Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2637242C1 - Method for regeneration of drying process adsorbent and purification of hydrocarbon gas (versions) and system for its implementation - Google Patents

Method for regeneration of drying process adsorbent and purification of hydrocarbon gas (versions) and system for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2637242C1
RU2637242C1 RU2016130908A RU2016130908A RU2637242C1 RU 2637242 C1 RU2637242 C1 RU 2637242C1 RU 2016130908 A RU2016130908 A RU 2016130908A RU 2016130908 A RU2016130908 A RU 2016130908A RU 2637242 C1 RU2637242 C1 RU 2637242C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
cooling
regeneration
adsorbent
booster compressor
Prior art date
Application number
RU2016130908A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Али Юсупович Аджиев
Илья Эдуардович Аксенов
Лариса Сергеевна Овчаренко
Светлана Константиновна Черникова
Иван Григорьевич Ткаченко
Original Assignee
Акционерное общество "НИПИгазпереработка" (АО "НИПИГАЗ")
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 Акционерное общество "НИПИгазпереработка" (АО "НИПИГАЗ") filed Critical Акционерное общество "НИПИгазпереработка" (АО "НИПИГАЗ")
Priority to RU2016130908A priority Critical patent/RU2637242C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2637242C1 publication Critical patent/RU2637242C1/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
    • B01D53/02Separation 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 by adsorption, e.g. preparative gas chromatography

Landscapes

  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: method for regeneration of adsorbent includes sequential heating and cooling of adsorbent by blowing with dry stripped gas as regeneration gas and cooling gas which is produced by isolating hydrocarbons C2+higher or C3+higher from dried and purified hydrocarbon gas during its low-temperature processing, subsequent compression and cooling in a booster compressor station, heating cooling gas after adsorbent cooling stage to produce hot regeneration gas and supplying it to adsorbent regeneration. According to the first version a portion of dry gas flow is used as cooling gas which is taken after cooling in the booster compressor station in an amount equal to the total amount of gas required for regeneration of adsorbent, and when the present temperature is reached during the adsorbent cooling stage, the supply of cooling gas is stopped, at the same time the supply of hot dry stripped flow portion taken after compression in the booster compressor station in amount equal to the amount of cooling gas is provided at the regeneration gas production stage. According to the second version, a portion of dry stripped gas flow is used as cooling gas which is taken after cooling in the booster compressor station calculated in the amount providing cooling of adsorbent during the cooling-regeneration cycle, at that after adsorbent cooling stage, cooling gas is connected to a portion of hot dry stripped gas flow continuously taken after compression in the booster compressor station in the amount providing regeneration of adsorbent. A system for implementing the method is also proposed.
EFFECT: invention makes it possible to reduce energy costs for conducting adsorbent regeneration process.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике и технологии адсорбционной осушки и очистки углеводородных газов и может быть использовано в нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической промышленности при проектировании и строительстве объектов подготовки и переработки газа, нефтехимпереработки (ГПЗ, НПЗ, ГХК, производства СПГ), имеющих в своем составе установки адсорбционной подготовки газа.The invention relates to techniques and technologies for adsorption drying and purification of hydrocarbon gases and can be used in the oil and gas refining and petrochemical industries in the design and construction of gas treatment and refining facilities, petrochemical refining (gas processing plants, refineries, gas and chemical plants, LNG production) incorporating adsorption preparation plants gas.

В процессах подготовки и переработки углеводородных газов и жидкостей, где применяются адсорбционные процессы (осушки или осушки/очистки), основные энергетические расходы приходятся на регенерацию адсорбента, которая, как правило, проводится при температуре 180-320°C продувкой находящегося в стадии регенерации адсорбера выбранным газом регенерации (углеводородный газ, инертный газ). Для нагрева газа регенерации используются, например, технологические печи, тепло дымовых газов турбинных приводов компрессоров, электронагрев.In the processes of preparation and processing of hydrocarbon gases and liquids, where adsorption processes are used (drying or drying / purification), the main energy costs are the regeneration of the adsorbent, which, as a rule, is carried out at a temperature of 180-320 ° C by blowing the selected adsorber undergoing regeneration regeneration gas (hydrocarbon gas, inert gas). For heating the regeneration gas, for example, technological furnaces, flue gas heat from turbine compressor drives, and electric heating are used.

Известен способ регенерации адсорбента процесса осушки углеводородного газа, описанный в установке подготовки углеводородного газа (см. патент РФ на изобретение №2381822, B01D 53/04, опубл. 20.02.2010 в ОБ №5), включающий последовательную продувку цеолита частью потока сухого отбензиненного газа (СОГ) в качестве газа регенерации и газа охлаждения, который получают путем выделения углеводородов С3+выше из осушенного углеводородного газа при его низкотемпературной переработке, нагрев газа охлаждения после продувки адсорбента и подачу его в качестве газа регенерации на регенерацию адсорбента с последующим охлаждением отработанного газа регенерации и направлением его на дальнейшее использование.A known method of regenerating an adsorbent for a process for drying a hydrocarbon gas is described in a hydrocarbon gas preparation unit (see RF patent for the invention No. 2381822, B01D 53/04, published on 02/20/2010 in OB No. 5), comprising sequential purging of the zeolite with a part of the dry topped gas stream (SOG) as regeneration gas and cooling gas, which is obtained by separating C 3 + hydrocarbons from above dry hydrocarbon gas when the low temperature processing, heating of the cooling gas after purging the adsorbent and feed it as aza regeneration of the adsorbent for regeneration, followed by cooling the spent regeneration gas and the direction of its further use.

Общими признаками известного и предлагаемого способов являются:Common features of the known and proposed methods are:

- последовательное нагревание и охлаждение адсорбента продувкой нагретым газом регенерации и газом охлаждения, соответственно;- sequential heating and cooling of the adsorbent by blowing with a heated regeneration gas and a cooling gas, respectively;

- использование в качестве газа регенерации и газа охлаждения части потока СОГ, который получают путем выделения углеводородов С3+выше из осушенного углеводородного газа при его низкотемпературной переработке;- the use as a regeneration gas and a cooling gas of a part of the COG stream, which is obtained by the separation of C 3 + higher hydrocarbons from dried hydrocarbon gas during its low-temperature processing;

- нагрев газа охлаждения после стадии охлаждения адсорбента для получения горячего газа регенерации и его подача на регенерацию адсорбента.- heating the cooling gas after the cooling stage of the adsorbent to obtain hot regeneration gas and its supply to the regeneration of the adsorbent.

Недостатком известного способа является значительный расход энергии на нагрев газа регенерации в нагревательном аппарате, что особенно характерно для установок адсорбционной осушки (очистки) газов производительностью более 1 млрд м3/год.The disadvantage of this method is the significant energy consumption for heating the regeneration gas in the heating apparatus, which is especially typical for adsorption drying (treatment) of gases with a capacity of more than 1 billion m 3 / year.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерации цеолита процесса осушки и очистки природного газа от сернистых соединений (см. патент РФ №2159663, МПК7 B01D 53/02, B01D 53/26, опубл. 27.11.2000), включающий последовательную продувку цеолита нагретым газом регенерации и газом охлаждения, в качестве которых используют осушенный и очищенный от сернистых соединений природный газ, причем газ охлаждения перед продувкой цеолита подвергают низкотемпературной конденсации и ректификации с выделением углеводородов С2+выше, остаточных количеств сернистых соединений и влаги, оставшуюся метановую фракцию компримируют и очищают от паров компрессорного масла, а после продувки цеолита на стадии охлаждения дополнительно нагревают и используют в качестве газа регенерации.The closest in technical essence and the achieved result is a method of zeolite regeneration of the process of drying and purification of natural gas from sulfur compounds (see RF patent No. 2159663, IPC 7 B01D 53/02, B01D 53/26, publ. 11/27/2000), including sequential purging the zeolite with a heated regeneration gas and a cooling gas, which are dried and purified from sulfur compounds natural gas, and the cooling gas is subjected to low-temperature condensation and rectification with the release of hydrocarbons before purging the zeolite With 2 + higher residual amounts of sulfur compounds and moisture, the remaining methane fraction is compressed and purified from compressor oil vapor, and after purging the zeolite in the cooling stage, it is additionally heated and used as a regeneration gas.

Общими признаками известного и предлагаемого способов являются:Common features of the known and proposed methods are:

- последовательное нагревание и охлаждение адсорбента продувкой нагретым газом регенерации и газом охлаждения, соответственно;- sequential heating and cooling of the adsorbent by blowing with a heated regeneration gas and a cooling gas, respectively;

- использование в качестве газа регенерации и газа охлаждения СОГ, который получают путем выделения углеводородов С2+выше из осушенного и очищенного углеводородного газа при его низкотемпературной переработке, последующем сжатии и охлаждении в дожимной компрессорной станции (ДКС);- use as a regeneration gas and a cooling gas SOG, which is obtained by separating hydrocarbons C 2 + higher from dried and purified hydrocarbon gas during its low-temperature processing, subsequent compression and cooling in a booster compressor station (DCS);

- нагрев газа охлаждения после стадии охлаждения адсорбента для получения горячего газа регенерации и его подача на регенерацию адсорбента.- heating the cooling gas after the cooling stage of the adsorbent to obtain hot regeneration gas and its supply to the regeneration of the adsorbent.

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

- отсутствие использования тепла газа регенерации для подогрева газа охлаждения перед подачей в печь нагрева газа регенерации;- lack of use of heat of the regeneration gas for heating the cooling gas before feeding the regeneration gas to the heating furnace;

- значительные колебания температуры газа охлаждения на стадии охлаждения соответствующего адсорбера (от 280-180°C до 60-40°C) перед входом в печь нагрева газа регенерации, оказывающие влияние на расход топливного газа и автоматическое регулирование печи;- significant fluctuations in the temperature of the cooling gas at the cooling stage of the corresponding adsorber (from 280-180 ° C to 60-40 ° C) before entering the regeneration gas heating furnace, affecting the flow of fuel gas and automatic control of the furnace;

- увеличение тепловой нагрузки на печь нагрева газа регенерации и увеличение расхода топливного газа за счет отсутствия рекуперации тепла газа регенерации;- an increase in the heat load on the regeneration gas heating furnace and an increase in fuel gas consumption due to the lack of heat recovery of the regeneration gas;

- увеличенная энергетическая нагрузка на блок охлаждения отработанного газа регенерации (электроэнергия, вода).- increased energy load on the cooling unit for the regeneration exhaust gas (electricity, water).

На практике используются различные схемы нагрева газа регенерации - с использованием (рекуперацией) тепла газа регенерации и без рекуперации тепла - подачей газа охлаждения адсорберов напрямую в печь нагрева газа регенерации.In practice, various schemes for heating the regeneration gas are used — using (recovering) the heat of the regeneration gas and without recovering heat — by supplying the cooling gas of the adsorbers directly to the furnace for heating the regeneration gas.

Схема нагрева газа регенерации без рекуперации тепла использована в известной установке осушки и очистки природного газа от сернистых соединений (см. патент РФ на полезную модель №12904, МПК7 B01D 53/02, опубл. 27.02.2000), которая содержит адсорберы с цеолитом, верх которых соединен с линиями подачи сырого газа и отвода газов регенерации и охлаждения, а низ - с линиями отвода товарного газа и подачи газов регенерации и охлаждения, печь нагрева газа регенерации, соединенная с линией отвода газа охлаждения, при этом линия подачи газа охлаждения соединена с линией отвода товарного газа и снабжена последовательно установленными блоком низкотемпературной конденсации и ректификации, дожимной компрессорной станцией и блоком улавливания паров компрессорного масла, выход которого соединен с линией подачи газа охлаждения адсорберов.The regeneration gas heating circuit without heat recovery was used in a well-known installation for drying and purifying natural gas from sulfur compounds (see RF patent for utility model No. 12904, IPC 7 B01D 53/02, publ. 27.02.2000), which contains adsorbers with zeolite, the top of which is connected to the supply lines of raw gas and exhaust gases of regeneration and cooling, and the bottom - to the lines of exhaust gas and supply of gases of regeneration and cooling, the heating gas of the regeneration gas connected to the exhaust line of the cooling gas, while the cooling gas supply line is connected and with a line for the removal of commercial gas and is equipped with a series-installed block of low-temperature condensation and rectification, a booster compressor station and a vapor recovery unit for compressor oil, the outlet of which is connected to the gas supply line for cooling the adsorbers.

Общими признаками известной установки и предлагаемого изобретения являются:Common features of the known installation and the present invention are:

- блок адсорбционной осушки и очистки газа, содержащий адсорберы с адсорбентом, верх которых соединен с линиями подачи сырьевого газа и отвода газов регенерации и охлаждения, а низ - с линиями отвода осушенного и очищенного газа и подачи газов регенерации и охлаждения;- a block of adsorption drying and gas purification, containing adsorbers with an adsorbent, the top of which is connected to the supply lines of raw gas and exhaust gases of regeneration and cooling, and the bottom - to the lines of drainage of dried and purified gas and supply of regeneration and cooling gases;

- печь нагрева газа регенерации, соединенная с линией подачи газа регенерации в адсорберы;- a regeneration gas heating furnace connected to a regeneration gas supply line to the adsorbers;

- блок низкотемпературной переработки газа, соединенный с линией отвода осушенного и очищенного газа и снабженный линиями отвода сухого отбензиненного газа (СОГ) и широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ);- a low-temperature gas processing unit, connected to the drainage line of the dried and purified gas and equipped with drainage lines of dry stripped gas (SOG) and a wide fraction of light hydrocarbons (BFLH);

- дожимная компрессорная станция (ДКС), снабженная линиями подвода и отвода СОГ.- Booster compressor station (DKS), equipped with lines for supplying and discharging SOG.

Недостатками известной установки являются:The disadvantages of the known installation are:

- отсутствие использования тепла газа регенерации для подогрева газа охлаждения перед подачей в печь нагрева газа регенерации;- lack of use of heat of the regeneration gas for heating the cooling gas before feeding the regeneration gas to the heating furnace;

- значительные колебания температуры газа охлаждения на стадии охлаждения соответствующего адсорбера (от 280-180°С до 60-40°С) перед входом в печь нагрева газа регенерации, оказывающие влияние на расход топливного газа и автоматическое регулирование печи;- significant fluctuations in the temperature of the cooling gas at the cooling stage of the corresponding adsorber (from 280-180 ° C to 60-40 ° C) before entering the regeneration gas heating furnace, affecting the flow of fuel gas and automatic control of the furnace;

- увеличение тепловой нагрузки на печь нагрева газа регенерации и увеличение расхода топливного газа за счет отсутствия рекуперации тепла газа регенерации;- an increase in the heat load on the regeneration gas heating furnace and an increase in fuel gas consumption due to the lack of heat recovery of the regeneration gas;

- увеличенная энергетическая нагрузка на блок охлаждения отработанного газа регенерации (электроэнергия, вода).- increased energy load on the cooling unit for the regeneration exhaust gas (electricity, water).

Схема нагрева газа регенерации с рекуперацией тепла использована в установке подготовки углеводородного газа (см. патент РФ на изобретение №2381822, B01D 53/04, опубл. 20.02.2010 в ОБ №5), являющейся наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению. Известная установка включает подключенный к линии подачи скомпримированного сырого газа от сырьевого компрессора блок адсорбционной осушки газа, содержащий параллельно соединенные адсорберы, заполненные сорбентом, с линиями подвода сырого газа и отвода осушенного газа, линиями подвода и отвода газа охлаждения и линиями подвода и отвода газа регенерации, дожимной компрессор и узел регенерации. Установка также снабжена блоком низкотемпературной обработки газа, вход которого соединен с линией отвода осушенного газа адсорберов, а выход - с входом дожимного компрессора, а также с линией подвода газа охлаждения к адсорберам. Кроме того, установка снабжена узлом подготовки отработанного газа регенерации, включающим установленные на линии отвода газа регенерации узел очистки (сепарации) отработанного газа регенерации и блок мембранного разделения, подключенный к линии подачи газа на дожимной компрессор и к линии подачи сырого газа на сырьевой компрессор.The heating gas regeneration gas with heat recovery was used in a hydrocarbon gas preparation unit (see RF patent for invention No. 2381822, B01D 53/04, published on February 20, 2010 in OB No. 5), which is the closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention. A known installation includes a gas adsorption drying unit connected to a compressed gas supply line from a feed compressor, containing adsorbents filled in parallel with adsorbent, with supply lines of raw gas and drainage of dried gas, cooling gas supply and exhaust lines, and regeneration gas supply and exhaust lines, booster compressor and regeneration unit. The installation is also equipped with a low-temperature gas treatment unit, the input of which is connected to the exhaust gas line of the adsorbers, and the output - to the inlet of the booster compressor, as well as with the supply line of cooling gas to the adsorbers. In addition, the installation is equipped with a regeneration exhaust gas preparation unit, including a regeneration exhaust gas purification (separation) unit installed on the regeneration gas exhaust line and a membrane separation unit connected to the gas supply line to the booster compressor and to the raw gas supply line to the raw material compressor.

Общими признаками известной установки и предлагаемого изобретения являются:Common features of the known installation and the present invention are:

- установленный на линии подачи сырого газа входной сепаратор;- an inlet separator installed on the raw gas supply line;

- блок адсорбционной осушки газа, содержащий параллельно соединенные адсорберы, заполненные сорбентом, с линиями подвода сырого газа и отвода осушенного газа, линиями подвода и отвода газа охлаждения и линиями подвода и отвода газа регенерации;- a gas adsorption drying unit containing parallel-connected adsorbers filled with a sorbent, with raw gas supply and exhaust gas removal lines, cooling gas supply and exhaust lines and regeneration gas supply and exhaust lines;

- узел регенерации и охлаждения, содержащий фильтр газа регенерации, фильтр газа охлаждения, рекуперативный теплообменник, нагревательный аппарат, охлаждающий аппарат и сепаратор отработанного газа регенерации;- a regeneration and cooling unit comprising a regeneration gas filter, a cooling gas filter, a regenerative heat exchanger, a heating apparatus, a cooling apparatus and a regeneration exhaust gas separator;

- линия отвода газа охлаждения последовательно соединена с фильтром газа охлаждения, рекуперативным теплообменником и нагревательным аппаратом;- a cooling gas exhaust line is connected in series with a cooling gas filter, a regenerative heat exchanger, and a heating apparatus;

- линия отвода газа регенерации последовательно соединена с фильтром газа регенерации, рекуперативным теплообменником, охлаждающим аппаратом и сепаратором отработанного газа регенерации;- a regeneration gas exhaust line is connected in series with a regeneration gas filter, a regenerative heat exchanger, a cooling apparatus, and a regeneration exhaust gas separator;

- блок низкотемпературной переработки газа, соединенный с линией отвода осушенного и очищенного газа и снабженный линиями отвода СОГ и ШФЛУ;- a low-temperature gas processing unit connected to the drainage line of dried and purified gas and equipped with SOG and NGL exhaust lines;

- дожимной компрессор, снабженный линиями подвода и отвода СОГ.- a booster compressor equipped with lines for supplying and discharging SOG.

Недостатком известной установки является значительный расход энергии на нагрев газа регенерации в нагревательном аппарате, что особенно характерно для установок адсорбционной осушки (очистки) газов производительностью более 1 млрд м3/год.A disadvantage of the known installation is the significant energy consumption for heating the regeneration gas in the heating apparatus, which is especially typical for gas adsorption drying (purification) plants with a capacity of more than 1 billion m 3 / year.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергетических затрат на проведение процесса регенерации адсорбента.The technical task of the invention is to reduce energy costs for the process of regeneration of the adsorbent.

Поставленная техническая задача согласно первому варианту заявляемого способа регенерации адсорбента процесса осушки и очистки углеводородного газа, включающему последовательное нагревание и охлаждение адсорбента продувкой сухим отбензиненным газом в качестве газа регенерации и газа охлаждения, который получают выделением углеводородов С2+выше или С3+выше из осушенного и очищенного углеводородного газа при его низкотемпературной переработке, последующем сжатии и охлаждении в дожимной компрессорной станции, нагрев газа охлаждения после стадии охлаждения адсорбента для получения горячего газа регенерации и его подачу на регенерацию адсорбента решается за счет того, что в качестве газа охлаждения используют часть потока сухого отбензиненного газа, который отбирают после охлаждения в дожимной компрессорной станции в количестве, равном общему количеству газа, необходимого для регенерации адсорбента, а при достижении заданной температуры на стадии охлаждения адсорбента подачу газа охлаждения прекращают и одновременно на стадию получения газа регенерации обеспечивают подачу части потока горячего сухого отбензиненного газа, отбираемого после сжатия в дожимной компрессорной станции в количестве, равном количеству газа охлаждения.The stated technical task according to the first embodiment of the inventive method of adsorbent regeneration for the process of drying and purifying hydrocarbon gas, which includes sequential heating and cooling of the adsorbent by blowing dry stripped gas as a regeneration gas and a cooling gas, which is obtained by separating hydrocarbons C 2 + above or C 3 + above from the dried and purified hydrocarbon gas during its low-temperature processing, subsequent compression and cooling in a booster compressor station, heating the cooling gas after the stage of cooling the adsorbent to obtain hot regeneration gas and its supply to the regeneration of the adsorbent is solved due to the fact that part of the dry stripped gas stream, which is selected after cooling in the booster compressor station in an amount equal to the total amount of gas required, is used as the cooling gas for regeneration of the adsorbent, and when the desired temperature is reached at the stage of cooling the adsorbent, the supply of cooling gas is stopped and, at the same time, the recovery gas they feed a portion of the flow of hot dry stripped gas taken after compression in the booster compressor station in an amount equal to the amount of cooling gas.

Поставленная техническая задача согласно второму варианту заявляемого способа регенерации адсорбента процесса осушки и очистки углеводородного газа, включающему последовательное нагревание и охлаждение адсорбента продувкой сухим отбензиненным газом в качестве газа регенерации и газа охлаждения, который получают выделением углеводородов С2+выше или С3+выше из осушенного и очищенного углеводородного газа при его низкотемпературной переработке, последующем сжатии и охлаждении в дожимной компрессорной станции, нагрев газа охлаждения после стадии охлаждения адсорбента для получения горячего газа регенерации и его подачу на регенерацию адсорбента, решается за счет того, что в качестве газа охлаждения используют часть потока сухого отбензиненного газа, который отбирают после охлаждения в дожимной компрессорной станции в рассчитанном количестве, обеспечивающем за время цикла охлаждение-регенерация охлаждение адсорбента, при этом после стадии охлаждения адсорбента газ охлаждения соединяют с частью потока горячего сухого отбензиненного газа, постоянно отбираемого после сжатия в дожимной компрессорной станции в количестве, суммарно обеспечивающем регенерацию адсорбента.The stated technical task according to the second variant of the inventive method of adsorbent regeneration for the process of drying and purifying hydrocarbon gas, which includes sequential heating and cooling of the adsorbent by blowing dry stripped gas as a regeneration gas and a cooling gas, which is obtained by separating hydrocarbons C 2 + above or C 3 + above from the dried and purified hydrocarbon gas during its low-temperature processing, subsequent compression and cooling in a booster compressor station, heating the cooling gas after the stage of cooling the adsorbent to obtain hot regeneration gas and its supply to the regeneration of the adsorbent, it is decided that part of the flow of dry stripped gas, which is taken after cooling in the booster compressor station in the calculated amount that ensures the cycle time, is used as the cooling gas cooling-regeneration cooling of the adsorbent, while after the stage of cooling the adsorbent, the cooling gas is connected to a part of the flow of hot dry stripped gas, constantly taken after compression in the booster compressor station in an amount that provides a total regeneration of the adsorbent.

Поставленная техническая задача согласно заявляемой системе регенерации адсорбента, включающей установленный на линии подачи сырого газа входной сепаратор, блок адсорбционной осушки и очистки газа, содержащий параллельно соединенные адсорберы, заполненные сорбентом, с линиями подвода сырого газа и отвода осушенного и очищенного газа, линиями подвода и отвода газа охлаждения и линиями подвода и отвода газа регенерации, узел регенерации и охлаждения, содержащий фильтр газа регенерации, фильтр газа охлаждения, рекуперативный теплообменник, печь нагрева газа регенерации, охлаждающие аппараты и сепаратор отработанного газа регенерации, блок низкотемпературной переработки газа, соединенный с линией отвода осушенного и очищенного газа и снабженный линиями отвода сухого отбензиненного газа и отвода широкой фракции легких углеводородов, дожимной компрессор, снабженный линиями подвода и отвода сухого отбензиненного газа, решается за счет того, что отвод сухого отбензиненного газа после дожимного компрессора соединен с дополнительно установленным воздушным холодильником и далее с магистралью товарного газа, при этом отвод сухого отбензиненного газа после воздушного холодильника снабжен дополнительным отводом, соединенным с линией подачи газа охлаждения в адсорберы, а отвод сухого отбензиненного газа после дожимного компрессора снабжен дополнительным отводом, соединенным с входом рекуперативного теплообменника.The stated technical task according to the inventive adsorbent regeneration system, including an inlet separator installed on a raw gas supply line, an adsorption drying and gas purification unit, containing adsorbents filled in parallel with a sorbent, with raw gas supply and exhaust lines for dried and purified gas, and supply and exhaust lines gas cooling and regeneration gas supply and exhaust lines, a regeneration and cooling unit comprising a regeneration gas filter, a cooling gas filter, a regenerative heat exchange nickname, regeneration gas heating furnace, cooling apparatus and a regeneration exhaust gas separator, a low-temperature gas processing unit connected to a drain line of dried and purified gas and equipped with lines for draining dry stripped gas and for removing a wide fraction of light hydrocarbons, a booster compressor equipped with supply and exhaust lines dry stripped gas is solved due to the fact that the removal of dry stripped gas after the booster compressor is connected to an additionally installed air cooler m and further to the backbone of commercial gas, wherein the dry gas outlet downstream of the air cooler provided with a further tap, coupled to the cooling gas supply line in the adsorbers, and the withdrawal of dry gas after the booster compressor is provided with an additional tap connected to the input of the recuperative heat exchanger.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в снижении энергетических затрат на проведение процесса регенерации адсорбента.The technical result of the invention consists in reducing energy costs for the process of regeneration of the adsorbent.

Заявляемая совокупность признаков предлагаемого способа регенерации адсорбента по первому и второму вариантам позволяет за счет дополнительного отвода горячего СОГ после дожимного компрессора, снабженного необходимыми средствами КиА (контроля и автоматизации) и арматурой, значительно снизить затраты энергии (топливного газа) на стадии регенерации адсорбента, что в зависимости от использования первого или второго варианта может составлять до 50%.The claimed combination of features of the proposed method of regeneration of the adsorbent according to the first and second options allows, due to the additional removal of hot SOG after the booster compressor, equipped with the necessary C&A (control and automation) and valves, to significantly reduce energy costs (fuel gas) at the stage of regeneration of the adsorbent, which depending on the use of the first or second option can be up to 50%.

Заявляемая совокупность признаков предлагаемой системы регенерации адсорбента позволяет за счет соединения дополнительного отвода СОГ после воздушного холодильника с линией подачи газа охлаждения в адсорберы, а дополнительного отвода СОГ после дожимного компрессора - с входом рекуперативного теплообменника:The claimed combination of features of the proposed adsorbent regeneration system allows by connecting the additional exhaust gas after the air cooler with the supply line of cooling gas to the adsorbers, and the additional exhaust gas after the booster compressor with the input of the regenerative heat exchanger:

- повысить температуру газа на выходе рекуперативного теплообменника и снизить тепловую нагрузку на печь, при этом расход топливного газа в печь нагрева газа регенерации снизится на 20-50%;- increase the temperature of the gas at the outlet of the regenerative heat exchanger and reduce the heat load on the furnace, while the flow of fuel gas to the regeneration gas heating furnace will decrease by 20-50%;

- за счет меньшего колебания температуры после рекуперативного теплообменника осуществить более мягкое и стабильное автоматическое регулирование работы печи нагрева газа регенерации по поддержанию требуемой температуры газа регенерации на выходе из печи;- due to less temperature fluctuations after the recuperative heat exchanger, carry out softer and more stable automatic regulation of the operation of the regeneration gas heating furnace to maintain the required temperature of the regeneration gas at the outlet of the furnace;

- при подаче горячих газов после дожимного компрессора в систему регенерации снизить энергетическую нагрузку на воздушный холодильник охлаждения СОГ на 5-15% (от количества газа регенерации на процесс) за счет отбора горячего СОГ после дожимного компрессора.- when supplying hot gases after the booster compressor to the regeneration system, reduce the energy load on the air cooler for cooling the SOG by 5-15% (of the amount of regeneration gas per process) due to the selection of hot SOG after the booster compressor.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема предлагаемой системы регенерации адсорбента.The drawing shows a schematic flow diagram of the proposed adsorbent regeneration system.

Система регенерации адсорбента включает входной сепаратор 1 для отделения жидкости, соединенный с блоком адсорбционной осушки и очистки газа.The adsorbent regeneration system includes an inlet separator 1 for separating liquid connected to the adsorption drying and gas purification unit.

Блок адсорбционной осушки и очистки газа содержит параллельно соединенные адсорберы 2, заполненные адсорбентом. Количество адсорберов 2 в схеме может быть 3, 4 или 6 (при необходимости). Каждый адсорбер 2 снабжен:The adsorption drying and gas purification unit contains parallel-connected adsorbers 2 filled with adsorbent. The number of adsorbers 2 in the circuit may be 3, 4 or 6 (if necessary). Each adsorber 2 is equipped with:

- линией 3 подачи сырьевого газа,- line 3 feed gas,

- линией 4 отвода осушенного и очищенного газа,- line 4 of the drain of dried and purified gas,

- линией 5 подачи газа регенерации,- line 5 supply gas regeneration,

- линией 6 отвода газа регенерации,- line 6 exhaust gas regeneration,

- линией 7 подачи газа охлаждения,- line 7 for supplying cooling gas,

- линией 8 отвода газа охлаждения.- line 8 of the exhaust gas cooling.

Линия 4 отвода осушенного и очищенного газа соединена с фильтром 9.Line 4 drainage of dried and purified gas is connected to the filter 9.

Установка снабжена узлом регенерации и охлаждения, содержащим фильтр 10 газа регенерации, фильтр 11 газа охлаждения, рекуперативный теплообменник 12, печь 13 нагрева газа регенерации, охлаждающие аппараты - воздушный холодильник 14 и водяной холодильник 15 (при необходимости) и сепаратор 16 отработанного газа регенерации.The installation is equipped with a regeneration and cooling unit comprising a regeneration gas filter 10, a cooling gas filter 11, a regenerative heat exchanger 12, a regeneration gas heating furnace 13, and cooling apparatuses — an air cooler 14 and a water cooler 15 (if necessary) and a regeneration exhaust gas separator 16.

Линия 6 отвода газа регенерации соединена с последовательно установленными фильтром 10 газа регенерации, рекуперативным теплообменником 12, воздушным холодильником 14, водяным холодильником 15 и сепаратором 16 отработанного газа регенерации. Сепаратор 16 отработанного газа регенерации снабжен отводами отработанного газа регенерации и сконденсированной воды.The regeneration gas exhaust line 6 is connected to a regeneration gas filter 10, a regenerative heat exchanger 12, an air cooler 14, a water cooler 15 and a regeneration exhaust gas separator 16 arranged in series. The regeneration exhaust gas separator 16 is provided with exhausts of the regeneration exhaust gas and condensed water.

Линия 8 отвода газа охлаждения соединена с последовательно установленными фильтром 11 газа охлаждения, рекуперативным теплообменником 12 и печью 13 нагрева газа регенерации. Выход печи 13 нагрева газа регенерации соединен с линией 5 подачи газа регенерации в адсорберы 2.The cooling gas exhaust line 8 is connected to a cooling gas filter 11, a recuperative heat exchanger 12, and a regeneration gas heating furnace 13 connected in series. The output of the furnace 13 for heating the regeneration gas is connected to a line 5 for supplying regeneration gas to the adsorbers 2.

Установка снабжена блоком 17 низкотемпературной переработки газа, соединенным с линией 4 отвода осушенного и очищенного газа после фильтра 9. Блок 17 низкотемпературной переработки газа снабжен линией 18 отвода СОГ и линией 19 отвода ШФЛУ.The installation is equipped with a low-temperature gas processing unit 17 connected to the drained and purified gas exhaust line 4 after the filter 9. The low-temperature gas processing unit 17 is equipped with an SOG exhaust line 18 and an NGL exhaust line 19.

Установка снабжена дожимной компрессорной станцией (ДКС), включающей дожимной компрессор 20 и воздушный холодильник 22.The installation is equipped with a booster compressor station (BCS), including a booster compressor 20 and an air cooler 22.

Дожимной компрессор 20 снабжен подводом СОГ, соединенным по линии 18 с блоком 17 низкотемпературной переработки газа, и отводом СОГ, соединенным по линии 21 с воздушным холодильником 22. При необходимости дожимной компрессор 20 может быть снабжен блоком улавливания паров компрессорного масла (не показано).The booster compressor 20 is equipped with an SOG supply connected via line 18 to the low-temperature gas processing unit 17 and an SOG outlet connected via line 21 with an air cooler 22. If necessary, the booster compressor 20 can be equipped with a compressor oil vapor recovery unit (not shown).

Отвод СОГ из воздушного холодильника 22 по линии 23 соединен с магистралью товарного газа (не показано).The removal of the SOG from the air cooler 22 via line 23 is connected to a gas line (not shown).

Линия 23 отвода СОГ после воздушного холодильника 22 снабжена дополнительным отводом, который по линии 24 соединен с линией 7 подачи газа охлаждения в адсорберы 2.The SOG exhaust line 23 after the air cooler 22 is equipped with an additional outlet, which is connected via a line 24 to the cooling gas supply line 7 to the adsorbers 2.

Линия 21 отвода СОГ после дожимного компрессора 20 снабжена дополнительным отводом, который по линии 25 соединен с входом рекуперативного теплообменника 12.The exhaust gas exhaust line 21 after the booster compressor 20 is equipped with an additional exhaust, which is connected via line 25 to the input of the regenerative heat exchanger 12.

Система также снабжена необходимыми трубопроводами, запорно-регулирующей арматурой и средствами контроля и автоматики (не показаны).The system is also equipped with the necessary pipelines, shut-off and control valves and control and automation equipment (not shown).

Система работает следующим образом (в качестве примера приведена схема с четырьмя адсорберами).The system works as follows (as an example, a diagram with four adsorbers is shown).

Сырьевой газ с температурой 20-45°C и давлением 2,0-10,0 МПа после отделения жидкости во входном сепараторе 1 поступает по линии 3 в блок адсорбционной осушки и очистки углеводородного газа для осушки газа и его очистки от кислых компонентов. При этом два адсорбера находятся в цикле адсорбции, один в цикле регенерации адсорбента и один в цикле охлаждения. Время циклов регенерации и охлаждения - по 6 ч, цикл адсорбции - 12 ч. Температура газа регенерации 200-320°C. Температура в адсорбере в конце цикла регенерации 180-300°C.The feed gas with a temperature of 20-45 ° C and a pressure of 2.0-10.0 MPa after separation of the liquid in the inlet separator 1 enters through line 3 to the unit for adsorption drying and purification of hydrocarbon gas for drying the gas and its purification from acidic components. In this case, two adsorbers are in the adsorption cycle, one in the adsorbent regeneration cycle and one in the cooling cycle. The cycles of regeneration and cooling are 6 hours each, the adsorption cycle is 12 hours. The temperature of the regeneration gas is 200-320 ° C. The temperature in the adsorber at the end of the regeneration cycle is 180-300 ° C.

Осушенный и очищенный газ по линии 4 поступает в фильтр 9, в котором улавливается пыль адсорбента, унесенная из адсорберов, и далее направляется в блок 17 низкотемпературной переработки газа.The dried and purified gas through line 4 enters the filter 9, in which the adsorbent dust entrained from the adsorbers is captured, and then sent to the low-temperature gas processing unit 17.

В блоке 17 низкотемпературной переработки газа за счет понижения давления и снижения температуры часть осушенного и очищенного газа конденсируется и из него выделяется СОГ и ШФЛУ. ШФЛУ по линии 19 направляется на дальнейшую переработку, а СОГ по линии 18 с давлением 1,8-4,0 МПа поступает на сжатие в дожимной компрессор 20.In block 17 of low-temperature gas processing due to lowering the pressure and lowering the temperature, part of the dried and purified gas condenses and SOG and NGL are released from it. BFLH through line 19 is sent for further processing, and LOG through line 18 with a pressure of 1.8-4.0 MPa is sent to compression in a booster compressor 20.

После дожимного компрессора 20 большая часть потока СОГ с температурой 140-220°C по линии 21 подается на охлаждение в воздушный холодильник 22, а другая часть потока СОГ по линии 25 направляется в рекуперативный теплообменник 12 и далее в печь 13.After the booster compressor 20, most of the COG stream with a temperature of 140-220 ° C via line 21 is fed to the air cooler 22 for cooling, and the other part of the COG stream through line 25 is sent to a regenerative heat exchanger 12 and then to the furnace 13.

В воздушном холодильнике 22 СОГ охлаждается до температуры 30-45°С, после чего основная часть потока СОГ по линии 23 направляется в магистраль товарного газа, а оставшаяся часть потока СОГ по линии 24 направляется в качестве газа охлаждения в адсорбер 2, находящийся в режиме охлаждения.In the air cooler 22, the SOG is cooled to a temperature of 30-45 ° C, after which the main part of the SOG stream through line 23 is sent to the commercial gas line, and the remaining part of the SOG stream through line 24 is sent as cooling gas to the adsorber 2, which is in the cooling mode .

Газ охлаждения поступает в адсорбер 2 по линии 7 и после выхода из адсорбера 2 по линии 8 направляется в фильтр 11, где очищается от пыли адсорбента, и затем поступает в межтрубное пространство рекуперативного теплообменника 12, в котором нагревается горячим потоком газа регенерации, выходящим по линии 6 из адсорбера 2, находящегося в режиме регенерации, после чего поступает в печь 13.The cooling gas enters the adsorber 2 through line 7 and, after exiting the adsorber 2 through line 8, is directed to the filter 11, where it is cleaned of adsorbent dust, and then enters the annulus of the recuperative heat exchanger 12, in which it is heated by a hot flow of regeneration gas leaving the line 6 from the adsorber 2, which is in regeneration mode, after which it enters the furnace 13.

Нагретый поток газа из печи 13 в качестве газа регенерации поступает по линии 5 на регенерацию адсорбента в адсорбер 2, находящийся в режиме регенерации. Насыщенный влагой отработанный газ регенерации по линии 6 через фильтр 10 поступает в рекуперативный теплообменник 12, в котором отдает свое тепло потоку газа охлаждения, поступающему в рекуперативный теплообменник по линии 8. Далее газ регенерации доохлаждается в воздушном холодильнике 14 и (при необходимости) водяном холодильнике 15, после чего направляется в сепаратор 16 для разделения отработанного газа регенерации и сконденсированной воды. Отработанный газ регенерации направляется на утилизацию одним из известных методов, а сконденсированная вода сбрасывается в дренаж.The heated gas stream from the furnace 13 as a regeneration gas enters through the line 5 for regeneration of the adsorbent into the adsorber 2, which is in the regeneration mode. Saturated with moisture, the regeneration exhaust gas through line 6 through the filter 10 enters the recuperative heat exchanger 12, in which it transfers its heat to the cooling gas stream entering the regenerative heat exchanger via line 8. Next, the regeneration gas is cooled in the air cooler 14 and (if necessary) the water cooler 15 and then sent to the separator 16 to separate the exhaust gas regeneration and condensed water. The exhaust gas from the regeneration is sent for disposal by one of the known methods, and the condensed water is discharged into the drain.

Способ регенерации адсорбента процесса осушки и очистки газа осуществляется следующим образом.The method of regeneration of the adsorbent of the drying and gas purification process is as follows.

В соответствии с первым вариантом газ охлаждения по линии 24 в количестве 5-15% от потока СОГ (соответствующем обычному расходу газа на охлаждение и регенерацию в существующих и известных системах регенерации адсорбентов) с температурой 30-45°C подают в адсорбер 2, находящийся в режиме охлаждения. При продолжительности стадий охлаждения и регенерации по 6 ч (обычный режим работы) для охлаждения адсорбера и адсорбента перед стадией адсорбции необходимо 1,5-2 часа. При достижении в адсорбере 2 заданной температуры 40-60°C системой автоматизации и регулирования плавно перекрывают (соответствующим клапаном) линию 24 подачи газа охлаждения и одновременно открывают линию 25 подачи горячего СОГ после дожимного компрессора. Горячий СОГ в количестве 5-15% от всего потока СОГ с температурой 140-220°C направляют в рекуперативный теплообменник 12, замещая таким образом газ охлаждения, ранее поступавший в рекуперативный теплообменник 12 по линии 8.In accordance with the first embodiment, the cooling gas through line 24 in an amount of 5-15% of the COG stream (corresponding to the usual gas flow rate for cooling and regeneration in existing and known adsorbent regeneration systems) with a temperature of 30-45 ° C is supplied to the adsorber 2 located in cooling mode. With the duration of the cooling and regeneration stages of 6 hours (normal operation), it takes 1.5-2 hours to cool the adsorber and adsorbent before the adsorption stage. When the adsorber 2 reaches the set temperature of 40-60 ° C, the automation and control system smoothly shut off (with the corresponding valve) the cooling gas supply line 24 and at the same time open the hot SOG supply line 25 after the booster compressor. Hot SOG in the amount of 5-15% of the total SOG stream with a temperature of 140-220 ° C is sent to the recuperative heat exchanger 12, thus replacing the cooling gas previously supplied to the recuperative heat exchanger 12 through line 8.

В соответствии со вторым вариантом рассчитанное (в соответствии с известной практикой промышленной эксплуатации установок адсорбционной осушки/очистки газа) количество газа, необходимое для охлаждения адсорбера (20-40% от количества газов охлаждения-регенерации) отбирают после охлаждения в воздушном холодильнике 22 и по линии 24 направляют в линию 7 подачи газа охлаждения в адсорбер 2, находящийся на стадии охлаждения. Дополнительное количество газа, отбираемого после сжатия в дожимном компрессоре 20 в количестве, суммарно обеспечивающем регенерацию адсорбента (60-80% от количества газов регенерации), по линии 25 подается в рекуперативный теплообменник 12 вместе с потоком газа охлаждения, поступающим в рекуперативный теплообменник 12 по линии 8.In accordance with the second option, the calculated (in accordance with the well-known practice of commercial operation of adsorption drying / gas purification plants) amount of gas required to cool the adsorber (20-40% of the amount of cooling and regeneration gases) is taken after cooling in the air cooler 22 and along the line 24 is sent to the cooling gas supply line 7 to the adsorber 2, which is in the cooling stage. An additional amount of gas taken after compression in the booster compressor 20 in an amount that ensures the total regeneration of the adsorbent (60-80% of the amount of regeneration gases) is fed through line 25 to the recuperative heat exchanger 12 along with the flow of cooling gas entering the recuperative heat exchanger 12 through the line 8.

В обоих случаях подача горячего СОГ после дожимного компрессора с температурой 140-220°C увеличит температуру газа, входящего и выходящего из рекуперативного теплообменника 12 и поступающего на подогрев до требуемой температуры регенерации в печь 13. При этом снижение тепловой нагрузки на печь 13 нагрева газа регенерации, а, следовательно, и количество топливного газа на нагрев газа регенерации снижается на 20-50%. Энергетический эффект в указанных пределах будет увеличиваться с увеличением необходимой температуры регенерации адсорбента, обеспечивающей более глубокую осушку/очистку газа, что особенно важно в процессах низкотемпературной переработки газов и получения СПГ.In both cases, the supply of hot COH after the booster compressor with a temperature of 140-220 ° C will increase the temperature of the gas entering and leaving the recuperative heat exchanger 12 and supplied to the heating to the required regeneration temperature in the furnace 13. At the same time, the heat load on the regeneration gas heating furnace 13 is reduced. , and, consequently, the amount of fuel gas for heating the regeneration gas is reduced by 20-50%. The energy effect within the specified limits will increase with an increase in the required temperature of regeneration of the adsorbent, which provides deeper drying / purification of gas, which is especially important in the processes of low-temperature gas processing and LNG production.

Для примеров приведены следующие исходные данные по существующей промышленной установке осушки газа:For examples, the following initial data on an existing industrial gas dehydration plant are given:

Figure 00000001
Figure 00000001

На основании расчетов по известным формулам определяем суммарное количество тепла, которое необходимо внести для проведения регенерации цеолита Qт.р.:Based on the calculations according to well-known formulas, we determine the total amount of heat that must be introduced for the regeneration of zeolite Q tr :

- тепло для нагрева адсорбента: Qнаг.ад-та=2340 тыс. ккал.- heat for heating the adsorbent: Q load.ad-ta = 2340 thousand kcal.

- тепло для нагрева адсорбированной воды и десорбции воды из пор цеолита: Qдес.=4321 тыс. ккал.- heat for heating adsorbed water and desorption of water from the pores of the zeolite: Q des. = 4321 thousand kcal.

- тепло для нагрева металла адсорбера: Qнаг.ад-ра=1591 тыс. ккал.- heat for heating the adsorber metal: Q load.ad-pa = 1591 thousand kcal.

- потери тепла в окружающую среду: Qпот. ~413 тыс. ккал. ΣQт.р.=2340+1591+4321+413=8665 тыс. ккал.- heat loss to the environment: Q sweat. ~ 413 thousand kcal. ΣQ tr = 2340 + 1591 + 4321 + 413 = 8665 thousand kcal.

Аналогичным образом определяется необходимое количество отводимого тепла на стадии охлаждения адсорбента с 280°C до 50°C: Qохл.ад-та=2070 тыс. ккал. Количество тепла на охлаждение стенок адсорбера до 50°C: Qохл.ад-ра=710 тыс. ккал.In a similar way, the required amount of heat removed is determined at the stage of cooling the adsorbent from 280 ° C to 50 ° C: Q cooling add = 2070 thousand kcal. The amount of heat to cool the walls of the adsorber to 50 ° C: Q cooling ad-ra = 710 thousand kcal.

Общее количество отводимого тепла на стадии охлаждения: ΣQохл=2780 тыс. ккал.The total amount of waste heat in the cooling step: ΣQ OHL = 2780 thousand kcal..

Остальные составляющие расхода тепла, необходимые при регенерации адсорбента, при его охлаждении отсутствуют.The remaining components of the heat consumption required during regeneration of the adsorbent are absent during its cooling.

В результате количество тепла, отводимого на стадии охлаждения процесса, составляет: ΣQохл./ΣQт.р.=2780/8665=32,0% от количества тепла, необходимого на регенерацию.As a result, the amount of heat removed during the cooling stage of the process is: ΣQ cool. / ΣQ tr = 2780/8665 = 32.0% of the amount of heat required for regeneration.

По известным формулам определяем количество газа регенерации с температурой 300°C, которое за цикл регенерации внесет 8665 тыс.ккал: Vг.р.=12 тыс.м3/ч (~9000 кг/ч), что составляет 12/119 ~10,0% от осушаемого на установке газа.By well-known formulas determine the amount of regeneration gas having a temperature of 300 ° C, for which the regeneration cycle will tys.kkal 8665: V b = 12 thousand m 3 / h (~ 9000 kg / h), which is 12/119 ~ 10.0% of the gas drained at the installation.

Таким образом, при продолжительности стадий охлаждения и регенерации по 6 ч (обычный режим работы) для охлаждения адсорбента и адсорбера до температуры 50°С перед стадией адсорбции необходимо: 6 ч. 0,32=2 ч. При этом после 2 ч температура газа охлаждения перед рекуперативным теплообменником 12 составит 50-60°С, а после него на входе в печь 13 при температуре отработанного газа регенерации (линия 6) на уровне 270-280°С составит 120-140°С.Thus, when the cooling and regeneration stages are 6 hours each (normal operation), to cool the adsorbent and adsorber to a temperature of 50 ° С before the adsorption stage, it is necessary: 6 hours 0.32 = 2 hours. In this case, after 2 hours the temperature of the cooling gas before the recuperative heat exchanger 12 will be 50-60 ° C, and after it at the inlet to the furnace 13 at a temperature of the regeneration exhaust gas (line 6) at the level of 270-280 ° C will be 120-140 ° C.

Пример 1Example 1

Начало циклов охлаждение-регенерация проводится по обычной схеме. В качестве газа охлаждения используется часть потока СОГ, который отбирают по линии 24 после охлаждения в воздушном холодильнике 22. После подачи газа охлаждения в адсорбер с температурой 30-45°С в количестве 12 тыс.м3/ч в течение 2 ч адсорбер с адсорбентом охлаждается до температуры 40-60°С и готов к стадии адсорбции. При достижении заданной температуры (40-60°С) подача газа охлаждения прекращается, для чего системой автоматизации и регулирования плавно перекрывают соответствующим клапаном линию 24. Одновременно с прекращением подачи газа охлаждения открывается линия 25 подачи горячего потока СОГ, отбираемого после сжатия в дожимном компрессоре 20. Горячий поток СОГ с температурой 140-220°С в количестве 12 тыс.м3/ч направляют на вход рекуперативного теплообменника 12.The beginning of the cooling-regeneration cycles is carried out according to the usual scheme. As the cooling gas, a part of the COG stream is used, which is taken along line 24 after cooling in the air cooler 22. After the cooling gas is supplied to the adsorber with a temperature of 30-45 ° C in an amount of 12 thousand m 3 / h for 2 hours, the adsorber with adsorbent it is cooled to a temperature of 40-60 ° C and is ready for the adsorption stage. When the set temperature (40-60 ° C) is reached, the supply of cooling gas is stopped, for which the automation and control system smoothly cut off line 24 with the corresponding valve. Simultaneously with the cessation of the supply of cooling gas, line 25 for supplying the hot COG stream taken after compression in the booster compressor 20 opens A hot stream of SOG with a temperature of 140-220 ° C in an amount of 12 thousand m 3 / h is sent to the input of the regenerative heat exchanger 12.

Для дальнейших расчетов экономии топливного газа приняты следующие данные.For further calculations of fuel gas savings, the following data are accepted.

Температура газа охлаждения (~12 тыс.м3/ч) перед рекуперативным теплообменником 12 через 2 часа составит 50-60°С, а после него - 120-140°С. Для догрева газа в печи 13 в течение последующих 4 ч до температуры 300°С потребуется ~890000 ккал/ч тепла или ~95 кг/ч, или ~134 м3/ч топливного газа.The temperature of the cooling gas (~ 12 thousand m 3 / h) in front of the regenerative heat exchanger 12 after 2 hours will be 50-60 ° C, and after it - 120-140 ° C. To reheat the gas in furnace 13 over the next 4 hours to a temperature of 300 ° C, ~ 890000 kcal / h of heat or ~ 95 kg / h, or ~ 134 m 3 / h of fuel gas will be required.

После переключения и подачи горячего газа по линии 25 с температурой 140°С на вход рекуперативного теплообменника 12 температура газа после рекуперативного теплообменника 12 составит ~200°С. Для догрева газа в печи 13 до температуры 300°С потребуется ~60 кг/ч или ~85 м3/ч топливного газа.After switching and supplying hot gas through line 25 with a temperature of 140 ° C to the input of the recuperative heat exchanger 12, the gas temperature after the recuperative heat exchanger 12 will be ~ 200 ° C. To preheat the gas in furnace 13 to a temperature of 300 ° C, ~ 60 kg / h or ~ 85 m 3 / h of fuel gas will be required.

При температуре горячего газа перед рекуперативным теплообменником ~200°С его температура перед печью 13 составит ~240°С. Для догрева газа в печи 13 до температуры 300°С потребуется ~35 кг/ч или ~50 м3/ч топливного газа.When the temperature of the hot gas in front of the recuperative heat exchanger is ~ 200 ° C, its temperature in front of the furnace 13 will be ~ 240 ° C. To preheat the gas in the furnace 13 to a temperature of 300 ° C, ~ 35 kg / h or ~ 50 m 3 / h of fuel gas will be required.

С учетом того, что время снижения расхода топливного газа составляет 4 ч из 6 ч, необходимых на регенерацию, экономия топливного газа составит:Considering that the time for reducing fuel gas consumption is 4 hours out of 6 hours needed for regeneration, fuel gas savings will be:

- при температуре газа по линии 24 на уровне 140°С: (134-85)/134 4/6≈24%- at a gas temperature along line 24 at a level of 140 ° C: (134-85) / 134 4 / 6≈24%

- при температуре газа по линии 24 на уровне 200°С: (134-50)/134 4/6≈42%- at a gas temperature along line 24 at a level of 200 ° C: (134-50) / 134 4 / 6≈42%

Пример 2Example 2

В качестве газа охлаждения используется часть потока СОГ, направляемого по линии 24 после охлаждения в воздушном холодильнике 22 в количестве 20-40% от общего количества газа, необходимого для проведения стадий охлаждение-регенерация (в данном примере это количество составляет ~33% от 12 тыс.м3/ч, т.е. ~4,0 тыс.м3/ч). Это количество газа обеспечивает охлаждение адсорбера с адсорбентом до 50-60°С в течение 6 ч.As the cooling gas, a part of the COG stream used is directed along line 24 after cooling in the air cooler 22 in an amount of 20-40% of the total amount of gas required for the cooling-regeneration stages (in this example, this amount is ~ 33% of 12 thousand .m 3 / h, i.e. ~ 4.0 thousand m 3 / h). This amount of gas provides cooling of the adsorber with the adsorbent to 50-60 ° C for 6 hours.

Остальное количество газа - 60-80% от общего количества газа, необходимого для проведения стадий охлаждение-регенерация (в данном примере это количество составляет ~66% от 12 тыс.м3/ч, т.е. ~8,0 тыс.м3/ч) с температурой 140-220°С подается по линии 25 на вход рекуперативного теплообменника 12.The remaining amount of gas is 60-80% of the total amount of gas required for the cooling-regeneration stages (in this example, this amount is ~ 66% of 12 thousand m 3 / h, i.e. ~ 8.0 thousand m 3 / h) with a temperature of 140-220 ° C is fed through line 25 to the input of the regenerative heat exchanger 12.

При температуре горячего газа, подаваемого по линии 25 на вход рекуперативного теплообменника 12 равной 140°С (в данном примере 8,0 тыс.м3/ч в течение 6 ч), средняя температура газа после рекуперативного теплообменника 12 составит ~185°С. Для догрева газа в печи 13 до температуры 300°С потребуется ~70 кг/ч или ~100 м3/ч топливного газа. Экономия топливного газа в данном случае составит: (134-100)/134≈25%When the temperature of the hot gas supplied through line 25 to the input of the regenerative heat exchanger 12 is 140 ° C (in this example, 8.0 thousand m 3 / h for 6 hours), the average gas temperature after the regenerative heat exchanger 12 will be ~ 185 ° C. To heat the gas in the furnace 13 to a temperature of 300 ° C, ~ 70 kg / h or ~ 100 m 3 / h of fuel gas will be required. The fuel gas savings in this case will be: (134-100) / 134≈25%

При температуре горячего газа, подаваемого по линии 25 на вход рекуперативного теплообменника 12 равной 200°С, температура газа после рекуперативного теплообменника 12 составит ~220°С. Для догрева газа в печи 13 до температуры 300°С потребуется ~47 кг/ч или -66 м3/ч топливного газа. Экономия топливного газа в данном случае составит: (134-66)/134≈51%.When the temperature of the hot gas supplied through line 25 to the input of the recuperative heat exchanger 12 is 200 ° C, the gas temperature after the recuperative heat exchanger 12 will be ~ 220 ° C. To preheat the gas in furnace 13 to a temperature of 300 ° C, ~ 47 kg / h or -66 m 3 / h of fuel gas will be required. The fuel gas savings in this case will be: (134-66) / 134≈51%.

Таким образом, как видно из примеров 1 и 2, по сравнению с известными способами регенерации адсорбента предлагаемый способ позволяет снизить энергетические затраты на проведение процесса регенерации адсорбента вследствие снижения тепловой нагрузки на печь нагрева и снижения количества топливного газа на нагрев газа регенерации на 20-50%.Thus, as can be seen from examples 1 and 2, in comparison with the known methods of regeneration of the adsorbent, the proposed method allows to reduce the energy costs of the regeneration of the adsorbent due to the reduction of the heat load on the heating furnace and the amount of fuel gas for heating the regeneration gas by 20-50% .

Claims (3)

1. Способ регенерации адсорбента процесса осушки и очистки углеводородного газа, включающий последовательное нагревание и охлаждение адсорбента продувкой сухим отбензиненным газом в качестве газа регенерации и газа охлаждения, который получают выделением углеводородов С2+выше или С3+выше из осушенного и очищенного углеводородного газа при его низкотемпературной переработке, последующем сжатии и охлаждении в дожимной компрессорной станции, нагрев газа охлаждения после стадии охлаждения адсорбента для получения горячего газа регенерации и его подачу на регенерацию адсорбента, отличающийся тем, что в качестве газа охлаждения используют часть потока сухого отбензиненного газа, который отбирают после охлаждения в дожимной компрессорной станции в количестве, равном общему количеству газа, необходимого для регенерации адсорбента, а при достижении заданной температуры на стадии охлаждения адсорбента подачу газа охлаждения прекращают и одновременно на стадию получения газа регенерации обеспечивают подачу части потока горячего сухого отбензиненного газа, отбираемого после сжатия в дожимной компрессорной станции в количестве, равном количеству газа охлаждения.1. A method of regenerating an adsorbent for a process of drying and purifying a hydrocarbon gas, comprising sequentially heating and cooling the adsorbent by blowing dry stripped gas as a regeneration gas and a cooling gas, which is obtained by separating hydrocarbons C 2 + above or C 3 + above from dried and purified hydrocarbon gas at its low-temperature processing, subsequent compression and cooling in a booster compressor station, heating the cooling gas after the stage of cooling the adsorbent to obtain hot gas regene cation and its supply to the regeneration of the adsorbent, characterized in that as the cooling gas use part of the flow of dry stripped gas, which is taken after cooling in the booster compressor station in an amount equal to the total amount of gas required for regeneration of the adsorbent, and when the set temperature is reached stages of adsorbent cooling, the cooling gas supply is stopped and at the same time, part of the flow of hot dry stripped gas taken from after compression in the booster compressor station in an amount equal to the amount of cooling gas. 2. Способ регенерации адсорбента процесса осушки и очистки углеводородного газа, включающий последовательное нагревание и охлаждение адсорбента продувкой сухим отбензиненным газом в качестве газа регенерации и газа охлаждения, который получают выделением углеводородов С2+выше или С3+выше из осушенного и очищенного углеводородного газа при его низкотемпературной переработке, последующем сжатии и охлаждении в дожимной компрессорной станции, нагрев газа охлаждения после стадии охлаждения адсорбента для получения горячего газа регенерации и его подачу на регенерацию адсорбента, отличающийся тем, что в качестве газа охлаждения используют часть потока сухого отбензиненного газа, который отбирают после охлаждения в дожимной компрессорной станции в рассчитанном количестве, обеспечивающем за время цикла охлаждение-регенерация охлаждение адсорбента, при этом после стадии охлаждения адсорбента газ охлаждения соединяют с частью потока горячего сухого отбензиненного газа, постоянно отбираемого после сжатия в дожимной компрессорной станции в количестве, суммарно обеспечивающем регенерацию адсорбента.2. A method of regenerating an adsorbent for a process of drying and purifying a hydrocarbon gas, comprising sequentially heating and cooling the adsorbent by blowing dry stripped gas as a regeneration gas and a cooling gas, which is obtained by separating hydrocarbons C 2 + above or C 3 + above from dried and purified hydrocarbon gas at its low-temperature processing, subsequent compression and cooling in a booster compressor station, heating the cooling gas after the stage of cooling the adsorbent to obtain hot gas regene cation and its supply to the regeneration of the adsorbent, characterized in that as the cooling gas use part of the flow of dry stripped gas, which is taken after cooling in the booster compressor station in the calculated amount, which ensures the adsorbent during the cooling-regeneration cycle, and after the cooling stage the adsorbent cooling gas is combined with a part of the flow of hot dry stripped gas, which is constantly taken after compression in the booster compressor station in an amount which regenerates the adsorbent. 3. Система регенерации адсорбента, включающая установленный на линии подачи сырого газа входной сепаратор, блок адсорбционной осушки и очистки газа, содержащий параллельно соединенные адсорберы, заполненные сорбентом, с линиями подвода сырого газа и отвода осушенного и очищенного газа, линиями подвода и отвода газа охлаждения и линиями подвода и отвода газа регенерации, узел регенерации и охлаждения, содержащий фильтр газа регенерации, фильтр газа охлаждения, рекуперативный теплообменник, печь нагрева газа регенерации, охлаждающие аппараты и сепаратор отработанного газа регенерации, блок низкотемпературной переработки газа, соединенный с линией отвода осушенного и очищенного газа и снабженный линиями отвода сухого отбензиненного газа и отвода широкой фракции легких углеводородов, дожимной компрессор, снабженный линиями подвода и отвода сухого отбензиненного газа, отличающаяся тем, что отвод сухого отбензиненного газа после дожимного компрессора соединен с дополнительно установленным воздушным холодильником и далее с магистралью товарного газа, при этом отвод сухого отбензиненного газа после воздушного холодильника снабжен дополнительным отводом, соединенным с линией подачи газа охлаждения в адсорберы, а отвод сухого отбензиненного газа после дожимного компрессора снабжен дополнительным отводом, соединенным с входом рекуперативного теплообменника.3. The adsorbent regeneration system, including an inlet separator installed on the raw gas supply line, an adsorption drying and gas purification unit, containing adsorbents filled in parallel with the adsorbent, with raw gas supply and drainage lines for dried and purified gas, and cooling gas supply and exhaust lines and regeneration gas supply and exhaust lines, a regeneration and cooling unit comprising a regeneration gas filter, a cooling gas filter, a regenerative heat exchanger, a regeneration gas heating furnace, cooling units a regeneration waste gas separator and separator, a low-temperature gas processing unit connected to a drain line of dried and purified gas and equipped with lines for draining dry stripped gas and for discharging a wide fraction of light hydrocarbons, a booster compressor equipped with lines for supplying and discharging dry stripped gas, characterized in that the discharge of dry stripped gas after the booster compressor is connected to an additionally installed air cooler and then to the commercial gas line, while after the air cooler is equipped with an additional outlet connected to the line for supplying cooling gas to the adsorbers, and the outlet of dry topped gas after the booster compressor is equipped with an additional outlet connected to the inlet of the regenerative heat exchanger.
RU2016130908A 2016-07-26 2016-07-26 Method for regeneration of drying process adsorbent and purification of hydrocarbon gas (versions) and system for its implementation RU2637242C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016130908A RU2637242C1 (en) 2016-07-26 2016-07-26 Method for regeneration of drying process adsorbent and purification of hydrocarbon gas (versions) and system for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016130908A RU2637242C1 (en) 2016-07-26 2016-07-26 Method for regeneration of drying process adsorbent and purification of hydrocarbon gas (versions) and system for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2637242C1 true RU2637242C1 (en) 2017-12-01

Family

ID=60581406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016130908A RU2637242C1 (en) 2016-07-26 2016-07-26 Method for regeneration of drying process adsorbent and purification of hydrocarbon gas (versions) and system for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2637242C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109652155A (en) * 2019-02-22 2019-04-19 中国石油工程建设有限公司 A kind of molecular sieve dehydration system and technique for natural gas processing field
RU2696437C1 (en) * 2018-12-18 2019-08-01 Акционерное общество "НИПИгазпереработка" (АО "НИПИГАЗ") Method of waste gas regeneration treatment
RU2750696C1 (en) * 2020-06-26 2021-07-01 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" Adsorption unit for preparation of natural gas
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

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2159663C2 (en) * 1999-09-16 2000-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Оренбурггазпром" Method of regeneration of zeolite of dehumidification and cleaning processes of natural gas from sulfur compounds
WO2006024030A2 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Advanced Extraction Technologies, Inc. Combined use of external and internal solvents in processing gases containing light, medium and heavy components
RU78091U1 (en) * 2008-06-24 2008-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" INSTALLATION OF ADSORPTION DRYING AND GAS CLEANING
RU2381822C1 (en) * 2008-10-06 2010-02-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") Hydrocarbon gas treatment plant
RU2470865C2 (en) * 2011-03-30 2012-12-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ("ОАО "НИПИгазпереработка") Method of preparing hydrocarbon gas and apparatus for realising said method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2159663C2 (en) * 1999-09-16 2000-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Оренбурггазпром" Method of regeneration of zeolite of dehumidification and cleaning processes of natural gas from sulfur compounds
WO2006024030A2 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Advanced Extraction Technologies, Inc. Combined use of external and internal solvents in processing gases containing light, medium and heavy components
RU78091U1 (en) * 2008-06-24 2008-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" INSTALLATION OF ADSORPTION DRYING AND GAS CLEANING
RU2381822C1 (en) * 2008-10-06 2010-02-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") Hydrocarbon gas treatment plant
RU2470865C2 (en) * 2011-03-30 2012-12-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ("ОАО "НИПИгазпереработка") Method of preparing hydrocarbon gas and apparatus for realising said method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2696437C1 (en) * 2018-12-18 2019-08-01 Акционерное общество "НИПИгазпереработка" (АО "НИПИГАЗ") Method of waste gas regeneration treatment
CN109652155A (en) * 2019-02-22 2019-04-19 中国石油工程建设有限公司 A kind of molecular sieve dehydration system and technique for natural gas processing field
CN109652155B (en) * 2019-02-22 2023-10-10 中国石油工程建设有限公司 Molecular sieve dehydration system and process for natural gas treatment field
RU2750696C1 (en) * 2020-06-26 2021-07-01 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" Adsorption unit for preparation of natural gas
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
RU2820136C1 (en) * 2022-12-27 2024-05-29 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" Natural gas treatment device
RU2831647C1 (en) * 2023-11-29 2024-12-11 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" Modular natural gas treatment plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109652155B (en) Molecular sieve dehydration system and process for natural gas treatment field
CN102958583B (en) Process for purifying natural gas and regenerating one or more adsorbers
KR101388266B1 (en) Method and apparatus for separating blast furnace gas
EA016640B1 (en) A process for regeneration of adsorbent beds
RU2381822C1 (en) Hydrocarbon gas treatment plant
RU2648062C1 (en) Device of adsorption drying gases
RU2367505C1 (en) Gas preparation unit
CN104110972B (en) A kind of tail gas recycle decontamination cycle of annealing furnace system utilizes device and technique
RU2637242C1 (en) Method for regeneration of drying process adsorbent and purification of hydrocarbon gas (versions) and system for its implementation
RU2653023C1 (en) Gas preparation installation
CN211537130U (en) Adsorption and desorption device and system with dry gas backflow module
EA028938B1 (en) Temperature swing adsorption system and method for purifying fluids using the same
RU2498174C1 (en) System for oil gas absorption dehydration, treatment and low-temperature separation
CN204085209U (en) A kind of tail gas recycle decontamination cycle of annealing furnace system utilizes device
CN220194452U (en) Acetylene drying device
RU2565320C1 (en) Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing
CN108079736B (en) Flash evaporation gas purification and recovery system
RU2120587C1 (en) Plant for cleaning liquefied hydrocarbon gases from methanol
RU2708853C1 (en) Plant for purification of associated petroleum and natural gas from sulfur-containing compounds
RU2618009C1 (en) Plant for cleaning oil petroleum and natural gas from sulfur-containing compounds
RU2750696C1 (en) Adsorption unit for preparation of natural gas
CN104073310A (en) Device and method for purifying and drying natural gas
CN204251574U (en) Molecular sieve dewatering device
RU78091U1 (en) INSTALLATION OF ADSORPTION DRYING AND GAS CLEANING
RU2456059C2 (en) Method of gas treatmentand device to this end