Способ деэтанизации нестабильного газового конденсата и установка для его осуществления

Способ деэтанизации нестабильного газового конденсата и установка для его осуществления

Реферат

Изобретение относится к области газовой промышленности и является усовершенствованным способом промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей.

Эксплуатация газоконденсатных месторождений (ГКМ) сопровождается увеличением содержания сжиженных углеводородных газов в газовом конденсате. В дальнейшем это становится серьезной проблемой при деэтанизации газового конденсата, так как является причиной перегрузки колонн деэтанизации по паровой фазе.

Еще одной проблемой, возникающей при эксплуатации ГКМ, является наличие в добываемом «сыром» газе, а в последствии и в газовом конденсате, механических примесей и асфальтеновых углеводородов, которые совместно образуют отложения на поверхности теплообменного и колонного оборудования установок деэтанизации газового конденсата, значительно затрудняя его работу. Отложения механических примесей и асфальтенов являются довольно стабильными и могут быть удалены только с использованием целого комплекса мероприятий, включающих предварительную пропарку и последующую механическую чистку. В любом случае для удаления указанных отложений требуется остановка и вскрытие оборудования.

В настоящее время известна установка для подготовки газа (Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. А.И.Гриценко, В.А.Истомин и др., М.: Недра, 1999 г., стр.372-373), включающая сепараторы, теплообменник и трехфазный разделитель.

Известна также установка для подготовки газа (там же, стр.378-379), включающая входной сепаратор, рекуперативный теплообменник, эжектор, низкотемпературный сепаратор, трехфазные разделители первой и второй ступени и дегазатор.

Известна установка подготовки и переработки углеводородного сырья газоконденсатных месторождений в соответствии с RU 2182035. Установка включает входной сепаратор, рекуперативный газовый теплообменник, эжектор, низкотемпературный сепаратор, трехфазные разделители первой и второй ступеней, дегазатор. Установка дополнительно снабжена последовательно соединенными рекуперативным теплообменником, колонной деэтанизации конденсата, компрессором, аппаратом воздушного охлаждения и рекуперативным газожидкостным теплообменником, вход рекуперативного теплообменника соединен с выходом конденсата из дегазатора, вход в верхнюю часть колонны деэтанизации соединен с выходом конденсата из дегазатора, выход рекуперативного газожидкостного теплообменника соединен с входом низкотемпературного сепаратора. Установка дополнительно снабжена блоком стабилизации деэтанизированного конденсата, блоком первичной переработки стабильного конденсата, блоком каталитической переработки бензиновой фракции, блоком сжижения осушенного газа, блоком каталитической переработки осушенного газа. Установка позволяет повысить качество отделения газообразных углеводородов (метана и этана) от сжижаемых и жидких углеводородов (пропан+высшие).

Наиболее близкими к предложенным являются описанные в патенте RU 2243815 способ промысловой подготовки газоконденсатного флюида и деэтанизации конденсата и установка для его осуществления. Способ включает сепарацию газа с входной и низкотемпературной ступенью сепарации, фазовое разделение конденсата входной и низкотемпературной ступеней сепарации, дегазацию конденсата и деэтанизацию конденсата в отпарной ректификационной колонне. Весь конденсат входной ступени сепарации после предварительной дегазации и подогрева в рекуперативном теплообменнике подают в среднюю часть отпарной ректификационной колонны в качестве питания, конденсат низкотемпературной ступени сепарации разделяют на два потока. Первый подают в верхнюю часть отпарной ректификационной колонны в качестве орошения, второй - в дегазатор. Регулировку технологического режима и состава продуктов деэтанизации в зависимости от выходов и составов конденсата входной и низкотемпературной ступеней сепарации осуществляют изменением объемов потоков. Способ и установка обеспечивают максимальный отбор деэтанизированного конденсата при минимальных потерях с осушенным газом.

Общим недостатком всех вышеприведенных технических решений является снижение производительности колон деэтанизации при значительном изменении состава сырья и отсутствие механизма снижения интенсивности отложения осадка механических примесей и асфальтенов в колонном и теплообменном оборудовании.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, присущих известным техническим решениям.

Поставленная задача решается способом деэтанизации нестабильного газового конденсата, включающим предварительный нагрев нестабильного газового конденсата (НГК), выделенного из газа газоконденсатных месторождений, разделение НГК на три фазы путем отделения от него водометанольного раствора с механическими примесями и предварительной отдувки газов деэтанизации, разделение потока НГК на две части, подачу одной части НГК на орошение на стадию деэтанизации, нагрев второй части НГК до требуемой температуры перед подачей на питание на стадию деэтанизации и последующую деэтанизацию НГК, в котором согласно изобретению разделение потока НГК на две части осуществляют перед разделением его на три фазы и подогревают вторую часть НГК с обеспечением выделения метана и этана при указанном разделении на три фазы.

При этом подогрев второй части НГК осуществляют с использованием тепла потока деэтанизированного газового конденсата.

Задача также решается установкой для деэтанизации нестабильного газового конденсата, содержащей колонну деэтанизации, два трехфазных разделителя, один из которых соединен с входом питания колонны деэтанизации через первый теплообменник для нагрева НГК, отличающейся тем, что она снабжена вторым теплообменником для нагрева НГК, установленным на входе трехфазного разделителя, соединенного с входом питания колонны, а другой трехфазный разделитель соединен с входом орошения колонны деэтанизации, при этом кубовая часть колонны деэтанизации последовательно соединена с первым и вторым теплообменниками для нагрева НГК горячим деэтанизированным газовым конденсатом.

На фиг.1 приведена схема предлагаемой установки. На схеме обозначены потоки: I - нестабильный газовый конденсат (НГК), II - деэтанизированный газовый конденсат, III - газы деэтанизации, IV - низкоконцетрированный водометанольный раствор (BMP).

Установка для деэтанизации нестабильного газового конденсата (НГК), поступающего с установок сепарации «сырого» газа газоконденсатных месторождений, содержит колонну 1 деэтанизации, вход орошения которой соединен с выходом трехфазного разделителя 2 по НГК. Вход трехфазного разделителя 3 соединен с теплообменником 4, а выход через теплообменник 5 соединен с входом питания колонны 1 деэтанизации. Кубовая часть колонны 1 деэтанизации последовательно соединена с теплообменниками 5 и 4 для подачи в них горячего деэтанизированного газового конденсата. К кубовой части колонны 1 подсоединен циркуляционный контур, включающий насос 6 и подогреватель 7, в частности, огневой подогреватель.

Способ деэтанизации НГК осуществляется следующим образом.

Сырье, нестабильный газовый конденсат с установок сепарации «сырого» газа газоконденсатных месторождений, поступает в цех деэтанизации конденсата с давлением 2,5-3,5 МПа и температурой «минус» 3 - «минус» 6°С. На входе в цех поток нестабильного газового конденсата разделяется на два потока в соотношении 1:3.

Первый поток с меньшим расходом направляется в трехфазный разделитель 2 - буферную емкость орошения колонны 1 деэтанизации, в которой из него извлекается незначительное количество низкоконцентрированного водометанольного раствора (BMP) с механическими примесями и газов деэтанизации. BMP и примеси направляются для утилизации на горизонтальную факельную установку (ГФУ) (не показана). Газы деэтанизации после компримирования возвращаются на установку сепарации «сырого» газа. Из трехфазного разделителя 2 первый поток НГК в качестве орошения подается на верхнюю тарелку колонны 1 деэтанизации.

Второй поток сначала подается в кожухотрубный или пластинчатый теплообменник 4, подогревается и поступает в трехфазный разделитель 3 - буферную емкость питания колоны 1 деэтанизации. В трехфазном разделителе 3 при давлении 2,3-3,3 МПа и температуре 20-30°С происходит отделение большей части низкоконцентрированного BMP с механическими примесями и газов деэтанизации, которые, как и в случае трехфазного разделителя 2, направляются на ГФУ и установку сепарации «сырого» газа соответственно. Количество сдувок из разделителя 3 регулируется клапаном на линии сдувок и обеспечивается поддержанием необходимой температуры после теплообменника 4. Из трехфазного разделителя 3 второй поток частично деэтанизированного газового конденсата подается для нагрева до температуры 60-70°С в теплообменник 5 и далее поступает в качестве питания в колонну деэтанизации.

В колонне 1 деэтанизации от НГК отгоняется весь оставшийся газ деэтанизации, который смешивается с соответствующими потоками из разделителей 2 и 3 и после компримирования подается на установку сепарации «сырого» газа.

Основной поток кубового продукта (деэтанизированный газовый конденсат) циркулирует посредством технологического насоса 6 через огневой подогреватель 7, тем самым обеспечивая необходимый температурный режим в колонне 1 деэтанизации.

Балансовое количество деэтанизированного газового конденсата из куба колонны 1 направляется в теплообменники 4 и 5, где охлаждается потоком НГК и далее отводится с установки на дальнейшую переработку.

Данная схема благодаря дополнительному подогреву основного потока НГК в теплообменнике 4 позволяет:

1) выделять значительное количество газов деэтанизации из потока НГК в трехфазном разделителе 3; таким образом, снижается паровая нагрузка на колонну 1 деэтанизации, а следовательно, уменьшается негативное влияние на технологический режим в колонне 1 в результате изменения (облегчения) состава исходного сырья;

2) благодаря снижению вязкости подогретого НГК извлекать значительное количество механических примесей, растворенных в BMP, из НГК в разделителе 3, что снижает прочность асфальтеновых отложений; в результате, как минимум в два раза увеличивается срок межремонтного пробега колонного и теплообменного оборудования.

1. Способ деэтанизации нестабильного газового конденсата, включающий предварительный нагрев нестабильного газового конденсата (НГК), выделенного из газа газоконденсатных месторождений, разделение НГК на три фазы путем отделения от него водометанольного раствора с механическими примесями и предварительной отдувки газов деэтанизации, разделение потока НГК на две части, подачу одной части НГК на орошение на стадию деэтанизации, нагрев второй части НГК до требуемой температуры перед подачей на питание на стадию деэтанизации и последующую деэтанизацию НГК, отличающийся тем, что разделение потока НГК на две части осуществляют перед разделением его на три фазы и подогревают вторую часть НГК с обеспечением выделения метана и этана при указанном разделении на три фазы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подогрев второй части НГК осуществляют с использованием тепла потока деэтанизированного газового конденсата.

3. Установка для деэтанизации нестабильного газового конденсата, содержащая колонну деэтанизации, два трехфазных разделителя, один из которых соединен с входом питания колонны деэтанизации через первый теплообменник для нагрева НГК, отличающаяся тем, что снабжена вторым теплообменником для нагрева НГК, установленным на входе трехфазного разделителя, соединенного с входом питания колонны, а другой трехфазный разделитель соединен со входом орошения колонны деэтанизации, при этом кубовая часть колонны деэтанизации последовательно соединена с первым и вторым теплообменниками для нагрева НГК горячим деэтанизированным газовым конденсатом.