[go: up one dir, main page]

RU2717052C1 - Method and installation of natural gas adsorption drying and purification - Google Patents

Method and installation of natural gas adsorption drying and purification Download PDF

Info

Publication number
RU2717052C1
RU2717052C1 RU2019145014A RU2019145014A RU2717052C1 RU 2717052 C1 RU2717052 C1 RU 2717052C1 RU 2019145014 A RU2019145014 A RU 2019145014A RU 2019145014 A RU2019145014 A RU 2019145014A RU 2717052 C1 RU2717052 C1 RU 2717052C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
regeneration
gas
natural gas
adsorbent
purification
Prior art date
Application number
RU2019145014A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Анатольевич Мнушкин
Original Assignee
Игорь Анатольевич Мнушкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Анатольевич Мнушкин filed Critical Игорь Анатольевич Мнушкин
Priority to RU2019145014A priority Critical patent/RU2717052C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2717052C1 publication Critical patent/RU2717052C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to gas processing and can be used in gas industry. Method and installation of adsorption drying and purification of natural gas from sulfur-containing components after booster compressor station before supply of natural gas into main gas line include cyclically repeated stage of adsorption drying and purification of natural gas, adsorbent regeneration step and the adsorbent cooling step, wherein the purified natural gas portion after use at the adsorbent cooling step is subjected to recuperative heat exchange, heating in the furnace and then used as the regeneration gas at the adsorbent regeneration step, after the regeneration stage of the adsorbent, the regeneration gas containing desorbed impurities is cooled in the first unit for adsorption drying and purification of natural gas and is directed to the second additional unit for adsorption cleaning of regeneration gas, where cyclisation stage of impurities adsorption, an adsorbent regeneration step and an adsorbent cooling step, wherein at the adsorption step of the impurities from the regeneration gas of the first adsorption drying unit and natural gas purification, desorbed impurities are extracted, purified regeneration gas is returned for recycling to cleaned natural gas, and adsorbent regeneration stage is performed by hot purified natural gas in two phases: during the first phase, the regeneration gas with a peak amount of desorbed impurities is flushed; during the second phase, the regeneration gas is recycled to the cleaned natural gas – in both cases, the regeneration gas is pre-cooled and the condensate is separated.
EFFECT: invention solves problem of development of method and installation of adsorption drying and purification of natural gas with reduction of consumption of natural gas used for regeneration of adsorbent, and increase of commercial natural gas yield.
14 cl, 4 dwg, 3 tbl

Description

Способ и установка адсорбционной осушки и очистки природного газа относятся к газопереработке и могут быть использованы в газовой промышленности.The method and installation of adsorption drying and purification of natural gas are related to gas processing and can be used in the gas industry.

Известен способ осушки и очистки природных газов путем контакта природных газов с комбинированным слоем адсорбентов, состоящим из последовательно расположенных по ходу газа адсорбента-осушителя на основе оксида алюминия и мелкопористого силикагеля, с последующей регенерацией очищенным газом мелкопористого силикагеля и адсорбента-осушителя, при этом обезвоживание выделенной в первом адсорбционном блоке водно-углеводородно-метанольной фракции осуществляют во втором адсорбционном блоке, где в качестве адсорбента используют узкопористый цеолит КА, а полученная углеводородно-метанольная смесь используется в качестве основы для производства высокооктановых бензинов (патент на изобретение RU 2652192 С2, МПК B01D 53/26, B01D 53/04, B01J 20/10, B01J 20/18, B01J 20/34, заявлен 11.01.2016 г., опубликован 25.04.2018 г.). Недостатками изобретения являются:There is a method of drying and purification of natural gases by contacting natural gases with a combined adsorbent layer, consisting of an adsorbent desiccant based on alumina and finely porous silica gel arranged sequentially along the gas, followed by regeneration of finely porous silica gel and desiccant desiccant with purified gas, while dehydrating the separated in the first adsorption unit, the water-hydrocarbon-methanol fraction is carried out in the second adsorption unit, where narrow porosity is used as the adsorbent zeolite KA, and the resulting hydrocarbon-methanol mixture is used as the basis for the production of high-octane gasolines (patent RU 2652192 C2, IPC B01D 53/26, B01D 53/04, B01J 20/10, B01J 20/18, B01J 20 / 34, claimed January 11, 2016, published April 25, 2018). The disadvantages of the invention are:

- сжигание газов десорбции, снижающее выход товарного природного газа на 4-5 % мол.;- burning of desorption gases, reducing the yield of marketable natural gas by 4-5 mol%;

- нецелесообразное извлечение углеводородно-метанольной смеси, так как в очищаемом природном газе содержание углеводородов С46 и выше составляет 0,5-1,0 % мол., а н-алканы, начиная от С5, не могут использоваться в качестве основы для производства высокооктановых бензинов из-за низкого октанового числа.- inappropriate extraction of the hydrocarbon-methanol mixture, since the content of hydrocarbons With 4 -C 6 and above is 0.5-1.0 mol% in the purified natural gas, and n-alkanes starting from C 5 cannot be used as the basis for the production of high octane gasoline due to the low octane rating.

Известен способ подготовки отработанного газа регенерации, образующегося на установке адсорбционной осушки газа в составе газоперерабатывающего производства, имеющего процесс низкотемпературной переработки газа с получением сухого отбензиненного газа и систему пропанового охлаждения, включающий осушку отработанного газа регенерации, подачу подготовленного отработанного газа регенерации в поток сухого отбензиненного газа с последующим дожатием и подачей подготовленного газа в магистральный газопровод, при этом осушку отработанного газа регенерации осуществляют путем его охлаждения хладагентом: газообразным пропаном, подаваемым после утилизации холода в процессе низкотемпературной переработки газа, или жидким пропаном, подаваемым из системы пропанового охлаждения и сдросселированным до газообразного состояния – с последующей сепарацией полученной при охлаждении газожидкостной смеси и отводом подготовленного отработанного газа регенерации и жидкой фазы (патент на изобретение RU 2696437 С1, МПК B01D 53/26, B01D 53/04, В01J 20/34, заявлен 18.12.2018 г., опубликован 01.08.2019 г.). Недостатками изобретения являются:A known method of preparing exhaust gas regeneration generated on the installation of adsorption drying gas as part of a gas processing plant having a low-temperature gas processing process to produce dry stripped gas and a propane cooling system, including drying of regeneration exhaust gas, feeding the prepared regeneration exhaust gas to a dry stripped gas stream from by subsequent squeezing and supplying the prepared gas to the main gas pipeline, while drying was worked out The regeneration gas is carried out by cooling it with a refrigerant: gaseous propane supplied after the utilization of cold during the low-temperature gas processing, or liquid propane supplied from the propane cooling system and throttled to a gaseous state - with subsequent separation of the gas-liquid mixture obtained by cooling and removal of the prepared exhaust gas regeneration and liquid phase (patent for invention RU 2696437 C1, IPC B01D 53/26, B01D 53/04, B01J 20/34, filed December 18, 2018, published August 1, 2019). The disadvantages of the invention are:

- удаление воды с помощью пропанового хладагента, требующее дополнительного наличия специальной системы пропанового охлаждения;- removal of water using propane refrigerant, requiring the addition of a special propane cooling system;

- остаточное содержание примесей в ходе регенерации адсорбента из-за низкой температуры конденсации газа регенерации, подмешиваемого к сухому отбензиненному газу с ухудшением его качества.- the residual content of impurities during the regeneration of the adsorbent due to the low condensation temperature of the regeneration gas, mixed with dry stripped gas with a deterioration in its quality.

Известен способ регенерации цеолита процесса осушки и очистки природного газа от сернистых соединений, включающий последовательную продувку цеолита нагретым газом регенерации и газом охлаждения, в качестве которых используют осушенный и очищенный от сернистых соединений природный газ, при этом газ охлаждения перед продувкой цеолита подвергают низкотемпературной конденсации и ректификации с выделением углеводородов C2 и выше, остаточных количеств сернистых соединений и влаги, оставшуюся метановую фракцию компримируют и очищают от паров компрессорного масла, а после продувки цеолита дополнительно нагревают и используют в качестве газа регенерации (патент на изобретение RU 2159663 С2, МПК B01D 53/02, B01D 53/26, заявлен 16.09.1999 г., опубликован 27.11.2000 г.). Недостатками изобретения являются:A known method of zeolite regeneration of the process of drying and purifying natural gas from sulfur compounds, comprising sequential purging of the zeolite with a heated regeneration gas and a cooling gas, which use natural gas dried and purified from sulfur compounds, while the cooling gas is subjected to low-temperature condensation and rectification before purging the zeolite with the release of hydrocarbons C 2 and higher, residual amounts of sulfur compounds and moisture, the remaining methane fraction is compressed and purified from ars of compressor oil, and after purging the zeolite, it is additionally heated and used as a regeneration gas (patent for invention RU 2159663 C2, IPC B01D 53/02, B01D 53/26, filed September 16, 1999, published November 27, 2000). The disadvantages of the invention are:

- неудовлетворительная реализация адсорбции, поскольку в итоге уже осушенный и очищенный от сернистых соединений природный газ, используемый в качестве газа охлаждения, перед продувкой цеолита подвергают дорогостоящему и энергозатратному процессу низкотемпературной конденсации и ректификации с выделением углеводородов C2 и выше, остаточных количеств сернистых соединений и влаги;- unsatisfactory implementation of adsorption, since the natural gas that has already been dried and purified from sulfur compounds and used as a cooling gas is subjected to an expensive and energy-intensive process of low-temperature condensation and rectification with the release of hydrocarbons C 2 and higher, residual amounts of sulfur compounds and moisture before purging the zeolite ;

- отрицательно влияющие на процесс десорбции компримирование и очистка от паров компрессорного масла оставшейся метановой фракции, которую после продувки цеолита дополнительно нагревают и используют в качестве газа регенерации, из-за повышенного давления компримированного газа.- negatively affecting the desorption process, compression and purification from compressor oil vapor of the remaining methane fraction, which after purging the zeolite is additionally heated and used as a regeneration gas, due to the increased pressure of the compressed gas.

Известен способ с устройством для осушки и очистки природных газов, включающий смешение с рециркулируемым газом регенерации, сепарацию от капельной жидкости и механических примесей, двухступенчатую адсорбцию паров тяжелых углеводородов и воды на синтетическом углеродном адсорбенте и адсорбенте композитного типа, соответственно, при одновременном косвенном охлаждении адсорбентов хладагентом до температуры адсорбции, но не выше 50 °С и не ниже температуры замерзания воды или температуры гидратообразования, регенерацию адсорбентов при пониженном давлении путем косвенного нагрева адсорбентов теплоносителем до температуры регенерации 80-150 °С и отдува десорбирующихся паров очищенным газом, подаваемым в количестве 0,1-2,0 % к расходу очищаемого газа, рециркуляцию газа регенерации с помощью жидкостно-кольцевого насоса с использованием конденсата водяного пара в качестве рабочей жидкости и охлаждение регенерированных адсорбентов путем косвенного охлаждения хладагентом до температуры адсорбции (патент на изобретение RU 2497573 С1, МПК B01D 53/26, заявлен 13.07.2012 г., опубликован 10.11.2013 г.). Недостатками изобретения являются:A known method with a device for drying and purifying natural gases, including mixing with a recirculated regeneration gas, separation from a dropping liquid and mechanical impurities, two-stage adsorption of vapors of heavy hydrocarbons and water on a synthetic carbon adsorbent and a composite adsorbent, respectively, while simultaneously indirectly cooling the adsorbents with refrigerant up to the adsorption temperature, but not higher than 50 ° С and not lower than the freezing temperature of water or the temperature of hydrate formation, regeneration of adsorbents, etc. reduced pressure by indirectly heating the adsorbents with a coolant to a regeneration temperature of 80-150 ° C and blowing off desorbed vapors with purified gas supplied in an amount of 0.1-2.0% of the gas flow rate, recirculation of the regeneration gas using a liquid-ring pump using condensate water vapor as a working fluid and cooling the regenerated adsorbents by indirect cooling with a refrigerant to the adsorption temperature (patent for invention RU 2497573 C1, IPC B01D 53/26, filed July 13, 2012, published November 10, 2013 ).. The disadvantages of the invention are:

- увеличение концентрации примесей в очищаемом природном газе из-за рециркулирования газа регенерации по сравнению с исходным очищаемым природным газом;- an increase in the concentration of impurities in the purified natural gas due to the recirculation of the regeneration gas in comparison with the original purified natural gas;

- наименее эффективный способ теплообмена между теплоносителем и неподвижным слоем адсорбента через стенку теплообменного элемента, приводящий к увеличению поверхности теплообменных элементов и размеров адсорбера, внутри которого они размещены;- the least effective method of heat transfer between the heat carrier and the fixed adsorbent layer through the wall of the heat exchange element, leading to an increase in the surface of the heat exchange elements and the size of the adsorber inside which they are placed;

- использование в устройстве двух адсорберов, поочередно работающих на стадии адсорбции и стадии нагрева-регенерации-охлаждения адсорбента, которое приводит к необходимости равного времени этих двух стадий, что опосредованно увеличивает загрузку адсорбента и размеры адсорбера.- the use in the device of two adsorbers, alternately operating at the adsorption stage and the heating-regeneration-cooling stage of the adsorbent, which leads to the need for equal time of these two stages, which indirectly increases the adsorbent load and the size of the adsorber.

Известны также способ очистки и осушки газа и устройство для его осуществления, способ основан на короткоцикловой безнагревной адсорбции и включает адсорбцию очищаемых компонентов, регенерацию адсорбента, проводимую путем снижения давления газа в адсорбере, продувки адсорбента очищенным и осушенным газом под низким давлением, и повышение давления газа в адсорбере до рабочего значения после регенерации, при этом продувочный газ при снижении давления разделяют на горячий и холодный потоки в вихревой трубке, горячим потоком продувают адсорбент, снижают давление в адсорбере ниже продувочного и откачивают продукты очистки, повышают давление до величины продувки, которую ведут холодным потоком при температуре ниже температуры очищаемого газа, а устройство для очистки и осушки газа, содержащее адсорберы, например, со смешанным адсорбентом, соединенные с коллектором подачи очищаемого и с коллектором отвода очищенного и осушенного газа, ресивер, установленный на последнем, коллектор сброса продувочного газа, снабжено вихревой трубкой, эжектором, установленным после ресивера, и теплообменником, установленным между ресивером и вихревой трубкой и на коллекторе сброса продувочного газа (патент на изобретение RU 2157722 С2, МПК B01D 53/26, F04B 39/16, заявлен 30.10.1997 г., опубликован 20.10.2000 г.). Недостатками изобретения являются:There is also known a method of cleaning and drying gas and a device for its implementation, the method is based on short-cycle non-heating adsorption and includes adsorption of the components to be purified, regeneration of the adsorbent by reducing the gas pressure in the adsorber, purging the adsorbent with purified and dried gas under low pressure, and increasing the gas pressure in the adsorber to the operating value after regeneration, while the purge gas is divided into hot and cold flows in a vortex tube with a decrease in pressure, hell is blown with a hot stream sorbent, reduce the pressure in the adsorber below the purge and pump out the cleaning products, increase the pressure to the purge value, which is carried out by a cold stream at a temperature below the temperature of the gas being cleaned, and a device for cleaning and drying gas containing adsorbers, for example, with a mixed adsorbent, connected to the collector the supply of the gas to be cleaned and with a drainage manifold for the purified and dried gas, the receiver installed on the latter, the purge gas discharge manifold, is equipped with a vortex tube, an ejector installed after the receiver RA, and a heat exchanger installed between the receiver and the vortex tube and on the purge gas discharge manifold (patent for invention RU 2157722 C2, IPC B01D 53/26, F04B 39/16, filed on 10/30/1997, published on 10/20/2000) . The disadvantages of the invention are:

- низкая эффективность короткоцикловой безнагревной адсорбции в процессах очистки и осушки природного газа с низкой концентрацией извлекаемых примесей (1-2 %), так как этот метод по своей сущности предназначен для извлечения компонентов из смеси с высокой концентрацией примесей, например, извлечение кислорода из воздуха, водорода из синтез-газа и др.;- low efficiency of short-cycle non-heating adsorption in the processes of purification and drying of natural gas with a low concentration of recoverable impurities (1-2%), since this method is inherently designed to extract components from a mixture with a high concentration of impurities, for example, the extraction of oxygen from air, hydrogen from synthesis gas, etc .;

- наличие вихревой трубы для повышения температуры продувочного газа, практически никак не отражающейся на качестве десорбции, поскольку, во-первых, за короткое время десорбции адсорбент сможет нагреться лишь на 10-15 °С, во-вторых, даже при температуре продувочного газа на выходе из вихревой трубы 81,5 °С адсорбент при атмосферном давлении способен адсорбировать значительное количество примесей, то есть процесс регенерации практически не улучшится;- the presence of a vortex tube to increase the temperature of the purge gas, which practically does not affect the quality of desorption, because, firstly, in a short time of desorption, the adsorbent can only heat by 10-15 ° C, and secondly, even at the temperature of the purge gas at the outlet from the vortex tube 81.5 ° С, the adsorbent at atmospheric pressure is capable of adsorbing a significant amount of impurities, that is, the regeneration process will hardly improve;

- проблема использования или утилизации продуктов десорбции.- The problem of the use or disposal of desorption products.

При создании изобретения была поставлена задача разработки способа и установки адсорбционной осушки и очистки природного газа с уменьшением расхода природного газа, используемого для регенерации адсорбента, и увеличением таким образом выхода товарного природного газа.When creating the invention, the task was to develop a method and installation of adsorption drying and purification of natural gas with a decrease in the consumption of natural gas used to regenerate the adsorbent, and thus increase the yield of marketable natural gas.

Поставленная задача решается за счет того, что способ адсорбционной осушки и очистки природного газа от серосодержащих компонентов после дожимной компрессорной станции перед подачей природного газа в магистральный газопровод включает циклически повторяющиеся стадию адсорбционной осушки и очистки природного газа, стадию регенерации адсорбента горячим очищенным природным газом и стадию охлаждения адсорбента частью холодного очищенного природного газа, при этом часть очищенного природного газа после использования на стадии охлаждения адсорбента подвергают рекуперативному теплообмену, нагреву в печи и далее используют в качестве газа регенерации на стадии регенерации адсорбента, после стадии регенерации адсорбента газ регенерации, содержащий десорбированные примеси, охлаждают в первом блоке адсорбционной осушки и очистки природного газа и направляют во второй дополнительный блок адсорбционной очистки газа регенерации, во втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации циклически реализуют стадию адсорбции примесей, стадию регенерации адсорбента и стадию охлаждения адсорбента, причем на стадии адсорбции примесей из газа регенерации первого блока адсорбционной осушки и очистки природного газа извлекают десорбированные примеси, очищенный газ регенерации возвращают на рецикл в очищаемый природный газ, а стадию регенерации адсорбента осуществляют горячим очищенным природным газом в две фазы: во время первой фазы газ регенерации с пиковым количеством десорбированных примесей сбрасывают на факел, во время второй фазы газ регенерации направляют на рецикл в очищаемый природный газ – в обоих случаях газ регенерации предварительно охлаждают и отделяют конденсат.The problem is solved due to the fact that the method of adsorption drying and purification of natural gas from sulfur-containing components after the booster compressor station before supplying natural gas to the main gas pipeline includes cyclically repeating the adsorption drying and purification of natural gas, the adsorbent regeneration stage with hot purified natural gas and the cooling stage adsorbent part of the cold purified natural gas, while part of the purified natural gas after use in the cooling stage The adsorbent is subjected to regenerative heat exchange, heated in an oven, and then used as a regeneration gas at the adsorbent regeneration stage, after the adsorbent regeneration stage, the regeneration gas containing desorbed impurities is cooled in the first adsorption drying and natural gas purification unit and sent to the second additional adsorption purification unit gas regeneration, in the second additional block of adsorption purification of gas regeneration cyclically realize the stage of adsorption of impurities, the stage of regeneration of ads the orbent and the adsorbent cooling stage, and at the stage of adsorption of impurities from the regeneration gas of the first adsorption drying unit and purification of natural gas, desorbed impurities are extracted, the purified regeneration gas is recycled to the purified natural gas, and the adsorbent regeneration stage is carried out by hot purified natural gas in two phases: during the first phase, the regeneration gas with a peak amount of desorbed impurities is discharged to the flare, during the second phase, the regeneration gas is recycled to the cleaned gas - in both cases, the regeneration gas is pre-cooled and condensate is separated.

Как видно из фиг. 1, где представлен профиль концентраций серосодержащих компонентов и воды в газе регенерации на выходе из адсорбера на стадии регенерации адсорбента первого блока адсорбционной осушки и очистки природного газа, концентрация десорбированных примесей в газе регенерации непостоянна и носит пиковый характер, при этом сначала интенсивно десорбируются серосодержащие компоненты, а затем вода в соответствии с теорией хроматографии. Это позволяет во время первой фазы стадии регенерации сбрасывать на факел основное количество десорбированных примесей. Во время второй фазы стадии регенерации газ регенерации, содержащий десорбированные воду и серосодержащие компоненты в концентрациях, близких к содержанию примесей в очищаемом природном газе, уже не сбрасывается на факел, а возвращается на рецикл в очищаемый природный газ, что существенно сокращает потери природного газа, сжигаемого на факеле.As can be seen from FIG. 1, which shows the concentration profile of sulfur-containing components and water in the regeneration gas at the outlet of the adsorber at the stage of adsorbent regeneration of the first block of adsorption drying and purification of natural gas, the concentration of desorbed impurities in the regeneration gas is unstable and peak in nature, while sulfur-containing components are intensively desorbed first, and then water in accordance with the theory of chromatography. This allows the main amount of desorbed impurities to be flashed during the first phase of the regeneration stage. During the second phase of the regeneration stage, a regeneration gas containing desorbed water and sulfur-containing components in concentrations close to the impurities in the purified natural gas is no longer flushed, but is returned for recycling to the purified natural gas, which significantly reduces the loss of natural gas burned on the torch.

Целесообразно в первом блоке адсорбционной осушки и очистки природного газа и во втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации стадии регенерации адсорбента осуществлять в две фазы: во время первой фазы горячий очищенный природный газ используют в качестве газа регенерации для нагрева адсорбента до температуры начала интенсивной регенерации и удаляют залповое количество десорбированных примесей, причем газ регенерации после первой фазы первого блока адсорбционной осушки и очистки природного газа направляют последовательно на охлаждение, сепарацию для отделения конденсата и повторное адсорбционное извлечение из него несконденсированной части десорбированных примесей во втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации, а газ регенерации после первой фазы второго дополнительного блока адсорбционной очистки газа регенерации делят на две части: первую часть используют в качестве топлива для получения горячего очищенного природного газа для реализации стадий регенерации адсорбента на первом блоке адсорбционной осушки и очистки природного газа и втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации, оставшуюся вторую часть подвергают охлаждению и сжигают на факеле, во время второй фазы газ регенерации, содержащий незначительное остаточное количество десорбированных примесей, последовательно охлаждают, фильтруют и возвращают на рецикл в очищаемый природный газ. Реализация двухфазной стадии регенерации адсорбента в первом блоке адсорбционной осушки и очистки природного газа и во втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации обеспечивает унификацию технологических приемов. Кроме того, положительным фактором является полезное использование части газа регенерации после первой фазы стадии регенерации второго дополнительного блока адсорбционной очистки газа регенерации в качестве топлива.It is advisable in the first block of adsorption drying and purification of natural gas and in the second additional block of adsorption purification of gas to regenerate the stages of regeneration of the adsorbent in two phases: during the first phase, hot purified natural gas is used as a regeneration gas to heat the adsorbent to the temperature of the beginning of intensive regeneration and removed volley amount of desorbed impurities, and the regeneration gas after the first phase of the first block of adsorption drying and purification of natural gas is directed along therefore, cooling, separation to separate the condensate and re-adsorbing extraction of the non-condensed portion of the desorbed impurities from it in the second additional block of adsorption purification of the regeneration gas, and the regeneration gas after the first phase of the second additional block of adsorption purification of the regeneration gas is divided into two parts: fuel to obtain hot purified natural gas for the implementation of the stages of regeneration of the adsorbent on the first block of adsorption drying and purification of natural gas and the second additional block of adsorption purification of regeneration gas, the remaining second part is cooled and flared; during the second phase, the regeneration gas containing a small residual amount of desorbed impurities is subsequently cooled, filtered and recycled to the purified natural gas. The implementation of the two-phase stage of regeneration of the adsorbent in the first block of adsorption drying and purification of natural gas and in the second additional block of adsorption purification of regeneration gas provides a unification of technological methods. In addition, a positive factor is the beneficial use of part of the regeneration gas after the first phase of the regeneration stage of the second additional adsorption purification unit of the regeneration gas as fuel.

Газы регенерации первого блока адсорбционной осушки и очистки природного газа и второго дополнительного блока адсорбционной очистки газа регенерации необходимо анализировать на содержание десорбированных примесей с помощью поточных хроматографов, сигналы которых обеспечивают переключение потоков после каждой фазы стадии регенерации адсорбента, например, сигналом для переключения газа регенерации второго дополнительного блока адсорбционной очистки газа регенерации с трубопровода сброса газа на факел на трубопровод рецикла в очищаемый природный газ является снижение концентрации десорбированных примесей до уровня, близкого к их содержанию в очищаемом природном газе.The regeneration gases of the first adsorption drying and natural gas purification unit and the second additional adsorption gas purification unit of the regeneration gas must be analyzed for the content of desorbed impurities using flow chromatographs, the signals of which provide switching flows after each phase of the adsorbent regeneration stage, for example, a signal for switching the second additional regeneration gas block adsorption gas purification of regeneration from the gas discharge pipeline to the torch to the recycle pipeline in the eyes aemy natural gas is to reduce the concentration of impurities desorbed to a level close to their content in the purified natural gas.

Целесообразно в качестве адсорбента в первом блоке адсорбционной осушки и очистки природного газа и во втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации использовать синтетические цеолиты как адсорбенты с более высокой селективностью и адсорбционной емкостью относительно других адсорбентов, кроме того, они обеспечивают наиболее глубокую очистку газов. При этом могут использоваться синтетические цеолиты разных марок, обладающих наилучшим сродством к конкретным адсорбируемым компонентам, в частности, можно использовать синтетические цеолиты марки КА (3А), преимущественно поглощающие воду из очищаемого природного газа, и/или синтетические цеолиты марки СаА (5А), преимущественно поглощающие кислые компоненты (диоксид углерода, сероводород, меркаптан, оксид-сульфид углерода) из очищаемого природного газа.It is advisable to use synthetic zeolites as adsorbents with higher selectivity and adsorption capacity relative to other adsorbents as the adsorbent in the first block of adsorption drying and purification of natural gas and in the second additional block of adsorption purification of regeneration gas, in addition, they provide the deepest gas purification. In this case, synthetic zeolites of different grades having the best affinity for specific adsorbed components can be used, in particular, synthetic zeolites of the KA (3A) grade, mainly absorbing water from the purified natural gas, and / or synthetic zeolites of the CaA (5A) grade, mainly absorbing acidic components (carbon dioxide, hydrogen sulfide, mercaptan, carbon monoxide-sulfide) from purified natural gas.

Полезно газ регенерации перед подачей на стадию регенерации адсорбента предварительно нагревать до температуры не выше 350 °С, поскольку, несмотря на повышение качества и глубины десорбции с увеличением температуры, при длительной продолжительности эксплуатации цеолитов в циклических процессах при 350 °С и выше углеводороды, остающиеся в микроколичествах в порах цеолитов при регенерации, подвергаются каталитическому превращению в коксоподобные вещества, снижающие адсорбционную емкость адсорбента.It is useful to pre-heat the regeneration gas before supplying the adsorbent to the regeneration stage to a temperature of no higher than 350 ° C, because, despite the increase in the quality and depth of desorption with increasing temperature, for a long duration of operation of zeolites in cyclic processes at 350 ° C and above, the hydrocarbons remaining in micro-quantities in the pores of zeolites during regeneration, undergo catalytic conversion into coke-like substances, which reduce the adsorption capacity of the adsorbent.

Поставленная задача решается также за счет того, что установка адсорбционной осушки и очистки природного газа после дожимной компрессорной станции перед подачей природного газа в магистральный газопровод включает первый циклически работающий блок адсорберов со стационарным слоем адсорбента для осушки и очистки природного газа, нагреватель, холодильник, емкость-сепаратор и систему трубопроводов, при этом установку дополняют вторым циклически работающим блоком адсорберов со стационарным слоем адсорбента для очистки газа регенерации, содержащим нагреватель, рекуперативный теплообменник, холодильник и дополнительную первую систему трубопроводов, обеспечивающую функционирование второго дополнительного блока адсорберов для очистки газа регенерации.The problem is also solved due to the fact that the installation of adsorption drying and purification of natural gas after the booster compressor station before supplying natural gas to the main gas pipeline includes the first cyclically working block of adsorbers with a stationary adsorbent layer for drying and purifying natural gas, a heater, a refrigerator, and the separator and the piping system, while the installation is complemented by a second cyclically working block of adsorbers with a stationary adsorbent layer for cleaning regeneration gas comprising a heater, a recuperative heat exchanger, a refrigerator and an additional first piping system that provides the operation of a second additional adsorber unit for purification of the regeneration gas.

Полезно в установку включить дополнительную вторую систему трубопроводов, обеспечивающую функционирование второго дополнительного блока адсорберов для очистки газа регенерации с учетом системы управления двухфазной стадией регенерации адсорбента, куда входят поточные хроматографы, аналого-цифровые преобразователи и клапанные устройства на соответствующих трубопроводах.It is useful to include an additional second piping system in the installation, which ensures the functioning of the second additional block of adsorbers for purifying the regeneration gas, taking into account the control system for the two-phase adsorbent regeneration stage, which includes flow chromatographs, analog-to-digital converters, and valve devices on the corresponding pipelines.

Полезно также адсорберы выполнять двухсекционными для загрузки адсорбентов разных марок в разные секции, что позволяет загружать разные марки адсорбентов в количествах, соответствующих концентрации извлекаемого компонента в очищаемом газе.It is also useful to perform two-section adsorbers for loading adsorbents of different brands into different sections, which allows you to load different brands of adsorbents in quantities corresponding to the concentration of the extracted component in the gas to be cleaned.

Полезно в блоке адсорберов для осушки и очистки природного газа и во втором дополнительном блоке адсорберов для очистки газа регенерации при количестве N адсорберов N–2 адсорберам работать на стадии адсорбционной осушки и очистки, одному адсорберу – на стадии регенерации адсорбента, одному адсорберу – на стадии охлаждения адсорбента. Это позволяет при проведении стадии адсорбции использовать цепочку из N–2 последовательно соединенных адсорберов и эффективно осуществлять стадию адсорбции при более высокой скорости очищаемого газа и емкости адсорбента, чем в случае работы единичного адсорбера, что уменьшает загрузку адсорбента в целом.It is useful in the adsorber unit for drying and purifying natural gas and in the second additional adsorber unit for purifying regeneration gas with N adsorbers N – 2 in number; adsorbers operate at the adsorption drying and purification stage, one adsorber at the adsorbent regeneration stage, one adsorber at the cooling stage adsorbent. This makes it possible to use a chain of N – 2 adsorbers connected in series during the adsorption stage and to efficiently carry out the adsorption stage at a higher rate of gas to be purified and adsorbent capacity than in the case of a single adsorber, which reduces the load of the adsorbent as a whole.

Полезно в первом блоке адсорберов для осушки и очистки природного газа и во втором дополнительном блоке адсорберов для очистки газа регенерации переключение адсорберов с одной стадии на другую осуществлять на основе циклограмм, структура которых определяет число адсорберов в каждом блоке и время на реализацию стадий регенерации и охлаждения адсорбента.It is useful in the first block of adsorbers for drying and purifying natural gas and in the second additional block of adsorbers for purifying regeneration gas, the switching of adsorbers from one stage to another is carried out on the basis of cyclograms, the structure of which determines the number of adsorbers in each block and the time for the implementation of the regeneration and cooling stages of the adsorbent .

Целесообразно газ регенерации сначала частично нагревать в рекуперативном теплообменнике за счет тепла очищенного природного газа со стадии охлаждения адсорбента, а затем доводить до необходимой температуры в нагревателе.It is advisable that the regeneration gas is first partially heated in a regenerative heat exchanger due to the heat of the purified natural gas from the adsorbent cooling stage, and then brought to the required temperature in the heater.

Целесообразно нагреватели первого блока адсорберов для осушки и очистки природного газа и второго дополнительного блока адсорберов для очистки газа регенерации объединить в один аппарат, например, печь, что позволит уменьшить материалоемкость нагревательного оборудования и повысить тепловую эффективность его использования.It is advisable to combine the heaters of the first block of adsorbers for drying and purifying natural gas and the second additional block of adsorbers for purifying regeneration gas in one device, for example, a furnace, which will reduce the material consumption of the heating equipment and increase the thermal efficiency of its use.

Установка для реализации одного из возможных вариантов заявляемого способа осушки и очистки природного газа иллюстрируется фигурами 2 и 3:Installation for implementing one of the possible variants of the proposed method of drying and purification of natural gas is illustrated by figures 2 and 3:

- фиг. 2 – принципиальная схема типовой установки адсорбционной осушки и очистки природного газа, соответствующая аналогу и первому блоку адсорбционной осушки и очистки природного газа;- FIG. 2 is a schematic diagram of a typical installation of adsorption drying and purification of natural gas, corresponding to the analogue and the first block of adsorption drying and purification of natural gas;

- фиг. 3 – принципиальная схема второго дополнительного блока адсорбционной очистки газа регенерации;- FIG. 3 is a schematic diagram of a second additional block of adsorption purification of a regeneration gas;

с использованием следующих обозначений:using the following notation:

1-25 – трубопровод;1-25 - pipeline;

100-111 – адсорбер;100-111 - adsorber;

200-203 – фильтр;200-203 - filter;

300 – рекуперативный теплообменник; 300 - recuperative heat exchanger;

400 – печь;400 - oven;

500, 501 – аппарат воздушного охлаждения (далее АВО); 500, 501 - air cooling apparatus (hereinafter ABO);

600, 601 – сепаратор.600, 601 - separator.

Первый блок адсорбционной осушки и очистки природного газа (фиг. 2) состоит из параллельно расположенных адсорберов 100-107 со стационарным слоем адсорбента для осушки и очистки природного газа и клапанных устройств, обеспечивающих циклическое переключение адсорберов с одной стадии на другую (стадии адсорбционной осушки и очистки природного газа, регенерации адсорбента и охлаждения адсорбента). Адсорберы 100-107 соединены трубопроводом 1 по очищаемому природному газу с дожимной компрессорной станцией, трубопроводом 2 по осушенному и очищенному природному газу и трубопроводом 12 по холодному очищенному природному газу – с фильтром 201, по нагреваемому газу охлаждения трубопроводом 5 – с рекуперативным теплообменником 300, по газу регенерации трубопроводом 7 – с печью 400, по охлаждаемому газу регенерации трубопроводом 9 – с фильтром 200. Рекуперативный теплообменник 300 соединен трубопроводом 6 с печью 400. Фильтр 200 последовательно подключен к рекуперативному теплообменнику 300, АВО 500 и сепаратору 600 трубопроводами 10, 11 и 14, соответственно. The first block of adsorption drying and purification of natural gas (Fig. 2) consists of parallel-mounted adsorbers 100-107 with a stationary adsorbent layer for drying and purifying natural gas and valve devices providing cyclic switching of adsorbers from one stage to another (adsorption drying and purification stages natural gas, adsorbent regeneration and adsorbent cooling). The adsorbers 100-107 are connected by a pipe 1 for purified natural gas to a booster compressor station, a pipe 2 for dried and purified natural gas and a pipe 12 for cold purified natural gas with a filter 201, for a heated cooling gas pipe 5 - with a regenerative heat exchanger 300, regeneration gas by pipeline 7 - with furnace 400, by cooled regeneration gas by pipeline 9 - with filter 200. Recuperative heat exchanger 300 is connected by pipeline 6 to furnace 400. Filter 200 is connected in series n to the recuperative heat exchanger 300, air cooler 500 and separator 600 conduits 10, 11 and 14, respectively.

Второй дополнительный блок адсорбционной очистки газов регенерации (фиг. 3), состоящий из параллельно расположенных адсорберов 108-111 со стационарным слоем адсорбента для очистки газа регенерации и клапанных устройств, обеспечивающих циклическое переключение адсорберов с одной стадии на другую (стадии адсорбции примесей, регенерации адсорбента и охлаждения адсорбента), подключен к первому блоку адсорбционной осушки и очистки природного газа с помощью трубопроводов: 4 – к адсорберам 100-107, 8 – к печи 400, 13 – к фильтру 201, 16 – к сепаратору 600. Адсорберы 108-111 соединены по газу охлаждения трубопроводом 4 с адсорберами 100-107, по газу регенерации трубопроводом 8 – с печью 400, по отсепарированному газу охлаждения трубопроводом 13 – с фильтром 201, по отсепарированному газу регенерации трубопроводом 16 – с сепаратором 600, по очищенному газу регенерации трубопроводом 17 – с фильтром 202 и по охлаждаемому газу регенерации трубопроводом 18 – с фильтром 203. Фильтр 203 последовательно подключен к АВО 501 и сепаратору 601 трубопроводами 19 и 20, соответственно.The second additional block of adsorption purification of regeneration gases (Fig. 3), consisting of parallel adsorbers 108-111 with a stationary adsorbent layer for purification of regeneration gas and valve devices providing cyclic switching of adsorbers from one stage to another (impurity adsorption, adsorbent regeneration and cooling of the adsorbent), connected to the first block of adsorption drying and purification of natural gas using pipelines: 4 - to adsorbers 100-107, 8 - to the furnace 400, 13 - to the filter 201, 16 - to the separator 600. Hell sorbers 108-111 are connected via a cooling gas by a pipe 4 to adsorbers 100-107, by a regeneration gas by a pipe 8 - with a furnace 400, by a separated cooling gas by a pipe 13 - with a filter 201, by a separated regeneration gas by a pipe 16 - with a separator 600, by a purified regeneration gas by pipeline 17 with a filter 202; and by cooled gas regeneration by pipeline 18 with a filter 203. Filter 203 is connected in series to ABO 501 and separator 601 by pipelines 19 and 20, respectively.

Очищаемый природный газ после дожимной компрессорной станции перед подачей в магистральный газопровод по трубопроводу 1 сверху вниз поступает на стадию адсорбционной осушки и очистки природного газа в адсорберы 100-105 со стационарным слоем адсорбента для удаления влаги, сероводорода и меркаптанов. Очищенный природный газ из адсорберов 100-105 по трубопроводу 2 направляется в фильтр 201. Отфильтрованный очищенный природный газ выводится по трубопроводу 3 в магистральный газопровод.The purified natural gas after the booster compressor station, before being fed into the main gas pipeline through pipeline 1, goes from top to bottom to the adsorption drying and purification of natural gas stage in adsorbers 100-105 with a stationary adsorbent layer to remove moisture, hydrogen sulfide and mercaptans. The purified natural gas from adsorbers 100-105 is sent through pipeline 2 to the filter 201. The filtered purified natural gas is discharged through pipeline 3 to the main gas pipeline.

Часть отфильтрованного очищенного природного газа после фильтра 201 используют в качестве газа охлаждения и газа регенерации.A portion of the filtered purified natural gas after filter 201 is used as a cooling gas and a regeneration gas.

Холодный очищенный природный газ по трубопроводу 12 направляется для охлаждения адсорбера 106 после стадии регенерации адсорбента. С верха адсорбера 106 газ охлаждения после использования на стадии охлаждения последовательно подогревается в рекуперативном теплообменнике 300 и печи 400, проходя трубопроводы 5 и 6, соответственно, и подается по трубопроводу 7 для регенерации адсорбента в адсорбер 107, после чего направляется по трубопроводу 9 в фильтр 200. Насыщенный газ регенерации после фильтра 200 поступает по трубопроводу 10 в рекуперативный теплообменник 300, нагревая газ охлаждения, и далее по трубопроводу 11 следует в АВО 500. Охлажденный газ регенерации подается по трубопроводу 14 в сепаратор 600, где от газовой фазы отделяется конденсат, отводимый по трубопроводу 15.Cold purified natural gas is sent through line 12 to cool the adsorber 106 after the adsorbent regeneration step. From the top of the adsorber 106, the cooling gas after being used in the cooling stage is sequentially heated in the recuperative heat exchanger 300 and furnace 400, passing through pipelines 5 and 6, respectively, and fed through pipeline 7 to regenerate the adsorbent to adsorber 107, after which it is sent through pipeline 9 to filter 200 Saturated regeneration gas after the filter 200 enters through a conduit 10 to a recuperative heat exchanger 300, heating the cooling gas, and then through a conduit 11 to the ABO 500. The cooled regeneration gas is supplied through a conduit row 14 to the separator 600 where the separated condensate withdrawn through conduit 15 from the gas phase.

Отсепарированный газ регенерации, содержащий несконденсированную влагу и серосодержащие компоненты, с верха сепаратора 600 по трубопроводу 16 сверху вниз параллельно поступает на стадию адсорбции примесей в адсорберы 108 и 109 со стационарным слоем адсорбента для очистки от десорбированных примесей, а затем по трубопроводу 17 направляется в фильтр 202. Отфильтрованный очищенный газ регенерации выводится по трубопроводу 24 на рецикл в очищаемый природный газ.The separated regeneration gas, containing non-condensed moisture and sulfur-containing components, from the top of the separator 600 passes through the pipeline 16 from top to bottom at the stage of adsorption of impurities into adsorbers 108 and 109 with a stationary adsorbent layer to clean the desorbed impurities, and then goes through the pipe 17 to the filter 202 The filtered purified regeneration gas is discharged through line 24 for recycling to the purified natural gas.

Часть горячего газа регенерации после печи 400 подается по трубопроводу 8 на стадию регенерации адсорбента в адсорбер 111, затем по трубопроводу 18 направляется в фильтр 203, а далее поступает по трубопроводу 19 на охлаждение в АВО 501. Охлажденный газ регенерации по трубопроводу 20 поступает в сепаратор 601, где от газовой фазы, выводимой по трубопроводу 25, отделяется конденсат, отводимый по трубопроводу 21. Во время первой фазы стадии регенерации адсорбента в адсорбере 111, когда в газе регенерации содержится пиковая концентрация десорбированных продуктов, отсепарированный газ регенерации с верха сепаратора 601 выводится на факел по трубопроводу 22, во время второй фазы стадии регенерации в адсорбере 111, когда концентрация десорбированных примесей незначительная, отсепарированный газ регенерации с верха сепаратора 601 возвращается по трубопроводу 23 на рецикл в очищаемый природный газ.Part of the hot regeneration gas after the furnace 400 is fed through line 8 to the adsorbent regeneration stage to the adsorber 111, then through line 18 it is sent to the filter 203, and then it goes through line 19 for cooling to the ABO 501. The cooled regeneration gas comes through line 20 to the separator 601 where condensate discharged through line 21 is separated from the gas phase discharged through line 25. During the first phase of the adsorbent regeneration step in adsorber 111 when the peak concentration of desorbed uktov, the separated regeneration gas from the top of separator 601 is output to the flare via line 22, during the second stage of regeneration phases in the adsorber 111, when the concentration of the desorbed contaminants is insignificant, the separated regeneration gas from the top of separator 601 is returned through conduit 23 is recycled to the purified natural gas.

Часть холодного очищенного природного газа после фильтра 201 по трубопроводу 13 направляется в качестве газа охлаждения адсорбера 110 на стадию охлаждения адсорбента. Пройдя сверху вниз охлаждаемый адсорбер 110, газ охлаждения возвращается по трубопроводу 4 для нагрева в рекуперативном теплообменнике 300.A portion of the cold purified natural gas after the filter 201 is sent via line 13 as the cooling gas of the adsorber 110 to the stage of cooling the adsorbent. Passing from top to bottom the cooled adsorber 110, the cooling gas is returned via line 4 for heating in a regenerative heat exchanger 300.

На фиг. 4 приведены циклограммы работы первого блока адсорбционной осушки и очистки природного газа (фиг. 4 а, адсорберы 100-107) и второго дополнительного блока адсорбционной очистки газа регенерации (фиг. 4 б, адсорберы 108-111).In FIG. Figure 4 shows the cyclograms of the operation of the first block of adsorption drying and purification of natural gas (Fig. 4a, adsorbers 100-107) and the second additional block of adsorption purification of regeneration gas (Fig. 4b, adsorbers 108-111).

Эффективность заявляемого изобретения подтверждается следующими примерами.The effectiveness of the claimed invention is confirmed by the following examples.

Пример 1. Выполнен расчет установки адсорбционной осушки и очистки природного газа после дожимной компрессорной станции перед подачей природного газа в магистральный газопровод, осуществляемого согласно аналогу (фиг. 2) с регенерацией адсорбента частью очищенного природного газа и сбросом газа регенерации с десорбированными примесями на факел. В таблице 1 приведен материальный баланс этой установки с мощностью по очищаемому природному газу 10 млрд нм3/год.Example 1. The calculation of the installation of adsorption drying and purification of natural gas after the booster compressor station before supplying natural gas to the main gas pipeline, carried out according to the analogue (Fig. 2) with the regeneration of the adsorbent part of the purified natural gas and dumping the regeneration gas with desorbed impurities on the flare. Table 1 shows the material balance of this unit with a capacity for cleaned natural gas of 10 billion nm 3 / year.

По результатам расчетов из 10 млрд нм3/год непосредственно вырабатывается 9,18 млрд нм3/год товарного природного газа. Из используемых для стадии регенерации адсорбента 0,81 млрд нм3/год очищенного природного газа на рецикл возвращается 0,53 млрд нм3/год, из которых 91,766 % после адсорбционной осушки и очистки также переходит в товарный природный газ, то есть дополнительно получают 0,49 млрд нм3/год. Таким образом, из 10 млрд нм3/год очищаемого природного газа вырабатывают 9,67 млрд нм3/год товарного природного газа. На факеле при утилизации теряется 0,27 млрд нм3/год газа регенерации.According to the calculation results, 10.1 nm 3 / year directly produces 9.18 billion nm 3 / year of marketable natural gas. From used for adsorbent regeneration stage 0.81 billion Nm 3 / year of purified natural gas is recycled back 0.53 billion Nm 3 / year out of which 91.766% after drying and adsorptive purification also goes into marketable natural gas, i.e. additionally receive 0 , 49 billion nm 3 / year. Thus, 9.67 billion nm 3 / year of marketable natural gas is generated from 10 billion nm 3 / year of purified natural gas. In the flare during disposal, 0.27 billion nm 3 / year of regeneration gas is lost.

Пример 2. Выполнен расчет установки адсорбционной осушки и очистки природного газа после дожимной компрессорной станции перед подачей природного газа в магистральный газопровод согласно заявляемому способу (фиг. 2 и фиг. 3). В таблицах 2 и 3 приведены материальные балансы первого блока адсорбционной осушки и очистки природного газа и второго дополнительного блока адсорбционной очистки газа регенерации, соответственно, с мощностью по очищаемому природному газу 10 млрд нм3/год. Example 2. The calculation of the installation of adsorption drying and purification of natural gas after the booster compressor station before supplying natural gas to the main gas pipeline according to the claimed method (Fig. 2 and Fig. 3). Tables 2 and 3 show the material balances of the first block of adsorption drying and purification of natural gas and the second additional block of adsorption purification of regeneration gas, respectively, with a capacity of 10 billion nm 3 / year for purified natural gas.

Непосредственно вырабатывается 9,03 млрд нм3/год товарного природного газа. Из используемого для стадий регенерации адсорбента газа на рецикл в очищаемый природный газ возвращается 0,9 млрд нм3/год, из которых 90,324 % после адсорбционной осушки и очистки также переходит в товарный природный газ, то есть дополнительно получают 0,81 млрд нм3/год. Таким образом, из 10 млрд нм3/год очищаемого природного газа вырабатывают 9,84 млрд нм3/год (9,03+0,81=9,84 млрд нм3/год) товарного природного газа. На факеле при утилизации теряется 0,05 млрд нм3/год газа регенерации. Directly produced 9.03 billion nm 3 / year of marketable natural gas. From the gas adsorbent used for the regeneration stages, 0.9 billion nm 3 / year is returned to the purified natural gas for recycling, of which 90.324% after adsorption drying and purification also goes into commercial natural gas, i.e., additional 0.81 billion nm 3 / year. Thus, from 10 billion nm 3 / year of purified natural gas, 9.84 billion nm 3 / year (9.03 + 0.81 = 9.84 billion nm 3 / year) of marketable natural gas is produced. 0.05 billion nm 3 / year of regeneration gas is lost during flare during utilization.

Сравнение примера 1 и примера 2, показывает, что заявляемое изобретение позволяет увеличить выработку товарного топливного газа на 0,17 млрд нм3/год (9,84–9,67=0,17 млрд нм3/год) за счет уменьшения сброса газа на факел.A comparison of example 1 and example 2 shows that the claimed invention allows to increase the production of commercial fuel gas by 0.17 billion nm 3 / year (9.84–9.67 = 0.17 billion nm 3 / year) by reducing gas discharge to the torch.

Таким образом, заявляемое изобретение решает задачу разработки способа и установки адсорбционной осушки и очистки природного газа с уменьшением расхода природного газа, используемого для регенерации адсорбента, и увеличением таким образом выхода товарного природного газа.Thus, the claimed invention solves the problem of developing a method and installation of adsorption drying and purification of natural gas with a decrease in the consumption of natural gas used to regenerate the adsorbent, and thus increase the yield of marketable natural gas.

Claims (14)

1. Способ адсорбционной осушки и очистки природного газа от серосодержащих компонентов после дожимной компрессорной станции перед подачей природного газа в магистральный газопровод, включающий циклически повторяющиеся стадию адсорбционной осушки и очистки природного газа, стадию регенерации адсорбента горячим очищенным природным газом и стадию охлаждения адсорбента частью холодного очищенного природного газа, отличающийся тем, что часть очищенного природного газа после использования на стадии охлаждения адсорбента подвергают рекуперативному теплообмену, нагреву в печи и далее используют в качестве газа регенерации на стадии регенерации адсорбента, после стадии регенерации адсорбента газ регенерации, содержащий десорбированные примеси, охлаждают в первом блоке адсорбционной осушки и очистки природного газа и направляют во второй дополнительный блок адсорбционной очистки газа регенерации, во втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации циклически реализуют стадию адсорбции примесей, стадию регенерации адсорбента и стадию охлаждения адсорбента, при этом на стадии адсорбции примесей из газа регенерации первого блока адсорбционной осушки и очистки природного газа извлекают десорбированные примеси, очищенный газ регенерации возвращают на рецикл в очищаемый природный газ, а стадию регенерации адсорбента осуществляют горячим очищенным природным газом в две фазы: во время первой фазы газ регенерации с пиковым количеством десорбированных примесей сбрасывают на факел, во время второй фазы газ регенерации направляют на рецикл в очищаемый природный газ – в обоих случаях газ регенерации предварительно охлаждают и отделяют конденсат.1. The method of adsorption drying and purification of natural gas from sulfur-containing components after the booster compressor station before supplying natural gas to the main gas pipeline, which includes cyclically repeating the stage of adsorption drying and purification of natural gas, the stage of regeneration of the adsorbent with hot purified natural gas and the stage of cooling the adsorbent with part of the cold purified natural gas, characterized in that part of the purified natural gas after use at the stage of cooling the adsorbent is subjected to rivers heat transfer, heating in a furnace, and then used as a regeneration gas at the adsorbent regeneration stage, after the adsorbent regeneration stage, the regeneration gas containing desorbed impurities is cooled in the first adsorption drying and natural gas purification unit and sent to the second additional adsorption purification unit of the regeneration gas, in the second additional block of the adsorption purification of the regeneration gas, the impurity adsorption step, the adsorbent regeneration step and the cooling step a are cyclically implemented the adsorbent, in this case, at the stage of adsorption of impurities from the regeneration gas of the first adsorption drying unit and purification of natural gas, desorbed impurities are extracted, the purified regeneration gas is recycled to the purified natural gas, and the adsorbent regeneration stage is carried out by hot purified natural gas in two phases: during the first the phases of the regeneration gas with a peak amount of desorbed impurities are discharged to the flare; during the second phase, the regeneration gas is recycled to the purified natural gas - in both cases After regeneration, the condensate is pre-cooled and separated. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в первом блоке адсорбционной осушки и очистки природного газа и во втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации стадии регенерации адсорбента осуществляют в две фазы: во время первой фазы горячий очищенный природный газ используют в качестве газа регенерации для нагрева адсорбента до температуры начала интенсивной регенерации и удаляют залповое количество десорбированных примесей, причем газ регенерации после первой фазы первого блока адсорбционной осушки и очистки природного газа направляют последовательно на охлаждение, сепарацию для отделения конденсата и повторное адсорбционное извлечение из него несконденсированной части десорбированных примесей во втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации, а газ регенерации после первой фазы второго дополнительного блока адсорбционной очистки газа регенерации делят на две части: первую часть используют в качестве топлива для получения горячего очищенного природного газа для реализации стадий регенерации адсорбента на первом блоке адсорбционной осушки и очистки природного газа и втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации, а оставшуюся вторую часть подвергают охлаждению и сжигают на факеле, во время второй фазы газ регенерации, содержащий незначительное остаточное количество десорбированных примесей, последовательно охлаждают, фильтруют и возвращают на рецикл в очищаемый природный газ.2. The method according to p. 1, characterized in that in the first block of adsorption drying and purification of natural gas and in the second additional block of adsorption purification of gas regeneration stages of regeneration of the adsorbent are carried out in two phases: during the first phase, hot purified natural gas is used as gas regeneration to heat the adsorbent to the temperature of the beginning of intensive regeneration and remove a volley of desorbed impurities, and the regeneration gas after the first phase of the first block of adsorption drying and purification of natural of the second gas is directed sequentially to cooling, separation to separate the condensate and re-adsorbing extraction of the non-condensed portion of the desorbed impurities from it in the second additional block of adsorption purification of the regeneration gas, and the regeneration gas after the first phase of the second additional block of adsorption purification of the regeneration gas is divided into two parts: the first part used as fuel to produce hot purified natural gas for the implementation of the stages of regeneration of the adsorbent in the first block of hell sorption drying and purification of natural gas and the second additional block of adsorption purification of regeneration gas, and the remaining second part is cooled and flared, during the second phase, the regeneration gas containing a small residual amount of desorbed impurities is cooled, filtered and recycled to the cleaned natural gas. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что анализ газов регенерации первого блока адсорбционной осушки и очистки природного газа и второго дополнительного блока адсорбционной очистки газа регенерации на содержание десорбированных примесей проводят с помощью поточных хроматографов, сигналы которых обеспечивают переключение потоков после каждой фазы стадии регенерации адсорбента.3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the analysis of regeneration gases of the first block of adsorption drying and purification of natural gas and the second additional block of adsorption purification of regeneration gas for the content of desorbed impurities is carried out using flow chromatographs, the signals of which switch flows after each phase of the regeneration stage of the adsorbent. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве адсорбента в первом блоке адсорбционной осушки и очистки природного газа и во втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации используют синтетические цеолиты.4. The method according to p. 1, characterized in that as the adsorbent in the first block of adsorption drying and purification of natural gas and in the second additional block of adsorption purification of regeneration gas using synthetic zeolites. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве адсорбента в первом блоке адсорбционной осушки и очистки природного газа и во втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации используют синтетические цеолиты разных марок.5. The method according to p. 4, characterized in that as the adsorbent in the first block of adsorption drying and purification of natural gas and in the second additional block of adsorption purification of regeneration gas using synthetic zeolites of different grades. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве адсорбентов в первом блоке адсорбционной осушки и очистки природного газа и во втором дополнительном блоке адсорбционной очистки газа регенерации используют синтетические цеолиты марки КА (3А) и/или СаА (5А).6. The method according to p. 5, characterized in that as the adsorbents in the first block of adsorption drying and purification of natural gas and in the second additional block of adsorption purification of regeneration gas, synthetic zeolites of the brand KA (3A) and / or CaA (5A) are used. 7. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что газ регенерации перед подачей на стадию регенерации адсорбента предварительно нагревают до температуры не выше 350 °С.7. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the regeneration gas before being fed to the regeneration stage of the adsorbent is preheated to a temperature not exceeding 350 ° C. 8. Установка адсорбционной осушки и очистки природного газа после дожимной компрессорной станции перед подачей природного газа в магистральный газопровод, включающая первый циклически работающий блок адсорберов со стационарным слоем адсорбента для осушки и очистки природного газа, нагреватель, холодильник, емкость-сепаратор и систему трубопроводов, отличающаяся тем, что установку дополняют вторым циклически работающим блоком адсорберов со стационарным слоем адсорбента для очистки газа регенерации, содержащим нагреватель, рекуперативный теплообменник, холодильник и дополнительную первую систему трубопроводов, обеспечивающую функционирование второго дополнительного блока адсорберов для очистки газа регенерации.8. Installation of adsorption drying and purification of natural gas after the booster compressor station before supplying natural gas to the main gas pipeline, including the first cyclically working block of adsorbers with a stationary adsorbent layer for drying and purifying natural gas, a heater, a refrigerator, a separator tank and a piping system, characterized the fact that the installation is supplemented by a second cyclically operating adsorbers block with a stationary adsorbent layer for purification of a regeneration gas containing a heater, a recuperate A conventional heat exchanger, a refrigerator and an additional first piping system, which ensures the functioning of the second additional block of adsorbers for purifying regeneration gas. 9. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что установка включает дополнительную вторую систему трубопроводов, обеспечивающую функционирование второго дополнительного блока адсорберов для очистки газа регенерации с учетом системы управления двухфазной стадии регенерации адсорбента, куда входят поточные хроматографы, аналого-цифровые преобразователи и клапанные устройства на соответствующих трубопроводах.9. The installation according to claim 8, characterized in that the installation includes an additional second piping system that provides the operation of a second additional block of adsorbers for purification of regeneration gas, taking into account the control system of the two-phase adsorbent regeneration stage, which includes flow chromatographs, analog-to-digital converters, and valve devices on the corresponding pipelines. 10. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что адсорберы выполняют двухсекционными для загрузки адсорбентов разных марок в разные секции.10. Installation according to claim 8, characterized in that the adsorbers are performed in two sections for loading adsorbents of different grades into different sections. 11. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что в блоке адсорберов для осушки и очистки природного газа и во втором дополнительном блоке адсорберов для очистки газа регенерации при количестве N адсорберов N–2 адсорберов работают на стадии адсорбционной осушки и очистки, один адсорбер – на стадии регенерации адсорбента, один адсорбер – на стадии охлаждения адсорбента.11. Installation according to claim 8, characterized in that in the block of adsorbers for drying and purifying natural gas and in the second additional block of adsorbers for cleaning the regeneration gas with N adsorbers N – 2 adsorbers work at the stage of adsorption drying and purification, one adsorber - at the stage of regeneration of the adsorbent, one adsorber - at the stage of cooling the adsorbent. 12. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что в первом блоке адсорберов для осушки и очистки природного газа и во втором дополнительном блоке адсорберов для очистки газа регенерации переключение адсорберов с одной стадии на другую осуществляют на основе циклограмм, структура которых определяет число адсорберов в каждом блоке и время на реализацию стадий регенерации и охлаждения адсорбента.12. Installation according to claim 11, characterized in that in the first block of adsorbers for drying and purifying natural gas and in the second additional block of adsorbers for purifying the regeneration gas, the switching of adsorbers from one stage to another is carried out on the basis of cyclograms, the structure of which determines the number of adsorbers in each block and time for the implementation of the stages of regeneration and cooling of the adsorbent. 13. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что газ регенерации сначала частично нагревают в рекуперативном теплообменнике за счет тепла очищенного природного газа со стадии охлаждения адсорбента, а затем доводят до необходимой температуры в нагревателе.13. Installation according to claim 8, characterized in that the regeneration gas is first partially heated in a recuperative heat exchanger due to the heat of purified natural gas from the cooling stage of the adsorbent, and then brought to the required temperature in the heater. 14. Установка по п. 13, отличающаяся тем, что нагреватели первого блока адсорберов для осушки и очистки природного газа и второго дополнительного блока адсорберов для очистки газа регенерации объединяют в один аппарат. 14. Installation according to claim 13, characterized in that the heaters of the first block of adsorbers for drying and purifying natural gas and the second additional block of adsorbers for purifying regeneration gas are combined into one apparatus.
RU2019145014A 2019-12-30 2019-12-30 Method and installation of natural gas adsorption drying and purification RU2717052C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145014A RU2717052C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method and installation of natural gas adsorption drying and purification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145014A RU2717052C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method and installation of natural gas adsorption drying and purification

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717052C1 true RU2717052C1 (en) 2020-03-17

Family

ID=69898620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019145014A RU2717052C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method and installation of natural gas adsorption drying and purification

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2717052C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113432036A (en) * 2021-08-11 2021-09-24 四川中亚吉特燃气设备有限公司 Adsorption type natural gas filling device
RU2765821C1 (en) * 2021-06-01 2022-02-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») Natural gas treatment plant
RU2777443C1 (en) * 2021-06-08 2022-08-03 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Unit for separation and adsorption purification of associated petroleum gas at multiwell pads
CN118064197A (en) * 2024-04-23 2024-05-24 新疆凯龙清洁能源股份有限公司 Method and system for removing hydrocarbon from natural gas

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2316384C2 (en) * 2004-08-20 2008-02-10 Владимир Иванович Бердников Method and device for catching and recuperating vapors of hydrocarbons
RU2565320C1 (en) * 2014-09-02 2015-10-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing
RU2570795C1 (en) * 2014-07-15 2015-12-10 Игорь Анатольевич Мнушкин Gas refining and gas chemical complex
RU2625159C1 (en) * 2016-11-22 2017-07-12 Андрей Владиславович Курочкин Sulfur hydrocarbon gas steam conversion plant
RU2613914C9 (en) * 2015-12-11 2017-07-18 Игорь Анатольевич Мнушкин Method for processing natural hydrocarbon gas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2316384C2 (en) * 2004-08-20 2008-02-10 Владимир Иванович Бердников Method and device for catching and recuperating vapors of hydrocarbons
RU2570795C1 (en) * 2014-07-15 2015-12-10 Игорь Анатольевич Мнушкин Gas refining and gas chemical complex
RU2565320C1 (en) * 2014-09-02 2015-10-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing
RU2613914C9 (en) * 2015-12-11 2017-07-18 Игорь Анатольевич Мнушкин Method for processing natural hydrocarbon gas
RU2625159C1 (en) * 2016-11-22 2017-07-12 Андрей Владиславович Курочкин Sulfur hydrocarbon gas steam conversion plant

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2765821C1 (en) * 2021-06-01 2022-02-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») Natural gas treatment plant
RU2777443C1 (en) * 2021-06-08 2022-08-03 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Unit for separation and adsorption purification of associated petroleum gas at multiwell pads
CN113432036A (en) * 2021-08-11 2021-09-24 四川中亚吉特燃气设备有限公司 Adsorption type natural gas filling device
RU2805060C1 (en) * 2022-12-27 2023-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Нижегороднефтегазпроект" Method of deep drying and purification from sulphur compounds and gas utilization for regeneration of natural and associated petroleum gas
RU2832479C1 (en) * 2023-09-12 2024-12-24 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Method of drying natural gas during compression and installation for its implementation
CN118064197A (en) * 2024-04-23 2024-05-24 新疆凯龙清洁能源股份有限公司 Method and system for removing hydrocarbon from natural gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2408664C2 (en) Composite method for removing heavy hydrocarbons, amine purification and drying
RU2717052C1 (en) Method and installation of natural gas adsorption drying and purification
RU2716686C1 (en) Apparatus and system for implementing short-cycle adsorption processes
RU2597081C2 (en) Method for complex extraction of valuable admixtures from natural helium-containing hydrocarbon gas with high nitrogen content
RU2613914C1 (en) Method for processing natural hydrocarbon gas
CN102958583A (en) Process for purifying natural gas and regenerating one or more adsorbers
RU2602908C9 (en) Method of natural gas cleaning from impurities during its preparation for production of liquefied methane, ethane and hydrocarbons wide fraction
RU2497573C1 (en) Method of natural gas drying and cleaning and device to this end
EA028938B1 (en) Temperature swing adsorption system and method for purifying fluids using the same
RU2381822C1 (en) Hydrocarbon gas treatment plant
JP3566766B2 (en) Method for recovering alkenes from flue gas
RU2769830C1 (en) Method for extraction of ethylene from dry gas
RU2637242C1 (en) Method for regeneration of drying process adsorbent and purification of hydrocarbon gas (versions) and system for its implementation
AU688093B2 (en) Improved hydrocarbon catalytic cracking process
CN110935281B (en) Adsorption and regeneration device and method for solid adsorbent for adsorbing volatile organic compounds
JP2012081411A (en) Solvent dehydrator
KR20100001796A (en) Process for separating normal paraffins from hydrocarbons
RU2565320C1 (en) Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing
JP2012081412A (en) Solvent dehydrator
CN104073310A (en) Device and method for purifying and drying natural gas
RU2669269C2 (en) Method for regenerating the adsorbent of dehydration of natural gases
CN102898267A (en) Method for purifying and recovering light hydrocarbon components of C3 and above C3 in polypropylene exhaust
RU2691341C1 (en) Method of purifying natural gas from impurities
RU78091U1 (en) INSTALLATION OF ADSORPTION DRYING AND GAS CLEANING
JPH08171B2 (en) Fluid desulfurization method