Способ промысловой подготовки углеводородного газа к транспорту


 


Владельцы патента RU 2551704:

Открытое акционерное общество "Тюменский проектный и научно-исследовательский институт нефтяной и газовой промышленности им. В.И. Муравленко" ОАО "Гипротюменнефтегаз" (RU)

Изобретение относится к газовой промышленности, а именно к способам промысловой подготовки углеводородного газа к транспорту в условиях многолетнемерзлых грунтов, включающим подачу газа от скважин на сепарацию, введение в газовый поток водорастворимого летучего ингибитора гидратообразования, охлаждение газового потока в рекуперативном теплообменнике и детандере, низкотемпературную сепарацию газа с его последующим охлаждением в рекуперативном теплообменнике. Охлаждение газа после низкотемпературной сепарации осуществляют в рекуперативном теплообменнике типа «газ-жидкость», где в качестве хладагента используют жидкость, выведенную из низкотемпературного сепаратора, при этом перед транспортом газа его дополнительно охлаждают в теплообменнике-испарителе посредством использования внешнего холодильного цикла. Техническим результатом является повышение энергоэффективности системы подготовки газа и обеспечение возможности использования в ней компримирующих агрегатов меньшей мощности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к газовой промышленности, а именно к способам промысловой подготовки углеводородного газа к транспорту в условиях многолетнемерзлых грунтов.

Для транспорта углеводородного газа в условиях многолетнемерзлых грунтов в целях исключения растепления последних предъявляется требование по температуре транспортируемого газа - не более 2°C.

Известен способ промысловой подготовки углеводородного газа посредством низкотемпературной сепарации. Способ заключается в охлаждении природного газа: либо посредством его компримирования с последующим дросселированием (внутреннее создание холода), либо посредством применения специальных холодильных машин (внешний подвод холода), и в отделении от него сконденсировавшихся в результате охлаждения «тяжелых» углеводородов до требований по температуре точки росы по влаге и углеводородам [Берлин М.А., Гореченков В.Г., Волков Н.П. Переработка нефтяных и природных газов. - М.: «Химия», 1981. - с.168; Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. - с.305, 324].

Недостатками данного способа являются высокие капитальные и эксплуатационные затраты, требуемые при строительстве компрессорной станции для подачи газа в трубопровод, а также при строительстве станции охлаждения газа для снижения температуры транспортируемого газа после компримирования.

Известен способ промысловой подготовки углеводородного газа к транспорту, включающий подачу газа от скважин на сепарацию, введение в газовый поток водорастворимого летучего ингибитора гидратообразования, охлаждение газового потока в рекуперативном теплообменнике и турбодетандере, низкотемпературную сепарацию газа с его последующим охлаждением в рекуперативном теплообменнике [RU 2088866, 1997].

При осуществлении данного способа пластовый газ проходит первичную ступень сепарации, после чего его охлаждают в рекуперативном теплообменнике потоком холодного осушенного газа, направляют в детандер, где он расширяется с получением внешней механической энергии и охлаждением до необходимых температур, после чего подвергают его низкотемпературной сепарации, дожимают в компрессоре до давления транспорта.

Реализация в промысловых условиях известного способа подготовки природного газа к транспорту требует высоких капитальных и эксплуатационных затрат из-за необходимости строительства станции охлаждения газа для снижения температуры транспортируемого газа после компримирования.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является снижение капитальных и эксплуатационных затрат на промысловую подготовку углеводородного газа к транспорту за счет повышения эффективности использования внутренних энергетических ресурсов комплекса по подготовке газа и обеспечения возможности использования компримирующих агрегатов меньшей мощности.

Технический результат достигается тем, что в способе промысловой подготовки углеводородного газа к транспорту, включающем подачу газа от скважин на сепарацию, введение в газовый поток водорастворимого летучего ингибитора гидратообразования, охлаждение газового потока в рекуперативном теплообменнике и детандере, низкотемпературную сепарацию газа с его последующим охлаждением в рекуперативном теплообменнике, охлаждение газа после низкотемпературной сепарации осуществляют в рекуперативном теплообменнике типа «газ-жидкость», где в качестве хладагента используют жидкость, выведенную из низкотемпературного сепаратора, при этом перед транспортом газа его дополнительно охлаждают в теплообменнике-испарителе посредством использования внешнего холодильного цикла.

Кроме того, во внешнем холодильном цикле привод компрессора хладагента осуществляют от турбодетандера.

Охлаждение газа после низкотемпературной сепарации в рекуперативном теплообменнике типа «газ-жидкость», где в качестве хладагента используют жидкость, выведенную из низкотемпературного сепаратора, позволяет с наименьшими энергозатратами за счет использования холода нестабильного конденсата снизить температуру сухого газа, частично отдавшего свой холод в результате охлаждения сырого газа, на 8-10°C, а также снизить энергозатраты на дальнейшее охлаждение сухого газа перед его подачей в газопровод.

Дополнительное охлаждение газа в теплообменнике-испарителе с использованием внешнего холодильного цикла обеспечивает охлаждение газа до требуемой температуры перед его подачей в магистральный газопровод.

Осуществление привода компрессора во внешнем холодильном цикле от турбодетандера позволяет снизить энергозатраты на привод компрессора за счет использования свободной энергии, образующейся за счет изоэнтропийного расширения газа.

На чертеже изображена принципиальная технологическая схема процесса промысловой подготовки углеводородного газа к транспорту, реализующая заявленный способ промысловой подготовки углеводородного газа к транспорту.

Способ промысловой подготовки углеводородного газа к транспорту реализуется следующим образом.

Пластовый газ (газоконденсатная смесь) с давлением более 12,0 МПа (абс.) по трубопроводу 1 поступает во входной сепаратор 2, предназначенный для отделения жидкости (тяжелого углеводородного конденсата и водометанольного раствора).

Газ из сепаратора 2 по трубопроводу 3 направляется в рекуперативный теплообменник 4 для охлаждения потоком холодного осушенного газа, жидкость из сепаратора 2 по трубопроводу 5 направляется в разделитель 6, предназначенный для разгазирования углеводородного конденсата и отделения водометанольного раствора. Для предотвращения гидратообразования в теплообменнике 4 в линию газа после сепаратора 2 по трубопроводу 7 подается метанол.

Охлажденный газ после рекуперативного теплообменника 4 по трубопроводу 8 направляется в промежуточный сепаратор 9 для отделения углеводородного конденсата и тонкой очистки газа от капельной жидкости.

Жидкость из сепаратора 9 по трубопроводу 10 направляется в разделитель 6, предназначенный для разгазирования углеводородного конденсата и отделения водометанольного раствора.

Газ из сепаратора 9 по трубопроводу 11 направляется в детандерную часть 12 турбодетандерного агрегата, где в результате изоэнтропийного расширения происходит охлаждение газа. Далее газ по трубопроводу 13 поступает в низкотемпературный сепаратор 14, предназначенный для отделения легкого углеводородного конденсата и водометанольного раствора. Давление в низкотемпературном сепараторе поддерживается на уровне 8,2 МПа, температура минус 30°C. Товарный газ из низкотемпературного сепаратора 14 по трубопроводам 15 и 16 через рекуперативный теплообменник 4 (где он попутно охлаждает сырой газ) направляется в рекуперативный теплообменник 17, в котором происходит его охлаждение потоком нестабильного конденсата из низкотемпературного сепаратора 14, и далее по трубопроводу 18 направляется в испаритель 19 пропановой холодильной установки (ПХУ), после которой газ с давлением 8,0 МПа и температурой минус 2÷2°C поступает в магистральный газопровод.

Для предотвращения гидратообразования в низкотемпературном сепараторе 14 в линию газа после детандерной части 12 по трубопроводу 20 подается метанол.

Жидкость из сепараторов 2 и 9 объединяется и по трубопроводу 21 поступает в разделитель 6. Давление в разделителе 6 поддерживается на уровне 3,5 МПа (абс).

Углеводородный конденсат из низкотемпературного сепаратора 14 дросселируется до давления 3,6 МПа (абс.) и по трубопроводу 22 направляется в теплообменник 17 для охлаждения потока сухого газа и далее по трубопроводу 23 поступает в разделитель 24. Давление в разделителе 24 поддерживается на уровне 3,5 МПа (абс).

Газ, поступающий из разделителя 6 по трубопроводу 25 и из разделителя 24 по трубопроводу 26, смешивается и по трубопроводу 27 направляется на сжатие на компрессорную станцую газа деэтанизации (КСД).

Газ из разделителей 6 и 24 поступает в фильтр-сепаратор 28 для очистки от капельной жидкости и механических примесей перед компримированием. Жидкость из фильтр-сепаратора 28 по трубопроводу 29 отводится в дренажную емкость. Газ из фильтр-сепаратора 29 по трубопроводу 30 направляется в компрессор 31, где компримируется до давления 8,2 МПа. Газ после компримирования с температурой 70-90°C по трубопроводу 32 направляется в аппарат воздушного охлаждения 33, где охлаждается до температуры не более 34°C в летний период и 10-25°C в зимний период, и далее по трубопроводу 34 поступает в низкотемпературный сепаратор 14.

Поступающий из разделителя 6 по трубопроводу 35 и из разделителя 24 по трубопроводу 36 углеводородный конденсат смешивается и по трубопроводу 37 подается на установку стабилизации конденсата (УСК).

Насыщенный водометанольный раствор (BMP) из разделителя 6 по трубопроводу 38 и из разделителя 24 по трубопроводу 39 направляется на регенерацию.

Во внешнем холодильном цикле для сжатия хладагента, используемого для охлаждения сухого газа в теплообменнике 19 перед его подачей в магистральный трубопровод, газообразный хладагент из емкости-ресивера 40 по трубопроводу 41 поступает в фильтр-сепаратор 42 для очистки от капельной жидкости и механических примесей перед компримированием. Жидкость из фильтр-сепаратора 42 по трубопроводу 43 отводится в дренажную емкость. Газообразный хладагент из фильтр-сепаратора 42 по трубопроводу 44 направляется в компрессорную часть 45 турбодетандерного агрегата, где компримируется до необходимого давления. Привод компрессорной части 45 турбодетандерного генератора осуществляется от энергии, вырабатываемой на детандерной части 12 турбодетандерного агрегата. Газообразный хладагент после компримирования с температурой 70-90°C по трубопроводу 46 направляется в аппарат воздушного охлаждения 47, где охлаждается до температуры не более 34°C в летний период и 10-25°C в зимний период, конденсируется и в жидком состоянии по трубопроводу 48 направляется на дросселирование. В результате расширения жидкого хладагента последний испаряется и охлаждается до температуры минус 10 - минус 20°C. Далее холодный хладагент по трубопроводу 49 направляется в испаритель 19, где охлаждает товарный газ перед магистральным газопроводом, и далее по трубопроводу 50 направляется в емкость-ресивер 40.

По мере падения пластового давления в процессе разработки залежи газоконденсатная смесь с давлением менее 12,0 МПа (абс.) поступает во входные сепараторы 2, предназначенные для отделения жидкости (тяжелого углеводородного конденсата и водометанольного раствора). Газ из входных сепараторов 2 направляется на дожимную компрессорную станцию, предназначенную для компримирования сырого газа перед низкотемпературной сепарацией. Газ после компримирования направляется в теплообменник 4.

Реализация предлагаемого способа позволит за счет использования для охлаждения газа перед его транспортом нестабильного конденсата, выведенного из низкотемпературного сепаратора, и осуществления дальнейшего охлаждения газа с помощью внешнего холодильного цикла, в котором для привода компрессора использована энергия детандера, повысить энергоэффективность системы подготовки газа и обеспечить возможность использования в ней компримирующих агрегатов меньшей мощности (по сравнению с прототипом удельная мощность компримирующих агрегатов системы снизится почти в 5 раз), что, в свою очередь, снизит капитальные и эксплуатационные затраты на промысловую подготовку углеводородного газа к транспорту.

1. Способ промысловой подготовки углеводородного газа к транспорту, включающий подачу газа от скважин на сепарацию, введение в газовый поток водорастворимого летучего ингибитора гидратообразования, охлаждение газового потока в рекуперативном теплообменнике и детандере, низкотемпературную сепарацию газа с его последующим охлаждением в рекуперативном теплообменнике, отличающийся тем, что охлаждение газа после низкотемпературной сепарации осуществляют в рекуперативном теплообменнике типа «газ-жидкость», где в качестве хладагента используют жидкость, выведенную из низкотемпературного сепаратора, при этом перед транспортом газа его дополнительно охлаждают в теплообменнике-испарителе посредством использования внешнего холодильного цикла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что во внешнем холодильном цикле привод компрессора хладагента осуществляют от турбодетандера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу обработки осушенного загрузочного природного газа, включающему введение загрузочного потока (54) в первый разделительный резервуар (22), динамическое расширение газового потока (56), выходящего из резервуара (22), в турбине (24), затем его введение в первую колонну (26) очистки.
Изобретение относится к способу получения горючего газа для газовых двигателей из образующегося при добыче нефти попутного газа, который содержит метан, этан, пропан, углеводороды с более чем тремя атомами углерода и по обстоятельствам пропен, причем получаются газообразная фракция и жидкостная фракция путем частичной конденсации попутного газа, причем процесс конденсации проводится при таких соотношениях давления и температуры, что жидкостная фаза по существу не содержит метана, этана, пропана и по обстоятельствам пропена и что газообразная фаза по существу свободна от н-бутана и изобутана.

Группа изобретений относится к переработке нефтяных и природных газов и может быть использовано в газовой, нефтяной, химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для компримирования газа. Устройство для охлаждения и сепарации компрессата включает холодильник-конденсатор, оснащенный линиями подвода/отвода хладагента, а также линии ввода компрессата, вывода сжатого газа и, по меньшей мере, одну линию вывода конденсата.

Изобретение относится к способу и устройству для удаления газообразных загрязнителей из потока сырьевого газа, содержащего метан. Поток сырьевого газа охлаждается с образованием суспензии, которая содержит твердый загрязнитель, жидкофазный загрязнитель и обогащенную метаном газовую фазу.

Изобретение относится к циклонному сепаратору для текучей среды, содержащему горловинную часть (4), которая размещается между секцией впуска сходящейся текучей среды и секцией выпуска расходящейся текучей среды.

Группа изобретений относится к криогенной технике и технологии, а именно к способам и устройствам осушки, очистки и сжижения природного газа, отбираемого из магистрального газопровода, и других низкомолекулярных газов, получаемых на нефтехимическом производстве газоразделения, а также при хранении и выдаче товарных сжиженных и газообразных газов на газораспределительных станциях.

Изобретение относится к области газовой промышленности. Способ промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей включает первичную сепарацию пластовой смеси, охлаждение газа, его низкотемпературную сепарацию, подачу газового конденсата в колонну деэтанизации, после чего деэтанизированный газовый конденсат охлаждают на первой ступени нестабильным газовым конденсатом первичной сепарации, а затем на второй ступени его охлаждают до отрицательной температуры нестабильным газовым конденсатом низкотемпературной сепарации.

Устройство предназначено для обработки газа. Устройство содержит: компрессор (1); теплообменник; разделитель; расширитель (3); клапан (22) регулирования расхода газообразного хладагента; ответвляющийся канал (13); первый теплообменник (24) ответвляющегося канала и второй теплообменник (25) ответвляющегося канала; первый выпускной канал, который соединяется с выпускным отверстием для сжиженного технологического газа в разделителе и который обходит первый теплообменник (24) ответвляющегося канала; второй выпускной канал, который соединяется с выпускным отверстием в расширителе (3) и который обходит второй теплообменник (25) ответвляющегося канала; первый термометр (23) в магистральном канале; второй термометр (26) в ответвляющемся канале (13); третий термометр (27) в разделителе; клапан (20) регулирования расхода в магистральном канале; и средство (5) регулирования, которое регулирует клапан (20) регулирования расхода и/или клапан (22) регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-третьего термометров (23, 26, 27).

Изобретение относится к способу выделения гелия из гелийсодержащей фракции, в частности из гелий-, азот- и метансодержащей фракции. .

Группа изобретений относится к способу и системе для отделения CO2 из потока топочного газа. Описана охлаждающая система, предназначенная для конденсации двуокиси углерода (CO2), содержащая контур охлаждения, содержащий хладагент. Упомянутый контур охлаждения содержит многоступенчатый компрессор хладагента, конденсатор хладагента, охладитель хладагента, охладитель топочного газа, первый конденсатор CO2, второй конденсатор CO2. Также описана система очистки топочного газа для извлечения CO2. Система содержит компрессор топочного газа, адсорбционный осушитель, а также охлаждающую систему для конденсации двуокиси углерода (CO2). Охладитель топочного газа расположен между компрессором топочного газа и адсорбционным осушителем топочного газа и первый и второй конденсаторы CO2 расположены последовательно после адсорбционного осушителя топочного газа. Описан также и способ для конденсации CO2 в потоке топочного газа, используя циркуляционный поток внешнего хладагента. Группа изобретений позволяет обеспечить эффективное по затратам разделение CO2, используя простые, надежные конструкции теплообменников и материалы. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу производства жидкого СО2 из газообразных продуктов сгорания. Топочный газ сжимают в первом компрессоре, затем охлаждают в первом охладителе и частично конденсируют на двух ступенях разделения. Две ступени разделения охлаждают расширяющимся отходящим газом и расширяющимся жидким СО2. Вторая ступень разделения включает второй теплообменник и стриппер CO2, в котором поток жидкого CO2 из первой ступени разделения поступает в стриппер CO2 непосредственно и поток CO2 из первой ступени разделения поступает в стриппер СО2 через второй теплообменник. Жидкий СО2 в стриппере кипятят ребойлером и из верхней части стриппера СО2 отходящий газ выделяют, расширяют в регулирующем давление клапане и используют в ступенях разделения для целей охлаждения. Также жидкий СО2 из ребойлера и стриппера CO2 собирают в буферном барабане. Технический результат заключается в повышении чистоты сжиженного СО2 без увеличения потребности в энергии. 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу получения CO2 из топочного газа. Топочный газ частично конденсируют в двух ступенях разделения. Каждую ступень разделения охлаждают с помощью расширенного отходящего газа и расширенного жидкого CO2. Расширенный CO2 разделяют после прохождения последней ступени разделения на жидкий CO2 и газообразный CO2 в дополнительном разделительном барабане. При этом газообразный CO2 и часть жидкого CO2 из дополнительного разделительного барабана расширяют до первого уровня давления, а давление оставшегося жидкого CO2 повышают до второго уровня давления, после чего расширяют для охлаждения CO2 в последней ступени разделения. Техническим результатом изобретения является понижение потребления энергии. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу и системе для выделения углеводородов, содержащихся в отходящем потоке процесса полимеризации. Способ включает снижение давления потока этилена от давления не менее 3,4 МПа до давления не более 1,4 МПа, охлаждение отходящего газа, включающего мономер, путем теплообмена с потоком этилена пониженного давления с получением первого конденсата, включающего часть мономера, захваченного первым легким газом, выделение первого конденсата и первого легкого газа, отделение первого конденсата от первого легкого газа, компримирование потока этилена пониженного давления до давления не менее 2,4 МПа и пропускание компримированного потока этилена в реактор полимеризации. Изобретение обеспечивает эффективное выделение углеводородов из отходящего газа, повторное применение значительной части олефинового мономера и повторное применение содержащихся в отходящем газе инертных компонентов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к конструкции сепарационных устройств и может быть использовано для выделения тяжелых компонентов из многокомпонентных паров и газов в нефтегазовой промышленности. Фракционирующий холодильник-конденсатор, состоящий из последовательно расположенных снизу вверх сепарационной секции с линиями вывода нестабильного конденсата и водного конденсата, зоны питания с линией ввода сырьевого газа, газораспределительного устройства и дефлегматорной секции с линией вывода газа дефлегмации, оборудованной тепломассообменным блоком с линиями ввода/вывода хладагента. Между тепломассообменным блоком и газораспределительным устройством установлено контактное устройство. Техническим результатом является повышение качества конденсата за счет снижения давления насыщенных паров. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх