Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
/ - очищенный газ (сырье); 77 - пропановый хладоагент; /// - топливный " газ; IV * сырой гелий; V - азот; VI - товарный газ; VII - фракция C2+
Продукт с низа колонны высокого давления поступает в колонну низкого давления 8 (0,2 МПа). В этой колонне выделяется чистый газообразный азот и жидкая смесь азота и метана. Продукт с низа колонны сжимается до 0,9 МПа и после испарения выводится с установки в качестве топливного газа. Для орошения колонны обогащения азота используется система открытой циркуляции товарного газа 4.
В таблице 3.35 приведен материальный баланс описанной установки извлечения гелия.
В работе [13] предложена технологическая схема извлечения гелия из газа Братского газоконденсатного месторождения.
Близкое расположение потребителей газа от Братского газоконденсатного месторождения и высокая его гелиеносность позволяют организовать экономичную переработку газа и при небольших объемах добычи (порядка 440 млн. м3/год) получать ежегодно более 1 млн. м3 товарного газа, до 3 тыс. т сжиженных газов, 16,4 тыс. т бензиновой фракции 35 тыс. т дизельного топлива и 2,5 тыс. т котельного топлива.
Пластовый газ содержит (% по объему): 0,27 гелия; 0,12 водорода; 0,24 диоксида углерода; более 86 метана; 1,7 пропана и бутана; 2,4 конденсата, а также этан и азот.
На рис. 3.45 представлена технологическая схема установки выделения гелиевого концентрата с азотным холодильным циклом. Последовательное охлаждение, сжижение газа и ректификационное его разделение в установке производятся за счет рекуперации холода сдросселированных сжиженных фракций.
Таблица 3.35
Показатель Сырьевой газ Фракция C2+ Товарный газ Топливный газ Гелий Азот
Давление, МПа 4,4 0,9 0,8 0,8 2,7 0,1
Температура,К 311 262 306 306 306 306
Состав, мол. доли:
гелий 0,0050 - 0,0001 - 0,5694 0,0017
азот 0,1020 - 0,0299 0,2348 0,4299 0,9955
метан 0,7302 0,0070 0,9652 0,7651 0,0007 0,0028
этан 0,0694 0,4121 0,0047 0,0001 - -
пропан 0,0516 0,3207 0,0001 - - -
Итого 0,0418 0,2602 - - - -
1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000
Расход, кмоль/ч 2988 480,1 2019,4 299,1 25,4 164
207
Рис. 3.45. Технологическая схема установки выделения гелиевого концентрата:
I - осушенный газ в установки // - переработанный газ в газопровод, III -V - гелиевый концентрат, Vl - жидкий азот в установку очистки гелия
- топливный газ, IV - жидкие углеводороды,
Осушенный газ после охлаждения в теплообменнике Tl до 233 К, выделения из него тяжелых углеводородов и метанола в сепараторе Cl, охлаждения до 188 К и частичной конденсации в теплообменнике Т2 и кипятильнике И1 поступает в колонну Kl. Во избежание выпадения твердого диоксида углерода в низкотемпературных аппаратах применена отмывочная ректификационная колонна, где 98 % диоксида углерода переходит в обратный поток сжиженного газа.
Обогащенный гелием газ из колонны Kl сжижается в теплообменнике ТЗ и подается в колонну К2. Сжиженный газ из куба колонн Kl и К2, составляющий более 97 % перерабатываемого сырья и не содержащий гелия, дросселируется до давления 1,9 МПа и после рекуперации холода при испарении и нагреве в теплообменниках ТЗ, Т2, Tl поступает в качестве товарного газа на бескомпрессорное транспортирование к потребителю (в г. Братск).
Газ из верхней части колонны К2, содержащий до 24 % гелия и водорода, подается в колонну КЗ, где из него конденсируется метан и часть азота за счет холода сдросселированной до 0,25 МПа кубовой жидкости и кипящего жидкого азота. В азотном холодильном цикле используются сжиженные фракции газа, сдросселированные до низкого давления, которые после подогрева идут на топливные нужды завода.
Из верхней части колонны КЗ при давлении 2,9 МПа и температуре 87 К выходит гелиевый концентрат, содержащий около 60 % гелия, 26 % водорода и 14 % азота, который подается на дальнейшую очистку от водорода, азота и других микропримесей.
Расчетная степень извлечения гелия от скважины до блока его очистки составляет 99 %. Расход электроэнергии по основному производству газоперерабатывающего комплекса (без установки сжижения гелия) - около 1250 кВт. Количество топливного газа, расходуемого на собственные нужды, -5,6 млн. м3/год.
На рис. 3.46 представлена технологическая схема установки разделения природного газа с извлечением гелия, этана и фракции C3+ [3]. Данная схема разрабатывалась для газа Ka-выткинского газохимического месторождения. Установка может также работать с извлечением только углеводородов.
Выделение фракции C2+ производится в двух колоннах: абсорбере Kl и деметанизаторе К2. Вторая функция колонны Kl - очистка газа, поступающего в блок выделения гелия, от CO2.
В установку подается газ, прошедший предварительную 14 - 2364 209
Рис. 3.46. Технологическая схема выделения гелия, этана и фракции C3+11 из природного газа:
/ - сырьевой газ, Я - газ на очистку и сушку, III - осушенный газ, IV - осушенный н очищенный от CO2 газ, V - товарный газ, VI - метановая фракция низкого давтення (р = 0,3 МПа), VII - газ на регенерацию адсорберов, VIII - газ регенерации, IX - этановая фракция, X - гешевый концентрат, XI - фракция С3>„, XII - метановая фракция низкого давления (р = 0,12 МПа)
