ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТЕХНОЛОГИЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЛЕГКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ НА ГПЗ из "Современное состояние технологии выделения легких углеводородов" Глубина извлечения этана из газов различного состава при одной и той же температуре прямо пропорциональна содержанию углеводородов этан+высшие в исходной смеси, поэтому переработка нефтяных газов с более высоким содержанием этана технологически легче осуществляется, чем переработка природного газа, содержащего обычно не-более 5-6 % об. этана. Все последующие методы извлечения этана, представленные в настоящем обзоре, как правило, относятся к природному газу. Типичная схема завода низкотемпературной переработки природного газа приведена на рис.4. [c.13] Сначала исходный газ подвергают аминовой очистке от НгЗ и СОг (при необходимости) и глубокой осушке молекулярными ситами. Затем очищенный газ охлаждают теплообменом и далее за счет адиабатического расширения - механического в турбодетандерах или немеханического - в клапанах Джоуля-Томпсона. После этого охлажденный газ поступает в деметанизатор. [c.13] В деметанизатор сырье поступает при температуре минус (110-118)°С, жидкий продукт деметанизатора может иметь температуру от минус 12 до минус 1°С, а остаточный газ - минус (118-140) С. Эти низкие температуры достигаются прежде всего за счет адиабатического расширения входящего газа [15]. [c.13] Сероводород, обладая такой же летучестью, как этан, в процессе криогенной обработки извлекается из газа и концентрируется в газожидкостном продукте, поэтому, в зависимости от содержания сероводорода в исходном газе, производят очистку либо исходного газа, либо жидкого продукта (смесь углеводородов этан+высшие или товарных углеводородных фракций). [c.13] Сложности, возникающие при криогенной переработке природного газа, содержащего СОг, связаны как с коррозионной агрессивностью влажного газожидкостного продукта, так и с опасностью образования кристаллогидратов при низких температурах, особенно в деметанизаторе. Опасность кристаллизации СОд можно избежать либо за счет очистки исходного газа, либо путем подбора режима работы деметанизатора. [c.13] Ниже приведено описание наиболее интересных схем извлечения из газа фракции этан+высшие или пропан+высшие. [c.15] В Сан-Хуане (шт.Нью-Мексико) в 1986 г. введен крупнейший в США газоперерабатывающий завод производительностью по исходному природному газу 14,2 млн.м /сут, по жидкой углеводородной продукции (этан, пропан, бутан и газовый конденсат) - 6,7 тыс.м /сут. Новый завод запроектирован на высокую степень извлечения жидких углеводородов (проектное извлечение этана -98%), которая обеспечивается на установках низкотемпературной конденсации с применением турбодетандерных агрегатов. Установки нового завода построены для замены маслоабсорбционной установки, построенной в 1950-х годах и характеризуемой низким извлечением жидких углеводородов [16]. [c.15] Завод в Сан-Хуане снабжается газом низкого (2,4 МПа) и высокого (5,7 МПа) давления. Природный газ низкого давления в объеме 5,1 млн.м /сут сжимается до 5,7 МПа компрессором 1 (рис.5) и смешивается с потоком газа высокого давления (9,06 млн.м /сут). Состав исходного газа приведен в табл.6. [c.15] Ш - отсепарированный газ 1У - этан, пропан, бутаны, конденсат У - пропан, бутан, конденсат. [c.16] Смешанный поток газа охла едается до 27°С в водяных кожухотрубчатых теплообменниках. Дальнейшая обработка газа осуществляется в двух блоках производительностью по 7,08 млн.м /сут каждый. Применение двух блоков (вместо одного) позволило удовлетворить требования предельных габаритов оборудования, а также уменьшить воздействие простоев оборудования на производительность завода. [c.17] Перед поступлением в аппараты криогенного разделения углеводородов газ осушается до минимальной точки росы минус 101 °С в адсорберах 2 молекулярными ситами. Три адсорбера установки осушки работают по 16-ти часовому циклу. Регенерация осуществляется путем нагрева и охлаждения молекулярных сит частью потока осушенного газа в объеме 400 тыс.м /сут. [c.17] Для достижения высокой степени извлечения этана при высоком содержании сжижаемых углеводородов в исходном газе (см.табл. 6) предусмотрен пропановый холодильник 3, где отнимается 64% теплоты перерабатываемого газа остальные 36% теплоты отнимаются в турбодетандере 4, где снижается давление газа с 5,86 до 2,4 МПа. Турбодетандер работает при 14000 оборотах в минуту и вырабатывает 3600 кВт энергии, используемой связанным с ним компрессором для повышения давления потока сухого газа. [c.17] После турбодетандера газ под давлением 2,41 МПа и при температуре минус 101 °С подается в верхнюю часть колонны-демета-низатора 5. Особенностью установки является применение орошения деметанизатора и более высокое, чем обычно, рабочее давление в нем - 2,41 МПа. Это приводит к более высоким температурам в колонне и при принятом коэффициенте извлечения этана (98%) снижает опасность выделения твердого диоксида углерода. [c.17] Жидкий продукт (смесь этана, пропана, бутанов и газового конденсата) снизу деметанизатора направляется либо на установку очистки от СОд аминовым раствором, либо в деэтанизатор 7 для фракционирования. Деэтанизатор рассчитан на переработку до 3,98 тыс.м /сут жидкого продукта. [c.18] Деэтанизатор имеет 35 клапанных тарелок, работает при давлении 2,76 МПа, при температурах верха и низа соответственно 14 и 104°С. Верхний поток из деэтанизатора частично конденсируется для получения орошения, используя холод пропана. Несконденси-рованные пары (смесь 90% этана и 10% пропана) сжимаются компрессором 13 и либо после конденсации в водяных холодильниках и охлаждения в пропановых холодильниках 9 очищаются от СОа совместно со смесью этан-пропан-бутаны-конденсат с низа деметанизатора, либо вновь направляются в поток сухого газа. Смесь этан-пропана из емкости орошения 12 может распределяться на эти два направления в любом соотношении, обеспечивая заводу необходимую гибкость в реагировании на колебания цен на этан, которые диктуют целесообразность получения этана в качестве товарного продукта или возврат этана в газопровод. [c.18] Постоянный штат завода состоит из 22 человек и включает в себя мастера-технолога, мастера по эксплуатации и заводского аналитика, подчиняющихся директору завода, а также ремонтников, электриков, прибористов, операторов и рабочих. Оперативное круглосуточное управление заводом осуществляется сменными операторами, работающими по 12-ти часовому графику. [c.18] Исходный газ под давлением 5,6 МПа и при температуре 40°С предварительно охлаждается в теплообменнике Т-1 пропаном (рис.6), осущается молекулярными ситами, затем охлаждается в рекуперативном теплообменнике Т-2 до минус 45 С, сепарируется в С-1 и доводится до давления 30,5 бар в турбодетандере ТД-1. В колонну-контактор К-1 с рабочим давлением 3 МПа поступают потоки из турбодетандера ТД-1 и емкости орошения Е-1 колон-ны-деэтанизатора К-2. Перерабатываемый газ при температуре минус 76,8°С подогревается до 15°С в теплообменнике Т-2, дожимается в компрессоре, установленном на одном валу с турбодетандером ТД-1, с 2,9 до 3,41 МПа, в компрессоре КС до 5,3 МПа, охлаждается в Т-3 и при температуре 40°С и под давлением 5,3 МПа возвращается в сеть. [c.20] Жидкие углеводороды с низа колонны-контактора К-1 подогреваются в Т-2 и подаются в колонну-деэтанизатор К-2, работающую под давлением 3,2 МПа. Сжиженные газы (углеводороды Сд ) с низа К-2 направляются на фракционирование. [c.20] Из газа вышеприведенного состава извлекается 96% пропана, содержащегося в исходном сырье при переработке 16,7 млн.м /сут газа установка требует 11600 кВт мощности для товарного газа и 3700 кВт для пропанового цикла, 16 т/ч пара при давлении 5 бар и 2200 м /ч охлаждающей воды. Охлаждение водой может быть заменено воздушным охлаждением. Пропановое охлаждение требуется только для предварительного охлаждения газа и для конденсации орошения деэтанизатора, что значительно снижает потребление электроэнергии и дает возможность сделать установку более компактной и эффективной. [c.20] Если необходима температура не ниже минус 35°С, в процессе СРУОРШЗ в качестве хладагента применяется пропан для получения температур ниже минус 80 С используется холодильный цикл на смешанном хладагенте. Турбодетандер используется при переработке газов с высоким давлением - выше 3,5 МПа. Применение турбодетандера позволяет уменьшить или даже свести к нулю потребности в охлаждении. [c.21] Вернуться к основной статье