УСТАНОВКА КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Заявляемая полезная модель относится к газовой промышленности, в частности, к установкам для подготовки и переработки газоконденсатного сырья.
Известны установки для подготовки и переработки газа, содержащие сепаратор, теплообменник, трехфазные разделители, эжектор, низкотемпературный сепаратор и дегазатор (А.И.Гриценко, В.А.Истомин и др. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России.//М., Недра, 1999, стр.372-379).
7
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату известна установка подготовки и переработки углеводородного сырья газоконденсатных залежей (патент РФ №2182035, МПК B01D 53/00 - прототип), включающая входной сепаратор, рекуперативный газовый теплообменник, эжектор, низкотемпературный сепаратор, трехфазные разделители первой и второй ступеней, дегазатор, блок стабилизации деэтанизированного конденсата.
Недостатком такой установки является отсутствие технических решений позволяющих максимально удовлетворить потребность предприятий обустройства месторождения в ингибиторах гидратообразования в виде метанола или гликоля, необходимых для ведения технологического процесса подготовки газа, что привело бы к сокращению затрат на его закупку и транспортировку.
Кроме того, в установке не предусмотрены решения, обеспечивающие функциональную надежность и гибкость обслуживания технологического процесса подготовки и переработки сырья.
Таким образом, на основании изложенного выше, техническая задача, которую решает заявляемая полезная модель, состоит в создании более надежной, эффективной, экономичной и безотходной по сравнению с существующим уровнем техники конструкции установки для комплексной подготовки и переработки углеводородного сырья, предусматривающей наличие технических решений для обеспечения стабилизации конденсата и регенерации ингибитора до уровня, соответствующего качеству товарной продукции, а также пополнения запасов ингибитора для обеспечения технологического процесса подготовки и переработки углеводородного сырья на месте обустройства месторождения за счет улавливания, регенерации и возврата в технологический процесс чистого ингибитора гидратообразования, т.е. повторное его использование.
Заявляемая полезная модель установки комплексной подготовки углеводородного сырья, как и известные из состояния уровня техники, содержит входной сепаратор, последовательно соединенный по газу с газовыми рекуперативными теплообменниками, установкой редуцирования, низкотемпературным сепаратором-разделителем, трехфазным разделителем первой и второй ступени посредством трубопровода; по конденсату: входной сепаратор, соединенный трубопроводом с трехфазным разделителем, установкой деэтанизированного конденсата и блоком разгазирования конденсата; по раствору ингибитора: трехфазный разделитель, последовательно соединенный с сепаратором-разделителем и системой регенерации ингибитора, но в соответствии с настоящей предлагаемой полезной моделью дополнительно снабжена следующими системами, установками, блоками и технологическим оборудованием:
- системой регенерации ингибитора (гликоля или метанола), включающей последовательно соединенные емкость приемную насыщенного продукта, блок насосов, колонну регенерации, аппарат воздушного охлаждения - конденсатор, емкость товарного продукта, газожидкостный рекуперативный теплообменник;
- установкой редуцирования, установленной по выходу аппаратов теплообменных «газ-газ», «газ-конденсат», на входе низкотемпературного сепаратора-разделителя. В состав установки редуцирования, в зависимости от существующего перепада между входным и выходным давлениями могут включаться регуляторы давления, эжектор или детандер. Детандер дополнительно может быть укомплектован генератором или компрессорным агрегатом;
- блоком разгазирования конденсата, обеспечивающим работу установки в случае останова системы стабилизации конденсата (проведение регламентных работ, техническое обслуживание оборудование, авария);
- трубопроводами углеводородного конденсата с запорной и регулирующей арматурой, обеспечивающими подачу сырьевого конденсата непосредственно:
из трехфазного разделителя системы низкотемпературной сепарации в колонну стабилизации, соединяющий трехфазный разделитель системы низкотемпературной сепарации, теплообменник «конденсат-конденсат» и колонну стабилизации;
из сепаратора-разделителя системы низкотемпературной сепарации на орошение в колонну стабилизации, соединяющий сепаратор-разделитель системы низкотемпературной сепарации, теплообменник «газ-конденсат», сепаратор-дегазатор с колонной стабилизации;
- трубопроводами с запорной арматурой, обеспечивающими отбор газа стабилизации и его подачу на использование в качестве топливного газа для технологических подогревателей и собственных нужд;
- трубопроводами с запорной и регулирующей арматурой, обеспечивающими подачу теплоносителя для нагрева насыщенного ингибитора в колонне регенерации, соединяющим контур теплоносителя системы стабилизации (насос теплоносителя - технологический подогреватель) с испарителем колонны регенерации.
Принятая компоновка системы низкотемпературной сепарации позволяет с минимальным количеством оборудования выполнить подготовку газа до требований к качеству товарной продукции. Применение в системе дросселирующего клапана и/или турбодетандерного агрегата обеспечивает возможность использования установки в широком диапазоне входных давлений газа и требований к степени осушки сырья, кроме того, повышается гибкость технологического процесса подготовки газа. Применение теплообменных аппаратов «газ-газ» и «газ-жидкость» позволяет максимально утилизировать тепловую энергию потоков рабочих сред и использовать ее в технологическом процессе.
Схема и набор оборудования системы стабилизации конденсата позволяет без применения дополнительных систем и технологических процессов (например деэтанизация) получить товарный продукт - стабилизированный конденсат, соответствующий требованиям к качеству товарной продукции.
Технические решения, принятые для системы регенерации ингибитора гидратообразования, позволяют минимизировать набор оборудования за счет использования тепла от подогревателя системы стабилизации конденсата.
Применение блока разгазирования конденсата позволяет увеличить надежность работоспособности установки и облегчает обслуживание оборудования систем.
Существенные признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа, необходимы и достаточны для решения поставленной технической задачи, состоящей в создании более эффективной и экономичной, в сравнении с существующим уровнем техники, установки для комплексной подготовки углеводородного сырья за счет расширения технологических возможностей установки по конечному товарному продукту и сокращения затрат на обеспечение технологического процесса подготовки и переработки углеводородного сырья.
На фиг.1 представлена принципиальная схема установки комплексной подготовки углеводородного сырья, содержащая следующие системы:
систему низкотемпературной сепарации (НТС), предназначенную для подготовки газа поступающего с месторождения по температуре точки росы по влаге и углеводородам, улавливания углеводородного конденсата и насыщенного ингибитора гидратообразования и их подачи на установки стабилизации и регенерации соответственно, снабженную сепаратором 1, аппаратом теплообменным «газ-газ» 2, аппаратом теплообменным «газ-конденсат» 3, установкой редуцирования 17, сепаратором-разделителем 4, трехфазным разделителем 5. Сепаратор 1 последовательно соединен по газу с газовыми рекуперативными теплообменными аппаратами 2 и 3, установкой редуцирования 17, низкотемпературным сепаратором-разделителем 4, а по жидкости - с трехфазным разделителем 5;
систему стабилизации конденсата, предназначенную для подготовки углеводородного конденсата поступающего от системы НТС по давлению насыщенных паров, включающую сепаратор-дегазатор 6, колонну стабилизации 7, аппарат теплообменный «конденсат-конденсат» 8, аппарат воздушного охлаждения конденсата 9, емкость конденсата 10, агрегат электронасосный конденсата 11, агрегат электронасосный теплоносителя 12, технологический подогреватель 13. Вход рекуперативного теплообменного аппарата «конденсат-конденсат» 8 соединен с выходом конденсата из трехфазного разделителя 5 системы низкотемпературной сепарации. Вход в верхнюю часть колонны стабилизации 7 соединен с выходом конденсата из сепаратора-дегазатора 6;
систему регенерации ингибитора 14, предназначенную для регенерации насыщенного влагой ингибитора и его возврата в процесс подготовки газа для повторного использования.
Представленная на фиг.2 система регенерации ингибитора (например, метанола) содержит последовательно соединенные емкость приемную насыщенного метанола 18, электронасосные агрегаты 19, 23, 24, колонну регенерации метанола 20, конденсатор 21, емкость регенерированного метанола 22, испаритель 25, теплообменный аппарат «газ НД-вода» 26, емкость сбора воды 27.
Вход рекуперативного теплообменного аппарата «газ НД-вода» 26 соединен с выходом газа стабилизации из верхней части колонны 7 системы стабилизации конденсата. Испаритель 25 колонны регенерации метанола по входу соединен с технологическим подогревателем 13 системы стабилизации конденсата.
Блок разгазирования конденсата (см. фиг.1), обеспечивающий работу установки в случае останова системы стабилизации конденсата (проведение регламентных работ, техническое обслуживание оборудование, авария), включающий последовательно соединенные сепараторы-выветриватели первой и второй ступени 15 и 16 соответственно. Вход в сепаратор 15 соединен с выходом конденсата из трехфазного разделителя 5 системы НТС, вход в сепаратор 16 соединен с выходом конденсата из сепаратора-дегазатора 6 системы стабилизации.
Установка работает следующим образом. Газоконденсатная смесь по входному трубопроводу от скважины поступает во входной сепаратор 1 системы низкотемпературной сепарации, предназначенный для разделения потока на газ и жидкость. Газ из сепаратора 1 направляется в рекуперативный теплообменный аппарат «газ-газ» 2, предназначенный для утилизации холода осушенного газа. Далее газ через рекуперативный теплообменный аппарат «газ-конденсат» 3 и установку редуцирования 17, включающую в себя дросселирующий клапан, эжектор или детандер (детандер дополнительно может быть укомплектован генератором или компрессорным агрегатом) поступает в сепаратор-разделитель 4, предназначенный для сепарации газа от влаги, выделившейся при охлаждении за счет дросселирования на клапане или внезапного расширения в детандере.
Требуемая температура точки росы газа по влаге и углеводородам достигается за счет дросселирования потока и введения ингибитора гидратообразования - метанола или гликоля перед дросселированием.
Осушенный газ из сепаратора-разделителя 4 через теплообменный аппарат «газ-газ» 2 направляется в газопровод высокого давления.
Углеводородный конденсат по трубопроводу из сепаратора-разделителя 4 через теплообменный аппарат «газ-конденсат» 3, предназначенный для утилизации холода потока конденсата, поступает в сепаратор-дегазатор 6 системы стабилизации конденсата.
Насыщенный раствор ингибитора из сепаратора-разделителя 4 подается в емкость приемную 18 системы регенерации.
Жидкостная смесь из сепаратора 1 поступает в трехфазный разделитель 5, предназначенный для разделения смеси на углеводородный конденсат и насыщенный ингибитор, газ дегазации конденсата направляется в трубопровод подачи газа к теплообменному аппарату «газ-газ» 2.
Углеводородный конденсат из трехфазного разделителя 5, поступает в систему стабилизации конденсата.
Насыщенный раствор ингибитора из трехфазного разделителя 5 подается в емкость приемную 18 системы регенерации ингибитора.
Из трехфазного разделителя 5 углеводородный конденсат по трубопроводу через теплообменный аппарат «конденсат-конденсат» 8, предназначенный для утилизации тепла потока конденсата, отводимого из кубовой части колонны стабилизации 7, подается в среднюю часть колонны стабилизации 7 в качестве сырья.
Дегазированный углеводородный конденсат из сепаратора-дегазатора 6 по трубопроводу, оснащенного запорной и регулирующей арматурой, подается в верхнюю часть колонны стабилизации 7 в качестве орошения.
Газ дегазации конденсата из сепаратора-дегазатора 6 направляется в поток газа низкого давления.
Стабилизация поступившего углеводородного конденсата осуществляется в колонне стабилизации 7 за счет прямого нагрева части рабочей среды в технологическом подогревателе 13.
Циркуляция конденсата в контуре теплоносителя обеспечивается электронасосным агрегатом 12.
Газ стабилизации конденсата из верхней части колонны стабилизации 7, смешиваясь с потоком газа дегазации, поступающим из сепаратора-дегазатора 6, направляется в трубопровод подачи газа на перерабатывающий завод.
Для использования газа низкого давления для собственных нужд установки предусмотрен трубопровод, обеспечивающий подачу части газа низкого давления к технологическому подогревателю 13 в качестве топлива.
Стабилизированный конденсат из кубовой части колонны стабилизации 7 через теплообменный аппарат «конденсат-конденсат» 8 и аппарат воздушного охлаждения конденсата 9 поступает в емкость конденсата 10.
Из емкости конденсата 10 стабильный конденсат электронасосным агрегатом конденсата 11 направляется в резервуарный парк готовой продукции или в конденсатопровод.
Ингибитор из системы низкотемпературной сепарации направляется в емкость приемную 18 системы регенерации ингибитора.
Электронасосным агрегатом насыщенного ингибитора 19 ингибитор подается в среднюю часть колонны регенерации метанола 20.
Подача регенерированного ингибитора на орошение в верхнюю часть колонны регенерации метанола 20 осуществляется электронасосным агрегатом подачи орошения 23 из емкости регенерированного метанола 22.
Нагрев ингибитора в колонне регенерации 20 осуществляется за счет подвода тепла от технологического подогревателя 13 системы стабилизации конденсата по трубопроводу, оснащенного запорной и регулирующей арматурой, соединяющему контур теплоносителя системы стабилизации (агрегат насосный теплоносителя 12 - технологический подогреватель 13 (Фиг.1)) с испарителем 25 колонны регенерации 20.
В случае регенерации ингибитора метанола (Фиг.2) выпаренный метанол в паровой фазе из верхней части колонны регенерации 20 поступает в конденсатор 21, предназначенный для охлаждения парообразного метанола. Сконденсированный метанол направляется в емкость регенерированного метанола 22.
Вода из кубовой части колонны регенерации 20 через аппарат теплообменный «газ НД-вода» 26, предназначенный для утилизации тепла потока воды потоком газа низкого давления системы стабилизации конденсата, направляется в емкость сбора воды 29 и далее в коллектор промстоков.
Часть регенерированного метанола из емкости 22 электронасосным агрегатом подачи ингибитора на впрыск 24 подается на впрыск в трубопроводы системы низкотемпературной сепарации.
В случае регенерации ингибитора гликоля (Фиг.3) насыщенный гликоль от системы низкотемпературной сепарации направляется в емкость приемную ингибитора 18 системы регенерации.
Электронасосным агрегатом 19 насыщенный ингибитор подается в среднюю часть колонны регенерации гликоля 28.
Подача гликоля на орошение в колонну регенерации 28 осуществляется электронасосным агрегатом 23 из емкости регенерированного гликоля 27.
Нагрев гликоля в колонне регенерации 28 осуществляется за счет подвода тепла от технологического подогревателя 13 (Фиг.1) системы стабилизации конденсата.
Пары воды из верхней части колонны регенерации 28 поступают в конденсатор 21, предназначенный для охлаждения паров воды. Сконденсированная вода направляется в емкость сбора воды 29 и далее в коллектор промстоков.
Регенерированный гликоль из кубовой части колонны регенерации 28 через аппарат теплообменный «газ НД-гликоль» 30, предназначенный для охлаждения потока гликоля потоком газа низкого давления системы стабилизации конденсата, поступает в емкость регенерированного гликоля 27.
Часть регенерированного гликоля из емкости 27 электронасосным агрегатом подачи ингибитора на впрыск 24 подается на впрыск в трубопроводы системы НТС.
Излишки ингибитора, полученные за счет регенерации, направляются в автоцистерну для вывоза.
В случае останова системы стабилизации конденсата для исключения останова процесса подготовки газа предусмотрен блок разгазирования (фиг.1), обеспечивающий прием углеводородного сырья от системы НТС и его дегазацию с последующей подачей в парк готовой продукции или конденсатопровод.
При отключении колонны системы стабилизации углеводородный конденсат из трехфазного разделителя 5 системы НТС подается в сепаратор-выветриватель 15 первой ступени дегазации, предназначенный для разгазирования конденсата при незначительном промежуточном давлении, позволяющем утилизировать газ дегазации в трубопровод газа низкого давления подаваемого на перерабатывающий завод.
Частично дегазированный конденсат из сепаратора-разделителя 15 поступает в сепаратор-выветриватель 16 второй ступени дегазации конденсата. Сепаратор-выветриватель 16 предназначен для окончательной дегазации конденсата при давлении факельного коллектора с дополнительным подогревом продукта за счет змеевика, встроенного в сепаратор. Газ дегазации конденсата сбрасывается на факел для сжигания.
Дегазированный конденсат из сепаратора-выветривателя 16 подается в парк готовой продукции или в конденсатопровод.