Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 [ 106 ] 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

давление. Диапазон производительности очень широкий, от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч • (н)ч-.

Самые простыв установки, называемые обычно "Колд фрак" (см. рисунок "Ь" на стр. 342), используются для получения низких температур снижением давления с использованием теплообменника газ теплый / газ холодный и обработки небольших расходов газа.

Их главные преимущества следующие:

- установка несложная (например на разрабатываемом месторождении),

- небольшие инвестиции,

- нулевое знергетическое потребление, если нет восстановления давления газа,

- осушка с использованием ингибирования (метанол или гликоль),

- обычные материалы (углеродистая сталь).

И наоборот, имеются установки глубокой переработки, использующие дополнительно внешние каскадные холодильные циклы, значительной пропускной способности, которые позволяют извлекать бутан, пропан и даже этан. Схема установки приведена ниже.

Этот тип установок характеризуется значительными инвестициями и энергетическими затратами. Им предпочитают теперь процесс с политропным расширением и получением энергии.

2.4.7.3.3.2. Оперативные меры предосторожности

Необходимо обеспечить хорошую осушку газа, чтобы исключить образование гидратов в трубках теплообменников.

Так же важен контроль чистоты холодильных агентов (пропан, этан).

2.4.7.3.4. Политропное расширение в турбине

Политропное расширение, осуществляемое в турбине (турбодетандер), превращает внутреннюю энергию газа в работу и сопровождается получением холода. Если степень расширения большая, конечная температура может быть очень низкой.

2.4.7.3.4.1. Области применения

Имеющийся в наличии ассортимент мощностей турбодетандеров от нескольких киловатт до 7 мегаватт позволяет их использование в установках отбензинивания различного размера.

Однако процесс с турбодетандером более применим для больших расходов газа (несколько миллионов м (н) • сут-) и особенно, когда необходимо добиться значительной степени извлечения С.Г.Н. (до 85% зтана).

Применение низких температур требует глубокой осушки газа (молекулярными ситами).

Используемые материалы должны быть адаптированы к уровню температур на различных участках установки.

2.4.7.3.4.2. Описание установки отбензинивания

Можно рассматривать каждый случай как особенный, в сущности не существует стандартной установки.

Нагнетание . банмна

Дроссельный вентиль

Изоэнтальлийное расширение * внешнее охлаждение

ZI7 дебитгвэа. Юмч"

\ \ дебит жидкости, • ч"

I I Температура, °С

О Давление, бар изб

□ R вода охлаждения CR "вн СЗ пропан

Схема Процесса низкотемпературного отбвнзинввания: изознтапьпийнов расширение.

КОМТрОЛк

рмпрадшмния даимния

топлианый газ /~7 дебит газа. 10» м» ч-

дебит жидкости, lO ч- [~ температура. "С

Q) дааление, бар. абс. В пер

Схеме процесса отбензинивания с турбодатандерой.

Схемы процессов приведены на рисунке "Ь" на странице 342 и особенный случай (см. рисунок выше).

Процессы с турбодетандером характеризуются в основном:

- очень высокими показателями и высокими коэффициентами извлечения Сг, С3, С4,

- прекрасной надежностью,

- хорошей гибкостью, когда речь идет о производительности, но чувствительны к изменению давления,

- приемлемая конденсация, которая может достигать 40% (масс), в зависимости от типов турбин,

- инвестиции и эксплуатационные расходы значительно меньше, чем при абсорбционных процессах,

- хорошая избирательность сепарации. Использование турбодетандеров требует особого внимания к проблемам герметичности, вибрации (высокие скорости), регулированию, и обслуживание должно осуществляться работниками высшей квалификации.

2.4.7.3.4.3. Термический сепаратор

Оригинальная технология разработана во Франции "Societe Bertin" при содействии "ElfAquitaine". Речь идет о термическом сепараторе, изготовляемом и поставляемом в продажу "Societe N.A.T." (Применение новых технологий).

2.4.7.3.4.3.1. Принцип

Охлаждение газа осуществляется с помощью политропического расширения без отбора механической энергии. Этот процесс сочетает преимущества и простоту расширения с использованием эф-

фекта Джоуля-Томсона (статический аппарат) и термическую эффективность политропного расширения.

Самая большая построенная установка перерабатывает 2 10 м (н) cyi- газа при давлении 10 бар и использует параллельно четыре термических сепаратора.

Аппарат, главным образом, может быть использован для максимального извлечения конденсата из попутного газа нефтяных месторождений.

2.4.7.3.4.3.2. Пуск в действие См. рисунок на стр. 345.

Хладопроизводительность, вызванная термическим сепаратором, передается газовым теплообменником высокого давления, чтобы охладить и отделить тяжелые фракции.

2.4.7.4. Отбензинивание адсорбцией

Процесс извлечения углеводородных компонентов адсорбцией осуществляется обычными адсорбентами, такими, как активированный уголь, оксид алюминия, силикагель и молекулярные сита.

2.4.7.4.1. Принцип. Адсорбция нескольких компонентов

Все углеводороды, от метана и до более тяжелых, адсорбируются только по мере того, как газ проходит через слой, самые тяжелые углеводороды замещают более легкие, которые уже адсорбировались ранее.

Кроме того, адсорбенты, за исключением активированного угля, имеют очень большое сходство с парами воды. Она замещает адсорбированные углеводороды и эту способность используют для извлечения паров воды.

Газ осушенный

на переработку

Газ очищенный

Конденсат

Термический

{у- сепаратор RTS

Теплообменник 4 прохода

Сепаратор

-Л-J-

I I температур». С

д»л*ни«. бар изб.

Принципиальная схема термического сепаратора RTS

Рисунок ниже показывает насыщенность слоя в момент проскока пентана. Он иллюстрирует последовательное перемещение компонентов одного за другим. Если цикл остановить в этот момент, выходящий газ не будет содержать ни пентана, ни гексана и будет частично обезвожен.

% насыщенности

Длина слоя

Схематический вид насыщенности слоя в момент проскоке пентана.

2.4.7.4.2. Практические аспекты

Применение сопоставимо с извлечением из паров газа воды. Оно включает слвдую1дие особые проблемы.

Можно рассматривать осуществление одновременно на одной и той же установке извлечения паров воды и удаления тяжелых углеводородов, исключение составляет активированный уголь по причине своего слабого сходства с водой.

Регенерация осуществляется с помощью перегретого газа или пара в случае использования активированного угля. Необходимо отметить, что конденсаты не десорбируются с одной и той же скоростью: почти мгновенная десорбция для пен-танов и более легких, более медленная для гекса-нов и более тяжелых. Состав газа регенерации меняется во времени.

Извлечение адсорбированных углеводородов осуществляется в процессе регенерации охлаждением газа и их конденсацией. Чтобы содействовать

этой конденсации, выгодно свести к минимуму расход газа регенерации, чтобы увеличить концентрацию компонентов и содействовать таким образом конденсации.

Циклы обычно небольшой продолжительности -20 - 30 минут. Для данного расхода и состава эта продолжительность зависит от времени проскока ключевого компонента, который необходимо извлечь.

Длина зоны должна быть достаточной, чтобы стабилизировать зону массопередачи.

Этот процесс используется главным образом в следующих случаях:

- пропускная способность: от 150 до 5000 х X 10м(н) • суг\

- незначительное содержание Сз,

- стремление получить необходимую точку росы для небольших месторождений, изолированных от других разрабатываемых месторождений;

- окончательная обработка газов, используемых как сырье для химической промышленности.

2.4.7.4.3. Обычные адсорбенты

Адсорбционная способность основных адсорбентов по углеводородам и воде (кроме активированного угля) в значительной степени идентична.

Отметим однако для каждого из них несколько особых аспектов:

- активированный уголь:

• очень большое сходство для углеводородов,

• обычно используется для осушенного газа,

• возможность отбензинивания, депарафини-зации, извлечения нафталинов,

• температура регенерации: 300°С;

- активированная окись алюминия:

. адсорбирует воду и углеводороды,

• извлечение хуже по сравнению с активированным углем,

температура регенерации: 200 - 300°С;