По заказу ПО "Сибнефхегазпереработка" институтом ВНИПИГАЗПЕРЕРАБОТКА разработаны технологические схемы НТК для проектирования и строительства газоперерабатывающих заводов, в том числе:
1) схема НТК с турбодетандером на сырьевом иве и с циркуляцией верхнего продукта из деэтанизатора через тарельчатый сепаратор, устанавливаемый после турбодетандера. Степень расширения в турбодетандере е = 1,5. В схеме предусмотрено использование пропанового холода;
2) схема НТК с двумя турбодетандерами: один - на сырьевом газе, другой -на газе, поступающем из деэтанизатора через тарельчатый сепаратор, который установлен за первым турбодетандером. В схемы отсутствует внешний контур;
3) схема НТК с двумя турбодетандерами и трехсекционным деэтанизатором, работающим при различных давлениях и с пропановым холодильным циклом. Все эти схемы разработаны с учетом экономии энергозатрат на проведение процессов. На рисунке 1.7 представлена технологическая схема установки НТК производительностью по перерабатываемому газу 1 млрд. м3/год.
Газ перерабатывается способом низкотемпературной сепарации с последующей деэтанизацией конденсата в колонне - деэтанизаторе.
Осушенный нефтяной газ при давлении 3,6 МПа и температуре 30°С через теплообменник поступает на переработку в узел НТК. Сырьевой поток перед сепаратором первой ступени 5 охлаждается за счет теплообмена с холодным потоком отбензиненного газа (в холодильнике 2), а также с потоком жидкости с одной из тарелок нижней секции ректификационной колонны – деэтанизатора (в
| БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ
|
холодильнике 3). На выходе их этих холодильников потоки сырьевого низа сливаются.
Рисунок 1.7 - Технологическая схема установки НТК производительностью по перерабатываемому газу 1 млрд м3/год
При низком содержании в сырье С3+выше (порядка 220 г/м3) холод технологических потоков обеспечивает необходимые низкие температуры и глубокое (на уровне 94 %) извлечение целевых углеводородов.
Для газов с большим содержанием С3+выше необходимо использование внешнего холода для обеспечения температуры в сепараторе – трехфазном разделителе на уровне -15°С. Для этой цели и предусмотрен пропановый испаритель 4.
В целях предупреждения гидрооблагораживания в потоки газа перед аппаратами 2-4 инжектируется раствором этиленгликоля. В сепараторе 5 – трехфазном разделителе насыщенный раствор этиленгликоля отстаивается и выводится на блок регенерации. Не сконденсировавшиеся газы с сепаратора 5 отводятся в первый турбодетандер 17, откуда газожидкостная смесь при давлении 1,54 МПа поступает в нижнюю часть первой секции колонны.
| БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ
|
Для повышения эффективности разделения на верхнюю часть секции, состоящей из трех теоретических тарелок, насосом 11 закачивается холодный поток жидкости на средней (II) секции колонны, которая выполняет функцию абсорбера.
Выпавший в сепараторе 5 углеводородный конденсат дросселируется с 3,4 до 1,54 МПа и в парожидкостной фазе поступает в сепаратор 6.
Выделившиеся из конденсата легкие углеводороды в газовой фазе из сепаратора 6 поступают на смешение с газожидкостной смесью, выходящей из турбодетандера 17. Остаточная жидкость через дроссель-вентиль поступает в среднюю часть III секции колонны при давлении 0,8 МПа.
Несконденсировавшиеся газы, отходящие с верхней части первой секции колонны, подвергаются переохлаждению в теплообменнике 13 (за счет остаточного газа, отходящего с верхней части второй секции колонны) и через сепаратор поступают на второй детандер 15, где происходит снижение давления газа с 1,54 до 0,7 МПа; одновременно с этим часть газа конденсируется.
Образовавшаяся газожидкостная смесь поступает на верхнюю тарелку второй секции колонны. В этой секции, состоящей из четырех теоретических тарелок, происходит выпаривание легких углеводородов, сконденсированных в потоке после второй ступени детандирования, имеющим низкую температуру. Для этого под нижнюю тарелку секции подаются пары из нижней (третьей) секции колонны, предварительно охлажденные в теплообменниках 8, 10 и пропановом испарителе 9. Пропановый испаритель необходим лишь при переработке "жирных" газов.
Конденсат с нижней части первой секции колонны дросселируется с давления 1,54 до 0,8 МПа и поступает в качестве холодного орошения на верхнюю тарелку третьей секции колонны. Отбензиненный газ отводится с верхней части второй секции колонны и последовательно проходит через теплообменники 13,10,8 и 2, в которых отдает холод охлаждаемым потокам, и сжимается компрессорами турбодетандеров 18 и 16. Затем газ окончательно сжимается в
| БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ
|
компрессоре 19 и через теплообменник 20 и воздушный холодильник 1 направляется в магистральный газопровод.
Подвод тепла в среднюю часть третьей секции осуществляется за чет охлаждения части сырьевого газа в теплообменнике 3.
Подвод тепла в нижнюю часть третьей секции осуществляется через рибойлер 2, причем теплоносителем является раствор антифриза, нагретый компримированным отбензиненным газом. ШФЛУ с нижней части третьей секции насосом 7 откачивается в товарный парк. Поскольку колонна работает при низком давлении (нижняя секция - 0,8 МПа), температурный профиль колонны позволяет отводить холод на охлаждение входного потока, что снижает потребное количество пропанового холода. Температура нижней части составляет - 25 -38°С, и поэтому такая низкая температура ШФЛУ исключает необходимость включения воздушного холодильника для охлаждения ШФЛУ перед подачей в товарный парк.
Секции сложной ректификационной колонны изолированы друг от друга и работают при различных давлениях и температурах.
Ниже приведены параметры работы установки при двух составах сырьевого газа: первый из них содержит С3+выше в количестве 221 г/м3, другой - 460 г/м3 [3, с. 121].
Таблица 1.1 – Параметры работы установки при двух составах сырьевого газа
| Параметр работы
| Значение
|
| Содержание С3+выше г/м3
|
|
|
| Давление компримирования, МПа
| 3,7
|
| Давление после детандера, МПа:
|
|
|
| первого
| 1,54
|
| второго
| 0,7
|
| Температура после детандера, °С:
|
|
|
| первого
| –45,5
| –42,2
|
| второго
| –91,8
| –75,5
|
| Температура сепарации, °С
| –16
| –15
|
| Давление секции колонны, МПа:
|
|
|
| первой
| 1,54
|
| второй
| 0,7
|
| БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ
|
Окончание таблицы 1.1
| Третьей
| 0,8
|
| Температура секции колонны, °С:
|
|
|
| первой:
|
|
|
| верхней части
| -55
| –46,9
|
| нижней части
| -48,1
| -43,9
|
| второй:
|
|
|
| верхней части
| -88,9
| –69,8
|
| нижней части
| -69
| –43,7
|
| третьей:
|
|
|
| верхней части
| -28,2
| –19,7
|
| нижней части
| 36,8
| 25,0
|
| расход пропанового холода, МДж/ч
| 6,2
|