Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА

Изобретение относится к способам подготовки газового конденсата к однофазному транспорту и может быть использовано в газовой промышленности.

Известна полезная модель установки подготовки газоконденсатного флюида и стабилизации конденсата на завершающей стадии разработки [RU 125488, опубл. 10.03.2013 г., МПК B01D 53/00], включающая блок стабилизации газового конденсата в составе отпарной ректификационной колонны с циркуляционным насосом и печью огневого нагрева, компрессора газов выветривания (дегазации) с блочной сепарационной установкой, рекуперативного теплообменника деэтанизированного конденсата, на выходе которого последовательно размещены аппарат воздушного охлаждения, фильтр тонкой очистки, трехфазный разделитель, буферная емкость, а также насос товарного конденсата.

Недостатками известной полезной модели являются сложность и большое количество оборудования.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению способ промысловой стабилизации газового конденсата [Сыроежко, A.M., Пекаревский, Б.В. Технология переработки природного газа и газового конденсата. СПб.: Изд-во СПБГТИ(ТУ), 2011. с. 116], включающий трехступенчатую дегазацию редуцированного нестабильного конденсата в сепараторах с понижением давления на каждой из ступеней, с выводом на первой ступени газа выветривания и рециркуляцией газов дегазации с последующих ступеней в сырьевой поток.

Недостатками данного способа являются:

- низкий выход товарного конденсата из-за потерь тяжелых углеводородов с газом выветривания, а также ограниченный ассортимент товарной продукции,

- большой объем газа выветривания из-за смешения редуцированного нестабильного конденсата и рециркулируемых газов дегазации последующих ступеней сепарации,

- высокие энергозатраты на рециркуляцию газов дегазации второй и третьей ступеней из-за накопления углеводородов C₃-C₄ в цикле при стабилизации газового конденсата с их высоким содержанием.

Задача изобретения - увеличение выхода и расширение ассортимента товарной продукции, уменьшение объема газа выветривания и снижение энергозатрат.

При осуществлении предложенного способа в качестве технического результата достигается:

- увеличение выхода и расширение ассортимента товарной продукции за счет снижения потерь тяжелых углеводородов с газом выветривания и получения пропан-бутановой фракции в качестве товарного продукта,

- уменьшение объема газа выветривания за счет снижения содержания тяжелых углеводородов путем дефлегмации в пленочной колонне, а также последующего компримирования, охлаждения и сепарации углеводородного газа, получаемого при этом, в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы,

- снижение энергозатрат за счет исключения рециркуляции газов дегазации низкого давления в сырьевой поток и предотвращения накопления углеводородов С₃-C₄ в цикле.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем сепарацию редуцированного нестабильного конденсата, особенностью является то, что сепарацию осуществляют в одну ступень в пленочной колонне, состоящей из охлаждаемой дефлегматорной и нагреваемой отгонной секций и зоны питания, расположенной между ними, при этом в дефлегматорную секцию в качестве хладоагента подают редуцированный нестабильный конденсат и затем направляют его в зону питания, с верха дефлегматорной секции выводят углеводородный газ, а с низа отгонной секции выводят конденсат, который разделяют на две части, одну часть конденсата нагревают и сепарируют с образованием газа сепарации, который направляют в низ отгонной секции в качестве отпаривающего агента, и остатка сепарации, который смешивают с другой частью конденсата, подают в качестве теплоносителя в отгонную секцию и выводят в качестве товарного конденсата, кроме того, углеводородный газ компримируют, охлаждают и сепарируют в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы с получением пропан-бутановой фракции и газа выветривания.

Для снижения нагрузки колонны по газу целесообразно предварительно сепарировать редуцированный нестабильный газовый конденсат с получением газа, который смешивают с углеводородным газом.

Секции пленочной колонны могут быть выполнены, например, в виде кожухотрубчатых узлов, при этом в межтрубное пространство дефлегмационной секции подают редуцированный нестабильный конденсат, а в трубном пространстве осуществляют дефлегмацию углеводородного газа, в межтрубное пространство отпарной секции подают теплоноситель, а в трубном пространстве в пленочном режиме осуществляют стабилизацию редуцированного нестабильного конденсата.

Компримирование, охлаждение и сепарацию углеводородного газа в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы с получением газа выветривания и пропан-бутановой фракции осуществляют, например, в устройстве, включающем компрессор и дефлегматор-стабилизатор пленочного типа, состоящий из дефлегмационной и отпарной секций, при этом в последней осуществляют стабилизацию флегмы с получением пропан-бутановой фракции за счет нагрева компрессатом, который затем подают в сепарационную зону дефлегматора-стабилизатора, расположенную между секциями, а газ сепарации поступает в дефлегмационную секцию, где его охлаждают сторонним хладагентом с выделением газа выветривания и флегмы, которая стекает в отпарную секцию.

Одноступенчатая сепарация редуцированного нестабильного конденсата в пленочной колонне, включающей дефлегматорную и отгонную секции, обеспечивает как снижение давления насыщенных паров нестабильного конденсата до нормативного значения путем отпарки из него легких компонентов в отгонной секции при фракционировании пленки флегмы за счет противоточного нагрева теплоносителем и отдува газом сепарации, так и уменьшение объема газа выветривания путем конденсации тяжелых углеводородов в дефлегматорной секции за счет противоточного охлаждения редуцированным нестабильным конденсатом.

Согласно предлагаемому способу редуцированный нестабильный конденсат 1 подают в верхнюю часть дефлегматорной секции 2 пленочной колонны 3 в качестве хладоагента, выводят из ее нижней части и подают в зону питания 4, с верха дефлегматорной секции 3 выводят углеводородный газ 5, а с низа отгонной секции - конденсат 6, который разделяют на части 7 и 8, последнюю нагревают и сепарируют в устройстве 9 с получением газа сепарации 10, направляемого в низ отгонной секции в качестве отпаривающего агента, и остатка сепарации 11, который смешивают с частью конденсата 7, смесь 12 подают в качестве теплоносителя в отпарную секцию 13 и выводят из ее верхней части в виде охлажденного товарного конденсата 14. Углеводородный газ 5 компримируют, охлаждают и сепарируют в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы в устройстве 15 с получением газа выветривания 16 и пропан-бутановой фракции 17. При необходимости редуцированный нестабильный конденсат 1 может быть предварительно подвергнут сепарации в устройстве 18 с получением газа 19, который затем смешивают с углеводородным газом 5.

При осуществлении предлагаемого способа 28,1 т/час редуцированного нестабильного конденсата состава, мол.%: углекислый газ 0,06; метан 10,3; этан 7,49; пропан 11,58; бутаны 11,76; пентаны 8,25; C₆₊ остальное, при 0,6 МПа и 9,8°C подают в блок тепломассообменных элементов дефлегматорной секции пленочной колонны с разделяющей способностью 4 теоретических тарелки, выводят из него с температурой 29,4°C и подают в зону питания. Из верха дефлегматорной секции выводят 2835 нм³/час углеводородного газа, а с низа отгонной секции - 31,8 т/час конденсата, 12 т/час которого нагревают в нагревателе, оснащенном сепарационным устройством, например, в рибойлере, с получением 2024 нм³/час газа стабилизации, который направляют в низ отгонной секции, и остатка сепарации, который смешивают с балансовым количеством конденсата. 23,7 т/час полученной смеси с температурой 136°C направляют в блок тепломассообменных элементов отгонной секции с разделяющей способностью 6 теоретических тарелок в качестве теплоносителя, затем доохлаждают и выводят в качестве товарного конденсата с давлением насыщенных паров по Рейду 66,6 кПа. Углеводородный газ компримируют до 2,5 МПа (давление стадии низкотемпературной сепарации), охлаждают и сепарируют его в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы с получением 1825 нм³/час газа выветривания, который направляют на подготовку, например, в узел низкотемпературной сепарации, и 2,2 т/час пропан-бутановой фракции, соответствующей требованиям на пропан-бутан автомобильный. Общее количество жидких продуктов составило 25,9 т/час, при этом потери углеводородов С₄₊ с газом выветривания составили 0,3% масс. от сырья, а энергозатраты на компримирование составили 159 кВт.

В аналогичных условиях согласно прототипу получено 22,5 т/час товарного конденсата с давлением насыщенных паров по Рейду 66,7 кПа и 3604 нм³/час газа выветривания, при этом потери углеводородов С₄₊ с газом выветривания составили 3,1 масс.% от сырья, а энергозатраты на компримирование - 6299 кВт.

Приведенный пример свидетельствуют, что предлагаемый способ позволяет увеличить выход товарной продукции и расширить ее ассортимент, уменьшить объем газа выветривания и снизить энергозатраты.