Низкотемпературная ректификация и конденсация НТКР-2
Сырьем в блоке НТКР второй линии переработки попутного нефтяного газа ООО «Лукойл-ПНГП» являются смесь попутного нефтяного газа месторождений Пермского края и природного газа Кокуйского месторождения.
Газ поступает на НТКР после предварительной подготовки (компримирование, очистка от сероводорода и окисей углерода, осушка). В связи с тем, что сырьевые потоки отличаются друг от друга по своему составу и количеству, состав перерабатываемого в блоке НТКР газа переменный.
Состав потоков исходного газа и ШФЛУ, поступающих на переработку в блок НТКР, и его параметры приведены в таблице 2.1, причем состав исходного газа приведен для варианта номинальной (100%) производительности: 500 млн.м3/год ПНГ с южного направления и 400 млн.м3/год природного газа Кокуйского месторождения.
Дополнительным сырьем является поток ШФЛУ, подаваемый с товарной базы ООО «Лукойл-ПНГП».
Таблица 2.1.
| Наименование параметра | Величина | |||||
| Компонентный состав, масс.доля, % | Нефтяной газ | ШФЛУ, | ||||
| Кислород | О2 | 0,53 | 0,00 | |||
| Азот | N2 | 15,26 | 0,00 | |||
| Двуокись углерода | СО2 | 0,71 | 0,00 | |||
| Метан | CH4 | 42,61 | 0,14 | |||
| Этан | C2H6 | 15,59 | 3,10 | |||
| Пропан | C3H8 | 15,02 | 35,17 | |||
| Изобутан | i-C4H10 | 2,38 | 12,98 | |||
| Нормальный бутан | n-C4H10 | 4,84 | 31,56 | |||
| Изопентан | i-C5H12 | 1,36 | 6,33 | |||
| Нормальный пентан | n-C5H12 | 1,01 | 6,58 | |||
| Гексан и выше | n-C6H14+в | 0,68 | 4,14 | |||
| Сероводород | H2S | 0,00 | 0,0001 | |||
| Давление потока, МПа (изб.) | 4,57 | 2,0 ÷ 3,0 | ||||
| Температура, оС | минус 47 ÷ плюс 50 | |||||
| Молярная масса | 23,02 | 52,56 | ||||
Точка росы газа по воде не выше минус 70 оС.
Проектный годовой материальный баланс работы блока НТКР приведен в таблице 1.1
Таблица 1.1
| № | Приход | Расход | ||||
| Наименование статей | Ед. изм. | Кол-во | Наименование статей | Ед. изм. | Кол-во | |
| Нефтяной газ | млн.ст.м3 | СОГ | млн.ст.м3 | 737,3 | ||
| (тыс.т) | (864,36) | (тыс.т) | (579,2) | |||
| ШФЛУ | тыс. т | 511,98 | Этановая фракция | млн.ст.м3 | 75,62 | |
| (тыс. т) | 94,7 | |||||
| Углеводородный конденсат (сырье для ГФУ) | тыс.т | |||||
| Потери | тыс.т | 9,44 | ||||
| Итого | тыс.т | 1376,34 | тыс.т | 1376,34 |
Продуктами переработки сырья в блоке НТКР являются:
- абсорбер 202.2C-1 – сухой отбензиненный газ (готовая продукция) и углеводородный конденсат (питание деметанизатора);
- деметанизатор 202.2C-2 - деметанизированный конденсат, который направляется в деэтанизатор, и метан-этановая фракция, которая направляется в абсорбер 202.2C-1 в качестве абсорбента.
- деэтанизатор 202.2C-3 – этановая фракция (готовая продукция) и деэтанизированный конденсат,который направляется в блок ГФУ либо на склад в качестве полуфабриката.
Процесс переработки углеводородного газа с целью получения в качестве товарной продукции этановой фракции с максимально возможным извлечением этана из сырья.
В качестве источника холода используется эффект адиабатического расширения газа в турбодетандере и внешний пропановый холодильный цикл с двумя изотермами испарения: минус 40 ºС÷минус 39 ºС. (пропан низкого давления) и минус 5 ºС (пропан среднего давления).
Для адиабатического расширения применяется турбодетандерный агрегат импортной поставки с КПД детандера не менее 0,85. Вырабатываемая детандером энергия используется для дожима в компрессоре турбодетандерного агрегата компримированного нефтяного газа перед НТКР.
Внешним источником тепла в кубах ректификационных колонн является насыщенный водяной пар низкого давления. Подвод тепла в кипятильники за счет конденсация водяного пара осуществляется в пластинчатых термосифонных кипятильниках. В качестве дополнительного сырья в блоке НТКР используется ШФЛУ, поступающая из ТБСТ-1. Возможна подача ШФЛУ помимо деэтанизатора непосредственно на установку ГФУ.
Описание схемы:
В блок НТКР сырьевой газ поступает после предварительной подготовки: осушки и компримированияв электроприводном центробежном компрессоре сырьевого газа 202.1CU-1, обеспечивающем компримирование газа до давления 4,5 МПа (45,9 кгс/см2), и дополнительного компримирования в компрессорной части турбодетандерного агрегата до давления 5,8 МПа (59 кгс/см2) Охлажденная до температуры минус 35÷37 ºС газо-жидкостная смесь поступает на разделение в сепаратор 202.2S-1.
Газовая фаза из сепаратора направляется на адиабатическое расширение в детандерную часть турбодетандерного агрегата 121.1TDA-1,
а углеводородный конденсат дросселируется до давления 1,9 МПа (19,4 кгс/см2) в кубовую часть абсорбера 202.2С-1
Секция абсорбции предназначена для получения отбензиненного газа.
Парожидкостная смесь из сепаратора 202.2S-1 поступает в куб абсорбера 202.2С-1 (далее абсорбер) под нижнюю 27-ую тарелку для отмывки из поднимающихся по колонне паров тяжелых углеводородов.
Для орошения в сепарационную зону над верхней тарелкой абсорбера подаются два потока:
1- парожидкостная смесь из детандерной части турбодетандерного агрегата 121.1TDA-1 поступает при температуре минус 76 ºС;
2 - абсорбент – переохлажденный в теплообменнике 202.2НЕ-2 до температуры минус 78 ºС верхний продукт колонны-деметанизатора 202.2С-2, отбираемый из емкости 202.2V-2 при температуре минус 36 ºС , поступает после дросселирования.
В абсорбере жидкость, стекающая вниз по контактным устройствам, абсорбирует из поднимающихся паров этан и более тяжелые углеводороды.
Товарный продукт – сухой отбензиненный газ (метановая фракция) выходит из шлема абсорбера с температурой около минус 81ºС, используется в теплообменнике 202.2НЕ-2, установленном на верху абсорбера, в качестве хладагента для конденсации метан-этановой фракции, поступающей в теплообменник из сепаратора 202.2 V-2 и направляется на дальнейшую рекуперацию холода в теплообменник 202.2НЕ-1 при температуре минус 61ºС под давлением 1,85 МПа.
Углеводородный конденсат из куба абсорбера откачивается в зону питания колонны 202.2С-2.
Секция деметанизации предназначена для выделения легких фракций с получением абсорбента, направляемого в абсорбер 202.2С1, и деметанизированного конденсата, подаваемого на дальнейшую переработку.
Питание подается на 10-ую тарелку сверху колонны-деметанизатора 202.2С-2.
Повышение давления в деметанизаторе 202.2С-2 за счёт напора, создаваемого насосом 202.2Р-1/А,В,С, позволяет использовать для конденсации паров этана в дефлегматоре 202.2НЕ-3 пропановый холод изотермы минус 40 оС.
Паровая фаза деметанизатора поступает в пластинчатый теплообменник-конденсатор 202.2HЕ-3, где за счет испарения пропана изотермы минус 40оС частично конденсируется и поступает в сепаратор 202.2V-2 .
Жидкая фаза из сепаратора 202.2V-2 самотеком поступает в деметанизатор в качестве флегмы.