способ получения стабильного газового конденсата
Классы МПК: | B01D53/00 Разделение газов или паров; извлечение паров летучих растворителей из газов; химическая или биологическая очистка отходящих газов, например выхлопных газов, дыма, копоти, дымовых газов, аэрозолей C10G5/00 Извлечение жидких углеводородных смесей из газов, например из природного газа |
Автор(ы): | Пешков В.Е., Неупокоев Ю.М., Клевцур А.П., Пешков А.В., Крылов О.В., Пешков И.В. |
Патентообладатель(и): | Пешков Викторин Евгеньевич, Неупокоев Юрий Михайлович, Клевцур Анатолий Петрович, Пешков Алексей Викторинович, Крылов Олег Владимирович, Пешков Игорь Викторинович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-02-07 публикация патента:
10.01.2003 |
Используется в газовой и нефтяной промышленности. Исходная газоконденсатная смесь подвергается дросселированию в первой ступени сепарации до температуры (-30)
(-40)oC и до давления 6
7 МПа с отводом газовой фазы в газотранспортный трубопровод, а образовавшийся в результате дросселирования осадок, содержащий жидкие тяжелые углеводороды, гидраты газов и лед, подвергается объемному нагреву переменным электромагнитным излучением, при этом мощность электрогенератора регулируется с учетом количества жидкой фракции, подлежащей удалению из сепаратора в секунду, температуры, необходимой для снижения вязкости жидкой фазы, и степени разложения гидрата газа. Изобретение позволяет получить более простой и менее энергоемкий способ получения стабильного газового конденсата.
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195032/247.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195032/247.gif)
Формула изобретения
Способ получения стабильного газового конденсата, включающий дросселирование газоконденсатной смеси с отводом газовой фазы в газотранспортную систему, отличающийся тем, что дросселирование ведут в сепараторе до температуры (-30)oC-(-40)oС и до давления 6-7 МПа, удаляют фракцию, выпадающую при охлаждении на дно сепаратора для дальнейшей переработки по трубопроводу, причем исключают за счет охлаждения и образования гидратов попадание составляющих осадка сепарации в газотранспортную систему, нижнюю часть осадка подвергают объемному нагреву для его удаления до +15oС переменным электромагнитным полем, мощность которого регулируют с учетом количества осадка, подлежащего разжижению, для удаления из сепаратора в секунду, заданной температуры удаления смеси и степени разложения гидратов.Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к методам подготовки конденсата и природного углеводородного газа для его транспортировки и может быть использовано в газовой и нефтяной промышленности. Известно, что подготовка углеводородного газа, поступающего из скважины, нуждается в специальной обработке, которая существенно влияет на экономическую эффективность эксплуатации месторождения. Газ, подготовленный к транспортировке, не должен содержать жидкие фракции и влагу. Наличие воды в газе может привести к образованию гидратов в газопроводе, что может привести к закупорке газопровода и потребует сложных технических мероприятий для устранения гидратных пробок. В настоящее время существуют различные способы подготовки углеводородного газа для его последующей транспортировки. Например, предложен метод, основанный на дросселировании с введением специального ингибитора, например метанола, на определенной стадии сепарации газа, для предотвращения образования гидратов с последующим отделением метанола от воды и повторное его введение в технологический процесс (см. "Способ подготовки природного газа" патент России 2124931, МПК B 01 D 53/00, 53/26. Ананенков А.Г., Салехов З.С. , Бурмистров А.Г., Якунов З.Г., 98111347125. Заявка 23.6.98. Опубл. 20.1.99, Бюл. 2). Основной сложностью данного технического решения является использование такого ядовитого ингибитора, как метанол, что очень осложняет использование этого способа подготовки газа. Известны также другие методы для транспортировки. Смотри, например, "Способ получения стабильного газового конденсата", патент России 207534, МПК В 01 D 53/00, 53/26, C 10 G 5/00. Николаев В. В. , Гараров Н.А., Черномырдин В.И., Латюк В.И., Климов В.Я., Ворошилов А. И. , Чкалова И. Б. , Левин С.Ю.; ТОО "ВолгоУралТехнология" 96104016/26. Заявл. 12.03.96. Опубл. 20.03.97. Бюл. 8. В этом способе для получения стабильного газового конденсата используют две стадии дросселирования с повторным нагревом жидкой фракции до температуры +120oС для подачи на ректификацию. Этот способ не использует ядовитых ингибиторов, но очень энергоемок и сложен, так как требует повторного нагрева для вторичной сепарации и еще стадию ректификации. Предлагаемый способ более простой и менее энергоемкий и заключается в следующем. Природный газ из скважины подают в сепаратор, где снижают давление газа до 6-7 МПа, а температуру до (-30)-(-40)oС. Таким образом, дросселированием в сепараторе газоконденсатной смеси газ очищают от влаги и тяжелых углеводородных фракций и газовую фазу сразу же отводят, подавая в газотранспортную систему, причем исключают попадание составляющих осадка сепарации в газотранспортную систему. Нижнюю часть осадка на дне сепаратора, состоящую, главным образом, из гидратов и жидких тяжелых углеводородов, подвергают разжижению путем объемного нагрева переменным электромагнитным полем до 15oС и направляют по другому отдельному трубопроводу для дальнейшей переработки. При этом мощность электромагнитного излучения регулируют с учетом количества осадка, подлежащего разжижению, для удаления из сепаратора в секунду и заданной температуры удаления смеси и степени разложения гидратов. Для оценки мощности переменного электромагнитного поля необходимо для объемного нагрева с целью разжижения осадка в сепараторе определим состав и электрические свойства осадка. Образование гидратов в сепараторе будет происходить по мере выполнения условий по давлению и температуре, необходимой для существования гидратов. При этом вначале будут образовываться гидраты газов, у которых условия равновесного существования воды - сжиженный газ-гидрат соответствует более высокой температуре, так как константы химического равновесия для равновесных фаз воды - сжиженный газ-гидрат в современной литературе по гидратам отсутствуют, то для оценки содержания гидратов в осадке сепаратора можно воспользоваться методом, предложенным Д.Кацем (см. Ю.Ф. Макагон "Газовые гидраты, предупреждение их образования и использование" М., "Недра", 1985, с.31). Для определения условий гидрообразования с использованием константы равновесия системы газ-вода-гидрат![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195994/2195994-1t.gif)
где хi - молярная для i-го компонента в гидрате;
уi- молярная для i-го компонента в исходном газе
Кi - константа равновесия i-го компонента (см. приложение Ю.Ф. Макагон "Газовые гидраты, предупреждение их образования и использование"). Молярная доля гидратов, посчитанная для газа состава в молярных долях СН4= 0,9321; С2H6=0,0328; С3Н8=,0038, СO2=0,0011 при Р=7 МПа согласно оценке
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195014/8721.gif)
Известно, что физические свойства гидратов значительно отличаются от физических свойств исходных веществ, воды и газа. В частности, электрические свойства - диэлектрическая проницаемость и электропроводность. Так диэлектрическая проницаемость приблизительно в два раза ниже диэлектрической проницаемости воды, а электропроводность превосходит электропроводность льда в 15 раз, а при наличии кислых газов, таких как H2S или сорбированных ионов солей, обычно содержащихся в воде, имеющейся в залежи, проводимость гидратов только в 3-4 раза ниже электропроводности исходного раствора (см. приложение Ю.Ф. Макагон "Газовые гидраты, предупреждение их образования и использование" М., "Недра", 1985, с.42-44). Эти свойства гидратов позволяют использовать переменные электромагнитные поля для объемного нагрева содержимого на дне сепаратора, особенно в СВЧ-области, где при низких температурах гидраты некоторых газов имеют интенсивные всплески поглощения микроволнового излучения. Диэлектрические потери в веществе обычно характеризуются углом
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195001/948.gif)
tg
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195001/948.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195007/960.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195023/963.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195001/969.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195002/949.gif)
где
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195023/963.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195001/969.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195002/949.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195001/948.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195026/8776.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195001/948.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195011/955.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195994/2195994-2t.gif)
где
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195013/916.gif)
f - частота генератора, поступающего в пустой сепаратор;
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195013/916.gif)
W2 - энергия электромагнитного поля, записанная в пустом сепараторе. Оценка изменения частоты в сепараторе сделана с помощью малых возмущений (cм., например, Е.С. Кухаркин "Инженерная электрофизика. Технологическая электродинамика" М., Высшая школа, 1982г.). С учетом вышеизложенного мощность генератора переменного электромагнитного поля определяется по формуле:
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195994/2195994-3t.gif)
где Q - дебит газа в м3 за секунду;
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195013/916.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195994/2195994-4t.gif)
hi - процентное содержание компонент осадка в 1м3 природного газа;
tg
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195001/948.gif)
![способ получения стабильного газового конденсата, патент № 2195994](/images/patents/275/2195011/955.gif)
S - площадь теплообмена;
l - толщина, изолирующая объем осадка от всего объема сепаратора.
Класс B01D53/00 Разделение газов или паров; извлечение паров летучих растворителей из газов; химическая или биологическая очистка отходящих газов, например выхлопных газов, дыма, копоти, дымовых газов, аэрозолей
Класс C10G5/00 Извлечение жидких углеводородных смесей из газов, например из природного газа