УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ГАЗА

Полезная модель относится к конструкциям выполнения установок подготовки природного или нефтяного газов, его очистки и осушки от влаги и тяжелых углеводородов как в начальный так и поздней стадии разработки месторождения.
Известна установка подготовки газа (см. Энергосберегающие технологии при добыче природного газов. ВНИИГАЗ. Стр.211, М. 1996, фирма «Энергосбережение») состоящая из последовательно соединенных по газу: первичного сепаратора, трубного пространства рекуперативного теплообменника, расширительного устройства, вторичного сепаратора с секцией окончательной сепарации на выходе, межтрубного пространства рекуперативного теплообменника. Недостатком этой установки является малый срок (минимальный около 3 лет) работы до ввода компрессоров для обеспечения качества подготовки газа - точки росы по воде и углеводородам, необходимость ввода дополнительного оборудования, например, для двухступенчатой осушки газа или замена существующего технологического оборудования.
Известна установка очистки и осушки природного газа по патенту №822862, МПК: C10G 5/06 (прототип), состоящая из последовательно соединенных по газу: первичного сепаратора, трубного пространства
рекуперативного теплообменника, расширительного устройства, вторичного сепаратора с секцией окончательной сепарации на выходе, межтрубного пространства рекуперативного теплообменника, узла подачи жидкости первой ступени сепарации на контакт с газом поступающим на вторую ступень сепарации. Это техническое решение частично улучшает качество подготовки газа, но практически мало влияет на срок бескомпрессорной эксплуатации установки, т.е. основные недостатки аналога остаются.
Задача, на решение которой направлена, заявляемая полезная моделъ является увеличение срока эксплуатации установки подготовки газа без дополнительного ввода компрессоров и технологического оборудования при достижении нормативного качества газа.
Технический результат достигается тем, что в установке подготовки газа, состоящая из последовательно соединенных по газу: первичного сепаратора, трубного пространства рекуперативного теплообменника, расширительного устройства, вторичного сепаратора с секцией окончательной сепарации на выходе, межтрубного пространства рекуперативного теплообменника, вторичный сепаратор снабжен дополнительной секцией сепарации на входе, над которой последовательно размещены полуглухая тарелка со штуцером отбора жидкости и скруберная секция со штуцером подачи и распределения жидкости, скрубберная секция снабжена сменной насадкой и выполнена высотой не менее высоты насадки для извлечения примесей на конечной
стадии эксплуатации, при этом в начальный период эксплуатации штуцера подачи жидкости скрубберной секции и отбора жидкости полуглухой тарелки заглушены, а секция сепарации первичного сепаратора; секция окончательной сепарации, дополнительная секция сепарации и сменная насадка скрубберной секции вторичного сепаратора выполнены из регулярно структурированной насадки.
Выполнение установки подготовки газа, указанным образом позволило увеличить срок эксплуатации установки без ввода компрессоров и монтажа нового оборудования, без замены или модернизации существующего оборудования. Выполнение установки предложенным способом позволило работать ей в трех режимах:
- начальный низкотемпературный режим сепарации с повышенной эффективностью - двойной сепарацией газа в низкотемпературном сепараторе;
- промежуточный режим с двойной сепарацией и скрубберной промывкой между ними для извлечения примесей, абсорбции влаги и углеводородов;
- конечный режим эксплуатации с двойной сепарацией и массообменном между ступенями сепарации.
Применение регулярной структурированной насадки обеспечивает выполнение всех режимов практически без увеличения гидравлического сопротивления установки подготовки газа и в корпусе одного диаметра.
Авторам и заявителям не известны установки подготовки газа, в которых бы подобным образом увеличивался срок эксплуатации установки подготовки газа при достижении нормативного качества газа.
На фиг.1 изображен общий вид установка подготовки газа.
Установка подготовки газа состоит из первичного сепаратора 1 со штуцерами входа 2 сырого газа, выхода отсепарированного газа 3, выхода отсепарированной жидкости 4 и сепарационной секции 5.
Штуцер выхода отсепарированного газа 3 соединен линией 6 со штуцером 7 рекуперативного теплообменника 8 по трубному пространству 9. Штуцер 10 выхода предварительно охлажденного газа из трубного пространства 9 соединен линией 11 с расширительным устройством 12, которое соединено линией 13 со штуцером входа 14 вторичного сепаратора 15. Вторичный сепаратор 15 снабжен дополнительной секцией сепарации 16 на входе газа, полуглухой тарелкой 17 над ней, скрубберным пространством 18, в котором устанавлена сменная насадка 19 (на фиг.1 изображена пунктиром). В верхней части скрубберного пространства 18 расположен штуцер подачи и распределения жидкости 20, выше которого размещена окончательная секция сепарации 21. В верхней части сепаратор 15 снабжен штуцером выхода подготовленного газа 22 соединенный линией 23 со штуцером входа газа 24 в межтрубное пространство 25 рекуперативного теплообменника 8. Теплообменник 8 снабжен по межтрубному пространству 25 штуцером выхода газа потребителю 26. Сепаратор 15 в нижней части снабжен штуцером 27 выхода
отсепарированной жидкости, а над основанием полуглухой тарелки штуцером выхода 28 промывочной жидкости или абсорбента.
Установка работает следующим образом.
Сырой газ через штуцер входа 2 сырого газа подают в первичный сепаратор 1 в котором отделяют свободную и капельную жидкость (воду и углеводородный конденсат), затем газ без капельной влаги через штуцер выхода отсепарированного газа 3 первичного сепаратора 1 по линии 6 подают через штуцер 7 в трубное пространство 9 рекуперативного теплообменника 8, где предварительно охлаждают холодным потоком осушенного газа поступающего со штуцера выхода подготовленного газа 22 вторичного сепаратора 15 по линии 23 через штуцер входа газа 24 теплообменника 8 в его межтрубное пространство 25. Затем газ, поступивший с первичного сепаратора 1 и охлажденный в трубном пространстве теплообменника 8 через штуцер 10 по линии 11 подают на расширительное устройство 12, где его охлаждают до требуемой точки росы по влаге. Из расширительного устройства 12 охлажденный газ по линии 13 через штуцер 14 подают на дополнительную секцию сепарации вторичного сепаратора 15 для отделения сконденсированной после охлаждения жидкости.
В процессе эксплуатации месторождения давление сырого газа снижается, равновесное влагосодержание газа увеличивается, объем газа и его скорости увеличиваются. Это приводит к увеличению механических примесей в газе и увеличению растворенных солей в пластовой воде. Для
нормальной работы установки во вторичный сепаратор 15 вводят скрубберную секцию 18, в которую через штуцер подачи и распределения жидкости 20 подают промывочную жидкость (углеводородную или водный раствор гликоля), которой отбирают примеси. Насыщенную промывочную жидкость через штуцер 28 направляют на фильтрацию и регенерацию. При дальнейшем падении давления, когда перепада давления на расширяющемся устройстве 12 недостаточно для подготовки газа до требуемой точки росы по влаге, вместо промывочной жидкости через штуцер подачи и распределения жидкости 20 подают в скрубберную секцию 18 регенерированный абсорбент. Для более эффективной работы абсорбента в скрубберной секции устанавливают сменную насадку 19, с помощью которой обеспечивают требуемую точку росы по влаге. Для поддержания требуемой концентрации абсорбента его отбирают через штуцер 28 и подают на установку регенерации. Охлажденный газ с окончательной секции сепарации 21 через штуцер 22 по линии 23 через штуцер 24 направляется в межтрубное пространство 25 рекуперативного теплообменника 8 и после утилизации холода через штуцер 26 направляют потребителю.
Пример осуществления.
3
Производительность установки по сырому газу, млн.нм в сутки: - 3; 5; 10;
Давление начальное сырого газа на входе в первичный сепаратор, МПа - 130-75;
Давление сырого газа в конечной стадии эксплуатации, МПа 1.8 МПа;
Температура сырого газа, °С - (6-20);
Температура осушенного (подготовленного газа), °С - (0 минус 5);
Температура точки росы по влаге, °С - минус 20;
4
2+
Состав газа, % об., СН≥98; С остальное.
Концентрация регенерированного абсорбента (гликоля), % масс. - (97-99,5).
Таким образом, при использовании предложенной установки подготовки газа обеспечивают увеличение срока эксплуатации установки подготовки газа без дополнительного ввода компрессоров и технологического оборудования при достижении нормативного качества газа.