Типовая принципиальная схема МАУ

Согласно данным [38-42], маслоабсорбционное извлечение - это один из массовых процессов извлечения из газа тяжелых углеводородов, ведущий свое начало с 1913 г. Сущность его состоит в поглощении (растворении) тяжелых углеводородов газа в абсорбенте (масле) с последующей их десорбцией (отпаркой) из абсорбента.

В качестве абсорбента используют обычно керосиновую или дизельную фракцию нефти со средней молекулярной массой от 140 до 200.

Типичная принципиальная схема процесса масляной абсорбции показана на рисунке 18.

Рисунок 18 - Принципиальная схема отбензинивания газа масляной абсорбцией:

1, 2 - охладители газа, 3 - сепаратор; 4 - абсорбер; 5 - абсорбционно-отпарная колонна; б - десорбер; 7 - холодильники, 8 - ребойлеры; 9 - теплообменники; I и II - исходный и отбензиненный газы; III - газ деэтанизации; IV - ШФЛУ; V и VI - насыщенный и регенерированный абсорбент

Исходный газ I обычно охлаждается в охладителях 1, 2, разделяется в сепараторе 3 и поступает в абсорбер 4, где из него абсорбентом VI извлекается основная масса тяжелых углеводородов Насыщенный этими углеводородами абсорбент, подогретый в теплообменнике 9, поступает в абсорбционно-отпарную колонну (АОК) 5 В нее же ниже ввода абсорбента из колонны 4 поступает жидкая фаза из сепаратора 3 На верх АОК подается регенерированный абсорбент, а внизу ее в ребойлере 8 вводится тепло и создается паровое орошение В АОК из абсорбента, поступающего снизу абсорбера 4, удаляются (отпариваются) легкие углеводороды (метан, этан) и поглощаются абсорбентом углеводороды от пропана и выше Полностью насыщенный абсорбент снизу АОК нагревается в теплообменнике 9 и поступает в десорбер 6, где от него отгоняется ректификацией ШФЛУ IV, а регенерированный абсорбент возвращается в колонны 4 и 5.

В обычном процессе - с охлаждением газа перед абсорбером до 0-10 °С, температуре в абсорбере 10-30 °С и давлениях в абсорбере 4-7 МПа, в АОК 1-4 МПа и в десорбере 0,7-1,5 МПа -обеспечивается извлечение из газа 50 - 70% пропана и до 98% бутанов и выше. Этана в составе ШФЛУ в этом случае немного, и он в основном уходит с потоком газа III.

Совершенствование процесса масляной абсорбции связано с решением задач, среди которых можно выделить следующие:

поскольку часть метана и этана растворяется в абсорбенте и за счет этого увеличивается количество газа деэтанизации III в ущерб выходу товарного газа II, для того чтобы предотвратить это и повысить эффективность процесса, регенерированный абсорбент VI подают в поток газа III, из которого он извлекает метан и этан, предварительно насыщаясь ими; после этого абсорбент направляют в колонны 4 и 5;

снижение температуры охлаждения газа перед входом в абсорбер и в самом абсорбере как один из действенных путей повышения степени извлечения тяжелых углеводородов из газа. Это позволяет уже до абсорбера (в сепараторе 3) сконденсировать и отделить большее количество сжиженных углеводородов, снизить нагрузку абсорбера и углубить извлечение остающихся в газе углеводородов С2 - С5 в самом абсорбере. Характерный режим работы таких установок низкотемпературной абсорбции (НТА) следующий: температура в абсорбере -20 + -60 °С, давление (в МПа): в абсорбере 4 - 6, в АОК - 2,0-3,5, в десорбере -1 - 2. Степень извлечения при этом этана составляет 20 - 50%, пропана 80 - 99%, бутанов и выше - 100%.

Широкому применению процесса НТА способствовало во многих случаях наличие высокого давления газа на выходе из скважин и возможность при этом использовать эффект дросселирования для охлаждения газа перед абсорбером. Таким образом, в этих случаях сочетается два процесса - НТС и НТА.

Важный параметр любого процесса абсорбции - удельный расход абсорбента (кратность абсорбента), определяемый как отношение расхода абсорбента к расходу газа (в л/м³). Влияние этого параметра на степень извлечения углеводородов из газа иллюстрирует рисунок 19, кривые на котором построены для температуры абсорбции 20 °С.

Дальнейшее понижение температуры обусловливает сдвиг кривых в сторону увеличения степени извлечения в среднем на 1,0 - 1,5% по шкале ф на каждый градус понижения температуры абсорбции.

В таблице 1 и 3 приведены некоторые характеристики аппаратуры, режима и состава конечных продуктов для одной из маслоабсорбционных установок Нижневартовского газоперерабатывающего завода.

Установка НТА имеет схему с предварительным насыщением абсорбента за счет газа сверху АОК. Поступающий на установку газ имеет температуру 35 °С и давление 3,5 - 3,7 МПа.

Рисунок 19 - Зависимость степени извлечения углеводорода <р от кратности абсорбента L/V (температура абсорбции 20 °С, давление 7 МПа): 1-5 - соответственно метан, этан, пропан, бутан и пентан

Таблица 1 - Характеристики колонн и их режима

Таблица 2 - Составы потоков (по схеме рисунка 19)