Способ эксплуатации промысловой установки подготовки газа и промысловая установка подготовки газа

 

Сущность изобретения: газ компримируют, охлаждают, проводят сепарацию и подают на очистку. При очистке нефтяной газ при содержании в нем CO₂ до 20 об. % разделяют на углеводородный газ и CO₂ . Углеводородный газ подают потребителю, а CO₂ сбрасывают в атмосферу. При содержании в газе CO₂ более 20 об. % газ после сепарации используют в качестве потока для дополнительного компримирования для закачки в пласт с осушкой между ступенями компрессии. Установка промысловой подготовки газа включает компрессоры, холодильник, сепаратор, абсорбер, насос, емкость для амина, десорбер, теплообменник, дополнительно установка снабжена выветривателем и шестиступенчатыми компрессорами. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам эксплуатации промысловых установок подготовки нефтяного газа с целью его утилизации, в частности при закачке в пласт для повышения нефтеотдачи пласта, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Известно, что скважины на нефтяных промыслах являются (при закачке СО₂ в пласт) источником СО₂, который выделяют аминовой очисткой [1] .

Однако с увеличением содержания СО₂ в исходном нефтяном газе значительно возрастают энергозатраты на выделение СО₂, так как увеличивается расход топливного газа на процесс десорбции, и при содержании СО₂ в нефтяном газе более 60 об. % количества очищенного газа не достаточно для покрытия потребности в топливном газе. Кроме того, увеличивается число единиц колонного оборудования на промысловых установках, что приводит к увеличению капитальных затрат.

Известен способ эксплуатации промысловой установки подготовки газа для последующей закачки в пласт полученных продуктов для повышения нефтеотдачи пласта, по которому полученный после сепарации нефти газ компримируют, охлаждают, сепарируют от механических примесей и извлекают из него СО₂ МЭА очисткой [2] . Очищенный газ направляют на переработку. Насыщенный диоксидом углерода абсорбент очищают от мехпримесей и после подогрева десорбируют из него диоксид углерода. Регенерированный амин собирают в емкость, а диоксид углерода компримируют до давления закачки в пласт с промежуточной осушкой триэтиленгликолем.

Способ осуществляют в установке, в которой нефтяной газ, полученный после сепарации нефти, компримируют в компрессорах, охлаждают в воздушных холодильниках, сепарируют в сепараторе от механических примесей и направляют на установку моноэтаноламиновой очистки (МЭА очистки) в абсорбер.

Эти установка и способ ее эксплуатации имеют ряд недостатков: требуют значительных капитальных затрат на МЭА очистку из-за увеличения количества единиц колонного оборудования, требуют значительных энергетических затрат за счет повышенного расхода тепла на процесс десорбции в узле МЭА очистки.

Целью изобретения является уменьшение энергетических и капитальных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в способе эксплуатации промысловой установки подготовки газа, включающем компримирование газа, охлаждение, сепарацию механических примесей и подачу потока газа на очистку, при очистке нефтяного газа при содержании в нем двуокиси углерода до 20 об. % его разделяют на углеводородный газ и двуокись углерода и утилизируют выделенные потоки, при этом углеводородный газ подают потребителю, а двуокись углерода сбрасывают в атмосферу. При содержании в нефтяном газе двуокиси углерода выше 20 об. % нефтяной газ после сепарации используют в качестве потока для дополнительного компримирования для закачки в пласт с осушкой между степенями компрессии.

Установка промысловой подготовки газа включает входные и выходные компрессоры, связанный с входными компрессорами через холодильник сепаратор, связанный с сепаратором абсорбер, последовательно связанные между собой и с верхней частью абсорбера холодильник, насос и емкость для амина, десорбер, теплообменник, связанный с нижней частью абсорбера, емкостью для амина десорбером, последовательно связанные между собой и с верхней частью десорбера холодильник и насос для отбора и обратной закачки в десорбер воды, связанный с нижней частью десорбера рибойлер, регенерационную колонну и дополнительный теплообменник, связанный через холодильник с абсорбером и через насос с колонной. При этом установка снабжена выветривателем и шестиступенчатыми компрессорами, причем регенерационная колонна связана с абсорбером, выветриватель - с регенерационной колонной и входными компрессорами, а выходные компрессоры - с верхней частью абсорбера.

На предлагаемой установке создан единый блок (блок аминовой очистки), в котором нефтяной газ с содержанием СО₂ до 20 об. % подвергают МЭА очистке (1-я стадия эксплуатации месторождения), а при содержании СО₂ выше 20 об. % весь нефтяной газ, компримируемый для закачки в пласт, подвергают осушке между ступенями компрессии в этом же блоке (2-я стадия эксплуатации месторождения).

П р и м е р. Содержание СО₂ в нефтяном газе до 20, об. % .

Согласно способу эксплуатации промысловой установки подготовки газа (чертеж) нефтяной газ по трубопроводу 1 с давлением 0,15 МПа поступает на компримирование в компрессорах 2 до давления 0,7 МПа. Скомпримированный газ по линии 3 подают на охлаждение в воздушных холодильниках 4 до 35^оС, далее по линии 5 сепарируют в сепараторе 6 от механических примесей и подают по линии 7 в единый блок (блок аминовой очистки), где подвергают МЭА очистке при давлении 0,7 МПа в абсорбере 8. В последнем осуществляют извлечение СО₂ из газа. Очищенный до 0,05 об. % СО₂ газ по линии 9 с верха абсорбера частично используют как топливо, а оставшуюся часть направляют потребителю. Насыщенный абсорбент по линии 10 с температурой 65-70^оС с низа абсорбера 8 подают для очистки от механических примесей в фильтр 11, далее по линии 12 на подогрев регенерированным амином в теплообменнике 13 до 95-100^оС и направляют по линии 14 в десорбер 15. В десорбере 15 осуществляют регенерацию амина при давлении 0,18-0,20 МПа. Тепло в десорбер 15 подают с помощью рибойлера 16. Регенерированный амин с низа десорбера 15 с температурой 116-120^оС подают в теплообменник 13 по линии 17, после чего делят на два потока 18 и 19. Один поток (около 10% основного потока) проходит через фильтры 20 и 21.

Очистка 10% основного потока регенерированного амина позволяет улучшить его качество при незначительном увеличении капитальных затрат на его очистку, причем очистка 10% основного потока достаточна для нормального ведения технологического процесса абсорбции. Очищенный поток амина 22 смешивают с основным потоком 19 и подают по линии 23 в емкость 24, отбирают по линии 25 насосом 26 и подают по линии 27 через воздушный холодильник 28 в абсорбер 8.

С верха десорбера 15 диоксид углерода по линии 29 подают на свечу рассеивания. Для охлаждения диоксида углерода и отделения его от воды и уносимого абсорбента в десорбере 15 предусмотрена система подачи охлаждающей воды. Кислую воду с глухой тарелки десорбера 15 отбирают по линии 30 насосами 31, подают на охлаждение по линии 32 в воздушные холодильники 33 и возвращают по линии 34 на верхнюю тарелку десорбера 15.

Содержание СО₂ в нефтяном газе 20,0-49,2 об. % .

При эксплуатации промысловой установки нефтяной газ осушают в едином блоке (блок аминовой очистки для 1-й стадии эксплуатации) с использованием оборудования, установленного в этом блоке и закачивают весь объем нефтяного газа после компримирования в пласт.

После компримирования нефтяной газ подают по линии 37 на охлаждение в воздушные холодильники 4, затем по линии 5 - на сепарацию в сепараторе 6 и по линии 7 на осушку в абсорбере 8, который на 1-й стадии был использован для очистки газа. Осушку осуществляют диэтиленгликолем.

Нефтяной газ поступает в нижнюю часть абсорбера 8, где поднимаясь, газ контактирует с ДЭГом. Осушенный газ с верха абсорбера 8 подают на IV ступень компрессора 36 (линия 9 заглушена), где компримируют до давления 23 МПа, и закачивают пласт. Насыщенный парами воды ДЭГ с низа абсорбера 8 дросселируют дросселем 38 до давления 0,6 МПа и подают по линии 39 на фильтр 11, где отделяют механические примеси, и далее по линии 40 - в верхнюю часть десорбционной колонны 41, где нагревают до 50^оС. Затем подают по линии 42 через теплообменник 43 и далее по линии 44 на фильтры 20 и 21. После фильтров 20 и 21 - по линии 45 на сепаратор-выветриватель 46. С верха последнего выделяют большую часть газа по линии 47, подают на прием компрессоров 36. Насыщенный абсорбент с низа сепаратора 46 подают по линии 48 в нижнюю часть колонны 41. В последней отгоняют водяные пары из раствора ДЭГа. Верхний продукт колонны 41 смешивают с газом из сепаратора 46 и подают на первую ступень компрессии компрессора по линии 47. Регенерированный абсорбент 49 насосом 50 с низа колонны 41 с температурой 160^оС подают по линии 51 в теплообменник 43, где охлаждают до 110^оС, затем по линии 52 направляют в водяной холодильник 53 и далее в абсорбер 8.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет снизить не только капитальные, но и энергетические затраты, что видно из данных таблицы.

Кроме того, многочисленными исследованиями установлено, что закачка в пласт нефтяного газа с высоким содержанием СО₂ равноценна закачке такого же количества СО₂. Учитывая, что весовое количество газа, закачиваемого в пласт, по предлагаемому способу примерно в 1,6 раза больше, чем СО₂ в прототипе, соответственно уменьшается количество свежего СО₂, закупаемого со стороны, т. е. на 37,5 тыс. т/г.

Формула изобретения

1. Способ эксплуатации промысловой установки подготовки газа, включающий компримирование газа, охлаждение, сепарацию механических примесей и подачу потока газа на очистку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергетических и капитальных затрат при очистке, нефтяной газ при содержании в нем двуокиси углерода до 20 об. % разделяют на углеводородный газ и двуокись углерода и утилизируют выделенные потоки, при этом углеводородный газ подают потребителю, а двуокись углерода сбрасывают в атмосферу, а при содержании в нефтяном газе двуокиси углерода выше 20 об. % нефтяной газ после сепарации используют в качестве потока для дополнительного компримирования для закачки в пласт с осушкой между ступенями компрессии.

2. Промысловая установка подготовки газа, включающая входные и выходные компрессоры, связанный с входными компрессорами через холодильник сепаратор, связанный с сепаратором абсорбер, последовательно связанные между собой и верхней частью абсорбера холодильник, насос, и емкость для амина, десорбер, теплообменник, связанный с нижней частью абсорбера, емкостью для амина и десорбером, последовательно связанные между собой и верхней частью десорбера холодильник и насос для отбора и обратной закачки в десорбер воды, связанный с нижней частью десорбера рибойлер, регенерационную колонну и дополнительный теплообменник, связанный через холодильник с абсорбером и через насос с колонной, отличающийся тем, что, с целью снижения капитальных затрат на сооружение установки за счет возможности уменьшения количества единиц колонного оборудования, при одновременном снижении энергозатрат на очистку и компримирование двуокиси углерода за счет возможности уменьшения расходов тепла на процесс десорбции, установка снабжена выветривателем и дополнительными шестиступенчатыми компрессорами, при этом регенерационная колонна связана с абсорбером, а выветриватель - с регенерационной колонной и входными компрессорами, а выходные компрессоры с верхней частью абсорбера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2