УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности и может быть использована на небольших узлах промысловой подготовки нефти для подготовки (осушки) попутного нефтяного газа (ПНГ) низкого давления, преимущественно 0,02÷0,2 МПа, к использованию.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели, принятой за прототип, является установка для утилизации легких фракций нефтепродуктов, содержащая сепаратор, конденсатор, холодильную установку и емкость приема конденсата, с которой соединен выход из сепаратора, при этом конденсатор соединен с холодильной установкой [см. Авторское свидетельство СССР №1773810, МПК В65D 90/30,1990 г.].
Известная установка предназначена для очистки газа, несклонного к гидратообразованию и обеспечивает эффективную очистку. Однако при использовании ее для очистки ПНГ на узлах промысловой подготовки нефти, происходит гидратообразование и обмерзание конденсатора, что ведет к нарушению технологического процесса и аварии. Установка характеризуется высокими энергозатратами за счет потерь холода с очищенным потоком газа, направляемым потребителям после конденсатора.
Наличие в ПНГ серосодержащих соединений вызывает коррозию трубопроводов, проточной части компрессора, конденсатора и трубопроводной арматуры. При охлаждении ПНГ в конденсаторе происходит образование гидратов, приводящих к забиванию конденсатора и арматуры.
Применение известной установки на узлах промысловой подготовки нефти для подготовки (осушки) ПНГ, характеризующегося наличием серосодержащих соединений, склонностью к гидратообразованию не представляется целесообразным.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении эффективности работы установки для подготовки (осушки) ПНГ низкого давления, включая и ПНГ с серосодержащими соединениями.
Эта задача решается тем, что в известно установке для подготовки попутного нефтяного газа низкого давления, преимущественно 0,02-0,2 МПа, содержащей сепаратор, конденсатор, холодильную установку и емкость приема конденсата, с которой соединены выход конденсата из сепаратора и конденсатора, при этом конденсатор соединен с холодильной установкой, согласно полезной модели она снабжена сепаратором предварительной очистки газа, узлом ввода ингибитора предупреждения образования газогидратов, двумя теплообменниками-конденсаторами, при этом на выходе сепаратора предварительной очистки установлен узел ввода ингибитора гидратообразования, выход из которого соединен со входом в трубное пространство первого теплообменника-конденсатора, выход из которого соединен со входом в трубное пространство второго теплообменника-конденсатора, а выход из него соединен со входом в конденсатор, выход которого соединен с сепаратором, выход газа из которого соединен с нижней частью межтрубного пространства второго теплообменника-конденсатора, а выход из верхней его части соединен с нижней частью межтрубного пространства первого теплообменника-конденсатора, а выход из верхней его части соединен с трубопроводом подачи очищенного газа потребителю, при этом выходы конденсата из сепаратора предварительной очистки и обоих теплообменников-конденсаторов соединены через коллектор с емкостью приема конденсата.
Кроме того, в нее введен блок абсорбционной сероочистки, вход в который соединен с выходом сепаратора предварительной очистки, а выход - соединен со входом в узел ввода ингибитора гидратообразования.
Сущность полезной модели заключается в следующем: предлагаемая установка позволяет при прохождении газа по технологической цепи провести предварительную очистку входящего ПНГ от капель углеводородного и водяного конденсата в сепараторе первичной очистки, предотвратить образование газогидратов путем ввода ингибиторов гидратообразования, провести охлаждение входящего ПНГ, конденсацию и сепарацию основного количества углеводородного конденсата в теплообменниках-конденсаторах холодным потоком от холодильной установки, более глубокое охлаждение ПНГ в конденсаторе холодильной установки, качественную очистку ПНГ от капель конденсата в сепараторе углеводородного конденсата и подачу холодного потока на охлаждение ПНГ в теплообменниках-конденсаторах.
Содержание тяжелых углеводородов в потоке ПНГ на выходе из установки будет определяться равновесной концентрацией.
На чертеже представлена схема установки для подготовки попутного нефтяного газа низкого давления 0,02÷0,2 МПа.
Установка для подготовки попутного нефтяного газа низкого давления содержит сепаратор предварительной очистки 1 центробежного типа, соединенный входным патрубком с трубопроводом подачи ПНГ. Патрубок слива конденсата из предварительного сепаратора 1 соединен с емкостью приема конденсата 9, а выходной патрубок из предварительного сепаратора 1 соединен со входом узла ввода ингибитора гидратообразования 3, выход из которого соединен с патрубком верхней камеры теплообменника-конденсатора 4, соединенной с его трубным пространством. Нижняя камера теплообменника-конденсатора 4 является корпусом сепаратора конденсата, патрубок слива конденсата из которого соединен с емкостью приема конденсата 9, при этом выходной патрубок из нижней камеры теплообменника-конденсатора 4 соединен с патрубком верхней камеры теплообменника-конденсатора 5. При этом верхняя камера теплообменника-конденсатора 5 сообщена с трубным пространством теплообменника-конденсатора 5, а нижняя камера теплообменника-конденсатора 5 является корпусом сепаратора конденсата, причем патрубок слива конденсата из сепаратора соединен с емкостью приема конденсата 9. Выходной патрубок нижней камеры теплообменника-конденсатора 5 соединен с входным патрубком конденсатора 7 холодильной установки 8. Выходной патрубок конденсатора 7 соединен с входным патрубком сепаратора 6 центробежного типа, причем патрубок слива конденсата из сепаратора 6 соединен с емкостью приема конденсата 9. Выходной патрубок сепаратора 6 соединен с нижним патрубком межтрубного пространства теплообменника-конденсатора 5, а его верхний патрубок межтрубного пространства соединен с нижним патрубком межтрубного пространства теплообменника-конденсатора 4, при этом верхний патрубок межтрубного пространства теплообменника-конденсатора 4 является патрубком выдачи очищенного потока ПНГ из установки потребителю. Для очистки ПНГ с серосодержащими соединениями установка может быть снабжена блоком абсорбционной сероочистки 2, вход в который соединен с выходом сепаратора предварительной очистки 1, а выход - соединен со входом в узел ввода ингибитора гидратообразования 3.
Установка для подготовки попутного нефтяного газа низкого давления работает следующим образом.
В сепараторе предварительной очистки 1 центробежного типа ПНГ очищается от капель водяного и углеводородного конденсата и выводится в емкость приема конденсата 9. Очищенный от конденсата ПНГ подается в узел ввода ингибитора гидратообразования 3. В узле ввода ингибитора гидратообразования 3, подаваемый насосом-дозатором, ингибитор гидратообразования (например, диэтиленгликоль) распыляется в потоке ПНГ форсункой, пары ингибитора гидратообразования с водяными парами образуют растворы, переводящие водяные пары в конденсат, а обработанный ПНГ поступает через верхнюю камеру в трубное пространство теплообменника-конденсатора 4. В теплообменнике-конденсаторе 4, поступающий в трубное пространство теплообменника-конденсатора 4 ПНГ охлаждается отходящим из теплообменника-конденсатора 5 холодным потоком ПНГ, в нижней камере теплообменника-конденсатора 4, служащей сепаратором, при повороте газа на 180°, образовавшийся конденсат отделяется от газа и выводится в емкость приема конденсата 9. Очищенный от конденсата газ подается через верхнюю камеру в трубное пространство теплообменника-конденсатора 5. В теплообменнике-конденсаторе 5, поступающий в трубное пространство теплообменника-конденсатора 5 ПНГ охлаждается холодным потоком ПНГ отходящим из сепаратора 6 и конденсатора 7 холодильной установки 8. В нижней камере теплообменника-конденсатора 5, служащей сепаратором, при повороте газа на 180°, образовавшийся конденсат отделяется от газа и выводится в емкость приема конденсата 9. ПНГ, после охлаждения, конденсации и сепарации основного количества углеводородного конденсата в теплообменниках-конденсаторах 4 и 5, подается с целью максимального охлаждения в конденсатор 7 холодильной установки 8, охлаждающей жидкостью для которого является охлажденный до заданной температуры холодильный агент холодильной установки 8 (подача его в конденсатор производится специальным насосом). ПНГ, охлажденный в конденсаторе 7, подается в сепаратор 6 центробежного типа, конденсат из которого выводится в приемную емкость 9. Из сепаратора 6 холодный поток ПНГ поступает в нижний патрубок межтрубного пространства теплообменника 5, омывая трубный пучок холодный газ поднимается вверх, охлаждая при этом ПНГ, поступающий на вход конденсатора 7. Из верхнего патрубка межтрубного пространства теплообменника-конденсатора 5 газ поступает в нижний патрубок межтрубного пространства теплообменника-конденсатора 4. Газ, омывая трубный пучок, поднимается вверх, охлаждая поступивший из узла ввода ингибитора гидратообразования 3 в теплообменник-конденсатор 4 ПНГ, из верхнего патрубка межтрубного пространства теплообменника-конденсатора 4 очищенный газ поступает в линию выдачи газа из установки потребителю. При прохождении теплообменников-конденсаторов 5 и 4 происходит нагрев осушенного потока газа до температур на 5° ниже температуры поступающего в установку ПНГ, при этом произойдет испарение углеводородного конденсата этан-пропан-бутановой фракции, который может быть вынесен из сепаратора 6.
При использовании установки для очистки ПНГ с серосодержащими соединениями, ПНГ после предварительного сепаратора 1 поступает в блок абсорбционной очистки 2, а очищенный от серосодержащих соединений ПНГ поступает на вход узла ввода ингибитора гидратообразования 3 и далее процесс очистки осуществляется по вышеописанной технологии.
Подготовленный таким образом ПНГ может подаваться для использования: в установки мембранного разделения, в поршневые энергетические установки для выработки электроэнергии, для сжигания в технологических установках и котельных.