RU2720804C2

RU2720804C2 - Fuel gas production unit

Info

Publication number: RU2720804C2
Application number: RU2016150420A
Authority: RU
Inventors: Андрей Владиславович Курочкин
Original assignee: Андрей Владиславович Курочкин
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2020-05-13
Also published as: RU2016150420A3; RU2016150420A

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to apparatus for producing fuel gas from hydrocarbon fractions containing light hydrocarbons and can be used in various industries. Invention relates to a fuel gas production plant equipped with a converted gas discharge line with a recovery device including a heater and a converter. Converter includes high- and low-temperature catalytic reactors and recuperative heat exchanger located between them, and as recuperative device there is a dephlegmator, equipped with upper and lower heat-mass exchange sections, equipped with fuel gas discharge line and water condensate discharge line to water treatment unit, equipped with water supply lines, salt concentrate and deionisate outlet, to the latter there adjoins the hydrocarbon gas discharge line from the degassing unit, forming the raw mixture supply line, on which the upper heat-mass exchange section of the dephlegmator, the recovery heat exchanger, heater and high-temperature catalytic reactor of converter, wherein lower heat-mass exchange section of dephlegmator is connected to input line of hydrocarbon fraction to unit of degassing, equipped also with degassed hydrocarbon fraction discharge line.

EFFECT: technical result is processing of liquid hydrocarbon fractions and reduced power consumption.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к установкам получения топливного газа из углеводородных фракций, содержащих легкие углеводороды, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.The invention relates to plants for producing fuel gas from hydrocarbon fractions containing light hydrocarbons, and can be used in various industries.

Известна установка для подготовки газа, в том числе топливного, методом низкотемпературной конденсации [Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. с. 308], включающая входной и выходной сепараторы, компрессор, воздушный холодильник, рекуперативный теплообменник, редуцирующее устройство и емкости для сбора конденсата.A known installation for the preparation of gas, including fuel, by low-temperature condensation [Bekirov TM, Lanchakov GA Gas and condensate processing technology. M .: Nedra-Business Center LLC, 1999. p. 308], including inlet and outlet separators, a compressor, an air cooler, a regenerative heat exchanger, a reduction device, and condensate collection tanks.

Недостатками известной установки является наличие дорогостоящего компрессорного оборудования и высокие энергетические затраты.The disadvantages of the known installation is the availability of expensive compressor equipment and high energy costs.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ работы устройства для переработки попутных нефтяных газов [RU 2442819, МПК C10L 3/10, F17D 1/02, опубл. 20.02.2012], которое включает систему подачи/дозирования, электронагреватель, конвертор, оснащенный системами запуска и подогрева, а также линией вывода конвертированного газа, на которой установлен трехсекционный теплообменник с нагревателем и рекуперационным устройством с секциями теплообмена конвертированного газа с попутным нефтяным газом и водой.The closest in technical essence to the claimed invention is a method of operating a device for processing associated petroleum gases [RU 2442819, IPC C10L 3/10, F17D 1/02, publ. 02/20/2012], which includes a feed / dosing system, an electric heater, a converter equipped with start-up and heating systems, as well as a converted gas outlet line, on which a three-section heat exchanger with a heater and a recovery unit with converted gas heat exchange sections with associated petroleum gas and water is installed .

Недостатками данного устройства являются: невозможность переработки жидких углеводородных фракций с тяжелыми компонентами из-за зауглероживания катализатора, большой расход энергии из-за отсутствия узла для выделения воды из конвертированного газа и ее рециркуляции, а также из-за недостаточной эффективности рекуперационного устройства.The disadvantages of this device are: the inability to process liquid hydrocarbon fractions with heavy components due to carbonization of the catalyst, high energy consumption due to the lack of a node for the separation of water from the converted gas and its recirculation, as well as due to the insufficient efficiency of the recovery device.

Задача изобретения - переработка жидких углеводородных фракций и снижение энергопотребления.The objective of the invention is the processing of liquid hydrocarbon fractions and reducing energy consumption.

Техническим результатом является переработка жидких углеводородных фракций за счет оборудования установки блоком разгазирования, высоко- и низкотемпературным каталитическими реакторами, а также снижение энергопотребления за счет оснащения установки дефлегматором и рекуперационным теплообменником.The technical result is the processing of liquid hydrocarbon fractions due to the equipment of the installation with a degassing unit, high and low temperature catalytic reactors, as well as the reduction of energy consumption due to equipping the installation with a reflux condenser and a recovery heat exchanger.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей нагреватель и конвертор, оснащенной линией вывода конвертированного газа с рекуперационным устройством, особенностью является то, что конвертор включает высоко- и низкотемпературный каталитические реакторы и рекуперационный теплообменник, расположенный между ними, а в качестве рекуперационного устройства установлен дефлегматор, оборудованный верхней и нижней тепломассообменными секциями, оснащенный линией вывода топливного газа и линией вывода водного конденсата в блок подготовки воды, оснащенный линиями ввода воды, вывода солевого концентрата и деионизата, к последней примыкает линия вывода углеводородного газа из блока разгазирования, образуя линию подачи сырьевой смеси, на которой последовательно расположены верхняя тепломассообменная секция дефлегматора, рекуперационный теплообменник, нагреватель и высокотемпературный каталитический реактор конвертора, при этом нижняя тепломассообменная секция дефлегматора соединена с линией ввода углеводородной фракции в блок разгазирования, оснащенный также линией вывода дегазированной углеводородной фракции.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed installation, which includes a heater and a converter equipped with a converted gas output line with a recovery device, the feature is that the converter includes a high and low temperature catalytic reactors and a recovery heat exchanger located between them, and as a recovery the device is equipped with a reflux condenser equipped with upper and lower heat and mass transfer sections, equipped with a fuel gas output line and a discharge line an ode of water condensate to the water treatment unit, equipped with water inlet, salt concentrate and deionizate outlet lines, adjacent to the latter is a hydrocarbon gas outlet line from the degassing unit, forming a feed mixture supply line, on which the upper heat and mass transfer section of the reflux condenser, a recovery heat exchanger, heater and a high-temperature catalytic converter reactor, while the lower heat and mass transfer section of the reflux condenser is connected to the input line of the hydrocarbon fraction into the block degassing, also equipped with the output line of the degassed hydrocarbon fraction.

Для обеспечения транспортировки полученного топливного газа на линии его вывода может быть установлен нагреватель или блок осушки, а сама линия может быть соединена с блоком разгазирования для отдувки легких углеводородов.To ensure transportation of the resulting fuel gas, a heater or a drying unit can be installed on its output line, and the line itself can be connected to a degassing unit for blowing off light hydrocarbons.

В качестве жидких углеводородных фракций могут перерабатываться фракции, содержащие легкие углеводороды, такие, например, как газовый конденсат, широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ), нефть. Блок разгазирования может быть выполнен, например, в виде сепаратора. В качестве блока подготовки воды может быть использовано любое известное устройство соответствующего назначения.As liquid hydrocarbon fractions can be processed fractions containing light hydrocarbons, such as, for example, gas condensate, a wide fraction of light hydrocarbons (NGL), oil. The degassing unit may be, for example, in the form of a separator. As a water treatment unit, any known device of the corresponding purpose can be used.

Оборудование конвертора высоко- и низкотемпературным реакторами позволяет перерабатывать газ дегазации углеводородных фракций без опасности зауглероживания катализатора, а оснащение конвертора рекуперационным теплообменником снижает энергопотребление. Установка двухсекционного дефлегматора в качестве рекуперационного устройства позволяет за счет технологического тепла нагреть углеводородную фракцию перед разгазированием и сырьевую смесь перед подачей в конвертор, что повышает эффективность рекуперации тепла и снижает энергопотребление.The equipment of the converter with high- and low-temperature reactors allows you to process gas degassing of hydrocarbon fractions without the risk of carbonization of the catalyst, and equipping the converter with a recovery heat exchanger reduces energy consumption. The installation of a two-section reflux condenser as a recovery device makes it possible to heat the hydrocarbon fraction before degassing and the raw material mixture before feeding it into the converter due to process heat, which increases the efficiency of heat recovery and reduces energy consumption.

Установка включает высокотемпературный 1 и низкотемпературный 2 каталитические реакторы, рекуперационный теплообменник 3, нагреватель 4, дефлегматор 5, блок разгазирования 6 и блок подготовки воды 7.The installation includes high temperature 1 and low temperature 2 catalytic reactors, recuperation heat exchanger 3, heater 4, reflux condenser 5, degassing unit 6 and water treatment unit 7.

При работе установки углеводородную фракцию, подаваемую по линии 8, нагревают в дефлегматоре 5 и подают в блок 6, где получают дегазированную углеводородную фракцию, выводимую по линии 9, и углеводородный газ, который по линии 10 подают в дефлегматор 5 в качестве хладоагента после смешения с деионизатом, подаваемым по линии 11 из блока 7, и далее, после испарения и нагрева до температуры конверсии в теплообменнике 3 и нагревателе 4, подают в реактор 1, и, затем, через теплообменник 3 - в реактор 2. При этом тяжелые углеводороды конвертируют в метан в той степени, в которой это необходимо для целей подготовки газа, а конвертированный газ по линии 12 подают в дефлегматор 5, где охлаждают и сепарируют с получением топливного газа, выводимого по линии 13, и водного конденсата, который по линии 14 подают в блок 7, в который по линии 15 подают воду, а по линии 16 выводят солевой концентрат. При необходимости на линии вывода топливного газа 13 может быть размещен нагреватель 17 или блок осушки 18, а линия вывода топливного газа 13 может быть соединена с блоком 6 (показано пунктиром).During operation of the installation, the hydrocarbon fraction supplied via line 8 is heated in a reflux condenser 5 and fed to block 6, where a degassed hydrocarbon fraction withdrawn via line 9 is obtained and hydrocarbon gas, which is fed through line 10 to reflux condenser 5 as a refrigerant after mixing with the deionizate supplied through line 11 from block 7, and then, after evaporation and heating to a conversion temperature in heat exchanger 3 and heater 4, is fed to reactor 1, and then, through heat exchanger 3, to reactor 2. In this case, heavy hydrocarbons are converted into methane at that the degree to which it is necessary for gas preparation purposes, and the converted gas is fed through line 12 to a reflux condenser 5, where it is cooled and separated to obtain fuel gas discharged through line 13 and water condensate, which is supplied through line 14 to block 7, into which water is supplied via line 15, and salt concentrate is discharged through line 16. If necessary, a heater 17 or a drying unit 18 can be placed on the fuel gas output line 13, and the fuel gas output line 13 can be connected to the unit 6 (shown by a dotted line).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет получить топливный газ из углеводородных фракций при минимальном энергопотреблении и может быть использована в промышленности.Thus, the proposed installation allows you to get fuel gas from hydrocarbon fractions with minimal energy consumption and can be used in industry.

Claims

1. Fuel gas production unit equipped with a converted gas output line with a recovery device, including a heater and a converter, characterized in that the converter includes a high and low temperature catalytic reactors and a heat recovery heat exchanger located between them, and a reflux condenser equipped with a heat recovery device is installed upper and lower heat and mass transfer sections, equipped with a fuel gas outlet line and a line of water condensate outlet to the water treatment unit, equipped with water inlet lines, salt concentrate and deionizate withdrawal lines, the last one is adjacent to the hydrocarbon gas outlet line from the degassing unit, forming a feed mixture supply line, on which the upper heat and mass transfer section of the reflux condenser, a recovery heat exchanger, heater and a high-temperature catalytic converter reactor are sequentially located the heat and mass transfer section of the reflux condenser is connected to the input line of the hydrocarbon fraction to the degassing unit, also equipped with an output line egazirovannoy hydrocarbon fraction.

2. Installation according to claim 1, characterized in that a heater or a drying unit is installed on the fuel gas output line.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the fuel gas outlet line is connected to the degassing unit.