СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА К ТРАНСПОРТУ
METHOD OF HYDROCARBON GAS PREPARATION FOR TRANSPORT

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности, к обработке углеводородного газа с использованием низкотемпературного процесса и может быть использовано в процессах промысловой подготовки к транспорту продукции газоконденсатных месторождений.
Известен способ подготовки углеводородного газа к транспорту методом низкотемпературной сепарации (НТС) газа в три ступени (Совершенствование технологии ингибирования гидратообразования установки низкотемпературной сепарации ачимовских залежей А.Ю. Корякин, А.Ю. Неудахин, Р.А. Мухетдинов и др. / Перспективные направления развития Уренгойского комплекса: Сборник научных трудов / ООО «Газпром добыча Уренгой». - М.: ООО «Издательский дом Недра», 2018. С. 166-171, рисунок 1), в котором газовый поток от кустов скважин подают на первичную сепарацию, вводят водометанольный раствор высокой концентрации в газовый поток, выводят из газового потока водный раствор после десорбции метанола, вводят в газовый поток метанол, охлаждают газовый поток на первом этапе воздухом, на втором этапе легким углеводородным конденсатом, на третьем этапе дважды отсепарированным газом, проводят вторичную сепарацию газового потока, вводят в газовый поток метанол, охлаждают газовый поток отсепарированным газом и за счет понижения давления, проводят окончательную сепарацию газового потока, нагревают в три ступени отсепарированный газ газовым потоком и выводят отсепарированный газ из установки, жидкую фазу после окончательной сепарации газового потока направляют для разделения на легкий углеводородный конденсат, газ дегазации среднего давления и водометанольный раствор высокой концентрации, возвращают газ дегазации среднего давления на повторную окончательную сепарацию совместно с газовым потоком, повышают давление водометанольного раствора высокой концентрации и направляют его для десорбции метанола, легкий углеводородный конденсат нагревают газовым потоком, в жидкую фазу после первичной сепарации газового потока вводят водный раствор после десорбции метанола, жидкую фазу после первичной сепарации газового потока и водный раствор после десорбции метанола смешивают с жидкой фазой после вторичной сепарации газового потока, направляют смешенный поток для отделения от тяжелого углеводородного конденсата, газа дегазации высокого давления и водометанольного раствора низкой концентрации, газ дегазации высокого давления вводят в газовый поток после понижения давления газового потока, водометанольный раствор низкой концентрации выводят из установки, тяжелый углеводородный конденсат смешивают с легким углеводородным конденсатом, углеводородный конденсат направляют для отделения газа выветривания, повторно направляют углеводородный конденсат для отделения газа выветривания низкого давления, выводят углеводородный конденсат из установки, смешивают газ выветривания и газ выветривания низкого давления, эжектируют смешанный газ выветривания в газовый поток при понижении давления.
Недостатком этого способа является ввод жидкой фазы после вторичной сепарации газового потока в жидкую фазу после первичной сепарации газового потока и водный раствор метанола после десорбции метанола, что приводит к поглощению тяжелым углеводородным конденсатом метанола из водометанольного раствора, получаемого при вторичной сепарации газового потока. В результате этого увеличиваются потери растворенного в конденсате метанола, а извлечение метанола из конденсата схемой не предусмотрено.
Снижение потерь метанола с конденсатом предусмотрены в схеме подготовки углеводородного газа к транспорту (Совершенствование технологии ингибирования гидратообразования установки низкотемпературной сепарации ачимовских залежей А.Ю. Корякин, А.Ю. Неудахин, Р.А. Мухетдинов и др. / Перспективные направления развития Уренгойского комплекса: Сборник научных трудов / ООО «Газпром добыча Уренгой». - М.: ООО «Издательский дом Недра», 2018. С. 166-171, рисунок 2), в котором газовый поток от кустов скважин подают на первичную сепарацию, десорбируют газовым потоком метанол из смесевого водометанольного раствора, вводят в газовый поток метанол, охлаждают газовый поток на первом этапе воздухом, на втором этапе легким углеводородным конденсатом, на третьем этапе дважды отсепарированным газом, проводят вторичную сепарацию газового потока, вводят в газовый поток метанол, охлаждают газовый поток отсепарированным газом и за счет понижения давления, проводят окончательную сепарацию газового потока, нагревают в три ступени отсепарированный газ газовым потоком и выводят отсепарированный газ из установки, жидкую фазу после окончательной сепарации газового потока направляют для разделения на легкий углеводородный конденсат, газ дегазации среднего давления и водометанольный раствор высокой концентрации, возвращают газ дегазации среднего давления на повторную окончательную сепарацию совместно с газовым потоком, повышают давление водометанольного раствора высокой концентрации и направляют его для десорбции метанола, легкий углеводородный конденсат нагревают газовым потоком, в жидкую фазу после первичной сепарации газового потока вводят водный раствор после десорбции метанола, направляют газожидкостную смесь для разделения на тяжелый углеводородный конденсат, газ дегазации высокого давления и водный раствор, газ дегазации высокого давления вводят в газовый поток после понижения давления газового потока, водный раствор делят на две части, первую часть водного раствора выводят из установки, вводят в нагретый легкий углеводородный конденсат вторую часть водного раствора для сорбции метанола, отделяют от легкого углеводородного конденсата газ дегазации низкого давления и водометанольный раствор средней концентрации, вводят водометанольный раствор средней концентрации в водометанольный раствор высокой концентрации перед повышением давления, вводят в тяжелый углеводородный конденсат легкий углеводородный конденсат, направляют углеводородный конденсат для отделения газа выветривания низкого давления, выводят углеводородный конденсат из установки, направляют на эжекцию газ выветривания низкого давления, вводят в газ дегазации низкого давления жидкую фазу после вторичной сепарации газового потока, вводят в газ выветривания низкого давления газ дегазации низкого давления с жидкой фазой после вторичной сепарации газового потока.
В этом способе за счет снижения концентрации водометанольного раствора при низкотемпературной сепарации при подаче жидкой фазы после вторичной сепарации газового потока на окончательную сепарацию газового потока и сорбции метанола потоком воды после первой ступени сепарации из легкого углеводородного конденсата снижается количество растворенного в углеводородном конденсате метанола. Как следствие уменьшается расход метанола при подготовке пластового флюида.
Недостатком этого способа является то, что в жидкой фазе после первичной сепарации, содержатся механические примеси, поступившие со скважин и состоящие из твердых веществ горной породы и продуктов гидроразрыва пласта (проппанта). Эти механические примеси содержатся в водном растворе, применяемом для сорбции метанола из легкого углеводородного конденсата. Из поступления механических примесей происходит сокращение межремонтного периода эксплуатации насосов, которыми подается водометанольный раствор. При выходе из строя насосов прекращается процесс десорбции метанола газовым потоком и увеличивается расход метанола.
Технический результат достигается за счет использования для сорбции метанола водного раствора после десорбции метанола, полученного в результате конденсации влаги при низкотемпературной сепарации газового потока.
Поставленная цель достигается следующим образом. В способе подготовки углеводородного газа к транспорту, в котором газовый поток от кустов скважин подают на первичную сепарацию, десорбируют газовым потоком метанол из смесевого водометанольного раствора, вводят в газовый поток метанол, охлаждают газовый поток на первом этапе воздухом, на втором этапе легким углеводородным конденсатом, на третьем этапе дважды отсепарированным газом, проводят вторичную сепарацию газового потока, вводят в газовый поток метанол, охлаждают газовый поток газом и за счет понижения давления, проводят окончательную сепарацию газового потока, нагревают отсепарированный газ в три ступени газовым потоком и выводят отсепарированный газ из установки, жидкую фазу после окончательной сепарации газового потока направляют для разделения на легкий углеводородный конденсат, газ дегазации среднего давления и водометанольный раствор высокой концентрации, возвращают газ дегазации среднего давления на повторную окончательную сепарацию совместно с газовым потоком, повышают давление водометанольного раствора высокой концентрации и направляют его для десорбции метанола, легкий углеводородный конденсат нагревают газовым потоком, в жидкую фазу после первичной сепарации газового потока вводят водный раствор после десорбции метанола, направляют газожидкостную смесь для разделения на тяжелый углеводородный конденсат, газ дегазации высокого давления и водный раствор, газ дегазации высокого давления вводят в газовый поток после понижения давления газового потока, водный раствор делят на две части, первую часть водного раствора выводят из установки, вводят в нагретый легкий углеводородный конденсат для сорбции метанола вторую часть водного раствора, отделяют от легкого углеводородного конденсата газ дегазации низкого давления и водометанольный раствор средней концентрации, вводят водометанольный раствор средней концентрации в водометанольный раствор высокой концентрации перед повышением давления, вводят в тяжелый углеводородный конденсат легкий углеводородный конденсат, направляют углеводородный конденсат для отделения газа выветривания низкого давления, выводят углеводородный конденсат из установки, направляют на эжекцию газ выветривания низкого давления, вводят в газ дегазации низкого давления жидкую фазу после вторичной сепарации газового потока, вводят в газ выветривания низкого давления газ дегазации низкого давления с жидкой фазой после вторичной сепарации газового потока, в отличие от прототипа водный раствор выводят из установки, водный раствор после десорбции метанола делят на две части, первую часть водного раствора после десорбции метанола вводят в жидкую фазу после первичной сепарации газового потока, вторую часть водного раствора после десорбции метанола вводят в легкий углеводородный конденсата для сорбции метанола.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом фиг. 1.
На иллюстрации обозначены следующие элементы:
1 - трубопровод;
2 - сепаратор первой ступени;
3 - трубопровод;
4 - трубопровод;
5 - колонна-десорбер;
6 - трубопровод;
7 - трубопровод;
8 - воздушный охладитель;
9 - трубопровод;
10 - теплообменник «газ-конденсат»;
11 -трубопровод;
12 - теплообменник «газ-газ»;
13 - трубопровод;
14 - теплообменник «газ-газ»;
15 - трубопровод;
16 - сепаратор второй ступени;
17 - трубопровод;
18 - трубопровод;
19 - теплообменник «газ-газ»;
20 - трубопровод;
21 - редуцирующее устройство (эжектор);
22 - трубопровод;
23 - сепаратор третьей ступени;
24 - трубопровод;
25 - трубопровод;
26 - трубопровод;
27 - трубопровод;
28 - трубопровод;
29 - трубопровод;
30 - трехфазный разделитель;
31 - трубопровод;
32 - трубопровод;
33 - трехфазный разделитель;
34 - трубопровод;
35 - трубопровод;
36 - трубопровод;
37 - трубопровод;
38 - трубопровод;
39 - буферная емкость;
40 - трубопровод;
41 - трубопровод;
42 - насос;
43 - трубопровод;
44 - трубопровод;
45 - трубопровод;
46 - трубопровод;
47 - трехфазный разделитель;
48 - трубопровод;
49 - трубопровод.
Газовый поток от кустов скважин по трубопроводу 1 подают в сепаратор первой ступени 2, где от него отделяют жидкую фазу после первичной сепарации газового потока, которую по трубопроводу 3 отводят для разделения на газ дегазации высокого давления, тяжелый углеводородный конденсат и водный раствор в трехфазный разделитель 47.
Газовый поток по трубопроводу 4 отводят из сепаратора первой ступени 2 и подают в колонну-десорбер 5 для сорбции метанола из водометанольного раствора высокой концентрации. Направляют газовый поток по трубопроводу 6 в воздушный охладитель 8. Вводят метанол по трубопроводу 7 в газовый поток, транспортируемый по трубопроводу 6. Подают газовый поток для охлаждения по трубопроводу 9 в теплообменник «газ-конденсат» 10. Далее газовый поток подают для дополнительного охлаждения дважды отсепарированным газом по трубопроводу 11 в теплообменник «газ-газ» 12 и по трубопроводу 13 в теплообменник «газ-газ» 14.
Из теплообменника 14 газовый поток подают по трубопроводу 15 в сепаратор второй ступени 16 для отделения от газового потока жидкой фазы после вторичной сепарации газового потока. Направляют газовый поток для охлаждения по трубопроводу 17 в теплообменник «газ-газ» 19. Вводят метанол по трубопроводу 18 в газовый поток, транспортируемый по трубопроводу 17. Далее подают газовый поток по трубопроводу 20 для охлаждения за счет понижения давления в редуцирующее устройство (эжектор) 21. Далее газовый поток по трубопроводу 22 подают в сепаратор третьей ступени 23.
Отсепарированный газ из сепаратора 23 подают для нагревания в три ступени по трубопроводу 24 в теплообменник «газ-газ» 19, по трубопроводу 25 в теплообменник «газ-газ» 14 и по трубопроводу 26 в теплообменник «газ-газ» 12. Нагретый отсепарированный газ по трубопроводу 27 выводят из установки.
Жидкую фазу после окончательной сепарации газового потока из сепаратора 23 по трубопроводу 29 направляют в трехфазный разделитель 30 для разделения на газ дегазации среднего давления, легкий углеводородный конденсат и водометанольный раствор высокой концентрации. Газ дегазации среднего давления из разделителя 30 по трубопроводу 28 направляют в сепаратор 23. Легкий углеводородный конденсат из разделителя 30 подают для нагревания по трубопроводу 31 в теплообменник «газ-конденсат» 10. Нагретый легкий углеводородный конденсат из теплообменника 10 по трубопроводу 32 подают в трехфазный разделитель 33 для разделения на газ выветривания, легкий углеводородный конденсат и водометанольный раствор средней концентрации. Газ выветривания из трехфазного разделителя 33 по трубопроводу 34 направляют в эжектор 21.
Газ дегазации высокого давления из трехфазного разделителя 47 по трубопроводу 35 поступает в газовый поток трубопровода 22, направляемого в сепаратор 23. Тяжелый углеводородный конденсат по трубопроводу 48 направляется в буферную емкость 39. Водный раствор из трехфазного разделителя 47 по трубопроводу 49 выводится из установки.
Высоконцентрированный водометанольный раствор из разделителя 30 по трубопроводу 41 транспортируют в насос 42. Подают по трубопроводу 37 из разделителя 33 водометанольный раствор средней концентрации в высоконцентрированный водометанольный раствор, транспортируемый по трубопроводу 41. Повышают давление смесевого водометанольного раствора с помощью насоса 42 и подают его по трубопроводу 43 в колонну-десорбер 5.
Водный раствор после десорбции метанола по трубопроводу 45 вводят в жидкую фазу после первичной сепарации, транспортируемую по трубопроводу 3. Отводят из трубопровода 45 по трубопроводу 46 часть водного раствора после десорбции метанола в легкий углеводородный конденсат, транспортируемый по трубопроводу 32 для сорбции метанола из легкого углеводородного конденсата.
Легкий углеводородный конденсат из трехфазного разделителя 33 по трубопроводу 38 вводят в поток тяжелого углеводородного конденсата 48 из разделителя 47 для подачи в буферную емкость 39. Из буферной емкости 39 по трубопроводу 44 нестабильный конденсат выводится из установки. Газ выветривания низкого давления из буферной емкости 39 по трубопроводу 40 вводят в поток газа выветривания 34 для подачи в эжектор 21.
Жидкую фазу после вторичной сепарации газового потока из промежуточного сепаратора 16 по трубопроводу 36 вводят в газ выветривания низкого давления, который транспортируется по трубопроводу 34 для смешения с газовым потоком в эжекторе 21.
Проведенными испытаниями на ГКП-22 Уренгойского месторождения установлено, что реализация предложенного способа подготовки газа позволяет увеличить срок эксплуатации насосов НДГ-2,5-Э-500/160 с 1720 часов до 4320 часов и предотвратить увеличение расхода метанола во время простоя насосов на 48%.