СПОСОБ МОДЕРНИЗАЦИИ УСТАНОВКИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СЕПАРАЦИИ ГАЗА

Изобретение относится к способам модернизации действующих установок низкотемпературной сепарации природного газа и может быть использовано в газовой промышленности.

Необходимость модернизации установки низкотемпературной сепарации на завершающем этапе эксплуатации газоконденсатного месторождения связана с повышением температуры на конечной ступени сепарации газа и невозможностью обеспечения требуемого качества товарного газа из-за снижения входного давления природного газа на установку. Известные способы модернизации предусматривают мероприятия по снижению температуры на конечной ступени сепарации за счет установки дополнительного холодильного или компрессорного оборудования.

Известен способ модернизации установки низкотемпературной сепарации газа, включающей блоки входной и низкотемпературной сепарации, блок рекуперации холода, узел редуцирования, а также блок дегазации конденсата, заключающийся в установке на линии подачи газа входной сепарации в блок рекуперации холода компрессорной станции для дополнительного сжатия газа [Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999. с. 307].

К недостаткам известного способа относятся высокие капитальные и эксплуатационные затраты, а также низкая эффективность разделения компонентов сырого газа па модернизированной установке.

Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению способ модернизации установки низкотемпературной сепарации [Гриценко А.И., Истомин В.А., Кульков А.Н., Сулейманов Р.С. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. М.: ООО "Издательство «Недра", 1999. с. 379], включающей блоки входной и низко температурной сепарации, рекуперации холода, узел редуцирования и блок дегазации конденсата, заключающийся в установке холодильника на линии подачи таза входной сепарации.

К недостаткам данного способа относятся высокие капитальные затраты и эксплуатационные расходы из-за использования дорогостоящего холодильного оборудования, а также низкая степень извлечения тяжелых углеводородов па модернизированной установке из-за низкой эффективности сепарационного оборудования, применяемого для этих целей.

Задача изобретения - увеличение степени извлечения тяжелых углеводородов, повышение качества подготовки газа при снижении входного давления, уменьшение капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

При осуществлении предлагаемого способа в качестве технического результата увеличивается степень извлечения тяжелых углеводородов за счет установки перед узлом редуцирования дефлегматора для охлаждения газа в условиях дефлегмации, повышается качество подготовки газа (снижается температура точки росы по углеводородам) при снижении входного давления за счет оснащения теплообменников блока рекуперации холода линиями подачи редуцированной смеси конденсатов, а также уменьшаются капитальные затраты и эксплуатационные расходы за счет исключения необходимости установки энергопотребляющего оборудования и снижения потребления тепла при дегазации конденсата.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем установку холодильника на линии подачи газа входной сепарации, особенностью является то, что в качестве холодильника перед узлом редуцирования устанавливают дефлегматор, охлаждаемый противоточно подаваемым газом низкотемпературной сепарации, одну часть теплообменников блока рекуперации холода оснащают линией подачи редуцированной смеси конденсатов и соединяют ее с блоком дегазации конденсата линией подачи нагретой редуцированной смеси конденсатов, а другую - линией подачи частично нагретого в дефлегматоре газа низкотемпературной сепарации.

В качестве дефлегматора может быть использован, например, фракционирующий холодильник-конденсатор, оснащенный блоком тепломассообменных элементов, в верхнюю часть которого в качестве хладагента подают газ низкотемпературной сепарации, а в низ аппарата подают газ из блока рекуперации холода [RU 2532057, опубл. 27.10.2014 г., МПК F25D 1/00, B01D 53/14, C10G 5/06).

Установка дефлегматора, охлаждаемого противоточно подаваемым газом низкотемпературной сепарации, позволяет дополнительно охладить в условиях дефлегмации газ входной сепарации, предварительно охлажденный в блоке рекуперации холода, что позволяет увеличить степень извлечения тяжелых углеводородов и повысить качество подготовки газа при снижении входного давления за счет повышения эффективности фазового разделения углеводородов в условиях многоступенчатого массообмена между газом и пленкой флегмы, стекающей но наружным поверхностям тепломассообменных элементов дефлегматора.

Оснащение одной части теплообменников блока рекуперации холода линиями подачи редуцированной смеси конденсатов позволяет, во-первых, понизить температуру в блоке низкотемпературной сепарации за счет использования холода редуцированной смеси конденсатов, увеличить степень извлечения тяжелых углеводородов и повысить качество подготовки газа, а, во-вторых, предварительно нагреть редуцированную смесь конденсатов перед подачей в блок дегазации конденсата, за счет чего уменьшить расход тепла на его дегазацию и снизить эксплуатационные расходы.

Оснащение другой части теплообменников блока рекуперации холода линией подачи газа низкотемпературной сепарации, частично нагретого в дефлегматоре, позволяет повысить температуру товарного газа, увеличить степень рекуперации холода и дополнительно снизить температуру в блоке низкотемпературной сепарации.

Модернизация действующей установки низкотемпературной сепарации газа по предлагаемому способу не требует установки энергопотребляющего оборудования и может быть осуществлена независимо от комплектации блоков установки тем или иным оборудованием. Это позволяет также снизить капитальные затраты на модернизацию.

При модернизации действующей установки низкотемпературной сепарации газа, состоящей, например, из блока входной сепарации 1, блока рекуперации холода 2, узла редуцирования 3, блока низкотемпературной сепарации 4 и блока дегазации конденсата 5, включающей также линии подачи технологических потоков 6-13 и устройство редуцирования конденсата 14, осуществляют установку дефлегматора 15 на линии 8 подачи газа входной сепарации в блок низкотемпературной сепарации 4 между блоком рекуперации холода 2 и узлом редуцирования 3. Верхнюю и нижнюю часть тепломассообменного блока дефлегматора 15 соединяют с линией 9 подачи газа низкотемпературной сепарации, а линию 16 вывода флегмы соединяют с линией 7 подачи конденсата входной сепарации после и размещают между точками подключения отсекающие задвижки 17 и 18. Кроме того, часть теплообменников блока рекуперации холода 2 соединяют с линией 7 подачи редуцированного конденсата перед устройством редуцирования конденсата 14 и размещают между точками подключения отсекающую задвижку 19. Вновь установленное оборудование и линии его подключения показаны пунктиром (см. чертеж).

При работе модернизированной установки сырой газ по линии 6 поступает в блок входной сепарации 1, из которого по линии 7 выводят конденсат входной сепарации, а по линии 8, при закрытой отсекающей задвижке 18, газ входной сепарации через блок рекуперации холода 2, дефлегматор 15 и узел редуцирования 3 подают в блок низкотемпературной сепарации 4. Полученный в блоке 4 газ по линии 9, при закрытой отсекающей задвижке 17, подают в качестве хладагента сначала в дефлегматор 15, а затем в одну часть теплообменников блока 2, из которой по линии 10 выводят товарный таз. Конденсат из блока 4 по линии 11, а флегму из дефлегматора 15 но линии 16, подают в линию 7, полученную смесь конденсатов редуцируют на устройстве 14 и направляют, при закрытой отсекающей задвижке 19, в качестве хладагента в другую часть теплообменников блока 2, затем нагретую смесь подают в блок дегазации конденсата 5, из которого по линии 12 выводят товарный конденсат, а по линии 13 - газ дегазации. Кроме того, из блока рекуперации холода 2 в линию 7 подачи конденсата входной сепарации может подаваться конденсат промежуточной сепарации (линия не показана). Линии подачи ингибитора гидратообразования и вывода водных конденсатов условно не показаны.

На существующей установке низкотемпературной сепарации при подготовке 180 тыс. нм³/час сырого газа, содержащего 15,4% масс. углеводородов С₅₊, с входным давлением 5,74 МПа, получают товарный газ с температурой точки росы по углеводородам минус 24,3°С, при этом расход тепла в блоке дегазации конденсата составляет 1,33 МВт, а степень извлечения углеводородов С₃₊-70,9%.

При модернизации перед узлом редуцирования описанным выше способом устанавливают дефлегматор, а в один из теплообменников блока рекуперации холода в качестве хладагента подают 41,1 т/час редуцированной смеси конденсатов с давлением 0,3 МПа и температурой минус 20,3°С, которую после нагрева до 7°С возвращают на дегазацию. На модернизированной установке при входном давлении 4,8 МПа получают товарный газ с температурой точки росы но углеводородам минус 47,8°С, при этом потребление тепла в блоке дегазации конденсата составило 0,9 МВт, а степень извлечения углеводородов С₃₊-84,5%.

Таким образом, предложенный способ позволяет увеличить степень извлечения тяжелых углеводородов, повысить качество подготовки газа при снижении входного давления, уменьшить эксплуатационных расходы и может быть использован в газовой промышленности.