Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА

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

Известен 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], включающий низкотемпературную сепарацию газа за счет его последовательного охлаждения подготовленным газом и сторонним хладагентом с конденсацией флегмы, а также контактирование газа с флегмой в противотоке после каждой стадии охлаждения.

Недостатками указанного способа являются низкий выход подготовленного газа из-за потерь легких компонентов газа с конденсатом и ограниченный ассортимент продуктов.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению способ компримирования газа [RU 2524790, опубл. 10.08.2014 г., МПК F25J 3/00], включающий сжатие газа, охлаждение и смешение компрессата с газом стабилизации, охлаждение смеси в условиях дефлегмации с получением сжатого газа и нестабильного конденсата (флегмы), который стабилизируют за счет нагрева компрессатом с получением конденсата и газа стабилизации.

Недостатками данного способа являются низкое качество сжатого газа из-за большого содержания тяжелых компонентов, низкое качество конденсата из-за растворения в нем легких компонентов, а также ограниченный ассортимент продуктов.

Задача изобретения - повышение качества сжатого газа и конденсата, а также расширение ассортимента продуктов.

Техническим результатом является повышение качества сжатого газа за счет его низкотемпературной сепарации и за счет использования в качестве хладагентов газа низкотемпературной сепарации и смеси редуцированных части охлажденного сжатого газа последней ступени и конденсата низкотемпературной сепарации, повышение качества конденсата за счет снижения содержания в нем легких компонентов путем сепарации, а также расширение ассортимента продуктов за счет получения топливного газа для газопоршневых и газотурбинных приводов, а также газа коммунально-бытового назначения и пропан-бутановой фракции.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем сжатие газа и охлаждение компрессата в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы, с получением сжатого газа и конденсата, особенностью является то, что газ смешивают с газом сепарации и сжимают по меньшей мере в две ступени, компрессат последней ступени охлаждают с использованием в качестве хладагентов газа низкотемпературной сепарации и смеси редуцированных конденсата низкотемпературной сепарации и части сжатого газа последней ступени, конденсат последней ступени сепарируют с получением газа сепарации и пропан-бутановой фракции, часть сжатого газа одной из начальных ступеней выводят в качестве топливного газа для газотурбинных приводов, а часть сжатого газа последней ступени редуцируют, смешивают с редуцированным конденсатом низкотемпературной сепарации и нагревают на последней ступени с получением топливного газа коммунально-бытового назначения, при этом балансовую часть сжатого газа последней ступени редуцируют и сепарируют с получением конденсата и газа низкотемпературной сепарации, который нагревают на последней ступени с получением топливного газа для газопоршневых приводов.

После одной из ступеней компримирования сжатый газ может быть осушен и/или очищен от сероводорода и меркаптанов (например, путем адсорбции или абсорбции селективными сорбентами). Конденсаты начальных ступеней могут быть смешаны с пропан-бутановой фракцией. Газ для газотурбинных приводов может быть отобран с первой ступени. Водные конденсаты выводят по мере их образования.

Сжатие газа осуществляют с помощью компрессорной станции, включающей по меньшей мере две ступени компримирования. Охлаждение компрессата в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы осуществляют, например, с помощью вертикального двухсекционного дефлегматора-стабилизатора, состоящего из дефлегматорной и отпарной секций, оснащенных тепломассообменными блоками, например, кожухотрубчатого типа, и зоны питания, расположенной между ними. При этом горячий компрессат с одной из ступеней компримирования подают в нижнюю часть трубного пространства тепломассообменного блока отпарной секции в качестве теплоносителя, выводят из верхней его части и подают в зону питания. В верхнюю часть трубного пространства тепломассообменного блока дефлегматорной секции подают хладагент и выводят его из его нижней части, за счет чего газ, поступающий из зоны питания, охлаждается в условиях дефлегмации, а образовавшаяся при этом флегма стекает в отпарную секцию, где подвергается стабилизации. С низа аппарата выводят стабильный конденсат, а с верха - газ дефлегмации, обогащенный легкими компонентами.

Использование газа низкотемпературной сепарации и смеси редуцированных конденсата низкотемпературной сепарации и части сжатого газа последней ступени в качестве хладагентов позволяет охладить сжатый газ до температуры, достаточной для конденсации основного количества углеводородов С₃₊, за счет чего повысить качество сжатого газа. Сепарация конденсата последней ступени позволяет повысить его качество и получить пропан-бутановую фракцию нормативного качества.

Редуцирование части сжатого газа последней ступени, ее нагрев в смеси с редуцированным конденсатом низкотемпературной сепарации позволяет получить топливный газ для коммунальных нужд, а редуцирование и сепарация балансовой части сжатого газа последней ступени позволяет получить топливный газ для газопоршневых приводов, за счет чего расширить ассортимент продуктов.

Согласно предлагаемому способу (см. чертеж, условно показано три ступени компримирования) попутный нефтяной газ 1 смешивают с газом сепарации 2, сжимают на начальных ступенях 3 и 4 компрессорной станции, при этом компрессат охлаждают в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы, а из сжатого газа 5 отбирают топливный газ для газотурбинных приводов 6, балансовую часть сжимают на последней ступени 7 компрессорной станции, охлаждают (не показано) и разделяют на поток 8, который редуцируют в устройстве 9, смешивают с редуцированным в устройстве 10 конденсатом низкотемпературной сепарации 11, нагревают на последней ступени 7 и выводят в качестве топливного газа коммунально-бытового назначения 12, и балансовый поток 13, который редуцируют в устройстве 14 и сепарируют в сепараторе 15 с получением конденсата 11 и газа 16 низкотемпературной сепарации, который нагревают на последней ступени 7 и выводят в качестве топливного газа газопоршневых приводов 17. Конденсат 18 последней ступени 7 редуцируют в устройстве 19 и сепарируют в сепараторе 20 с получением газа сепарации 2 и пропан-бутановой фракции 21. После одной из ступеней сжатый газ может быть осушен и/или очищен от сероводорода и меркаптанов (блок осушки и очистки 22 показан пунктиром и условно размещен после второй ступени). Пунктиром также показаны варианты подачи и отбора потоков: конденсаты 23 начальных ступеней могут быть смешаны с пропан-бутановой фракцией 21, а газ для газотурбинных приводов 6 может быть отобран с первой ступени.

При осуществлении предлагаемого способа 3223 нм³/час газа попутного нефтяного газа первой ступени сепарации состава, % масс.: азот 4,43; углекислый газ 0,18; метан 52,85; этан 21,67; пропан 13,09; бутаны 6,38; пентаны - остальное, при 35°С и 0,6 МПа смешивают с 57 нм³/час газа сепарации, сжимают в две ступени до 2,5 МПа, из сжатого газа с высшей массовой теплотворной способностью 50,7 МДж/кг отбирают 1545 нм³/час топливного газа для газотурбинных приводов, балансовый поток сжимают до 5,5 МПа, охлаждают, отбирают 559 нм³/час сжатого газа, редуцируют его до 0,6 МПа, смешивают с 54 кг/час конденсата низкотемпературной сепарации, нагревают компрессатом третьей ступени и выводят в качестве топливного газа коммунально-бытового назначения по ГОСТ 5542-87 с числом Воббе 55,5. Балансовый поток сжатого газа охлаждают до минус 17,9°С газом низкотемпературной сепарации и смесью редуцированного сжатого газа и конденсата низкотемпературной сепарации в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы с получением конденсата, который редуцируют до 0,6 МПа и сепарируют с получением газа сепарации и 110 кг/час смеси пропана и бутана технических по ГОСТ 20448-90, имеющей давление насыщенных паров 1600 кПа при 45°С 1600 кПа, а также 1070 нм³/час сжатого газа, который редуцируют до 1,55 МПа и сепарируют с получением конденсата, и 1038 нм³/час газа низкотемпературной сепарации, который нагревают компрессатом третьей ступени и выводят в качестве топливного газа для газопоршневых приводов с метановым индексом 68,3.

В аналогичных условиях согласно прототипу получен сжатый газ с метановым индексом 64,3 и конденсат с давлением насыщенных паров 3413 кПа при 45°С, не соответствующий требованиям ГОСТ 20448-90.

Приведенный пример показывает, что предлагаемый способ позволяет повысить качество сжатого газа и конденсата, а также расширить ассортимент продуктов.