УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СЕПАРАЦИЕЙ

Полезная модель относится к установкам низкотемпературной подготовки 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 подготовки газа методом низкотемпературной сепарации (НТС), по источнику Г.А.Ланчаков, А.Н.Кульков, Г.К.Зиберт Технологические процессы подготовки природного газа и методы расчета оборудования М. НЕДРА 2000, стр. 56-58 включающая последовательно соединенные по газу следующие аппараты: пробкоуловитель, первичный сепаратор, теплообменник утилизации холода, охладитель газа (расширяющее устройство), низкотемпературный сепаратор. Сепараторы газа по жидкости соединены с фазными разделителями, которые соединены с выветривателями и с установкой регенерации метанола.
Недостатками этой установки является, большие габариты установки из-за применения индивидуального оборудования и фундаментов,
требующие разрывы между ними для прохода и обслуживания, значительные капитальные затраты из-за комплектации каждого аппарата отключающей и регулирующей арматурой, предохранительными клапанами согласно «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением ПБ 03-376-03 М. НТЦ по безопасности и промышленности Госгортехнадзора России, 2003». Значительные габариты ведут к удорожанию стоимости оборудования на порядок при размещении его в зданиях для Северных месторождений газа и на два порядка при размещении его на морских платформах. Другим недостатком является значительный расход ингибитора предотвращения гидратообразования и значительная производительность установки его регенерации.
Известно техническое решение установки подготовки углеводородного газа, авторское свидетельство №822862, МКИ 3: B01D 45/06, B01D 53/18; С10С 5/06, содержащего корпус с размещенными внутри него распределительной камерой, сепарационным устройством высокого давления и узлом ввода ингибитора гидратообразования, теплообменником с V-образным пучком труб, сообщенным с распределительной камерой, сепарационным устройством низкого давления, выполненным в виде объемной сетчатой насадки, и контактно-сепарационным устройством, установленным между сепарационным устройством низкого давления и теплообменником. В этом устройстве частично устранены вышеуказанные недостатки за счет компоновки части оборудования, например, первичного и
низкотемпературного сепараторов и теплообменника в горизонтальном корпусе.
Известна установка для реализации способа подготовки углеводородного газа по патенту РФ 2124930, МПК 6: 6 B01D 53/00, B01D 53/26, (прототип) состоящей из предварительного сепаратора - пробкоуловителя сепаратора первой ступени, воздушного холодильника, теплообменника, установки регенерации ментола, первой емкости для разделения на водную фазу, жидкие углеводороды и газ, сепаратора для отделения газа от сконденсировавшейся жидкости, эжектора, расширительного устройства, сепаратора-абсорбера, в котором осуществляют противоточное контактирование с углеводородной жидкостью, рекуперативного теплообменника и второй емкости для разделения на газовую, водную и жидкую углеводородную фазы.
Для сокращения расхода ингибитора предотвращения гидратообразования и уменьшения производительности установки регенерации применена ступень контакта насыщенного ингибитора с газовым потоком после первичного сепаратора. Однако другие недостатки по большой занимаемой площади, по значительным капитальным затратам остаются.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является уменьшение числа единиц, габаритов и стоимости оборудования при размещении его в зданиях для Северных месторождений газа и при размещении его на морских платформах.
Технический результат достигается тем, что в установке подготовки углеводородного газа низкотемпературной сепарацией, включающей пробкоуловитель, первичный сепаратор, ступень контакта углеводородного газа с насыщенным водным раствором ингибитора предотвращения гидратообразования, теплообменник, узел ввода ингибитора предотвращения гидратообразования, узел охлаждения газа, низкотемпературный сепаратор-разделитель, пробкоуловитель, первичный сепаратор, ступень контакта углеводородного газа с насыщенным водным раствором ингибитора предотвращения гидратообразования выполнены в виде секций установленных последовательно одна над другой в одном вертикальном корпусе, на выходе которого введена секция сепарации от насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования, при этом секция сепарации от насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования и секция контакта углеводородного газа с насыщенным водным раствором ингибитора предотвращения гидратообразования соединены по линии (ям) отбора отсепарированного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования, а секции пробкоуловителя и первичного сепаратора соединены по линии (ям) отбора отсепарированной пластовой жидкости.
Секция сепарации от насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования выполнена в виде регулярной насадки с макро и микро структурами, выполняющей роль фильтра-сепаратора.
Линии отбора отсепарированного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования и отсепарированной пластовой жидкости выполнены, например, в виде отводов из полуглухих тарелок, установленных между секциями, и размещены внутри или вне вертикального корпуса.
Выполнение пробкоуловителя, первичного сепаратора и ступени контакта углеводородного газа с насыщенным водным раствором ингибитора предотвращения гидратообразования в виде секций установленных последовательно одна над другой в одном вертикальном корпусе, введение на выходе корпуса секции сепарации от насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования, соединение по линии отбора отсепарированного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования секции сепарации от насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования и секции контакта углеводородного газа с насыщенным водным раствором ингибитора предотвращения гидратообразования, и по линии отбора отсепарированной пластовой жидкости секции пробкоуловителя и секции первичного сепаратора, позволило уменьшить число единиц, габариты и стоимость оборудования, что особенно важно при размещении его в зданиях для Северных месторождений газа и при размещении его на морских платформах, за счет выполнения нескольких функциональных устройств в одном корпусе.
Выполнение секции сепарации от насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования в виде регулярной насадки с макро и микро структурами, выполняющей одновременно роль сепаратора
и фильтра позволило сократить и высоту этой секции, а, следовательно, и высоту многофункционального аппарата.
Выполнение линий отбора отсепарированного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования и отсепарированной пластовой жидкости, например, в виде отводов из полуглухих тарелок, установленных между секциями, размещение их внутри или вне вертикального корпуса позволило сократить вдвое число ступеней накопления жидкости и регулирования их уровня.
Авторам и заявителям не известны установки подготовки углеводородного газа низкотемпературной сепарацией, в которых бы подобным образом решалась задача уменьшения числа единиц, габаритов и стоимости установок и оборудования создаваемого для размещения на Северных месторождениях газа и на морских платформах.
На фиг.1 изображена схема установки подготовки углеводородного газа низкотемпературной сепарацией.
Установки подготовки углеводородного газа низкотемпературной сепарацией состоит из вертикально установленного многофункционального аппарата 1 со штуцерами входа газа 2 и выхода газа 3. Штуцер 3 соединен линией 4 с трубным пространством теплообменника газ-газ 5, который соединен линией 6 с расширительным устройством (узлом охлаждения газа) 7. На линии 6 размещен узел ввода ингибитора предотвращения гидратообразования 8. Расширительное устройство 7 соединено линией 9 со штуцером 10 низкотемпературного сепаратора - разделителя 11. Штуцер
выхода осушенного газа 12 низкотемпературного сепаратора-разделителя 11 соединен линией 13 с межтрубным пространством теплообменника газ-газ 5, который снабжен линией 14 отбора подготовленного газа. Штуцер выхода насыщенного водного раствора ингибитора гидратообразования 15 сепаратора - разделителя 11 соединен линией 16 со штуцером подачи насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования 17 в многофункциональный аппарат 1, а штуцер 18 сепаратора -разделителя 11 соединен линией 19 с потребителем жидких углеводородов.
Многофункциональный аппарат 1 состоит из установленных последовательно одна над другой в корпусе 20, секцией пробкоуловителя 21, секцией первичного сепаратора 22, полуглухой тарелки 23, секции контакта углеводородного газа с насыщенным водным раствором ингибитора предотвращения гидратообразования 24 и секции сепарации от насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования 25. Линия отбора отсепарированного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования 26 секции сепарации от насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования 25 и ступени контакта углеводородного газа с насыщенным водным раствором ингибитора предотвращения гидратообразования 24 соединена со штуцером 27, а линия отбора отсепарированной пластовой жидкости 28 секции пробкоуловителя 21 и секции первичного сепаратора 22 соединена со штуцером 29. Корпус 20 снабжен дренажным штуцером 28.
Секция сепарации от насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования 25 выполнена в виде регулярной насадки с макро и микро структурами, выполняющей роль фильтра-сепаратора.
Линия отбора отсепарированного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования 26, выполнена в виде овода из полуглухой тарелки 23, установленной между секцией контакта углеводородного газа с насыщенным водным раствором ингибитора предотвращения гидратообразования 24 и секцией первичного сепаратора 22, и линия отбора отсепарированной пластовой жидкости 28, размещена внутри корпуса 20 многофункционального аппарата 1.
Можно установить, например, полуглухие тарелки между всеми секциями многофункционального аппарата 1 и расположить и объединить линии отбора отсепарированного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования и отсепарированной пластовой жидкости вне вертикального корпуса.
Установка подготовки углеводородного газа низкотемпературной сепарацией работает следующим образом.
Сырой газ из скважины через штуцер входа газа 2 корпуса 20 многофункционального аппарата 1 поступает в секцию пробкоулавителя 21, где из него отделяют жидкий углеводородный конденсат и воду. Предварительно очищенный углеводородный газ проходит дополнительную очистку от капельной жидкости в секции первичного сепаратора 22. Отсепарированная
пластовая жидкость отводится из секций пробкоуловителя и первичного сепараторов с нижней части многофункционального аппарата 1 по линии отбора 28 через штуцер 29, а жидкий углеводородный конденсат удаляются из корпуса 20 многофункционального аппарата 1 через дренажный штуцер 28.
Отсепарированный углеводородный газ поступает через полуглухую тарелку 23 на ступень контакта углеводородного газа с насыщенным водным раствором ингибитора предотвращения гидратообразования 24. Насыщенный водный раствор ингибитора предотвращения гидратообразования подают на ступень контакта 24 через штуцер подачи насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования 17. Затем углеводородный газ поступает в секцию сепарации от насыщенного водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования 25, которая выполнена в виде регулярной насадки с макро и микро структурами, выполняющей роль фильтра-сепаратора. Отсепарированный раствор ингибитора предотвращения гидратообразования с двух секций 24 и 25 отводят с полуглухой тарелки 23 отводится по линии отбора отсепарированного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования 26 через штуцер 27. Осушенный углеводородный газ, содержащий пары ментола через штуцер выхода газа 3 многофункционального аппарата 1 по линии 4 поступает в трубное пространство теплообменника газ-газ 5, в котором он охлаждается. Затем предварительно охлажденный углеводородный газ по линии 6 поступает для последующего охлаждения в расширительное
устройство 7. Из узла ввода ингибитора предотвращения гидратообразования 8, размещенного на линии 6, дополнительно вводят свежий регенерированный ингибитор предотвращения гидратообразования (например, метанол). После охлаждения в расширительном устройстве 7 углеводородный газ по линии 9 через штуцер 10 поступает в низкотемпературный сепаратор - разделитель 11, в котором производят окончательную сепарацию углеводородного газа от сконденсированной водного раствора ингибитора предотвращения гидратообразования. Насыщенный водный раствор ингибитора предотвращения гидратообразования отбирают через штуцер выхода 15 низкотемпературного сепаратора - разделителя 11 и по линии 16 через штуцер 17 многофункционального аппарата 1 подают в секцию контакта углеводородного газа с насыщенным водным раствором ингибитора предотвращения гидратообразования 24. Осушенный углеводородный газ через штуцер выхода осушенного газа 12 низкотемпературного сепаратора - разделителя 11 по линии 13 подают в межтрубное пространство теплообменника газ-газ 5, где его подогревают и затем по линии отбора подготовленного газа 14 отводят потребителю. Отделенные в низкотемпературном сепараторе - разделителе 11 жидкие углеводороды отводят через штуцер 18 по линии 19.
Таким образом, использование установки подготовки углеводородного газа низкотемпературной сепарацией позволяет уменьшить габариты и стоимость оборудования, число фундаментов, количество арматуры, приборов контроля и автоматики, объем помещений при уменьшении
расхода метанола на предупреждение образования гидратов при подготовке газа, затрат энергии и содержания токсичного ингибитора предотвращения гидратообразования в промышленных стоках.