способ подготовки газоконденсатной смеси к транспорту

Формула изобретения

Способ подготовки газоконденсатной смеси к транспорту, включающий подачу пластовой продукции в сепаратор первой ступени, отвод из него жидкой фазы, охлаждение отсепарированного газа, отделение образовавшейся жидкой фазы, совместную стабилизацию конденсатов ступеней сепарации, отличающийся тем, что часть стабильного конденсата дросселируют при высоких температурах и разделяют на фазы, паровую фазу охлаждают, конденсируют и подают в качестве абсорбента в поток газа перед рекуперативным теплообменником, жидкую фазу отводят потребителю.

Описание изобретения к патенту

Изобретение может быть использовано для подготовки к транспорту газоконденсатных и газоконденсатонефтяных смесей.

Известен способ подготовки газоконденсатных смесей к транспорту процессом низкотемпературной сепарации (НТС), включающий подачу газоконденсатной смеси в сепаратор первой ступени, рекуперативный теплообменник, сепаратор второй ступени и ряд вспомогательных аппаратов (см. Бекиров Т.М., Шаталов А.В. Сбор и подготовка природных газов к транспорту. М., "Недра", 1986 г. , с. 85). Этот способ обеспечивает высокую степень извлечения конденсата (C₅₊ из газа.

Недостатком известного способа является относительно низкие степени извлечения пропана и бутанов в жидкую фазу.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является способ подготовки газоконденсатной смеси к транспорту, включающий подачу пластовой продукции в сепаратор первой ступени, отвод из него жидкой фазы, охлаждение отсепарированного газа, отделение образовавшейся жидкой фазы, совместную стабилизацию конденсатов ступеней сепарации, разделение части конденсата на легкую и тяжелую фракции, подачу тяжелой фракции конденсата в качестве абсорбента в поток отсепарированного газа перед рекуперативным теплообменником, отвод легкой фракции конденсата потребителю (см. Гриценко А. И. Научные основы промысловой обработки углеводородов сырья. М., "Недра" 1977, с.96).

Недостатком этого способа является то, что при содержании в конденсате твердых парафинов (углеводородов C₁₆ H₃₄₊) они переходят в тяжелую фракцию конденсата, используемого в качестве абсорбента, в дальнейшем происходит их выпадение в твердый осадок в низкотемпературных узлах установки подготовки газа. В результате этого снижается эффективность теплообмена, которая выражается в повышении температуры процесса и снижении выхода пропана, бутанов и конденсата (углеводородов C₅H₁₂₊) в жидкую фазу.

Задачами данного технического решения являются предотвращение выпадения парафинов в твердый осадок на поверхностях теплообменного оборудования, снижение температуры сепарации и увеличение выхода пропана, бутанов и конденсата в жидкую фазу.

Поставленные задачи решаются следующим образом. В способе подготовки газоконденсатной смеси к транспорту, включающем подачу пластовой продукции в сепаратор первой ступени, отвод из него жидкой фазы, охлаждение отсепарированного газа, отделение образовавшейся жидкой фазы, совместную стабилизацию конденсатов ступеней сепарации, часть стабильного конденсата дросселируют при высоких температурах и разделяют на фазы, паровую фазу охлаждают, конденсируют и подают в качестве абсорбента в поток газа перед рекуперативным теплообменником, жидкую фазу отводят потребителю.

Реализация предложенного технического решения иллюстрирована чертежом, где представлена схема подготовки газоконденсатной смеси к транспорту по предлагаемому изобретению.

Газоконденсатную смесь по трубопроводу 1 подают в сепаратор первой ступени 2, где из нее отделяют воду и жидкие углеводороды.

Жидкую фазу с низа сепаратора первой ступени 2 по трубопроводу 3 отводят в разделить 4. Отсепарированный газ с верха сепаратора 2 по трубопроводу 5 подают в рекуперативный теплообменник 6. После охлаждения в теплообменнике 6 газожидкостную смесь дополнительно охлаждают в специальном блоке 8 и для отделения от жидкости по трубопроводу 9 подают в сепаратор второй ступени 10.

Жидкую фазу с низа сепаратора 10 по трубопроводу 11 отводят в разделитель 12. Газовую фазу с верха сепаратора 10 по трубопроводу 13 подают в рекуперативный теплообменник 6, далее по трубопроводу 14 выводят из установки.

Жидкую углеводородную фазу из разделителей 4 и 12 выводят по трубопроводам 15 и 16, объединяют в один поток 17 и подают в блок стабилизации 18. Легкие продукты стабилизации по линиям 19 и 20 отводят по назначению. Стабильный конденсат 21 делят на два потока 22 и 23. Один из потоков по трубопроводу 23 подают в дроссельное устройство 24, расширяют до давления 0,4 - 1,0 МПа и полученную парожидкостную смесь по трубопроводу 25 подают в разделитель 26. Жидкую фазу с низа разделителя 26 по трубопроводу 27 выводят из установки.

Паровую фазу по трубопроводу 28 подают в холодильник 29, охлаждают и полученную жидкую смесь - легкую конденсатную фракцию (ЛКФ) по трубопроводу 30 подают в распределитель 31. Затем ЛКФ по трубопроводу 32 подают на прием насоса 33, дожимают и по трубопроводу 34 вводят в качестве абсорбента в поток отсепарированного газа перед рекуперативным теплообменником 6.

Для сравнительной оценки вариантов подготовки газоконденсатной смеси по прототипу и предлагаемому изобретению были проведены исследования. Составы сырья, а также абсорбентов, подаваемых в поток газа перед теплообменником 6, приведены в табл. 1

Ряд показателей установки при работе в различных режимах приведен в табл. 2. Изменение выхода пропана и бутанов в жидкую фазу относительно режима прототипа представлено в табл. 3.

В режиме 1 не производят подачу абсорбента в поток газа перед рекуперативным теплообменником 6. В режимах 2 и 3 в поток газа перед теплообменником 6 подают стабильный конденсат. При этом режим 2 характеризует начальную стадию работы установки, когда поддерживается в ней заданный температурный режим. Третий режим характеризует работу установки после отложения парафинов и образования парафиновой пленки на поверхности труб рекуперативного теплообменника 6.

Во всех режимах на установке поддерживался идентичный режим по давлению в ступенях сепарации.

В режиме 1 концентрация фракции с температурой кипения свыше 527K⁺ в жидкой фазе, образовавшейся при охлаждении газа в теплообменнике 21, составляет 9,64 мас. %, что в 8 раз больше ее порогового значения. По этой причине происходит образование твердых кристаллов в системе, их осаждение на поверхности оборудования.

В режиме 2 в поток газа подается стабильный конденсат, получаемый на установке стабилизации конденсата (УСК). Поскольку конденсат содержит большое количество тяжелых фракций, концентрация фр. 527K⁺ в жидкой фазе, образовавшейся при охлаждении газа в теплообменнике 21, увеличивается до 20,2 мас. %, происходит осаждение тяжелых парафинов на поверхности теплообменника. Снижается эффективность теплообмена и, как следствие, повышается температура в низкотемпературной ступени сепарации с минус 23 до минус 10^oC. Это приводит к снижению извлечения пропана на 0,8, н-бутана на 4,0 и н-бутана на 2,6 г/м³. В целом снижение выхода пропан-бутановой фракции составляет 8,6 г/м³, что эквивалентно 43 тыс.т. в год на установке производительностью 5 млрд. м³/год.

При подаче легкого абсорбента в поток газа в количестве 162 кг/1000 м³, то есть столько же, сколько и в третьем режиме, происходит снижение концентрации фр. 560K⁺ в жидкой фазе до 0,8%, что ниже порогового. Благодаря этому не происходит осаждение тяжелых парафинов на поверхности теплообменника. В сепараторе поддерживается температура минус 23^oC. По сравнению с прототипом это обеспечивает увеличение выхода пропан-бутановой фракции на тыс.т в год.

Извлечение конденсата во всех вариантах находится на одном уровне.