Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
-СхЬ
1
Этановая фракция
Пропан
Гелиевый концентрат
Жидкий КЗ l азот
К5
Широкая фракция углеводородов
тгческая схема установки выделения гелиевого концентрата, этана и широкой фракции угле-
10 % от поступающего потока. Содержание гелия в жидкости, выходящей из куба колонны, составляет < 0,001 %. Температура верха и низа колонны минус 93 °С и минус 91 °С соответственно. В колонне Kl происходит десятикратное обогащение гелием выходящего сверху колонны газа.
Основное количество этана, содержащегося в газе, концентрируется в кубовой жидкости колонны Kl1 которая поступает на разделение в узел деэтанизации. Часть кубовой жидкости дросселируется до 3,8 МПа, проходит теплообменник Т2 и поступает в сепаратор Cl. Конденсат, выделенный в сепараторе Cl, подогревается в теплообменнике Tl и подается в деметани-затор КЗ при температуре минус 40 °С в качестве питания. Другая часть кубовой жидкости колонны Kl дросселируется до
3.8 МПа и подается в деметанизатор КЗ в качестве орошения при температуре -93 °С.
Пар из колонны Kl охлаждается и конденсируется в прямоточном теплообменнике ТЗ, а затем подается при давлении
3.9 МПа и температуре минус 108 °С в отпарную колонну К2. В качестве теплоносителя в кубе колонны К2 используется природный газ. Отпарка в колонне К2 составляет около 10 % от поступающего потока. Содержание гелия в кубовой жидкости колонны К2 составляет <0,001 %. Концентрация гелия, выходящего из верхней части колонны К2, в 100 раз выше его концентрации в исходном газе. Температура верха колонны К2 минус 107 °С; температура куба минус 103 °С. Кубовая жидкость колонны К2, содержащая около 15 % азота, 85 % метана и незначительное количество более тяжелых углеводородов, дросселируется до 18 МПа и поступает в качестве хладоагента в прямоточный конденсатор ТЗ. Пар, выходящий из колонны К2 и содержащий 5,5 % гелия, дросселируется до давления 1,8 МПа и поступает для дальнейшего обогащения в колонну КЗ. Колонна КЗ, состоит из противоточного конденсатора, насад очной и кубовой части. Противоточный конденсатор имеет две ступени. В первой ступени хладоагентом является кубовая жидкость колонны КЗ, содержащая около 30 % азота и 70 % метана, сдросселированная до 0,3 МПа. Во второй ступени противоточного конденсатора хладоагентом является жидкий азот, кипящий при температуре минус 194 0C Из верхней части колонны КЗ выходит гелиевый концентрат, содержащий 85-90 % гелия, который направляется затем на очистку от примесей.
В колонну К4 на деметанизацию поступает поток, составляющий около 30 % от исходного количества газа. Давление в колонне 3,6 МПа. Соотношение потоков, подаваемых в качестве
204
орошения и питания, 1:1. Извлечение этана с нижним продуктом составляет около 85 %. Теплоносителями в кипятильнике колонны К4 являются водяной пар и широкая фракция углеводородов, отводимая из куба деэтанизатора К5.
Метановая фракция, выходящая из верхней части демета-низатора К4, объединяется с паром, выходящим из сепаратора Cl и поступает в детандер Д, где расширяется до 1,8 МПа. С температурой минус 103 °С поток поступает в качестве хладоагента в конденсатор Т2, а затем в теплообменник Tl.
Деметанизированная в колонне К4 смесь углеводородов поступает затем в деэтанизатор К5, работающий при давлении 3 МПа. Деэтанизатор оснащен дефлегматором и кипятильником. Теплоноситель в кипятильнике - водяной пар. Сверху колонны отбирается этановая фракция с содержанием 95 % этана, а снизу - широкая фракция углеводородов, содержащая около 60 % пропана.
На рис. 3.44 представлена технологическая схема извлечения из природного газа гелия с одновременным выделением фракции C2+ и азота [32].
Предварительно очищенный природный газ сжимается в компрессоре / с приводом от турбодетандера до 5 МПа и охлаждается до 230 К обратными потоками газа и пропаном. Конденсирующиеся углеводороды отделяются в сепараторе 3, подогреваются и подаются в метановую колонну 2, работающую под давлением 0,9 МПа. Газ, уходящий из сепаратора 3, после охлаждения и конденсации подается в колонну обогащения азота 5, работающую под давлением 3,1 МПа. Жидкий продукт с низа этой колонны подается насосом под давлением 4 МПа в теплообменник, где частично испаряется и поступает в сепаратор 6, установленный на всасывающей линии турбодетандера. Жидкие продукты из сепаратора 6 после подогрева поступают в метановую колонну для выделения из них фракции C2+. Пары из сепаратора расширяются в турбодетандере и поступают в метановую колонну. При этом образующаяся при расширении газа жидкость служит орошением колонны. Продукт с низа метановой колонны (фракция C2+) уходит с установки при давлении 0,9 МПа. Продукт с верха метановой колонны нагревается и отводится с установки при давлении 0,8 МПа, как товарный газ.
Газ из колонны обогащения азота 5 охлаждают и подают в колонну высокого давления 9 (2,7 МПа). С верха этой колонны уходит газ, обогащенный гелием, и жидкий азот с растворенным в нем гелием, которые поступают в гелиевую колонну 7 (2,7 МПа).
205
Рис. 3.44. Технологическая схема установки извлечения из природного газа гелия с одновременным выделением фракции C2+ и азота:
