установка подготовки и переработки углеводородного сырья газоконденсатных залежей

Формула изобретения

1. Установка подготовки и переработки углеводородного сырья газоконденсатных залежей, включающая входной сепаратор, рекуперативный газовый теплообменник, эжектор, низкотемпературный сепаратор, трехфазные разделители первой и второй ступеней, дегазатор, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена последовательно соединенными рекуперативным теплообменником, колонной деэтанизации, компрессором, аппаратом воздушного охлаждения и рекуперативным газожидкостным теплообменником, вход рекуперативного теплообменника соединен с выходом конденсата из дегазатора, вход в верхнюю часть колонны деэтанизации соединен с выходом конденсата из дегазатора, выход рекуперативного газожидкостного теплообменника соединен с входом низкотемпературного сепаратора.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что установка снабжена блоком стабилизации деэтанизированного конденсата.

3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что установка снабжена блоком первичной переработки стабильного конденсата.

4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что установка снабжена блоком каталитической переработки бензиновой фракции.

5. Установка по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающаяся тем, что установка снабжена блоком сжижения осушенного газа.

6. Установка по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающаяся тем, что установка снабжена блоком каталитической переработки осушенного газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано для подготовки и переработки продукции газоконденсатных залежей.

Известна установка для подготовки газа (Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. А.И.Гриценко, В.А.Истомин и др., М.: Недра 1999 г., стр.372-373), включающая сепараторы, теплообменник и трехфазный разделитель.

Недостатком данной установки является невозможность отделения газообразных углеводородов (метана и этана) от сжижаемых и жидких углеводородов - нестабильного конденсата.

Известна также установка для подготовки газа (там же, стр.378-379) включающая входной сепаратор, рекуперативный теплообменник, эжектор, низкотемпературный сепаратор, трехфазные разделители первой и второй ступени и дегазатор.

Недостатком данной установки является невозможность отделения газообразных углеводородов (метана и этана) от сжижаемых и жидких углеводородов - нестабильного конденсата.

Задачей, стоящей при создании изобретения, является создание комплексной безотходной установки промысловой подготовки и переработки продукции газоконденсатных залежей.

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, - повышение качества отделения газообразных углеводородов (метана и этана) от сжижаемых и жидких углеводородов (пропан+высшие).

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известной установке подготовки газа, включающей входной сепаратор, рекуперативный газовый теплообменник, эжектор, низкотемпературный сепаратор, трехфазные разделители первой и второй ступени и дегазатор, в отличие от прототипа, установка дополнительно снабжена последовательно соединенными рекуперативным теплообменником, колонной деэтанизации конденсата, компрессором, аппаратом воздушного охлаждения и рекуперативным газожидкостным теплообменником, вход в рекуперативный теплообменник соединен с выходом конденсата из дегазатора, вход в верхнюю часть колонны деэтанизации конденсата соединен с выходом конденсата из дегазатора, выход рекуперативного газожидкостного теплообменника соединен с входом низкотемпературного сепаратора.

Кроме того, установка снабжена блоком стабилизации конденсата с получением пропан-бутановой фракции (ПБФ) и стабильного конденсата.

Кроме того, установка снабжена блоком первичной переработки стабильного конденсата с получением бензиновой фракции и дизельного топлива.

Кроме того, установка снабжена блоком каталитической переработки бензиновой фракции с получением автомобильного бензина.

Кроме того, установка снабжена блоком сжижения осушенного природного газа.

Кроме того, установка снабжена блоком каталитической переработки осушенного природного газа с получением жидких углеводородов.

На фиг.1 представлена установка подготовки и переработки углеводородного сырья. На фиг. 2 представлена полная блочная схема установки подготовки и переработки углеводородного сырья.

Представленная на фиг.1 установка включает в себя входной сепаратор 1, последовательно соединенный с рекуперативным газовым теплообменником 2, эжектор 3, низкотемпературный сепаратор 4. Установка снабжена трехфазным разделителем первой ступени 5, трехфазным разделителем второй ступени 6, дегазатором 7, рекуперативным теплообменником 8, колонной деэтанизации конденсата 9. Кроме того, устройство содержит компрессор 10, аппарат воздушного охлаждения 11 и рекуперативный газожидкостной теплообменник 12.

Представленная на фиг.2 полная схема установки включает в себя установку подготовки и переработки углеводородного сырья 13, последовательно соединенную (по выходу деэтанизированного конденсата) с блоком стабилизации деэтанизированного конденсата 14, блоком первичной переработки стабильного конденсата 15, блоком каталитической переработки бензиновой фракции 16. Кроме этого, установка снабжена блоком сжижения осушенного газа 17, соединенного с выходом газа из установки 13, и блоком конверсии и каталитической переработки осушенного газа 18, соединенного с выходом осушенного газа из установки 13.

Установка работает следующим образом. Продукция газоконденсатных скважин с давлением до 13 МПа поступает на входной сепаратор 1, где происходит отделение воды и конденсата. Отсепарированный газ охлаждается в рекуперативном газовом теплообменнике 2, дросселируется в эжекторе 3 до давления 7.5 МПа и поступает в низкотемпературный сепаратор 4. Осушенный газ после сепаратора 4 нагревается в рекуперативном газовом теплообменнике 2 и отводится с установки в качестве товарного продукта или направляется на сжижение или переработку.

Нестабильный конденсат (НК) из сепаратора 1 дросселируется до давления не ниже 7,6 МПа и поступает в трехфазный разделитель первой ступени 5, из низкотемпературного сепаратора 4 дросселируется до давления не ниже 3,9 МПа и поступает в трехфазный разделитель второй ступени 6. В трехфазных разделителях первой и второй ступеней 5 и 6 происходит отделение от НК водометанольного раствора (BMP) и частичная дегазация НК (за счет дозированного сброса давления после сепараторов). Газ дегазации из трехфазных разделителей первой и второй ступеней 5 и 6 возвращается в линию осушаемого газа: из трехфазного разделителя первой ступени 5 подается в поток газа после эжектора 3 перед низкотемпературным сепаратором 4 под собственным давлением, из трехфазного разделителя второй ступени 6 поступает на эжектор 3 в качестве пассивного газа.

Для предотвращения гидратообразования в системах сбора и подготовки газа применяется водометанольный раствор (BMP). Впрыск BMP осуществляется на устья скважин (в случае работы газосборных шлейфов в гидратном режиме), а также перед рекуперативным газовым теплообменником 2. С целью сокращения расхода метанола используется схема рециркуляции BMP из разделителей второй ступени: свежий концентрированный BMP впрыскивается в поток газа перед рекуперативным газовым теплообменником 2 для предотвращения гидратообразования при наиболее низких температурах, а частично отработанный BMP из трехфазного разделителя второй ступени 6 (с достаточно высокой концентрацией метанола) используется вторично - направляется на устья скважин. Во входном сепараторе 1 происходит отделение от потока газа основной массы воды и значительное разбавление BMP. Из трехфазного разделителя первой ступени 5 полностью отработанный BMP (с минимальной концентрацией метанола) отводится с установки на утилизацию.

НК из трехфазных разделителей первой и второй ступеней 5 и 6 объединяется в общем коллекторе, дросселируется до давления не ниже 3,8 МПа и направляется в дегазатор 7. Газ дегазации из дегазатора 7 объединяется с потоком газа дегазации из трехфазного разделителя второй ступени 6 и подается на эжектор 3 в качестве пассивного газа.

Выветренный в дегазаторе 7 конденсат (ВК) делится на два потока. Основной поток ВК (70-80%) нагревается деэтанизированным конденсатом в рекуперативном теплообменнике 8 и подается в среднюю часть колонны деэтанизации 9. Оставшаяся холодная часть ВК (20-30%), минуя рекуперативный теплообменник 8, направляется в верхнюю часть колонны деэтанизации конденсата 9 с целью поддержания температуры верха колонны. Газ деэтанизации с верха колонны деэтанизации конденсата 9 сжимается компрессором 10 до давления не ниже 7,6 МПа, охлаждается в аппарате воздушного охлаждения (АВО) 11, доохлаждается в рекуперативном газожидкостном теплообменнике 12 и подается на вход низкотемпературного сепаратора 4. Деэтанизированный конденсат отводится с установки в качестве товарного продукта или направляется на стабилизацию и дальнейшую переработку.

Рециркуляция газа деэтанизации (возврат его в поток осушаемого газа) существенно улучшает качество разделения компонентов добываемого сырья: повышается концентрация этана в осушенном природном газе и снижается до необходимого минимума его содержание в деэтанизированном конденсате. В результате этого повышается калорийность товарного газа (при сохранении требуемой точки росы). Кроме этого, обеспечивается низкое содержание газообразных углеводородов (метана и этана) в деэтанизированном конденсате, что позволяет при его стабилизации получить пропан-бутановую фракцию (ПБФ), удовлетворяющую требованиям стандартов к сжиженным газам коммунально-бытового назначения (по содержанию метана и этана и другим характеристикам), без сброса на факел газа стабилизации.

В зависимости от поставленной задачи, возможности производства и реализации различных видов товарных продуктов установка может содержать различный набор блоков переработки конденсата и газа.

В случае целесообразности производства стабильного конденсата и возможности его реализации установка оснащается блоком стабилизации деэтанизированного конденсата 14. Стабилизация конденсата на блоке 14 заключается в ректификации деэтанизированного конденсата (ДК) с получением пропан-бутановой фракции (ПБФ) и стабильного конденсата (СК) с давлением насыщенных паров по Рейду не более 500 мм рт.ст. ПБФ отводится с установки в качестве товарного продукта - сжиженного газа коммунально-бытового назначения. СК также отводится с установки в качестве товарного продукта и (или) направляется на блок первичной переработки 15.

В случае целесообразности производства дизельного топлива и бензиновой фракции и возможности их реализации установка оснащается блоком первичной переработки стабильного конденсата 15. Первичная переработка СК на блоке 15 заключается в его атмосферной перегонке с разделением на три продукта - бензиновую фракцию, дизтопливо газоконденсатное широкофракционное зимнее (ГШЗ) и тяжелый остаток. Тяжелый остаток переработки для предотвращения потери его текучести дозированно разбавляется бензиновой фракцией и отводится с установки в качестве товарного продукта. Дизтопливо ГШЗ отводится с установки в качестве товарного продукта. Бензиновая фракция частично направляется на разбавление тяжелого остатка переработки, частично отводится с установки в качестве товарного продукта и (или) направляется на блок каталитической переработки 16.

В случае целесообразности производства автомобильного бензина и возможности его реализации установка оснащается блоком каталитической переработки бензиновой фракции 16. Каталитическая переработка бензиновой фракции на блоке 16 заключается в химическом изменении входящих в ее состав углеводородов (ароматизации, изомеризации) под воздействием температуры и давления с помощью катализаторов. Увеличение содержания ароматических углеводородов и изомеров приводит к повышению октанового числа перерабатываемого продукта, в результате чего становится возможным его использование в качестве автомобильного бензина. Блок каталитической переработки бензиновой фракции установки подготовки и переработки углеводородного сырья основан на применении безводородного процесса "Цеоформинг", разработанного Институтом катализа СО АН России и реализованного в промышленности. Автомобильный бензин отводится с установки в качестве товарного продукта.

В случае целесообразности производства сжиженного природного газа (СПГ) и возможности его реализации установка оснащается блоком сжижения осушенного газа 17. Сжижение осушенного газа на блоке 17 заключается в переводе метан-этановой фракции в жидкое состояние с помощью криогенной технологии. Блок сжижения осушенного газа установки подготовки и переработки углеводородного сырья основан на применении азотного холодильного цикла. Сжиженный природный газ (СПГ) отводится с установки в качестве товарного продукта.

В случае невозможности транспорта и использования газа и целесообразности переработки газа в жидкие углеводороды установка оснащается блоком каталитической переработки осушенного газа 18. Каталитическая переработка осушенного газа на блоке 18 заключается в синтезе жидких углеводородов. Синтезированные жидкие углеводороды направляются на вход блока стабилизации конденсата 14.