Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА

Изобретение относится к способам подготовки углеводородных газов путем низкотемпературной конденсации и может быть использовано для подготовки попутного нефтяного газа в нефтегазовой промышленности.

Известен способ подготовки углеводородного газа [RU 2202079, опубл. 10.04.2003 г., МПК F25J 3/00], включающий ступенчатую сепарацию с промежуточным охлаждением газа, отделение углеводородного конденсата начальных ступеней сепарации, охлаждение его конденсатом низкотемпературной сепарации и смешение с газом в качестве абсорбента, а также охлаждение сторонним хладагентом, редуцирование и низкотемпературную сепарацию полученной смеси.

Недостатками известного способа являются потери с конденсатом легких углеводородов и низкое качество конденсата в связи с высоким давлением его паров.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению способ подготовки углеводородного газа [RU 2460759, опубл. 10.09.2012 г., МПК C10G 5/06, C10G 5/04, С07С 7/00, С07С 7/11, F25J 3/00, F25J 3/08], заключающийся в низкотемпературной сепарации газа и включающий проводимые в одном аппарате сепарацию и последовательное охлаждение газа подготовленным газом и сторонним хладагентом с конденсацией жидкой фазы (флегмы) и контактирование газа и флегмы в противотоке после каждой стадии охлаждения. При подготовке влажного газа осуществляют его предварительную осушку ингибиторами гидратообразования или сорбентами влаги.

Недостатками данного способа являются низкий выход подготовленного газа из-за потерь легких компонентов газа с углеводородным конденсатом и низкое качество конденсата из-за высокого давления его паров. Кроме того, способ не может быть использован для подготовки попутного нефтяного газа и требует его предварительного сжатия.

Задача изобретения - повышение выхода подготовленного газа, повышение качества конденсата и подготовка попутного нефтяного газа низкого давления.

При осуществлении предложенного способа в качестве технического результата достигается:

- повышение выхода подготовленного газа и повышение качества конденсата за счет рециркуляции легких компонентов газа, выделенных из конденсата при его стабилизации и выветривании, а также за счет повышения эффективности фракционирования путем охлаждения газа в условиях его дефлегмации,

- подготовка попутного нефтяного газа низкого давления путем компримирования его смеси с газом выветривания до давления транспортировки или переработки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем сепарацию и последовательное охлаждение газа подготовленным газом и сторонним хладагентом с конденсацией флегмы, противоточное контактирование газа и флегмы после каждой стадии охлаждения, особенностью является то, что газ предварительно смешивают с газом выветривания, компримируют до давления транспортировки или переработки с получением охлажденного компрессата и смешивают с газом стабилизации, при этом охлаждение полученной смеси осуществляют в условиях ее дефлегмации, кроме того, конденсат стабилизируют с получением газа стабилизации, редуцируют и сепарируют с получением газа выветривания и стабилизированного конденсата.

Для предотвращения гидратообразования целесообразно подавать на одну из стадий охлаждения или контактирования ингибитор гидратообразования или абсорбент влаги, выводимый затем на регенерацию. Место подачи и расход ингибитора гидратообразования или абсорбента влаги определяется расчетом в зависимости от температурно-барических условий подготовки и состава газа.

Стабилизацию осуществляют одним из известных способов, например, путем отгонки легких компонентов в обогреваемом пленочном стабилизаторе, а дефлегмацию, например, путем конденсации флегмы в узлах охлаждения газа, оснащенных тепломассообменными элементами с большим вертикальным размером наружных поверхностей.

Охлаждение смеси газов в условиях дефлегмации обеспечивает фракционирование пленки флегмы, обогащенной легкими компонентами, при контакте с газом, обогащенным тяжелыми компонентами и движущемся противотоком, что способствует уменьшению содержания тяжелых компонентов в товарном газе и снижению температуры его точки росы.

Стабилизация конденсата с получением газа стабилизации, его последующее редуцирование и сепарация с получением газа выветривания позволяют уменьшить содержание легких компонентов в конденсате, возвратить их в товарный газ путем рециркуляции газов стабилизации и выветривания, за счет чего увеличить выход подготовленного газа и повысить качество конденсата.

Согласно предлагаемому способу (см. чертеж) сырой газ 1 смешивают с газом выветривания 2, сжимают в компрессорной станции 3, охлажденный компрессат смешивают с газом стабилизации 4, разделяют в сепарационной зоне 5 дефлегматора 6 на водный конденсат 7, углеводородный конденсат 8 и газ, который проходит через секцию 9, где контактирует с флегмой, стекающей из дефлегматорной секции 10, и секцию 10, где его охлаждают подготовленным газом 11 в условиях дефлегмации. Далее газ проходит через контактную секцию 12, где контактирует с флегмой, стекающей из дефлегматорной секции 13, секцию 13, где его охлаждают в условиях дефлегмации сторонним хладагентом 14 и затем нагревают в дефлегматорной секции 10 и выводят потребителю. В дефлегматор 6 может подаваться ингибитор гидратообразования или абсорбент влаги 15 (показано пунктиром). Углеводородный конденсат 8 стабилизируют, например, в обогреваемом пленочном стабилизаторе 16 с получением газа стабилизации 4 и конденсата 17, который редуцируют и сепарируют в устройстве 18 с получением газа выветривания 2 и стабилизированного конденсата 19.

При осуществлении предлагаемого способа 12,5 тыс. нм³/час газа состава, % об.: азот 1,2; углекислый газ 3,3; метан 49,0; этан 12,9; пропан 17,1; бутан 11,0; пентан 3,1; гексан 1,3; гептан 0,5; октан 0,1; метанол 0,2; вода - остальное, при 20°С и 0,6 МПа смешивают с газом выветривания, компримируют, охлажденный компрессат при 35°С и 3,5 МПа смешивают с газом стабилизации, сепарируют и подвергают двухступенчатой дефлегмации за счет охлаждения подготовленным газом и хладагентом, при противоточным контактировании газа и получаемой флегмы после каждой ступени дефлегмации с получением углеводородного конденсата и 7,92 тыс. нм³/час подготовленного газа с температурой точки росы по воде -20,1°С и по углеводородам -10,1°С, соответствующий требованиям СТО Газпром 089-2010. При этом на первую ступень дефлегмации подают 4,6 кг/час метанола с концентрацией 90% масс. Углеводородный конденсат стабилизируют в пленочной отгонной колонне с получением 728 нм³/час газа стабилизации и конденсата, который редуцируют до 0,6 МПа и сепарируют с получением 1729 нм³/час газа выветривания и 7,03 т/час стабилизированного конденсата, содержащего 2,98% масс. C₁+C₂, что соответствует требованиям ТУ 38.101524-93 на широкую фракцию легких углеводородов марки "А" (не более 3% масс.).

В аналогичных условиях согласно прототипу получено 7,43 тыс. нм³/час газа, соответствующего требованиям норм, и конденсат, содержащий 13,3% масс. С₁+С₂, не соответствующий нормативным требованиям.

Приведенный пример свидетельствуют, что предлагаемый способ позволяет осуществлять подготовку попутного нефтяного газа низкого давления, увеличить выход подготовленного газа и повысить качество конденсата.