Способ модернизации действующей установки низкотемпературной сепарации газа



Способ модернизации действующей установки низкотемпературной сепарации газа
Способ модернизации действующей установки низкотемпературной сепарации газа

 

B01D53/00 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2609175:

Некоммерческое партнерство "Интегрированные технологии" (RU)

Изобретение относится к способам модернизации установок подготовки природного и попутного нефтяного газа к транспорту методом низкотемпературной сепарации и может быть использовано в нефтегазовой промышленности. Способ модернизации действующей установки низкотемпературной сепарации газа заключается в установке на линии подачи охлажденного газа в узел редуцирования дефлегматора, верх которого соединяют линией вывода газа дефлегмации с узлом редуцирования, а низ - линией вывода флегмы с блоком сепарации конденсата. Верхнюю часть дефлегматора оборудуют двумя секциями тепломассообменных элементов, которые соединяют линиями подачи газа и конденсата с блоком низкотемпературной сепарации, а также линиями вывода газа и конденсата с блоком рекуперации холода и блоком сепарации конденсата, соответственно. Течение технологических сред между точками подключения дефлегматора на линиях подачи охлажденного газа в узел редуцирования, подачи газа низкотемпературной сепарации в блок рекуперации холода и подачи конденсата низкотемпературной сепарации в блок сепарации конденсата перекрывают с помощью запорной арматуры. Техническим результатом является увеличение степени извлечения тяжелых углеводородов при обеспечении заданного качества подготовки газа. 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к способам модернизации установок подготовки природного и попутного нефтяного газа к транспорту методом низкотемпературной сепарации и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Необходимость модернизации установки низкотемпературной сепарации природного газа в ходе эксплуатации газоконденсатных месторождений связана с падением пластового давления, которое приводит к повышению температуры конечной ступени сепарации газа и невозможности обеспечения требуемого качества товарного газа.

Известен способ модернизации установки низкотемпературной сепарации газа, включающей блоки входной и низкотемпературной сепарации, блок рекуперации холода в составе двух рекуперативных теплообменников и промежуточного сепаратора, узел редуцирования, а также блок стабилизации конденсата, заключающийся в строительстве компрессорной станции с аппаратом воздушного охлаждения газа после блока входной сепарации на линии подачи отсепарированного газа в блок рекуперации холода [Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999. С. 307].

К недостаткам известного способа относятся большие капитальные затраты в связи с высокой стоимостью компрессорного оборудования, низкая степень извлечения тяжелых компонентов и повышенное давление насыщенных паров конденсата из-за низкой эффективности разделения углеводородных компонентов однократной конденсацией.

Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению способ модернизации установки низкотемпературной сепарации [Гриценко А.И., Истомин В.А., Кульков А.Н., Сулейманов Р.С. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. М.: ООО Издательство "Недра", 1999. С. 379], включающей блоки входной и низкотемпературной сепарации, блок рекуперации холода, узел редуцирования и блок сепарации конденсата, заключающийся в установке системы дополнительного внешнего охлаждения, причем в качестве хладагента может выступать, например, аммиак, пропан, вода или воздух.

К недостаткам данного способа модернизации относятся:

- высокие эксплуатационные затраты в связи с необходимостью использования энергопотребляющего оборудования (компрессоры, насосы, холодильники),

- низкая степень извлечения тяжелых компонентов из-за низкой эффективности разделения углеводородных смесей однократной конденсацией.

Задача изобретения - увеличение степени извлечения тяжелых углеводородов при обеспечении заданного качества подготовки газа и осуществление модернизации без увеличения эксплуатационных затрат.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого способа:

- увеличение степени извлечения тяжелых углеводородов при обеспечении заданного качества подготовки газа за счет охлаждения газа на промежуточной ступени сепарации в условиях дефлегмации, а также повышение вследствие этого дроссельного эффекта,

- осуществление модернизации без увеличения эксплуатационных затрат за счет исключения необходимости установки энергопотребляющего оборудования.

Указанный технический результат достигается тем, что известный способ модернизации действующей установки низкотемпературной сепарации газа, которая включает по меньшей мере блоки входной и низкотемпературной сепарации, блок рекуперации холода, узел редуцирования и блок стабилизации конденсата, заключающийся в установке системы дополнительного охлаждения газа, отличается тем, что в качестве системы дополнительного охлаждения применяют дефлегматор, который устанавливают на линии подачи охлажденного газа в узел редуцирования, при этом верх дефлегматора соединяют линией вывода газа дефлегмации с узлом редуцирования, а низ соединяют линией вывода флегмы с блоком стабилизации конденсата, кроме того, верхнюю часть дефлегматора оборудуют двумя секциями тепломассообменных элементов, которые соединяют линиями подачи газа и конденсата с блоком низкотемпературной сепарации, а также линиями вывода газа и конденсата с блоком рекуперации холода и блоком стабилизации конденсата, соответственно, при этом линии подачи технологических сред между точками подключения дефлегматора на линиях подачи охлажденного газа в узел редуцирования, подачи газа низкотемпературной сепарации в блок рекуперации холода и подачи конденсата низкотемпературной сепарации в блок стабилизации конденсата перекрывают.

Установка на линии подачи охлажденного газа в узел редуцирования системы дополнительного охлаждения газа, в качестве которой используют дефлегматор, верх которого соединяют линией вывода газа дефлегмации с узлом редуцирования, а низ соединяют линией вывода флегмы с блоком стабилизации конденсата, кроме того, оборудование верхней части дефлегматора двумя секциями тепломассообменных элементов, которые соединяют линиями подачи газа и конденсата с блоком низкотемпературной сепарации, а также линиями вывода газа и конденсата с блоком рекуперации холода и блоком стабилизации конденсата, соответственно, позволяет осуществить дефлегмацию охлажденного газа, поступающего из блока рекуперации холода в условиях его дополнительного охлаждения газом и конденсатом низкотемпературной сепарации, что приводит к углубленному извлечению тяжелых углеводородов на промежуточной ступени сепарации и повышению эффективности дроссельного эффекта, а также к повышению эффективности фазового разделения углеводородов за счет реализации многократной конденсации.

Модернизация действующей установки низкотемпературной сепарации газа по предлагаемому способу требует установки одного дополнительного устройства, не являющегося энергопотребляющим, и не приводит к увеличению эксплуатационных расходов.

Дополнительным эффектом является более полная рекуперация холода, получаемого при редуцировании, увеличение эффективности низкотемпературной сепарации и снижение требуемого давления сырого газа на входе в установку.

В качестве дефлегматора может быть использован, например, вертикальный емкостной аппарат, верхняя часть которого оборудована секциями тепломассообменных элементов, во внутреннее пространство которых подают в качестве хладагента газ и конденсат низкотемпературной сепарации, при этом на наружных вертикальных поверхностях тепломассообменных элементов происходит конденсация тяжелых компонентов (флегмы) из охлаждаемого газа, а также фракционирование флегмы, стекающей в виде пленки противотоком к потоку газа, что приводит к уменьшению содержания легких компонентов и увеличению содержания тяжелых компонентов в конденсате и увеличению степени их извлечения.

На схеме показан способ осуществления модернизации действующей установки низкотемпературной сепарации газа, состоящей из блока входной сепарации 1, блока рекуперации холода 2, узла редуцирования 3, блока низкотемпературной сепарации 4 и блока стабилизации конденсата 5, включающей также линии 6 подачи охлажденного газа в узел редуцирования, 7 подачи газа низкотемпературной сепарации в блок рекуперации холода и 8 подачи конденсата низкотемпературной сепарации в блок стабилизации конденсата 5. Кроме того, модернизируемая установка низкотемпературной сепарации газа может включать линию 9 подачи газа выветривания в узел редуцирования 3 и линию 10 подачи конденсата промежуточной сепарации в блок стабилизации конденсата 5 (показано штрихпунктиром) при наличии промежуточного сепаратора в составе блока рекуперации холода 2.

При модернизации дефлегматор 11 подключают к линии 6 подачи охлажденного газа в узел редуцирования в точках 12 и 13 для соединения дефлегматора с действующей установкой линиями подачи охлажденного газа и вывода газа дефлегмации соответственно, а также соединяют линией 14 вывода флегмы с блоком стабилизации конденсата.

Верхняя часть дефлегматора 11 оборудована двумя секциями тепломассообменных элементов, которые подключают к действующей установке линиями подачи и вывода газа и конденсата низкотемпературной сепарации к линии 7 подачи газа низкотемпературной сепарации в блок рекуперации холода (в точках 15 и 16) и к линии 8 подачи конденсата низкотемпературной сепарации в блок стабилизации конденсата (в точках 17 и 18). При этом движение технологических сред между указанными точками подключения дефлегматора к действующей установке перекрывают с помощью запорной арматуры (на схеме не пронумерована).

Модернизированная установка работает следующим образом. Сырой газ I поступает в блок входной сепарации 1, из которого в блок стабилизации конденсата 5 подают конденсат II, а в блок рекуперации холода 2 подают газ III, который после охлаждения поступает в дефлегматор 11, в верхней части которого подвергается дефлегмации за счет охлаждения газом IV и конденсатом V низкотемпературной сепарации, подаваемыми во внутреннее пространство секций тепломассообменных элементов по линиям 19 и 20 соответственно, с получением газа дефлегмации VI, подаваемого в узел редуцирования 3, и флегмы VII, подаваемой по линии 14 в блок стабилизации конденсата 5. Нагретый в дефлегматоре газ низкотемпературной сепарации IV дополнительно нагревают в блоке рекуперации холода 2 и выводят VIII в качестве товарного. Конденсат низкотемпературной сепарации V нагревают в дефлегматоре и подают в блок стабилизации конденсата 5.

Из блока стабилизации конденсата выводят товарный конденсат IX и газ выветривания X, который может быть выведен с установки для утилизации или по линии 9 подан в узел редуцирования 3. Кроме того, из блока рекуперации холода 2 по линии 10 в блок сепарации конденсата 5 может подаваться конденсат промежуточной сепарации XI.

Дефлегматор и линии, подключаемые при модернизации, обозначены штриховыми линиями. Линии ввода ингибитора гидратообразования и вывода отработанного водного раствора ингибитора гидратообразования на схеме не показаны.

Пример

Сырой газ состава, % об.: углекислый газ 0,07; метан 76,83; этан 6,26; пропан 3,0; изо-бутан 0,63; н-бутан 0,66; изо-пентан 0,23; н-пентан 0,20, гексан и высшие 2,04, в количестве 176,1 тыс. нм3/час при температуре 25°C и давлении 5,0 МПа подают на установку комплексной подготовки газа, где его сепарируют в блоке входных сепараторов с получением 152,0 тыс. нм3/час, охлаждают в блоке рекуперации холода, в который в качестве хладагента подают газ низкотемпературной сепарации, дросселируют его до 2,7 МПа на узле редуцирования и сепарируют в блоке низкотемпературной сепарации с получением 151,8 тыс. нм3/час газа низкотемпературной сепарации, который нагревают сырым газом в блоке рекуперации холода и выводят с установки в качестве товарного газа, и 712,1 кг/час конденсата низкотемпературной сепарации, который направляют в блок стабилизации конденсата. Степень извлечения углеводородов С3+ составила 50,2%.

Температура точки росы по воде товарного газа равна 16°C, температура точки росы по углеводородам 10°C, т.е. подготовленный газ, не соответствует требованиям СТО Газпром 089-2010, требуется модернизация установки.

Согласно предложенному способу модернизация установки проводится путем установки дефлегматора на линии подачи охлажденного газа в узел редуцирования. При этом охлажденный газ после блока рекуперации холода подают в нижнюю часть дефлегматора с двумя встроенными тепломассообменными секциями, в которые в качестве хладагентов подают газ и конденсат низкотемпературной сепарации. С верха дефлегматора выводят газ дефлегмации в количестве 150,9 тыс. нм3/час, дросселируют на узле редуцирования до 2,7 МПа и сепарируют в блоке низкотемпературной сепарации при температуре с получением 149,8 тыс. нм3/час газа низкотемпературной сепарации, который для нагрева направляют последовательно в соответствующую тепломассообменную секцию дефлегматора и блок рекуперации холода и выводят с установки в качестве товарного газа, и 2333 кг/час конденсата низкотемпературной сепарации, который после нагрева в дефлегматоре подают в блок стабилизации конденсата.

Из низа дефлегматора выводят флегму в количестве 2796 кг/час, которую смешивают с нагретым конденсатом низкотемпературной сепарации и направляют в блок стабилизации конденсата.

После проведения модернизации температура точки росы подготовленного газа по воде составила -26°C, а по углеводородам -29°C. Степень извлечения углеводородов С3+ составила 67,2%.

В аналогичных условиях в способе по прототипу потребовалась установка холодильной машины мощностью 3,5 МВт, а степень извлечения углеводородов С4+ составила 63,8%.

Таким образом, предложенный способ модернизации действующей установки низкотемпературной сепарации газа позволяет увеличить степень извлечения тяжелых компонентов и осуществить модернизацию без увеличения эксплуатационных затрат.

Способ модернизации действующей установки низкотемпературной сепарации газа, которая включает, по меньшей мере, блоки входной и низкотемпературной сепарации, блок рекуперации холода, узел редуцирования и блок стабилизации конденсата, заключающийся в установке системы дополнительного охлаждения газа, отличающийся тем, что в качестве системы дополнительного охлаждения применяют дефлегматор, который устанавливают на линии подачи охлажденного газа в узел редуцирования, при этом верх дефлегматора соединяют линией вывода газа дефлегмации с узлом редуцирования, а низ соединяют линией вывода флегмы с блоком стабилизации конденсата, кроме того, верхнюю часть дефлегматора оборудуют двумя секциями тепломассообменных элементов, которые соединяют линиями подачи газа и конденсата с блоком низкотемпературной сепарации, а также линиями вывода газа и конденсата с блоком рекуперации холода и блоком стабилизации конденсата, соответственно, при этом линии подачи технологических сред между точками подключения дефлегматора на линиях подачи охлажденного газа в узел редуцирования, подачи газа низкотемпературной сепарации в блок рекуперации холода и подачи конденсата низкотемпературной сепарации в блок стабилизации конденсата перекрывают.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам подготовки газа путем низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений.

Изобретение относится к способам подготовки газа путем низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений.

Изобретение относится к способам подготовки газа путем низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности для извлечения в промысловых условиях этан-бутановой фракции из скважинной продукции газоконденсатных месторождений.

Изобретение относится к способу и системе для выделения гелия из природного газа в процессе высокого давления. Способ включает этапы, где пропускают поток сжатого природного газа высокого давления через холодильную камеру для конденсации по меньшей мере части потока сжатого природного газа с получением охлажденного потока, дозируют охлажденный поток в колонну криогенной отгонки, извлекают сырой гелиевый продукт из верхней части колонны криогенной отгонки и извлекают поток жидкого продукта из нижней части колонны криогенной отгонки.

Изобретение относится к переработке природных газов. Многопоточное производство по переработке природных газов включает ряд идентичных эксплуатируемых технологических потоков и один резервный технологический поток.

Изобретение относится к технологии раздельного извлечения компонент газовых смесей, в частности санитарной очистки фторсодержащих газовых смесей от гексафторида урана и фтористого водорода, и может быть использовано для улучшения качества и снижения себестоимости продукции газоразделительных производств.

Изобретение относится к способам подготовки углеводородных газов к транспорту путем низкотемпературной сепарации и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Изобретение относится к способу переработки природного углеводородного газа с варьируемым содержанием азота, включающему стадию подготовки газа к криогенному разделению, стадию криогенного разделения газов с использованием метана в качестве хладагента в криогенном блоке, стадию компримирования внутренних и внешних технологических продуктов, стадию фракционирования тяжелой углеводородной части природного газа (С2 и выше).

Изобретение относится к способам промысловой подготовки углеводородных газов и может быть использовано для подготовки попутного нефтяного газа в нефтегазовой промышленности.
Изобретение относится к космическим двигательным системам и может использоваться при создании в будущем орбитального заправочного комплекса (ОЗК). Способ включает доставку на ОЗК воды и получение из неё электролизом водорода и кислорода.

Изобретение относится к сепараторам для разделения жидких сред, имеющих различный удельный вес, и для выделения накопившейся в жидкости газообразной среды. Сепаратор содержит корпус, вертикальную разделительную перегородку, трубопровод ввода газожидкостной смеси, патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок, переливную перегородку и сливной лоток, который соединен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ сверху.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к подготовке товарной нефти. Установка подготовки продукции скважин включает подводящий трубопровод, устройство подогрева, узел разрушения бронирующих оболочек, соединенный с концевым делителем фаз, трехфазный сепаратор с линией отвода воды, нефтяную и водяную буферные емкости, линию выхода воды, соединенную посредством кустовой насосной станции с входом узла разрушения бронирующих оболочек, при этом концевой делитель фаз снабжен двумя дозвуковыми соплами с возбудителями акустических колебаний в виде упругих пластин, закрепленных на соплах поперек потока воды, первый из которых с постоянной настройкой, а второй - с возможностью изменения длины активной части, при этом сопла соединены с кустовой насосной станцией патрубком.

Изобретение относится к области добычи углеводородов. Разделяют смесь, содержащую две текучие фазы, по меньшей мере частично несмешиваемые друг с другом и с различной удельной плотностью.

Изобретение относится к обработке углеводородного газа с использованием низкотемпературного процесса и может быть использовано в процессах промысловой подготовки к транспорту продукции газоконденсатных месторождений.

Группа изобретений относится к сепарационному устройству и способу сепарирования потока текучей среды в сепарационном устройстве. Устройство для сепарирования потока текучей среды, состоящего по меньшей мере из двух текучих сред, различающихся по плотности, содержит первый трубчатый элемент, снабженный компонентом, создающим вращение в потоке текучей среды за входом в первый трубчатый элемент, и второй трубчатый элемент, по меньшей мере, частично расположенный внутри первого трубчатого элемента за компонентом, создающим вращение, и формирующий выход для текучих сред с меньшей плотностью.

Изобретение относится к нефтяной и нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для предварительного разделения смеси на газ и жидкость в системах сбора и подготовки продукции нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к средствам извлечения геотермальной энергии из продукции нефтегазовых скважин и может использоваться в качестве альтернативных источников энергии.

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности и используется в системе промысловой подготовки газа при пониженном расходе поступающего газа.

Изобретение относится к оборудованию для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для измерения дебита нефтяных скважин с предварительным разделением газожидкостной смеси на газ и жидкость с помощью сепараторов.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для предварительного разделения газожидкостной смеси в системе сбора и подготовки продукции нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к способу конверсии сланцевого масла или смеси сланцевых масел, имеющих содержание азота по меньшей мере 0.1 мас. %, содержащему следующие стадии: a) сырье вводится в часть для гидроконверсии в присутствии водорода, причем указанная часть содержит, по меньшей мере, реактор с кипящем слоем, работающий в режиме газообразного и жидкого восходящего потока и содержащий по меньшей мере один катализатор гидроконверсии на подложке, b) выходящий поток, полученный на стадии а), вводится по меньшей мере частично в зону фракционирования, из которой, посредством атмосферной дистилляции, выходят газообразная фракция, фракция лигроина, фракция газойля и фракция, более тяжелая, чем фракция газойля, c) указанная фракция лигроина обрабатывается по меньшей мере частично в первой части для гидрообработки в присутствии водорода, причем указанная часть содержит по меньшей мере один реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки, d) указанная фракция газойля обрабатывается по меньшей мере частично во второй части для гидрообработки в присутствии водорода, причем указанная часть содержит по меньшей мере один реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки, e) фракция, более тяжелая, чем фракция газойля, обрабатывается по меньшей мере частично в части для гидрокрекинга в присутствии водорода.
Наверх