УСТАНОВКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОДГОТОВКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к установкам низкотемпературной подготовки многокомпонентного углеводородного газа (например, природного или нефтяного) путем выделения из него воды и углеводородного конденсата. Она может быть использована в газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности при подготовке углеводородных газов к транспорту и переработке.
Известна установка низкотемпературной подготовки газа, описанная в авторском свидетельстве СССР №1245826, МПК: 4 F25J 3/00, С10G 5/04, содержащая входной и низкотемпературной сепараторы, последовательно обвязанные по подготавливаемому газу трубопроводами с рекуперативным теплообменником газ - газ и расширительным устройством; по жидкости входной сепаратор обвязан с фазным разделителем, который имеет линии сброса газа и жидкости в низкотемпературный сепаратор, который связан с потребителями по газу через рекуперативный теплообменник газ - газ, а по жидкости через рекуперативный теплообменник жидкость - жидкость, который подключен трубопроводом к линии сброса жидкости.
К недостаткам этой установки следует отнести низкую эффективность подготовки жидкой фазы - стабилизации конденсата, из-за высокого давления в низкотемпературном сепараторе, которое примерно равно давлению подготовленного газа подаваемого потребителю.
Этот недостаток некоторым образом устраняется в установке низкотемпературной подготовки газа, описанной в книге Т.М.Бекирова и Г.А.Ланчакова «Технология и обработка газа и конденсата» - М: Недра - 1999 - С.332. Эта установка содержит входной и низкотемпературный сепараторы, последовательно обвязанные по подготавливаемому газу трубопроводами с рекуперативным теплообменником и расширительным устройством, причем низкотемпературный сепаратор, связан с потребителям по газу через межтрубное пространство рекуперативного теплообменника, а по жидкости он соединен с фазным разделителем низкого давления, входной сепаратор по жидкости соединен через эжектор с фазным разделителем высокого давления, фазные разделители имеют сбросные линии по газу, конденсату и водно-ингибиторной смеси, при этом сбросные линии фазного разделителя высокого давления подключены по газу к расширительному устройству, по конденсату к фазному разделителю низкого давления, а сбросная линия по газу фазного разделителя низкого давления подключена к эжектору.
Данная установка позволяет несколько повысить качество подготовки конденсата, однако она не эффективна в случае, когда во входном сепараторе отделяется от газа недостаточное количество жидкости для процесса эжектирования газа из фазного разделителя низкого давления. В связи с этим, для более качественной подготовки конденсата в процессе его стабилизации часть газовой фазы сбрасывается на факел. В сбрасываемой водно-ингибиторной смеси находится растворенный углеводородный газ и в виде газожидкостной
3
3
эмульсии. При регенерации водно-ингибиторной смеси этот газ сбрасывается также на факел. В связи с этим потери углеводородного газа достигают порядка 0,1-0,2% от всего подготавливаемого газа. Для примера на одной установке подготовки газа, производительностью 1 млрд. нм/год потери газа по этой причине составляют 1,0-2,0 млн. нм/год.
Задача, на решение которой направлена, заявляемая полезная модель, повышение эффективности низкотемпературной подготовки углеводородного газа и углеводородного конденсата и снижение потерь газа.
Технический результат достигается тем, что в установке низкотемпературной подготовки газа, содержащей входной и низкотемпературный сепараторы, последовательно обвязанные по подготавливаемому газу трубопроводами с рекуперативным теплообменником и расширительным устройством - эжектором, причем низкотемпературный сепаратор, связан с потребителем по газу через межтрубное пространство рекуперативного теплообменника, а по жидкости он соединен с фазным разделителем низкого давления, входной сепаратор по жидкости соединен с фазным разделителем высокого давления, фазные разделители имеют сбросные линии по газу, конденсату и водно-ингибиторной смеси, при этом сбросные линии фазного разделителя высокого давления подключены по газу к расширительному устройству, а по конденсату к фазному разделителю низкого давления, сбросная линия по газу фазного разделителя низкого давления подключена к расширительному устройству, расширительное устройство дополнительно снабжено смесителями высокого и низкого давления, которые подключены к эжектору, причем смеситель
высокого давления подключен одним из своих входов к выходу эжектора, другим входом - к сбросной линии по газу фазного разделителя высокого давления, а своим выходом - к низкотемпературному сепаратору, смеситель низкого давления подключен своим выходом к низконапорному входу эжектора, одним из входов - к сбросной линии по газу фазного разделителя низкого давления, а другим(и) входом(ами) - к линии(ям) утилизации низконапорной углеводородной газовой фазы.
Смеситель низкого давления подключен к резервным линиям утилизации низконапорной газовой фазы с установок глубокой стабилизации и переработки углеводородного конденсата, а также регенерации водно-ингибиторной смеси.
Отличием предлагаемой установки от аналогов является то, что расширительное устройство дополнительно снабжено смесителями высокого и низкого давления, которые подключены к эжектору, причем смеситель высокого давления подключен одним из своих входов к выходу эжектора, другим входом - к сбросной линии по газу фазного разделителя высокого давления, а своим выходом - к низкотемпературному сепаратору, смеситель низкого давления подключен своим выходом подключен к низконапорному входу эжектора, одним из входов - к сбросной линии по газу фазного разделителя низкого давления, а другим(ими) входом(ами) - к линии(ям) утилизации низконапорной газовой фазы и при этом смеситель низкого давления подключен другими входами к линиям утилизации низконапорной газовой фазы с установок глубокой стабилизации и переработки углеводородного конденсата, а также регенерации водно-ингибиторной смеси.
Снабжение расширительного устройства смесителями высокого и низкого давления, которые подключены к эжектору, причем смеситель высокого давления подключен одним из своих входов к выходу эжектора, другим входом - к сбросной линии по газу фазного разделителя высокого давления, а своим выходом - к низкотемпературному сепаратору позволяет полностью утилизировать газ из фазного разделителя высокого давления.
Подключение смесителя низкого давления выходом к низконапорному входу эжектора, одним из входов - к сбросной линии по газу фазного разделителя низкого давления, а другим(ми) входом(ами) - к линии (ям) утилизации низконапорной газовой фазы позволяет стабилизировать углеводородный конденсат при низком давлении, а весь газ, который при этом выделяется, полностью утилизировать, кроме того, позволяет утилизировать сторонний низконапорный углеводородный газ.
Подключение смесителя низкого давления другими входами, к линиям утилизации низконапорной газовой фазы с установок 1 глубокой стабилизации и переработки углеводородного конденсата, а также регенерации водно-ингибиторной смеси, позволяет утилизировать все низконапорные углеводородные газы этих установок.
Таким образом, совокупность отличительных признаков позволила повысить ее эффективность путем глубокой стабилизации конденсата под низким давлением и исключить потери газа, выделяющегося при подготовке и переработке конденсата, а также при регенерации водно-ингибиторной смеси.
Авторам и заявителю неизвестны установки низкотемпературной подготовки газа, в которых бы подобным образом повышалась эффективность низкотемпературной подготовки углеводородного газа и углеводородного конденсата, и обеспечивалось снижение потерь газа.
На фигуре 1 представлена схема установки низкотемпературной подготовки газа.
Установка низкотемпературной подготовки газа состоит из входного сепаратора 1, низкотемпературного сепаратора 2, последовательно обвязанные по подготавливаемому газу трубопроводом 3 с рекуперативным теплообменником 4 и расширительным устройством 5. Низкотемпературный сепаратор 2, связан с потребителем 6 по газу через межтрубное пространство рекуперативного теплообменника 4, а по жидкости он соединен линией 7 с фазным разделителем низкого давления 8. Входной сепаратор 1 связан по газу трубопроводом очищенного газа 9 с рекуперативным теплообменником 4, а по жидкости соединен линией 10 с фазным разделителем высокого давления 11. Вход сепаратора 1 соединен через смеситель 12 с трубопроводом 13 подачи многокомпонентного углеводородного (природного) газа. Фазный разделители высокого давления 11 и низкого давления 8 имеют сбросные линии по газу 14 и 15 соответственно, соединенные с расширительным устройством 5. Сбросная линия по конденсату 16 фазного разделителя высокого давления 11 соединена с фазным разделителем низкого давления 8. Сбросная линия по конденсату 17 фазного разделителя низкого давления 8 соединена с входом установки стабилизации и переработки углеводородного конденсата 18. Сбросные линии водно-ингибиторной смеси 19
и 20 фазных разделителей высокого давления 11 и низкого давления 8 соединены с установкой регенерации водно-ингибиторной смеси 21. Расширительное устройство 5 состоит из эжектора 22, смесителя высокого давления 23 и смесителя низкого давления 24, которые подключены к эжектору. Вход 25 смесителя высокого давления 23 подключен к выходу 26 эжектора 22, другой его вход 27 посредством сбросной линии по газу 14 соединен с фазным разделителем высокого давления 11, а выход 28 соединен с низкотемпературным сепаратором 2. Смеситель низкого давления 24 соединен: своим выходом 29 с низконапорным входом 30 эжектора 22; входом 31, посредством линии утилизации низконапорной газовой фазы 15, с выходом фазного разделителя низкого давления 8; входами 32 и 33, посредством линий утилизации низконапорной углеводородной газовой фазы 34, 35, с установками глубокой стабилизации углеводородного конденсата 18 и регенерации водно-ингибиторной смеси 21 соответственно. Вход 36 эжектора 22 расширительного устройства соединен линией подачи охлажденного газа 37 с рекуперативным теплообменником 4. Один выход установки регенерации водно-ингибиторной смеси 21 посредством линии подачи конденсированного ингибитора 38 соединен с входом смесителя 12, а другой с линией отвода воды 39.
Принцип действия установки низкотемпературной подготовки углеводородного газа сводится к следующему.
Многокомпонентный углеводородный (природный) газ, содержащий пары воды и жидкие углеводороды в капельном виде, подается по трубопроводу 13 в смеситель 12, где он контактирует с ингибитором гидратообразования -
метанолом, подаваемым по линии 38 от установки регенерации 21. После чего во входном сепараторе 1 от газа отделяется жидкие углеводороды и водно-ингибиторная смесь. Очищенный газ по трубопроводу 9 поступает в рекуперативный теплообменник 4, где он предварительно охлаждается. Охлажденный газ по трубопроводу 37 подается в расширительное устройство 5, а именно в эжектор 22. В эжекторе 22 газ расширяется, при этом охлаждается и эжектирует низконапорную газовую фазу, поступающую на вход 30 эжектора 22 от смесителя низкого давления 24. В процессе эжекции холодный расширившийся газ производит работу по всасыванию и нагнетанию низконапорной газовой фазы. Холодная смесь газов после эжектора 22 поступает на вход 25 смесителя высокого давления 23, в котором производится ее перемешивание с газовой фазой, подаваемой по сбросной линии 14 из фазного разделителя высокого давления 11. В смесителе 23 в процессе перемешивания происходит охлаждение газовой фазы, поступающей по сбросной линии 14. Затем из смесителя 23 холодная смесь газов поступает в низкотемпературный сепаратор 2. В нем производится отделение сконденсировавшихся из холодной смеси углеводородных компонентов, воды и ингибитора - метанола. Жидкая фаза по линии 7 подается из низкотемпературного сепаратора 2 в фазный разделитель низкого давления 8. В фазный разделитель низкого давления 8 поступает также по сбросной линии 16 конденсат из фазного разделителя высокого давления 11, который связан по жидкости линией 10 с входным сепаратором 1.
Очищенный холодный газ по линии 3 из низкотемпературного сепаратора 2 подается через рекуперативный теплообменник 4 потребителю 6
(например, в магистральный трубопровод).
Конденсат в фазном разделителе низкого давления 8 стабилизируется. Выделенная при этом газовая фаза подается по сбросной линии 15 в смеситель низкого давления 24 откуда в эжектор 22. После фазного разделителя низкого давления 8 стабильный конденсат по линии 17 отправляется в установку его переработки 18, из которой сбрасываемая газовая фаза поступает по линии 35 в смеситель 24, откуда - в эжектор 22. Из фазных разделителей 11 и 8 водно-ингибиторная смесь подается по линиям 19 и 20 в установку 21 ее регенерации. Из установки регенерации водно-ингибиторной смеси 21 концентрированный ингибитор по линии 38 подается в смеситель 12, а вода по линии 39 в пласт.
Таким образом, достигается повышение эффективности низкотемпературной подготовки углеводородного газа и углеводородного конденсата и снижение потерь газа.