УСТАНОВКА СТАБИЛИЗАЦИИ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА

1
4
Полезная модель относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для отделения углеводородов C-C с незначительным содержанием примесей при стабилизации газового конденсата.
Более близкой к полезной модели является установка стабилизации газового конденсата, включающая теплообменник предварительного подогрева, кубовую емкость со встроенным теплообменником, теплоэлектрическим нагревателем и источником ультразвукового излучения, колпачковую ректификационную колонну с дефлегматором, соединенным шлемовой трубой с теплообменником сборника топлива, охладитель кубового остатка, встроенный теплообменник с горелкой (RU 25507, 2002).
5
Однако данная установка предназначена для переработки газового конденсата, содержащего углеводороды С и выше и, следовательно, не является эффективной при стабилизации нестабильного газового конденсата, содержащего такие углеводороды, как метан, этан, пропан, бутан, которые при использовании известной установки будут потеряны.
Задача описываемой полезной модели заключается в повышении эффективности установки стабилизации газового конденсата.
Поставленная задача достигается созданием установки стабилизации нестабильного газового конденсата, включающей ректификационную колонну, снабженную в кубовой части источником ультразвукового излучения, линию подачи нестабильного газового конденсата, причем линия подачи нестабильного газового конденсата соединена со средней и верхней и/или кубовой частями ректификационной колонны или соединена с верхней, средней и через печь с кубовой частями ректификационной колонны, или соединена через, по меньшей мере, с верхней или со средней частями ректификационной колонны и через, по меньшей мере, один рекуперативный теплообменник и печь с кубовой частью ректификационной колонны.
Получаемый при этом технический результат заключается в создании установки стабилизации газового конденсата, обеспечивающей отделение метана, этана, пропана и бутанов от газового конденсата, с минимизацией содержания в них примесей углеводородов С5+.
Работа установки иллюстрируется следующими примерами.
ПРИМЕР 1.
Принципиальная схема установки стабилизации газового конденсата представлена на фиг.1, где
1 - технологический блок сепарации;
2 - ректификационная колонна;
3 - ультразвуковой генератор;
4 - излучатели волнового ультразвукового поля;
5 - массообменные контактные устройства;
Потоки:
I - сырой газ (со скважин или с дожимной компрессорной скважины);
II - нестабильный газовый конденсат;
III - стабильный газовый конденсат;
1
2
3
4
5+
IV - смесь газов С, С, С, С с примесями С
Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный газовый конденсат (линия II), полученный на стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах и после разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) делят на два потока.
Один поток подают в качестве орошения на верхнюю тарелку 5 ректификационной колонны 2 с температурой плюс 8°С. Второй поток газового конденсата с температурой плюс 8°С подают в среднюю часть ректификационной колонны 2. В кубовой части ректификационной колонны 2 в слое жидкой фазы через ультразвуковой генератор 3 установлены излучатели ультразвукового волнового поля 4. В кубовой части ректификационной колоны 2 конденсат подвергают воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 15 кГц. Давление в колонне стабилизации (ректификационной колоны 2) составляет 12,0 МПа. С верха ректификационной колонны по линии IV отбирают газ, представляющий метан-этан-пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают стабильный газовый конденсат.
Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.
Материальный баланс представлен в таблице 2.
Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.
ПРИМЕР 2.
Принципиальная схема установки стабилизации газового конденсата представлена на фиг.2, обозначения позиций которой аналогичны обозначениям позиций фиг.1
Стабилизации подвергают нестабильный газовый конденсат, полученный на стадии сепарации скважинной продукции газовых и газоконденсатных месторождений. Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный конденсат (линия II), полученный на стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах и после разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) делят на два потока. Один поток нестабильного газового конденсата с температурой минус 25°С направляют в кубовую часть ректификационной колоны 2. В кубовой части ректификационной колонны 2 в слое жидкой фазы через ультразвуковой генератор 3 установлены излучатели ультразвукового волнового поля 4 с частотой излучения 100 кГц. Другую часть холодного потока нестабильного конденсата с температурой минус 25°С подают в среднюю часть ректификационной колонны 2. Давление в колонне стабилизации составляет 0,15 МПа. С верха ректификационной колонны по линии IV отбирают газ, представляющий метан-этан-пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны по линии III отбирают стабильный газовый конденсат.
Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.
Материальный баланс представлен в таблице 2.
Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.
ПРИМЕР 3.
Принципиальная схема установки стабилизации газового конденсата представлена на фиг.3, обозначения позиций которой аналогичны обозначениям позиций фиг.1
Стабилизации подвергают нестабильный газовый конденсат, полученный на стадии сепарации скважинной продукции газовых и газоконденсатных месторождений. Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный конденсат (линия II) после стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах и разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) делят на три потока. Один поток нестабильного газового конденсата с температурой минус 5°С направляют в кубовую часть ректификационной колоны. В кубовой части ректификационной колонны в слое жидкой фазы через ультразвуковой генератор 3 установлены излучатели ультразвукового волнового поля 4 с частотой излучения 25 кГц. Другие две части холодного потока нестабильного конденсата с температурой минус 5°С подают в качестве орошения на верхнюю тарелку ректификационной колонны 2 и в среднюю часть ректификационной колонны 2. Давление в колонне стабилизации составляет 1,5 МПа. С верха ректификационной колонны 2 по линии IV отбирают газ, представляющий метан-этан-пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают стабильный газовый конденсат.
Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.
Материальный баланс представлен в таблице 2.
Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.
ПРИМЕР 4.
Принципиальная схема установки стабилизации газового конденсата представлена на фиг.4, где
1 - технологический блок сепарации;
2 - ректификационная колонна;
3 - ультразвуковой генератор;
4 - излучатели волнового ультразвукового поля;
5 - массообменные контактные устройства;
6 - печь;
Потоки:
I - сырой газ (со скважин или с дожимной компрессорной скважины);
II - нестабильный газовый конденсат;
III - стабильный газовый конденсат;
1
2
3
4
5+
IV - смесь газов С, С, С, С с примесями С
Присоединение излучателей волнового ультразвукового поля показано на фиг.1.
Стабилизации подвергают нестабильный газовый конденсат, полученный на стадии сепарации скважинной продукции газовых и газоконденсатных месторождений. Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный конденсат (линия II) после стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах и разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) делят на три потока. Один поток нестабильного конденсата с температурой плюс 8°С подают в качестве орошения на верхнюю тарелку ректификационной колонны 2. Другую часть нестабильного газового конденсата с температурой плюс 8°С направляют в среднюю часть ректификационной колонны 2. Третью часть нестабильного конденсата с температурой плюс 8°С подают в печь, подогревают до температуры 25°С и направляют в кубовую часть ректификационной колоны 2. В кубовой части ректификационной колонны 2 в слое жидкой фазы через ультразвуковой генератор 3 установлены излучатели ультразвукового волнового поля с частотой излучения 100 кГц. Давление в колонне стабилизации составляет 12,0 МПа. С верха ректификационной колонны 2 по линии IV отбирают газ, представляющий метан-этан-пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают стабильный газовый конденсат.
Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.
Материальный баланс представлен в таблице 2.
Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.
ПРИМЕР 5.
Принципиальная схема установки стабилизации газового конденсата представлена на фиг.5, где
1 - технологический блок сепарации;
2 - ректификационная колонна;
3 - ультразвуковой генератор;
4 - излучатели волнового ультразвукового поля;
5 - массообменные контактные устройства;
6 - печь;
Потоки:
7 - рекуперативный теплообменный аппарат;
I - сырой газ (со скважин или с дожимной компрессорной скважины);
II - нестабильный газовый конденсат;
III - стабильный газовый конденсат;
1
2
3
4
5+
IV - смесь газов С, С, С, С с примесями С
Присоединение излучателей волнового ультразвукового поля показано на фиг.1
Стабилизации подвергают нестабильный газовый конденсат, полученный на стадии сепарации скважинной продукции газовых и газоконденсатных месторождений. Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный конденсат (линия II) после стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах и после разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) делят на два потока. Один поток холодного нестабильного конденсата с температурой минус 25°С подают в двухсекционный теплообменный аппарат рекуперативного типа, где подогревают конденсатом, выходящим из колонны стабилизации, до минус 15°С и далее в качестве орошения направляют на верхнюю тарелку ректификационной колонны 2. Другую часть нестабильного газового конденсата с температурой минус 25°С подают в двухсекционный теплообменный аппарат рекуперативного типа, где также подогревают конденсатом, выходящим из колонны стабилизации, и далее направляют в печь, где дополнительно подогревают до температуры плюс 175°С и подают в кубовую часть под нижнюю тарелку на распределительное устройство ректификационной колоны 2. В кубовой части конденсат подвергается воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 30 кГц при помощи излучателей 4, соединенных с ультразвуковым генератором 3. Давление в колонне стабилизации составляет 3,0 МПа. С верха ректификационной колонны 2 по линии IV отбирают газ, представляющий метан-этан-пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают стабильный газовый конденсат.
Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.
Материальный баланс представлен в таблице 2.
Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.
ПРИМЕР 6.
Принципиальная схема установки стабилизации газового конденсата представлена на фиг.6, где
1 - технологический блок сепарации;
2 - ректификационная колонна;
3 - ультразвуковой генератор;
4 - излучатели волнового ультразвукового поля;
5 - массообменные контактные устройства;
6 - печь;
7 - рекуперативный теплообменный аппарат;
Потоки:
I - сырой газ (со скважин или с дожимной компрессорной скважины);
II - нестабильный газовый конденсат;
III - стабильный газовый конденсат;
1
2
3
4
5+
IV - смесь газов С, С, С, С с примесями С
Присоединение излучателей волнового ультразвукового поля показано на фиг.1.
Стабилизации подвергают нестабильный газовый конденсат, полученный на стадии сепарации скважинной продукции газовых и газоконденсатных месторождений. Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный конденсат (линия II) после стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах и разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) делят на два потока. Один поток нестабильного конденсата с температурой минус 25°С подают в теплообменный аппарат рекуперативного типа, где подогревают конденсатом, выходящим из колонны стабилизации, до минус 10°С и далее направляют в среднюю часть ректификационной колонны 2. Другую часть нестабильного газового конденсата с температурой минус 25°С подают в теплообменный аппарат рекуперативного типа, где подогревают конденсатом, выходящим из теплообменного аппарата рекуперативного типа для подогрева нестабильного конденсата 2, с целью его последующей подачи в среднюю часть ректификационной колонны 2, и далее направляют в печь, в которой дополнительно подогревают до температуры плюс 75°С и подают в кубовую часть под нижнюю тарелку на распределительное устройство ректификационной колоны 2. В кубовой части конденсат подвергается воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 45 кГц при помощи излучателей 4, соединенных с ультразвуковым генератором 3. Давление в колонне стабилизации составляет 5,0 МПа. С верха ректификационной колонны 2 по линии IV отбирают газ, представляющий метан-этан-пропан-бутановую фракцию. С низа ректификационной колоны 1 по линии III отбирают стабильный газовый конденсат.
Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.
Материальный баланс представлен в таблице 2.
Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.
Дополнительно для сравнения в указанных таблицах приведены данные процесса стабилизации газового конденсата (пример 7), основанного на основанного на известном тепловом способе дегазации конденсата без ультразвукового воздействия, подтверждающие преимущества использования описываемой установки. При этом давление в ректификационной колонне составляет 1,5 МПа, температура в кубовой части колонны равна 220°С за счет подогрева газового конденсата в печи, температура на верху колонны составляет 70°С.
5+
Из данных таблиц следует, что все описываемые альтернативные решения установки стабилизации газового конденсата позволяют получить один и тот же технический результат, а именно, эффективно отделять газы стабилизации из газового конденсата - метан, этан, пропан и бутан с минимальным содержанием примесей углеводородов С в указанных газах, составляющим, например, 0,21 - 0,27% об.
Таблица 1
Храктеристика нестабильного газового конденсата
Условия отбора
Содержание компонента, % масс.
Р, МПа
T, °С
C<sub>1</sub>
С<sub>2</sub>
С<sub>3</sub>
i-C<sub>4</sub>
n-С<sub>4</sub>
С<sub>5+</sub>
12,0
8,0
9,55
2,88
3,65
1,70
4,42
77,80
Таблица 2
Материальные балансы по примерам
№ примеров
1
2
3
4
5
6
7
Взято нестабильного газового конденсата, % масс.
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
Получено, % мас: -стабильный газовый конденсат
77,55
75,65
75,50
75,70
75,63
75,75
69,90
- газы стабилизации
24,45
24,35
24,50
24,30
24,33
24,25
30,10
Таблица 3
Характеристика состава газов стабилизации
Примеры по таблице 1
Содержание компонента, % об.
C<sub>1</sub>
C<sub>2</sub>
С<sub>3</sub>
i-C<sub>4</sub>
n-С<sub>4</sub>
C<sub>5+</sub>
1
66,94
11,54
9,41
3,29
8,55
0,27
2
66,94
11,54
9,41
3,29
8,55
0,26
3
66,95
11,54
9,42
3,29
8,55
0,24
4
66,95
11,55
9,42
3,29
8,54
0,25
5
66,96
11,55
9,43
3,30
8,54
0,23
6
66,97
11,55
9,43
3,30
8,54
0,21
7
62,95
10,85
8,80
3,01
7,91
6,48