Установка сепарации и адсорбционной очистки попутного нефтяного газа на кустовых площадках
UNIT FOR SEPARATION AND ADSORPTION PURIFICATION OF ASSOCIATED PETROLEUM GAS AT MULTIWELL PADS

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при добыче, распределении и транспорте нефтепродуктов, а именно для сепарации, очистки и подготовки попутного нефтяного газа (ПНГ) для дальнейшего использования в установках генерации электроэнергии или других технологических процессах.
Известна установка подготовки углеводородного газа (см. патент RU 2381822 C1, опубл. 20.02.2010), включающая подключенный к линии подачи скомпримированного сырого газа от сырьевого компрессора блок адсорбционной осушки газа, содержащий параллельно соединенные адсорберы, заполненные сорбентом, с линиями подвода сырого газа и отвода осушенного газа, линиями подвода и отвода газа охлаждения и линиями подвода и отвода газа регенерации, дожимной компрессор и узел регенерации. Установка снабжена узлом подготовки отработанного газа регенерации, включающим установленный на линии отвода газа регенерации блок мембранного разделения, линия выхода реагента который подключена к линии подачи газа на дожимной компрессор, установленный на линии выхода осушенного газа с установки, а линия выхода пермеата - к линии подачи сырого газа на сырьевой компрессор, а также установленный перед входом блока мембранного разделения узел очистки отработанного газа регенерации. При этом узел очистки отработанного газа регенерации включает аппарат тонкой очистки газа от механических примесей и капельной жидкости. Установка также имеет аппарат тонкой очистки газа от механических примесей и капельной жидкости, выполненный в виде фильтр-сепаратора.
Недостатком установки является получение тяжелых углеводородов после блока низкотемпературной обработки, которые необходимо утилизировать путем сжигания на факельной установке.
Технической проблемой, на которую направлено создание изобретения, является возможность размещать установку в непосредственной близости от фонда скважин без постоянного присутствия обслуживающего персонала, сокращение площади, занимаемую установкой за счет отказа от факельной установки для сжигания газа регенерации.
Технический результат заключается в возможности подготовки газа для электрогенерирующего оборудования на кустовых площадках без использования факельной установки и свечей рассеивания для сброса тяжелых фракций попутного нефтяного газа, что приводит к уменьшению загрязнения окружающей среды и повышению безопасности эксплуатации технологии без ухудшения качества подготовки газа. Потребителям подается очищенный газ с метановым числом не менее 80.
Проблема решается, а технический результат достигается тем, что установка сепарации и адсорбционной очистки попутного нефтяного газа включает жидкостный трубопровод подачи продукции скважины, нефтегазовый сепаратор, отделяющий попутный газ от жидкости, при этом вход сепаратора, подключен к ответвлению трубопровода подачи посредством первого регулирующего клапана с возможностью подачи в сепаратор части подаваемой по трубопроводу продукции, выход жидкостного патрубка сепаратора подключен к трубопроводу подачи посредством обратного жидкостного клапана, а выход газового патрубка сепаратора соединен с параллельно установленными газовыми адсорберами с возможностью подключения при помощи клапанов к одному из адсорберов, работающему в режиме адсорбции, выходной патрубок которого подключен к газовому трубопроводу подачи очищенного газа, при этом установка снабжена системой регенерации, имеющей нагреватель газа, подключенный к газовому трубопроводу подачи очищенного газа с возможностью отбора из него части очищенного газа и подачи его в выходной патрубок одного из адсорберов, работающего в режиме регенерации, причем к входу адсорбера, работающего в режиме регенерации, подключены последовательно установленные вакуумный насос и компрессор, выход которого включен в трубопровод подачи продукции скважины посредством обратного газового клапана с возможностью возврата в жидкостный трубопровод газа, прокачанного через адсорбер, работающий в режиме регенерации, причем адсорберы выполнены в виде аппаратов вертикального положения с возможностью поочередной работы в режиме адсорбции и в режиме регенерации, в полости адсорберов установлены быстросъемные кассеты, выполненные в виде расположенных один над другим барабанов, каждый из которых выполнен из обечайки и перфорированного листа, на котором дополнительно установлена металлизированная сетка, а кассеты заполнены гранулированным активированным углем, использующимся в качестве адсорбента.
Изобретение поясняется при помощи чертежей.
На фиг. 1 показана схема установки,
на фиг. 2 - конструкция адсорбера.
Конструктив адсорбера представлять собой аппарат вертикального положения, с наполнением из быстросъемных кассет в виде барабанов, расположенных друг над другом. Кассета выполнена из обечайки и перфорированных листов (днище и крышка). Дополнительно на перфорированных листах будет установлено металлизированная сетка с шагом ячейки 2 мм.
2
В качестве адсорбента используют гранулированный активированный уголь с площадью поверхности (БЭТ) 900-1200 м/г.
На фиг. 1 показаны: 1 - нефтегазовый сепаратор, 2 - адсорберы, 3 - вакуумный насос, 4 - компрессор, 5-11 - клапаны, 12 - нагреватель, 13 - трубопровод нефтегазовой, 14 - трубопроводы попутного нефтяного газа, 15 - трубопровод насыщенного газа регенерации, 16 и 17 - трубопроводы очищенного газа, 18 - обратный газовый клапан в трубопроводе возврата газа, использованного в процессе регенерации, обратно в трубопровод 13 нефтегазовый.
На фиг. 2 приведен общий вид адсорбера, где
19 - корпус адсорбера 2,
20 - крышка быстросъемная байонетная,
21 - выход газа,
22 - ввод газа,
23 - дренажные выводы,
24 - кассеты с адсорбентом.
Описываемое изобретение используется следующим образом. Продукция скважины по трубопроводу 13 с помощью клапанов 9 и 10 разделяется и частично, через клапан 10 поступает на сепаратор 1. В сепараторе 1 отделяется часть ПНГ. Жидкость из сепаратора 1 через клапан 11 поступает назад в трубопровод 13. Выделившийся попутный нефтяной газ из сепаратора 1 поступает через трубопровод 14 на вход адсорберов 2 через клапаны 5 или 7 при работе соответствующего адсорбера в режиме адсорбции. Очищенный газ по трубопроводу 16 подается к потребителям и на нагреватель 12. Нагретый газ с нагревателя 12 через трубопровод 17 поступает на адсорбер 2, работающий в режиме регенерации. Газ регенерации с соответствующего адсорбера 2 через клапаны 6 или 8 поступает на вакуумный насос 3. С вакуумного насоса 3 газ регенерации подается на компрессор 4, повышающий давление до уровня, необходимого для закачки газа регенерации в трубопровод 13. Выход компрессора 4 подключается к трубопроводу 13 через обратный клапан.
Очистка ПНГ от тяжелых углеводородов осуществляется методом коротковолновой низкотемпературной адсорбции. При прохождении ПНГ через адсорбер 2, работающий в режиме адсорбции, тяжелые углеводороды связываются с поверхностью адсорбента. Поскольку адсорбент требует периодической очистки от поглощенных элементов - регенерации, используется как минимум 2 адсорбера, работающих попеременно в режимах адсорбции и регенерации. Для регенерации адсорбента часть очищенного газа направляется на адсорбер в режиме регенерации в направлении, обратном направлению при работе в режиме адсорбции. Длительность цикла регенерации меньше длительности цикла адсорбции. Для регенерации используется пониженное давление, создаваемое вакуумным насосом 3.
Адсорберы заполняются гранулированным (пеллетированным) активированным углем со следующими характеристиками:
Газ при прохождении адсорбера, работающего в режиме адсорбции, очищается от тяжелых углеводородов, что позволяет повысить метановое число с 10 до 80.
Таким образом, экологичность и безопасность технологии обеспечивается за счет отсутствия факельной установки и свечей рассеивания для сброса тяжелых фракций попутного нефтяного газа.