УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ НЕФТЯНОГО ГАЗА К ТРАНСПОРТУ

Полезная модель относится к области промысловой подготовки нефтяного газа методом низкотемпературной конденсации и может быть использована в нефте- и газодобывающей промышленности.
3
В процессе эксплуатации нефтяных месторождений при подготовке из нефтяного газа выделяются тяжелые углеводороды (С и выше) с получением стабильного конденсата или сжиженных углеводородов (ШФЛУ). Подготовленный газ при наличии доступа направляется в газотранспортную систему и далее к потребителю, а при отсутствии доступа утилизируется на месте, например для получения тепловой или электрической энергии.
Известна установка для утилизации попутного газа при подготовке нефти на промыслах, включающая последовательно соединенные нефтепроводами три ступени сепарации, содержащих газопроводы, эжектор, задвижки, установленные на первом газопроводе первой ступени сепарации и на каждом нефтепроводе между ступенями сепарации, работающие в автоматическом режиме и соединенные с датчиками давления и приводом [Патент на полезную модель №23244, 7МПК B01D 19/00, з. №2001103594, приоритет 07.02.2001, опубл. 10.06.2002 в БИ №16].
Наиболее близкой к заявляемой по назначению и совокупности существенных признаков является установка подготовки газоконденсатной смеси к транспорту, включающая линию подачи сырьевого газа, последовательно соединенные линиями отвода газовой фазы сепараторы трех ступеней сепарации с линиями отвода жидкой фазы, рекуперативные теплообменники первой и второй ступеней охлаждения, дроссель, разделитель с линией отвода жидкой фазы, а также линии выхода газа и
жидкой углеводородной фазы [Патент РФ №2119049, 6МКИ Е21В 43/34, приоритет от 15.12.1996, опубл. 20.09.1998 в БИ №26].
3
Основным недостатком известных установок является их низкая эффективность подготовки газа ввиду ограниченных технологических возможностей, не позволяющих обеспечить достаточно необходимую степень извлечения целевых углеводородов (С и выше).
3
Заявляемая полезная модель решает задачу расширения технологических возможностей установки путем обеспечения более глубокого извлечения целевых компонентов (С и выше) из нефтяного газа в процессе его подготовки к транспорту.
Поставленная задача в предлагаемой установке подготовки нефтяного газа к транспорту, включающей линию подачи сырьевого газа, последовательно соединенные линиями отвода газовой фазы сепараторы трех ступеней сепарации с линиями отвода жидкой фазы, рекуперативные теплообменники, дроссель, разделитель с линией отвода жидкой фазы, линии выхода товарного газа и жидкой углеводородной фазы, решается тем, что она дополнительно содержит рекуперативный теплообменник, компрессор и аппарат воздушного охлаждения, установленные в линии подачи сырьевого газа, рекуперативный теплообменник, установленный перед сепаратором первой ступени сепарации, трехпоточную вихревую трубу с линией отвода жидкой фазы, установленную в линии отвода газовой фазы из сепаратора третьей ступени в сепаратор четвертой ступени сепарации, сепаратор-деэтанизатор с линиями выхода жидкой фазы и отвода газовой фазы в линию подачи сырьевого газа, линии отвода жидкой фазы сепараторов четырех ступеней сепарации и трехпоточной вихревой трубы соединены через дроссель с низкотемпературным разделителем, снабженным встроенным теплообменником и установленным в линии отвода газовой фазы между сепараторами второй и третьей ступеней сепарации, а линия отвода жидкой фазы из низкотемпературного разделителя соединена с сепаратором-деэтанизатором через рекуперативный теплообменник, установленный перед
сепаратором первой ступени, параллельно которому установлен регулятор подачи холодной жидкой фазы.
Технический результат за счет наличия дополнительных рекуперативного теплообменника, компрессора и аппарата воздушного охлаждения, установленных в линии подачи сырьевого газа и рекуперативного теплообменника, установленного перед сепаратором первой ступени сепарации, состоит в обеспечении возможности предварительного охлаждения сырьевого газа с частичной конденсацией жидкой фазы перед первой ступенью сепарации.
Технический результат, получаемый за счет наличия трехпоточной вихревой трубы, установленной в линии отвода газовой фазы из сепаратора третьей ступени в сепаратор четвертой ступени сепарации, а также сепаратора четвертой ступени, заключается в обеспечении возможности дополнительного выделения жидкой фазы из газовой фазы за счет низкотемпературной конденсации.
Технический результат, получаемый за счет наличия низкотемпературного разделителя со встроенным теплообменником, состоит в совмещении в одном аппарате функции теплообменника охлаждения газовой фазы, поступающей из сепаратора второй ступени в сепаратор третьей ступени, и разделителя сдросселированной жидкой фазы, отводимой с сепараторов четырех ступеней сепарации и трехпоточной вихревой трубы.
3
Вовлечение дополнительной жидкой фазы в процесс разделения в низкотемпературном разделителе и, соответственно в процесс ее дегазации в сепараторе-деэтанизаторе обеспечивает более глубокое извлечение целевых компонентов (С и выше), повышая стабилизацию жидкой фазы.
3
Из вышеизложенного следует, что такое конструктивное выполнение предлагаемой установки, обеспечивает возможность максимального выделения из газа жидкой фазы и ее дополнительной дегазации, способствующей более глубокому извлечению целевых компонентов (С и выше) при одновременном повышении качества товарного газа до
соответствия его требованиям ОСТ 51.40-83 и стабилизации жидких углеводородов.
На фиг.1 представлена схема заявляемой установки подготовки нефтяного газа к транспорту.
Установка состоит из линии 1 подачи сырьевого газа, на которой установлены рекуперативный теплообменник 2, компрессор 3 и аппарат воздушного охлаждения 4, рекуперативного теплообменника 5, сепараторов 6-9 четырех ступеней сепарации с линиями 10-13 отвода жидкой фазы через дроссель 14 в низкотемпературный разделитель 15. Сепараторы 6-9 соединены последовательно линиями 16-18 отвода газовой фазы. Установка также содержит рекуперативный теплообменник 19, установленный на линии 16 отвода газовой фазы из сепаратора 6 первой ступени в сепаратор 7 второй ступени сепарации, и трубчатый теплообменник 20, который встроен в низкотемпературный разделитель 15. Разделитель 15 установлен в линии 17 отвода газовой фазы между сепараторами 7 и 8 соответственно второй и третьей ступени сепарации. В линии 18 отвода газовой фазы из сепаратора 8 третьей ступени сепарации в сепаратор 9 четвертой ступени установлена трехпоточная вихревая труба 21 с линией 22 отвода жидкой фазы. Сепаратор 9 четвертой ступени сепарации через рекуперативный теплообменник 19 соединен с линией 23 выхода товарного газа. Рекуперативный теплообменник 5 установлен перед сепаратором 6 первой ступени сепарации. Низкотемпературный разделитель 15 соединен с сепаратором-деэтанизатором 24 линией 25 отвода жидкой фазы через рекуперативный теплообменник 5 и, установленный параллельно ему, регулятор 26 подачи холодной жидкой фазы. Низкотемпературный разделитель 15 и сепаратор-деэтанизатор 24 соединены с линией 1 подачи сырьевого газа линиями 27 и 28 отвода газовой фазы соответственно. Сепаратор-деэтанизатор 24 соединен с линией 29 выхода жидкой углеводородной фазы.
Предлагаемая установка работает следующим образом.
Предварительно осушенный и очищенный от механических примесей сырьевой газ с температурой 8-10°С и давлением 0,7-0,8 МПа подается по линии 1 на охлаждение в рекуперативный теплообменник 2, затем в компрессор 3, где компримируется до давления 7,0 МПа, далее в аппарат воздушного охлаждения 4, где охлаждается до 35°С. Затем газ последовательно поступает в рекуперативные теплообменники 2 и 5, где охлаждается до температуры 24-26°С и 13-16°С соответственно.
Повышение давления сырьевого газа с последующим его постепенным охлаждением до образования двухфазной системы обеспечивает возможность частичной конденсации жидкой фазы перед сепаратором 6 первой ступени. Образовавшаяся газоконденсатная смесь при давлении 6,8 МПа поступает в сепаратор 6 первой ступени, где из нее выделяется основное количество жидкой фазы, а газовая фаза по линии 16 отводится через рекуперативный теплообменник 19, где охлаждается до температуры 10-12°С, в сепаратор 7 второй ступени.
В сепараторе 7 второй ступени выделяется жидкая фаза, а газовая фаза по линии 17 после охлаждения в трубчатом теплообменнике 20 разделителя 15 до температуры 4-7°С отводится в сепаратор 8 третьей ступени, из которого после отделения жидкой фазы по линии 18 поступает в трехпоточную вихревую трубу 21. В трехпоточной вихревой трубе 21 за счет расширения, закрутки и разделения на потоки, происходит дальнейшее выделение жидкой фазы, а газовая фаза при температуре минус 4°С отводится в сепаратор 9 четвертой ступени, где из нее окончательно в процессе последующей низкотемпературной конденсации выделяется жидкая фаза. Далее отсепарированный газ после рекуперации холода в теплообменнике 19 с температурой 15-17°С и давлением порядка 5,5 МПа направляется в линию 23 выхода товарного газа.
Жидкая фаза (углеводородный конденсат), выделившаяся в сепараторах 6-9 и трехпоточной вихревой трубе 21, по линиям 10-13 и 22 соответственно отводится через дроссель 14, где в процессе дросселирования
3
1
2
жидкой фазы образуется газожидкостная смесь, которая с давлением 1,0 МПа и температурой минус 33°С поступает в низкотемпературный разделитель 15, в котором разделяется на газовую и жидкую фазы. Жидкая фаза с температурой 10-11°С по линии 25 отводится объединенными двумя потоками в сепаратор-деэтанизатор 24 через рекуперативный теплообменник 5 и параллельно через регулятор 26. Один поток жидкой фазы, нагретый в теплообменнике 5 до температуры 17-19°С, смешивается с другим более холодным потоком с температурой 10-11°С. При смешении образуется газожидкостная смесь, которая поступает в сепаратор-деэтанизатор 24. В сепараторе 24 при давлении 0,9 МПа газовая фаза отделяется от жидкой, с получением сжиженных углеводородов (С и выше), которые выводятся в линию 29 выхода жидкой углеводородной фазы. При этом легкие углеводороды C и С переходят в газовую фазу. Поддержание необходимой температуры дегазации обеспечивается регулятором 26. Газовые фазы из сепаратора-деэтанизатора 24 и низкотемпературного разделителя 15 по линиям 28 и 27 соответственно отводятся в линию 1 подачи сырьевого газа.
Для предотвращения гидратообразования перед теплообменниками 2, 5, 19 и 20 предусмотрена подача метанола (на схеме не показано).
В заявляемой установке обеспечивается возможность использования в качестве источника холода - фракций, выделяемых из обрабатываемого газа, что не требует привлечение дополнительных холодильных установок, повышая тем самым экономичность установки.
3
Использование предлагаемой установки обеспечивает глубокое извлечение целевых компонентов (С и выше) при одновременном повышении качества товарного газа до соответствия его требованиям ОСТ 51.40-83 и стабилизации жидких углеводородов, что способствует повышению компонентоотдачи и эффективности эксплуатации месторождений.
Предлагаемая установка подготовки нефтяного газа к транспорту используется на Загорском и Капитоновском нефтяных месторождениях Оренбургской области.