При определенной температуре любое химически чистое вещество, находящееся под давлением, которое отличается от упругости его насыщенных паров, может существовать в паровой или жидкой фазе. Если приложенное давление больше упругости его насыщенных паров, то это вещество представляет собой жидкость, если приложенное давление меньше упругости его насыщенных паров, то чистое вещество находится в газообразном состоянии.
Однако то же вещество, рассматриваемое как компонент смеси, может находиться в паровой фазе, в то время как упругость насыщенных паров его при данной температуре меньше общего давления системы, и, наоборот, оно может быть жидким, хотя упругость его насыщенных паров при данной температуре выше общего давления системы. Согласно закону Дальтона, парциальное давление каждого компонента, входящего в состав газовой смеси, прямо пропорционально его молярной концентрации.
Если углеводородный газ, находящийся при постоянной температуре (например, при температуре окружающего воздуха), сжать (изотермический процесс), то повысится общее давление системы, а также парциальное давление каждого компонента, входящего в состав смеси.
При дальнейшем сжатии наступает момент, когда парциальное давление какого — либо компонента становится равным упругости насыщенного пара этого
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ |
Максимальное количество жидкости из газа выпадает при давлении 5-7 МПа.
При установившихся давлении и температуре наступает термодинамическое равновесие, т. е. прекращается переход компонентов из одной фазы в другую.
Конденсат из нефтяного или природного газа будет выпадать и при понижении температуры газа, если давление остается неизменным (изобарический процесс).
В данном случае постоянными будут и значения парциальных давлений компонентов, а величины упругости насыщенных паров компонентов будут уменьшаться. Конденсат начнет выпадать при той температуре, при которой значение упругости насыщенных паров какого-либо компонента станет равным парциальному давлению этого компонента в газовой смеси. При дальнейшем понижении температуры парциальное давление будет уменьшаться и всегда будет равно по упругости насыщенного пара компонента для каждого значения температуры. В образовавшемся конденсате будут растворяться также и другие углеводороду смеси, включая самый трудносжимаемый из них — метан.
Компрессионный способ обензинивания нефтяного газа основан на сжатии этого газа в компрессорах и последующем охлаждении в воздушных или водяных
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ |
Низкотемпературные способы извлечения целевых компонентов из нефтяного газа были известны давно, но в течение многих лет внедрение их задерживалось из-за невозможности предотвращать образование гидратов в перерабатываемом газе, содержащем водяные пары. Эта проблема была решена предварительной осушкой газа.
Существуют две разновидности процесса низкотемпературного отбензинивания нефтяного газа: низкотемпературная конденсация и низкотемпературная ректификация.
Процесс низкотемпературного отбензинивания состоит из четырех стадий:
а) компримирование газа до относительно высоких давлений - 3,5; 5,7 и 7,5 МПа;
б) осушка газа жидкими или твердыми поглотителями влаги;
в) последующее охлаждение сжатого и осушенного газа до низких температур в пределах до — 10 до — 100 "С;
г) разделение образовавшейся газожидкостной смеси углеводородов на деэтанизированный конденсат (нестабильный газовый бензин или ШФЛУ) и несконденсировавшийся газ. Такое разделение может быть осуществлено на одноколонной или двухколонной установке.
Три первоначальные стадии процесса — общие как для НТК, так и для НТР. Отличие между ними заключается в четвертой стадии.
Если в схеме НТК в первую ректификационную колонну поступает только отсепарированный конденсат, то в схеме НТР в колонну поступает вся газожидкостная смесь.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1.3.2 Описание технологической схемы НТК БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ
На рисунке 1.4 изображена схема НТК.
Рисунок 1.4 – Технологическая схема НТК
Жирный газ, поступающий на установку НТК (рис.1.4.) под давлением 3-4 МПа, сначала охлаждается в последовательной цепочке рекуперативных теплообменников 1-4 обратными потоками газа и конденсата, а затем дополнительно (испаряющимися пропаном или аммиаком) в испарителе 5 до температуры - 20 – 35°С.
Образовавшийся в результате умеренного охлаждения углеводородный конденсат отделяется от остаточного газа в сепараторе 6. Газ направляется в газопровод, а конденсат — в деэтанизатор 7. В конденсате будут преобладать высококипящие углеводороды (С3+выше).
Однако в его составе будут метан и этан. Они отгоняются из углеводородного конденсата в деэтанизаторе 7 в качестве товарной этановой фракции марки Б.
Пары орошения конденсируются в пропановом холодильнике 8, откуда газожидкостная смесь поступает в рефлюксную емкость 9. Жидкость орошения подается в колонну насосом 10, а продукт из верхней части колонны отводится в газовой фазе в магистральный этанопровод.
Тепло подводится в нижнюю часть деэтанизатора через кипятильник 11.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ |
Деэтанизированный нестабильный газовый бензин из нижней части колонны направляется в товарный парк.
Метан и этан, если их концентрация (молярная) в выпавшем из нефтяного газа конденсата невелика (в сумме около 10%), могут быть удалены в деэтанизаторе, работающем на холодном сырье без орошения, в этом случае холодный углеводородный конденсат непосредственно из сепараторов 6, минуя теплообменники 2 и 4, подается на вторую или третью (считая сверху) тарелку деэтанизатора.
Режим колонны (деэтанизатора) в зависимости от состава углеводородного конденсата регулируется изменением давления, температуры верхней и нижней частей колонны. [1,с. 157].