СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ВОДОМЕТАНОЛЬНОГО РАСТВОРА НА НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
METHOD OF WATER-METHANOL SOLUTION (WMS) RECOVERY AT GAS CONDENSATE FIELD

Изобретение относится к области добычи природного газа и подготовке газа и газового конденсата к дальнему транспорту, в частности к обеспечению оптимального ведения комплекса технологических процессов регенерации метанола из водометанольного раствора (BMP) на газодобывающих предприятиях всего месторождения.
Известен способ регенерации метанола из водометанольного раствора (BMP) на газодобывающих предприятиях, включающий дегазацию BMP, отделение из BMP свободного конденсата, нагрев BMP в блоке регенератора и регенерацию метанола из BMP в ректификационной колонне с массообменными тарелками. После охлаждения паров метанола в холодильнике и их конденсации с последующим сливом в емкость накопления рефлюкса регенерированный метанол подают на орошение в колонну, а избыток метанола сливают на склад (см., например, Бухгалтер Э.Б. Метанол и его использование в газовой промышленности. - М.: Недра, 1986, с.238).
Существенными недостатками известного способа являются низкая эффективность системы регенерации метанола и сложность ремонтно-восстановительных работ из-за:
- большого количества мехпримесей (песок, глина, окислы железа и т.д.) в водно-метанольном растворе (далее по тексту - BMP), поступающем на регенерацию. Мехпримеси забивают аппараты системы регенерации (фильтры, теплообменники, колонны регенерации и т.д.);
- наличия в BMP конденсата и растворенных в нем смазок (таких, как ЛЗ-162), которые существенно осложняют работу установок регенерации метанола. Оседающая на стенках теплообменников и аппаратов смазка затрудняет процесс теплообмена и массообмена. Выделяющийся из BMP в процессе регенерации конденсат блокирует процесс отпарки паров метанола и воды из куба колонны;
- наличие в BMP солей жесткости (гидрокарбонаты), переходящих в карбонаты (нерастворимые соли) при изменении термобарических параметров BMP в процессе регенерации и забивающих аппараты системы регенерации.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ регенерации метанола из водометанольного раствора (BMP) на газодобывающих предприятиях, включающий дегазацию BMP, отделение из BMP свободного конденсата, нагрев BMP в блоке регенератора и регенерацию метанола из BMP в ректификационной колонне с массообменными тарелками. После охлаждения паров метанола в холодильнике и их конденсации с последующим сливом в емкость накопления рефлюкса регенерированный метанол подают на орошение в колонну, а избыток метанола сливают на склад (см., например, Сулейманов Р.С., Беспрозванный А.В., Кульков А.Н., Истомин В.А. Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий на Уренгойском месторождении. - Сб. научных трудов «Проблемы освоения месторождений Уренгойского комплекса». - М.: Недра-Бизнесцентр, 2003, с.97-103).
Существенными недостатками известного способа являются низкая эффективность системы регенерации метанола и сложность ремонтно-восстановительных работ из-за:
- большого количества мехпримесей (песок, глина, окислы железа и т.д.) в водно-метанольном растворе (далее по тексту - BMP), поступающем на регенерацию. Мехпримеси забивают аппараты системы регенерации (фильтры, теплообменники, колонны регенерации и т.д.);
- наличия в BMP конденсата и растворенных в нем смазок (таких, как ЛЗ-162), которые существенно осложняют работу установок регенерации метанола. Оседающая на стенках теплообменников и аппаратов смазка затрудняет процесс теплообмена и массообмена. Выделяющийся из BMP в процессе регенерации конденсат блокирует процесс отпарки паров метанола и воды из куба колонны;
- наличие в BMP солей жесткости (гидрокарбонаты), переходящих в карбонаты (нерастворимые соли) при изменении термобарических параметров BMP в процессе регенерации и забивающих аппараты системы регенерации.
Целью изобретения является повышение качества регенерации метанола из водометанольного раствора, снижение объемов ремонтно-восстановительных работ, снижение уровня негативного воздействия на окружающую среду и устранение указанных недостатков.
Поставленная цель достигается тем, что в технологическую линию регенерации метанола из водометанольного раствора (BMP) вводят новые процессы и оборудование для их реализации, разделение выполнения ряда функций по отдельным промыслам и улучшения качества используемых процессов.
На всех газовых промыслах месторождения, кроме одного, осуществляют предварительную разгонку поступающего BMP, повышая концентрацию метанола в BMP до уровня, обеспечивающего его безопасную транспортировку по трубопроводам и/или в цистернах без замерзания с учетом климатических особенностей географического месторасположения газового промысла. BMP с повышенной концентрацией метанола перекачивают по трубопроводам и/или транспортируют в цистернах до головной установки глубокой регенерации BMP, расположенной на одном из промыслов месторождения. На указанной установке глубокой регенерации BMP получают кондиционный метанол для повторного использования в технологии добычи газа и газового конденсата.
Место расположения головной установки глубокой регенерации BMP выбирают с учетом транспортной логистики (перекачка и транспортировка) BMP с повышенной концентрацией метанола и регенерированного метанола по месторождению.
Предварительную разгонку BMP для получения BMP с повышенной концентрацией метанола на всех промыслах, кроме одного, осуществляют на оборудовании, предназначенном для регенерации ДЭГа, которое имеется на всех промыслах. В результате отпадает необходимость строительства отдельных (специальных) установок регенерации метанола. Учитывая более низкие требования к качеству предварительной регенерации метанола лишь до уровней концентрации, достаточной для перекачки BMP по трубопроводам и/или транспортировки в цистернах в зимних условиях, существенно снижается объем работ по суммарной очистке и ремонту оборудования всей системы регенерации метанола в масштабах месторождения.
Трубопроводы для перекачки BMP проектируют из расчета потенциальных объемов образования BMP на весь период эксплуатации месторождения. Дополнительную перевозку BMP в цистернах осуществляют после проведения гидроиспытаний трубопроводов на прочность в зимних условиях с использованием BMP с концентрацией метанола, не допускающей замерзание BMP. Транспортировку BMP на головную установку глубокой регенерации BMP в цистернах в дополнение к перекачке BMP по трубопроводам осуществляют в соответствии с указаниями диспетчерской службы, учитывающими транспортную логистику (перекачка и транспортировка) BMP с повышенной концентрацией метанола по месторождению.
Регенерированный метанол специализированным автотранспортом отправляют по сети внутри промысловых автодорог на центральную нефтебазу и базу метанола и на склады метанола остальных газовых промыслов в соответствии с указаниями диспетчерской службы, учитывающими транспортную логистику регенерированного метанола по месторождению. В результате затраты на его транспортировку в пределах месторождения минимизируются.
Заявляемое изобретение отработано и реализовано на газовых промыслах УКПГ-1С, УКПГ-2С и УКПГ-3С Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения и предусматривает расширение его использования при вводе в эксплуатацию двух установок комплексной подготовки газа УКПГ-1В и УКПГ-2В валанжинской площади.
Схема поставки на нефтебазу и базу метанола (НБ и БН) и движения привозного и регенерированного метанола, а также BMP по промыслам месторождения на Заполярном НГКМ показана на фигуре.
Метанол используется при добыче газа как ингибитор гидратообразования и для ряда других целей и поэтому является расходным материалом, потери которого неизбежны и их приходится восполнять. Часть потерь компенсируется путем регенерации метанола из BMP. Закупаемый метанол для компенсации необратимых потерь покупается и поступает на нефтебазу и базу метанола 1, откуда специализированным автотранспортом по мере необходимости поставляется на склады метанола газовых промыслов 2, 3, 4, 5 и 6 по автодорожной сети 8 месторождения. Использованный в процессе добычи природного газа метанол возвращается на газовые промыслы в виде BMP с различной концентрацией метанола (определяется погодными условиями и параметрами текущего технологического процесса с использованием метанола). Поскольку добыча природного газа является непрерывным технологическим процессом, на каждом промысле в обязательном порядке имеются резервные мощности для регенерации диэтиленгликоля (ДЭГ), которые можно использовать для упрощенной регенерации BMP, повышая концентрацию в нем метанола до уровня, исключающего замерзание BMP при перекачке по трубопроводам. При этом технологический процесс добычи природного газа не нарушается, но исключается необходимость строительства специальной установки по регенерации метанола на каждом промысле.
Предварительное повышение концентрации метанола до уровня, исключающего замерзание BMP, позволяет строить трубопроводную систему 7 по его перекачке без теплоизоляции и специальных мер, исключающих замерзание BMP в случае аварийных ситуаций. В результате система трубопроводов 7 имеет минимально возможную стоимость.
BMP с повышенной концентрацией метанола по системе трубопроводов 7 перекачивается на газовый промысел 2, на котором построена специальная установка регенерации метанола из BMP, обеспечивающая концентрацию регенерированного метанола не менее 96% с потерями метанола не более 0,2% по кубу колонны.
В случаях проведения гидравлических испытаний на прочность шлейфов газопроводов от кустов скважин в зимних условиях используют BMP с концентрацией метанола, исключающей замерзание BMP. Этот BMP после испытаний направляют в специальный резервуар (на схеме не показан). Из резервуара часть BMP перекачивается по трубопроводу (с учетом резерва его пропускной способности), а другую часть вывозят цистернами в соответствии с транспортной логистикой BMP с повышенной концентрацией метанола на головную установку глубокой регенерации BMP.
Регенерированный метанол с головной установки поступает на склад метанола газового промысла 2. Промстоки, образующиеся в процессе регенерации метанола из BMP на такой установке имеют показатели, соответствующие требованиям СТО Газпром 2-1.19-049-2006 по содержанию метанола, мехпримесей и конденсата на порядок меньше допустимых пределов. Это позволяет подавать их в систему закачки промышленных и бытовых стоков в пласт. В результате требуется всего одна система закачки промстоков в пласт, что ведет к существенной экономии затрат на утилизацию промстоков и обеспечивает высокую экологическую безопасность процесса добычи природного газа.
Со склада метанола газового промысла 2 регенерированный метанол специализированным автотранспортом отправляется по сети внутри промысловых автодорог 8 на центральную нефтебазу и базу метанола 1 и на склады метанола газовых промыслов 3, 4, 5 и 6 в соответствии с указаниями диспетчерской службы, учитывающими транспортную логистику регенерированного метанола по месторождению. Это минимизирует затраты на его транспортировку в пределах месторождения.
В результате использования способа обеспечивается существенное повышение качества регенерации метанола из водометанольного раствора (BMP) на газодобывающих предприятиях. Снижается уровень негативного воздействия на окружающую среду в процессе добычи и подготовки газа и газового конденсата к дальнему транспорту. Существенно снижается потребность в закупке дополнительного метанола для покрытия его невосполнимых потерь в процессе добычи природного газа.