидкий продукт, пары или другая фракция содержит меньшую молярную долю компонентов C5, изоморфных компонентов С 5 и/или более тяжелых компонентов, чем жидкий продукт, пары или другая фракция, из которой извлекаются жидкий продукт, пары или другая фракция со сниженным содержанием компонентов С 5(+). Применительно к сырьевому газу, обычно предполагают, что подходящие сырьевые газы содержат этан и пропан и могут дополнительно содержать диоксид углерода. Следовательно, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что свойства сырьевых газов могут весьма существенно изменяться, и все сырьевые газы на установках считаются подходящими сырьевыми газами, при условии, что они содержат компоненты С 2 и С 3 и, в более типичном случае, компоненты С 1-С 5, а, в наиболее типичном случае, компоненты С 1-С 6(+). Поэтому особенно предпочтительные сырьевые газы содержат потоки природного газа, нефтезаводского газа и синтетического газа, полученные из другого углеводородного сырья, например, угля, сырой нефти, нафты, горючих сланцев, битуминозных песков и бурого угля. Подходящие газы могут также содержать относительно небольшие количества более тяжелых углеводородов, например, пропана, бутанов, пентанов и т.д., а также водорода, азота, диоксида углерода и других газов. В зависимости от конкретного источника и свойств сырьевого газа, следует понимать, что охлаждение сырьевого газа может изменяться весьма существенно. Однако, как правило, предпочтительным является вариант, в котором сырьевой газ охлаждается до температуры, которая выше (обычно, приблизительно, на 5F или, в более типичном случае, приблизительно, на 10F) температуры образования гидратов в сырьевом газе. Поэтому, если сырьевым газом является природный газ, то типичная температура охлажденного сырьевого газа будет в пределах, приблизительно, от 55F до 65F. Аналогично, в зависимости от конкретного сырьевого газа, давление сырьевого газа может изменяться в широких пределах. Однако, как правило, предпочтительным является вариант, в котором сырьевой газ находится под давлением приблизительно от 800 изб. фунтов/кв. дюйм до 1400 изб. фунтов/кв. дюйм, а в более типичном случае приблизительно от 1000 изб. фунтов/кв. дюйм до 1400 изб. фунтов/кв. дюйм. Специалистам в данной области техники известно множество подходящих сырьевых сепараторов, и обычно предполагается, что подходят все такие сепараторы. Но в наиболее предпочтительном варианте сырьевые сепараторы выполнены в виде трехфазных сепараторов, в которых можно отделять воду от углеводородных веществ в жидкой и паровой фазах. Кроме того, предполагается, что деметанизатор,теплообменник, аппарат осушки, компрессор остаточного газа и турбодетандер, используемые в настоящей установке, представляют собой обычные устройства, общеизвестные специалистам в данной области техники. Промежуточный сепаратор в наиболее предпочтительном варианте осуществления представляет собой вакуумный барабан детандера. Тем не менее, альтернативные промежуточные сепараторы будут включать все сепараторы, которые отделяют конденсированные жидкие фракции с повышенным содержанием компонентов С 5(+) от паров со сниженным содержанием компонентов C5(+). Из других преимуществ предлагаемой установки следует особо выделить тот факт, что промежуточный сепаратор производит жидкую фракцию с повышенным содержанием компонентов C5(+) и пары со сниженным содержанием компонентов С 5(+) из предварительно осушенной сухой газообразной части сырьевого газа. В результате, полученные таким образом жидкие фракции с повышенным содержанием компонентов С 5(+) можно с выгодой использовать как флегму в стриппинг-колонне, функционирующей в режиме деметанизатора, чтобы существенно повысить коэффициент извлечения NGL. Более того, поскольку парообразная часть, которую подают в турбодетандер, представляет собой пары со сниженным содержанием компонентов C5(+), то турбодетандер и последующий деметанизатор будут функционировать, по существу, независимо от изменений состава сырьевого газа. Следует также понимать, что за счет применения холодильника сырьевого газа и сырьевого сепаратора и охлаждения далее паров из холодильника сырьевого газа и отделения охлажденных паров в промежуточном сепараторе (для получения жидкой фракции с повышенным содержанием компонентов С 5(+) и паров со сниженным содержанием компонентов C5(+, большую часть более тяжелых компонентов,если не все, извлекают из сырьевого газа. Следовательно, состав материала, протекающего через холодную секцию, по существу, стабилизирован, поскольку переработку тяжелых компонентов сырьевого газа в холодной секции установки извлечения NGL можно исключить. Поэтому тепловые нагрузки, турбодетандер и деметанизатор будут действовать в наиболее эффективных точках, независимо от изменений состава сырьевого газа. То есть, предлагаемая установка обеспечивает возможность простой и гибкой-4 005990 переработки сырьевых газов с разными расходами и составами и, тем самым, снижают уровень сложности эксплуатации турбодетандера при изменении составов газа по сравнению с системами традиционной конструкции. С другой стороны, предлагаемая установка обеспечивает постоянный режим работы ее по извлечению NGL посредством очистки сырьевого газа от тяжелых компонентов. В соответствии с ранее выполненными вычислениями (данные не показаны), в предлагаемой установке коэффициенты извлечения будут достигать по меньшей мере 80%, а в более типичном случае, 87% для этана и по меньшей мере 95%, а в более типичном случае 97% для пропана (см. фиг. 6). Далее, заметно снижается энергопотребление на осушку сырьевого газа, поскольку значительная часть (обычно, приблизительно, от 60 до 95%, а в более характерном случае, приблизительно, от 75% до 90%) воды, содержащейся в сырьевом газе, отделяется в сырьевом сепараторе. Поэтому создана установка для извлечения газоконденсатных жидкостей, содержащая холодильник сырьевого газа, который охлаждает сырьевой газ, содержащий воду и компоненты C5(+), и сырьевой сепаратор, который извлекает по меньшей мере часть воды и компонентов C5(+) из охлажденного сырьевого газа, промежуточный сепаратор, сообщающийся по жидкости с сырьевым сепаратором и разделяющий,по меньшей мере, частично осушенный газ на газ со сниженным содержанием компонентов С 5(+) и жидкую фракцию С 3(+), турбодетандер, получающий по меньшей мере часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) и орошаемую стриппинг-колонну (с секцией абсорбера, секцией осушки и отпарной секцией, встроенными в одну колонну), получающую жидкую фракцию C5(+) из сырьевого сепаратора и получающую жидкую фракцию С 3(+) из промежуточного сепаратора как флегму. В наиболее предпочтительных вариантах установки аппарат осушки газа получает и осушает газ из сырьевого сепаратора и,тем самым, вырабатывает, по меньшей мере, частично осушенный газ и, по меньшей мере, частично осушенный газ дополнительно охлаждают по меньшей мере в одном, первом теплообменнике или втором теплообменнике из двух теплообменников, при этом охлаждение в первом теплообменнике обеспечивается контуром ребойлера из деметанизатора, а охлаждение во втором теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора. Другую часть части газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) можно охлаждать в третьем теплообменнике, при этом охлаждение в третьем теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора, а охлажденная другая часть части газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) используется в качестве флегмы в деметанизаторе. В соответствии с другим вариантом осуществления установка может содержать деметанизатор, куда поступает газ со сниженным содержанием компонентов C5(+), при этом первая часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) расширяется в турбодетандере, а вторая часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) получается из промежуточного сепаратора, охлаждается и используется как флегма в деметанизаторе, а сырьевой сепаратор разделяет сырьевой газ на газообразную часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) и жидкую часть, причем, газообразная часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) охлаждается и разделяется в промежуточном сепараторе и, тем самым,вырабатывается газ со сниженным содержанием компонентов C5(+). В описанных вариантах обычно целесообразно, чтобы в аппарате для осушки газов (наиболее предпочтительно, с использованием молекулярных сит) осушалась газообразная часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) перед охлаждением, а газообразная часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) охлаждалась по меньшей мере в одном, первом теплообменнике или втором теплообменнике из двух теплообменников, при этом, охлаждение в первом теплообменнике обеспечивается контуром ребойлера из деметанизатора, а охлаждение во втором теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора. Вторую часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) можно охлаждать в третьем теплообменнике, при этом охлаждение в третьем теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора. В соответствии с еще одним вариантом осуществления, установка содержит орошаемую стриппингколонну, в которую поступает водонасыщенная жидкая фракция C5(+), и которая содержит верхнюю секцию абсорбера, секцию осушки в средней части колонны и нижнюю отпарную секцию, при этом орошаемая стриппинг-колонна функционирует как деметанизатор, и в орошаемую стриппинг-колонну поступает флегма из промежуточного сепаратора, который обеспечивает подачу газа со сниженным содержанием компонентов С 5(+) в деметанизатор. В таких вариантах целесообразно, чтобы в промежуточный сепаратор поступал, по меньшей мере, частично осушенный газ, который выделен из сырьевого газа в сырьевом газосепараторе, а сырьевой газосепаратор далее вырабатывал водонасыщенную жидкую фракцию С 5(+). Итак, было приведено описание конкретных вариантов осуществления и применения установки для более эффективного извлечения газоконденсата из сырьевых газов. Однако специалистам в данной области техники должна быть очевидна возможность внесения других многочисленных изменений, кроме уже описанных, без отклонения от изложенных здесь принципов изобретения. Поэтому изобретение не подлежит ограничению иначе, как пределами существа изобретения, определенными прилагаемой формулой. Кроме того, при интерпретации как описания, так и формулы, все термины следует интерпретировать насколько можно широко в соответствии с контекстом. В частности, термины содержит и содержащий следует интерпретировать как неисключительно относящиеся к элементам, компонентам или-5 005990 этапам и указывающие, что элементы, компоненты или этапы могут присутствовать или применяться,или сочетаться с другими элементами, компонентами или этапами, которые прямо не упоминаются. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка для извлечения газоконденсатных жидкостей, содержащая холодильник сырьевого газа, охлаждающий сырьевой газ, содержащий воду и компоненты С 5(+), и сырьевой сепаратор, в котором извлекается, по меньшей мере, часть воды и компонентов C5( + ) из охлажденного сырьевого газа,промежуточный сепаратор, разделяющий, по меньшей мере, частично осушенный в сырьевом сепараторе газ на газ со сниженным содержанием компонентов C5(+) и жидкую фракцию С 3(+),турбодетандер, получающий по меньшей мере часть газа со сниженным содержанием компонентовC5(+), и орошаемую стриппинг-колонну, содержащую секцию абсорбера, секцию осушки и отпарную секцию и получающую жидкую фракцию C5(+) из сырьевого сепаратора, и дополнительно получающую жидкую фракцию С 3(+) из промежуточного сепаратора в качестве флегмы. 2. Установка по п.1, дополнительно содержащая аппарат осушки газа, который получает и осушает газ из сырьевого сепаратора и, тем самым, вырабатывает, по меньшей мере, частично осушенный газ. 3. Установка по п.2, в которой, по меньшей мере, частично осушенный газ дополнительно охлаждается по меньшей мере в одном, первом теплообменнике или втором теплообменнике, из двух теплообменников, при этом охлаждение в первом теплообменнике обеспечивается контуром ребойлера из деметанизатора, а охлаждение во втором теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора и газом из верхней части стриппинг-колонны. 4. Установка по п.2, в которой другая часть части газа со сниженным содержанием компонентовC5(+) охлаждается в третьем теплообменнике, при этом охлаждение в третьем теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора, а охлажденная другая часть части газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) используется в качестве флегмы в деметанизаторе. 5. Установка по п.1, в которой сырьевой сепаратор является трехфазным сепаратором. 6. Установка по п.1, в которой секция осушки содержит секцию осушки триэтиленгликолем (TEG),содержащую аппарат паро-TEG контакта. 7. Установка по п.1, в которой в холодильнике сырьевого газа охлаждается сырьевой газ до температуры выше температуры образования гидратов. 8. Установка по п.1, в которой сырьевой газ является природным газом. 9. Установка по п.1, в которой сырьевой газ содержит этан, пропан и более тяжелые компоненты, а коэффициент извлечения этана и пропана из сырьевого газа равен по меньшей мере 87 и 97% соответственно. 10. Установка для извлечения газоконденсатных жидкостей, содержащая сырьевой сепаратор, разделяющий охлажденный сырьевой газ на газообразную часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) и жидкую часть,промежуточный сепаратор, в котором охлажденная газообразная часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) разделяется для получения газа со сниженным содержанием компонентов С 5(+),турбодетандер, теплообменник, а также деметанизатор, получающий газ со сниженным содержанием компонентов C5(+) из промежуточного сепаратора, при этом первая часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) расширяется в турбодетандере, а вторая часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) охлаждается в теплообменнике и используется как флегма деметанизатора. 11. Установка по п.10, которая дополнительно содержит аппарат осушки газа, который осушает газообразную часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) перед охлаждением. 12. Установка по п.11, в которой газообразная часть со сниженным содержанием компонентов C5(+) охлаждается по меньшей мере в одном, первом теплообменнике или втором теплообменнике, из двух теплообменников, при этом охлаждение в первом теплообменнике обеспечивается контуром ребойлера из деметанизатора, а охлаждение во втором теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора и газом из верхней части стриппинг-колонны. 13. Установка по п.11, в которой вторая часть газа со сниженным содержанием компонентов C5(+) охлаждается в третьем теплообменнике, при этом охлаждение в третьем теплообменнике обеспечивается головным продуктом деметанизатора. 14. Установка по п.11, которая дополнительно содержит стриппинг-колонну, в которую поступает жидкая часть из сырьевого сепаратора, а в стриппинг-колонну дополнительно поступает жидкая фракция С 3(+) из промежуточного сепаратора в качестве флегмы. 15. Установка по п.14, в которой стриппинг-колонна дополнительно содержит секцию осушки. 16. Установка по п.15, в которой секция осушки содержит секцию осушки триэтиленгликолем(TEG), содержащую аппарат паро-TEG контакта. 17. Установка по п.11, в которой в сырьевой сепаратор подается сырьевой газ, который охлаждается-6 005990 до температуры выше температуры образования гидратов. 18. Установка по п.17, в которой сырьевой сепаратор дополнительно отделяет по меньшей мере часть воды, содержащейся в сырьевом газе, от сырьевого газа.
МПК / Метки
МПК: B01D 53/00, F25J 3/00, C10G 5/04
Метки: установка, газоконденсатных, извлечения, жидкостей
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-5990-ustanovka-dlya-izvlecheniya-gazokondensatnyh-zhidkostejj.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Установка для извлечения газоконденсатных жидкостей</a>