Способ извлечения этановой фракции из нефтяных газов при газлифтной добыче нефти

 

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭТАНОВОЙ ФРАКЦИИ ИЗ НЕФТЯНЫХ ГАЗОВ ПРИ ГАЗЛИФТНОЙ ДОБЫЧЕ НЕФТИ , включающий предварительное разделе:ние потока нефти и газа из газлифтной скважины , последующие очистку, осушку, сжатие и охлаждение выделенного потока исход- . ного нефтяного газа, его разделение в первом низкотемпературном сепараторе на жид кую и, газообразную фракции, охлаждение газообразной фракции и ее разделение во втором низкотемпературном сепараторе с получением газообразной и жидкой фракций , направляемой на ректификацию в деметанизатор , нижний продукт которого (этановую фракцию) подвергают дальнейшему ректификационному разделению, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения этановой фракции и снижения энергозатрат, часть газообразной фракции первого низ температурного сепаратора после предварительного сжатия направляют в газлифтную нефтяную скважину, газообразную фракцию второго сепаратора дополнительно охлаждают и сепарируют в две стадии, на первой из которых жидкую фазу направляют на орошение деметанизатора , а на второй стадии возвращают после рекуперации холода в исходный поток нефтяного газа. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, 9 что количество газообразной фракции, нал правляемой в газлифтную нефтяную скважину , поддерживают в пределах 25-30% от всего количества газообразной фракции первого низкотемпературного сепаратора, дополнительное охлаждение газообразной фракции второго сепаратора ведут при температуре ниже - 90°С на первой стадии, а охлаждение и разделение на второй стадни ведут в вихревой трубе. со Од 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И) 1011964 А з(51) Р 25 J 3 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3230151/23-26 (22.) 04..01.81 (46) 15.04.83. Бюл. № 14 (72) В. И. Широков, В. И. Фирсов, В. Н. Косенков и Г. П. Фомин (53) 66.048.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 366323, кл. F 25 J 3/02, 20.07.71

2. Исследование состояния переработки газов и разработка рекомендаций по повыше нию эффективности работы действующих установок. Т. 1 — Отчет НИРВНИПИГАЗ

Переработка, инв. № Б — 758021, ч. 1, Краснодар, 1978, с. 27 — 39. (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭТАНОВОЙ ФРАКЦИИ ИЗ НЕФТЯНЫХ ГАЗОВ ПРИ ГАЗЛИФТНОЙ ДОБЫЧЕ НЕФТИ, включающий предварительное разделе: ние потока нефти и газа из газлифтиой скважины, последующие очистку, осушку, сжатие и охлаждение выделенного потока исходного нефтяного газа, его разделение в первом низкотемпературном сепараторе на жидкую и- газообразную фракции, охлаждение газообразной фракции и ее разделение во втором низкотемпературном сепараторе с получением газообразной и жидкой фракций, направляемой на ректификацию в деметанизатор, нижний продукт которого (этановую фракцию) подвергают дальнейшему ректификационному разделению, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения этановой фракции и снижения энергозатрат, часть газообразной фракции первого низкотемнератур ного сепаратора после предварительного сжатия направляют в газлифтную нефтяную скважину, газообразную фракцию второго сепаратора.дополнительно охлаждают и сепарируют в две стадии, на первой из которых жидкую фазу направляют на орошение деметанизатора, а на второй стадии — возвращают после рекуперации холода в исходный поток нефтяного газа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, g что количество газообразной фракции, направляемой в газлифтную нефтяную скважину, поддерживают в пределах 25 — 30О/цот всего количества газообразной фракции С первого низкотемпературного сепаратора, дополнительное охлаждение газообразной ф фракции второго сепаратора ведут при температуре ниже - 90 (на первой стадии, а охлаждение и разделение на второй стадии ведут в вихревой трубе.

Мий

1011964

Изобретение относится к способам извлечения углеводородов С> и выше из нефтяных газов и может быть использовано в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности.

Известен способ извлечения этана путем разделения газовых смесей, в частности природного газа, с целью получения сухого газа и конденсата.

Конденсат подают на переработку, а сухой газ — в газопровод для транспортировки. Сырой газ из скважины с давлением

120 — 300 ата и температурой 40 С проходит теплообменник, охлаждаемый отбензиненным газом, затем сепаратор, где отделяется сконденсированная жидкость.

Газ подается в вихревую каме) у, где понижается давление до 36 — 60 ата при снижении температуры до -20 С, и разделяется на холодный и горячий потоки. Холодный поток в качестве хладоагента используется в конденсаторе ректификационной колонны, а горячий поток поступает в нижнюю часть массообменной колонны, где идет отпарка легких углеводородов (1).

Недостатком этого способа является то, что при дросселировании природного газа с 120 — 200 до 36 — 60 ата понижается температура с 90 до -20 С, степень извлечения углеводородов С и выше составляет не более 0,5 — 0,6, что приводит к значительной потере ценного углеводородного сырья.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ извлечения этановой фракции из нефтяных газов при газлифтной добыче нефти, включающий предварительное разделение потока нефти и газа из газлифтной скважины, последующие очистку, осушку, сжатие и охлаждение выделенного потока исходного нефтяного газа, его разделение в первом низкотемпературном сепараторе на жидкую и газообразную фракции, охлаждение газообразной фракции и ее разделение во втором низкотемпературном сепараторе с получением газообразной и жидкой фракций, направляемой на ректификацию в деметанизатор, нижний продукт которого (этановую фракцию) подвергают дальнейшему ректификационному разделению.

Согласно данному способу отбензинивание нефтяного газа осуществляется путем выделения конденсата при последовательном охлаждении до -25 С, с использованием внешнего источника холода, дальнейшее охлаждение отбензиненного нефтяного газа осуществляется в теплообменниках, охлаждаемых отбензиненным газом до -35 С, и в этановых испарителях, где газ охлаждается до, - 65 С, а газожидкостная смесь разделяется в объемных сепараторах. Жидкий поток направляется на питание деметанизатора, причем часть жидкого потока (до 50 /o) нагревается до — (25 — 30 С) и поступает в

55 качестве питания, а оставшаяся часть при температуре конденсации -65 С подается .на верхнюю тарелку деметанизатора в качестве орошения. Газовый поток из объемного сепаратора с температурой -65 С объединяется с верхним потоком деметанизатора и после рекуперации холода подается на газлифт (до 50О/o), а оставшаяся часть потока направляется после дожатия до

55 кгс/см в магистральный газопровод.

Кубовый продукт деметанизатора направляется на питание деметанизатора для получения 95О/ц-ной этановой фракции, подаваемой по трубопроводу на олефиновую установку в качестве сырья пиролиза. Коэффициент извлечения этана на действующей установке не превышает 0,5 (по проекту до 0,65) (2).

Недостатками указанного способа являются: низкий коэффициент извлечения этана (0,5), что объясняется недостаточно низкой температурой сепарации нефтяного газа (-65 С); невысокое содержание фракции С (10 вес. /o) в отбензиненном газе, поступающем на газлифт, в то же время со значительными потерями этана, сбрасываемого в магистральный трубопровод; рецикл всего этанизированного газа для газлифта снижает концентрацию этана в исходном газе, что приводит к увеличению энергозатрат и снижению коэффициента извлечения этана.

Цель изобретения — повышение степени извлечения этановой фракции и снижение. энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения этановой фракции из нефтяных газов при газлифтной добыче нефти, включающему предварительное разделение потока нефти и газа из газлифтной с к в а жи ны, последующие очи стку, ос ушв ку., сжатие и охлаждение выделенного потока исходного нефтяного газа, его разделение в первом низкотемпературном сепараторе на жидкую и газообразную фракции, охлаждение газообразной фракции и. ее.разделение во втором низкотемпературном сепараторе с получением газообразной и жидкой фракций, направляемой на ректификацию в деметанизатор, нижний продукт которого (этановую фракцию>подвергают дальнейшему ректификационному разделению, часть газообразной фракции первого низкотемпературного сепаратора после предварительного сжатия направляют в газлифтную нефтяную скважину, газообразную фракцию второго сепаратора дополнительно охлаждают и сепарируют в две стадии, на первой из которых жидкую фазу направляют на орошение деметанизатора, а на второй стадии — возвращают после рекуперации холода в исходный поток нефтяного газа.

При этом количество газообразный фракции, направляемой в газлифтную нефтяную скважину, поддерживают в пределах 25—

30 /o от всего количества газообразной фрак101 ции первого низкотемпературного сепаратора, дополнительное охлаждение газообразной фракции второго сепаратора ведут при температуре ниже -90 С на первой стадии, а охлаждение и разделение на второй стадии ведут в вихревой трубе.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого способа.

Пример 1. Нефтяной газ, полученный в процессе отбензи нива ния и двухступенчатой сепарации нефти,- поступает в цех переработки газа, где последовательно проходит стадии очистки 1, осушку 2, компримирования 3 — до давления 30 кг/см, охлаждения 4 до — 25 С, в результате которого образуется газожидкостная смесь, которая сенарируется в аппарате 5 на жидкий поток 6, подаваемый в деметанизатор 7, и газовый поток 8, который частично (25%) по расходомеру 9 подается на компримирование 10 и газлифт 11, а основной поток 12 (75%) поступает на доохлаждение в этиленовый испаритель 13 при -75 С и после разделения на составляющие .фазы в сепараторе 14 жидкий поток 15 направляется на питание в деметанизатор 7, а газовый поток 16 — на охлаждение в конденсатор

17 до -90 С. Образовавшаяся при этом газожидкостная смесь сепарируется в аппарате 18, после чего жидкость 19 подается на орошение деметанизатора 7, а газ 20 на расширение в вихревую трубу 21. Обра-. зовавшийся в вихревой трубе холодный поток 22 и жидкий поток 23 направляют на рекуперацию холода в конденсатор 17 и далее этансодержащий поток 23 поступает на компримирование 3 (блока компрессоров сырого газа), а холодный поток 22 и горячий поток 24 подают в топливную сеть завода. Верхний поток 25 деметанизатора 7 направляют в магистральный газопровод.

1964

После предварительной рекуперации холода этого потока кубовый продукт деметанизатора 7 подают в блок разделения фракции Са и выше (на схеме не показан).Коэффициент извлечения этана 0,70.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, однако отбор по расходомеру 9 газового потока в количестве 30о/о подается на компримирование 10 и газлифт 11, а остальная часть газа (70%) поступает на

1О доохлаждение в этиленовый испаритель 13 до -70 С. Далее процесс идет по схеме примера 1.

При этом охлаждение газового потока !

6 в конденсаторе 17 доводят до -90 С, что позволяет повысить степень извлечения эта15 на до 0,73, так как исходный поток является более обогащенным содержанием этана, за счет рециркуляции, осуществляемой га3лифтом.

Пример 8. Процесс проводят аналогично примерам 1 и 2, однако поток 12 поступает на доохлаждение в этиленовый испаритель 13 с температурой до -50 С, а охлаждение газового потока 16 в конденсаторе 17 осуществляют до -95 С. Коэффициент извлечения этана 0,76.

Пример 4. Процесс проводят аналогично примерам 1 — 3, однако в верхнюю часть деметанизатора 7 подают абсорбент (фракцию Сз и выше), а жидкий поток после вихревой трубы, рекуперации холода и последующего компримирования направляют в

Зо рецикл. При этом достигается еще более высокая степень извлечения этана (не менее 0,78).

Как видно из примеров, предлагаемый способ повышает степень извлечения этана с 0,65 до 0,78 с одновременным уменьше35 нием тепловой нагрузки до 30% на этановых испарителях.

Составитель В. Морен

Редактор Т. Митейко Техред И. Верес Корректор А. Ференц

Заказ 2736/46 Тираж 528 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4