Способ подготовки углеводородного газа
METHOD OF PREPARING HYDROCARBON GAS

Изобретение относится к способам очистки добываемого углеводородного газа путем удаления из него водного компонента. Изобретение может быть использовано при подготовке нефтяного и/или природного газа к транспорту.
Известен способ подготовки углеводородного газа, включающий ввод ингибитора гидратообразования в поток подготавливаемого углеводородного газа, охлаждение этого газа, отделение охлажденного газа от жидкой фазы, подача потребителю подготовленного газа и конденсированных углеводородов, а использованного ингибитора на регенерацию (Патент РФ №2439452, МПК 7: F25J 3/00; C10G 5/4, опубл. 10.01.2012 г.).
Общими признаками известного и предлагаемого способов подготовки углеводородного газа являются:
- ввод ингибитора гидратообразования в поток подготавливаемого газа;
- охлаждение этого газа;
- отделение охлажденного газа от жидкой фазы;
- подача потребителю подготовленного газа и конденсированных углеводородов, а ингибитора гидратообразования на регенерацию.
Основным недостатком подготовки углеводородного газа этим способом являются высокая техногенная нагрузка на экосистему. Это связано с тем, что в качестве ингибитора гидратообразования применяют токсичные вещества - метанол или этиленгликоль.
Известен способ подготовки углеводородного газа, включающий ввод ингибитора гидратообразования - аммиака в поток подготавливаемого газа, охлаждение этого газа, отделение охлажденного газа от конденсированной жидкой фазы, подачу потребителю конденсированных углеводородов и подготовленного газа, а ингибитора гидратообразования на регенерацию (Патент РФ №2637792, МПК F25J 3/00, опубл. 07.12.2017 г.).
Общими признаками известного и предлагаемого способов подготовки углеводородного газа являются:
- ввод жидкого ингибитора гидратообразования в поток подготавливаемого газа;
- охлаждение этого газа хладагентом;
- отделение охлажденного газа от жидкой фазы;
- подача потребителю конденсированных углеводородов и подготовленного газа, а ингибитора гидратообразования и хладагента на регенерацию.
Основным недостатком подготовки углеводородного газа этим способом являются высокая техногенная нагрузка на экосистему. Это связано с тем, что в качестве ингибитора гидратообразования применяют токсичное вещество - аммиак.
Задачей изобретения является уменьшение техногенной нагрузки на экосистему и повышение эффективности подготовки газа.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности подготовки газа путем использования малотоксичных веществ в качестве ингибитора гидратообразования и хладагента.
Технический результат достигается тем, что в способе подготовки углеводородного газа, включающем ввод жидкого ингибитора гидратообразования в поток подготавливаемого газа, охлаждение этого газа, отделение охлажденного газа от жидкой фазы, подачу потребителю конденсированных углеводородов и подготовленного газа, а ингибитора гидратообразования на регенерацию, новым является то, что:
- применяют ингибитор, состоящий из смеси двух компонентов, один из которых - водный раствор этанола концентрацией 0,20 - 0,95, а второй - водный раствор глицерина концентрацией 0,25 - 0,67;
- первый компонент испаряют в газовом потоке с получением холода, а вторым компонентом абсорбируют из него воду;
- при регенерации ингибитора отпаривают первый компонент от второго, повышая концентрацию последнего, затем отделяют от первого компонента воду, повышая его концентрацию;
- затем концентрированные компоненты смешивают в диапазоне соотношений от 1÷99 до 99÷1 с получением двухкомпонентного ингибитора гидратообразования, который вновь подают в поток подготавливаемого газа.
Кроме того, перед смешением готовят водные растворы глицерина с концентрацией 0,67, а этанола - 0,72.
Технический прием, заключающийся в применении ингибитора, состоящего из смеси двух компонентов, один из которых - водный раствор этанола концентрацией 0,20 - 0,95, а второй - водный раствор глицерина концентрацией 0,25 - 0,67, которые являются малотоксичными химическими веществами, что уменьшает техногенную нагрузку на экосистему. Также они являются высокоэффективными ингибиторами гидратообразования, способствующие повышению эффективности подготовки газа, за счет снижения ими равновесной температуры гидратообразования на 10 - 50°, соответственно, при минимальной и максимальной концентрации компонентов.
Технический прием, заключающийся в том, что первый компонент испаряют в газовом потоке с получением холода, а вторым компонентом абсорбируют из него воду, приводит к тому, что такое комплексное воздействие на газ существенно снижает температуры гидратообразования и, как следствие, повышает эффективность подготовки газа.
Технический прием, заключающийся в том, что при регенерации ингибитора отпаривают первый компонент от второго, повышая концентрацию последнего, затем отделяют от первого компонента воду, повышая его концентрацию, позволяет минимизировать энергетические затраты, что в конечном итоге способствует повышению эффективности подготовки газа.
Технический прием, заключающийся в том, что концентрированные компоненты смешивают в диапазоне соотношений от 1÷99 до 99÷1 с получением двухкомпонентного ингибитора гидратообразования, который вновь подают в поток подготавливаемого газа, позволяет многократно использовать ингибитор гидратообразования и, как следствие, повысить эффективность подготовки газа, уменьшая затраты на закупку исходных компонентов.
Технический прием, заключающийся в том, что перед смешением готовят водные растворы глицерина с концентрацией 0,67, а этанола - 0,72, приводит к максимальному снижению равновесной температуры гидратообразования до минус 50°.
Описанные технические приемы позволяют уменьшить техногенную нагрузку на экосистему и повысить эффективность подготовки газа путем снижения равновесной температуры гидратообразования в широком диапазоне.
Авторам неизвестно из существующего уровня техники повышение эффективности подготовки газа с одновременным уменьшением техногенной нагрузки на экосистему подобным образом.
На чертеже представлена технологическая схема реализации способа подготовки углеводородного газа.
Подготовка углеводородного газа осуществляется следующим образом.
Вводят жидкий ингибитор гидратообразования по линии 1 в поток подготавливаемого газа, подаваемого по трубопроводу 2, охлаждение этого газа, отделение охлажденного газа от жидкой фазы в сепараторе 3, подачу потребителю конденсированных углеводородов 4 и подготовленного газа 5, а ингибитора гидратообразования 6 на регенерацию в колонный аппарат 7.
Применяют ингибитор, состоящий из смеси двух компонентов, один из которых - водный раствор этанола концентрацией 0,20 - 0,95, а второй - водный раствор глицерина концентрацией 0,25 - 0,67. Первый компонент испаряют в газовом потоке, подаваемом по трубопроводу 2 с получением холода, а вторым компонентом абсорбируют из него воду.
При регенерации ингибитора в колонном аппарате 7 отпаривают первый компонент от второго, повышая концентрацию последнего. Затем отделяют от первого компонента воду охлаждением в аппарате 8 и в рефлюксной емкости 9, тем самым повышая его концентрацию. Воду отводят по линии 10, а пары первого компонента - по линии 11, затем их охлаждают и конденсируют в аппарате 12. Конденсат из емкости 13 подают по линии 14.
Затем концентрированные компоненты подают из колонного аппарата 7 по линии 15 из емкости 13 по линии 14. Их смешивают в аппарате 16 в диапазоне соотношений от 1÷99 до 99÷1 с получением двухкомпонентного ингибитора гидратообразования, который нагнетают насосом 17 и вновь подают по линии 1 в поток подготавливаемого газа по трубопроводу 2.
Реализация способа подготовки углеводородного газа иллюстрируется примерами.
ПРИМЕР 1
Подготовка газа, транспортируемого по магистральным газопроводам в умеренном климате согласно СТО Газпром 089-2010 производится до температуры точки росы минус 10°С путем применения ингибитора, состоящего из смеси двух компонентов, один из которых - водный раствор этанола концентрацией 0,20, а второй - водный раствор глицерина концентрацией 0,25.
ПРИМЕР 2
Подготовка газа, транспортируемого по магистральным газопроводам в холодном климате согласно СТО Газпром 089-2010 производится до температуры точки росы минус 20°С путем применения ингибитора, состоящего из смеси двух компонентов, один из которых - водный раствор этанола концентрацией 0,30, а второй - водный раствор глицерина концентрацией 0,45.
ПРИМЕР 3
Подготовка газа к глубокой переработке производится до температуры точки росы минус 70°С путем применения ингибитора, состоящего из смеси двух компонентов, один из которых - водный раствор этанола концентрацией 0,95, а второй - водный раствор глицерина концентрацией 0,50.
ПРИМЕР 4
Подготовка газа к глубокой переработке производится до температуры точки росы минус 45°С путем применения ингибитора, состоящего из смеси двух компонентов, один из которых - водный раствор этанола концентрацией 0,72, а второй - водный раствор глицерина концентрацией 0,67.