Результат интеллектуальной деятельности: СТАНЦИЯ ПОДГОТОВКИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к устройствам подготовки попутного нефтяного газа и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Известна установка подготовки углеводородного газа [RU 2381822, опубл. 20.02.2010, МПК B01D 53/04], которая включает узел компримирования газа с линиями вывода углеводородного конденсата и воды, соединенный с блоком адсорбционной осушки газа, оснащенный линиями подвода и отвода газа охлаждения, газа регенерации и осушенного газа, узлы регенерации и подготовки отработанного газа регенерации, блок низкотемпературной обработки газа и дожимной компрессор.

Недостатками известной установки является сложность, высокая металлоемкость и энергоемкость, большие потери углеводородов C₄₊ с углеводородным конденсатом узла компримирования газа.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенному изобретению является полезная модель установки комплексной подготовки газа и углеводородного конденсата [RU 137211, опубл. 10.02.2014, МПК B01D 53/00], включающая последовательно установленные, по меньшей мере, один узел компримирования, охлаждения и сепарации с отводами (линиями) сжатого газа, углеводородного конденсата и воды, оснащенный колонной фракционирования углеводородного конденсата (блоком стабилизации конденсата), блок осушки газа с отводом осушенного газа и газа регенерации, и блок низкотемпературной переработки газа с отводами осушенного отбензиненного газа и широкой фракции легких углеводородов.

Недостатками данной установки являются сложность, высокая металлоемкость и энергопотребление из-за включения в состав установки блока низкотемпературной переработки газа, который предполагает обязательную дополнительную комплектацию дожимной компрессорной станцией или холодильной установкой, потребляющими большое количество энергии, а также наличие блока стабилизации конденсата и получение в качестве побочного товарного продукта широкой фракции легких углеводородов, для которой зачастую не имеется экономически обоснованного решения по транспортировке потребителю.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение установки, снижение металлоемкости и энергопотребления, уменьшение количества товарных продуктов.

В качестве технического результата достигается упрощение установки, снижение металлоемкости и энергопотребления, а также уменьшение количества товарных продуктов за счет исключения из состава установки оборудования для низкотемпературной переработки газа и стабилизации конденсата путем оснащения установки блоком метанирования.

Изобретение включает два варианта: вариант 1 - станция подготовки "тощего" суммарного попутного нефтяного газа подготовки тяжелой нефти или газа начальных ступеней сепарации, вариант 2 - станция подготовки "жирного" суммарного газа подготовки легкой и средней нефти или газа последних ступеней сепарации.

По первому варианту заявленный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей последовательно установленные, по меньшей мере, один узел компримирования и блок осушки газа, связанный линией подачи газа регенерации со входом одной из ступеней компрессора, особенностью является то, что перед блоком осушки газа установлен блок метанирования, который оснащен линией подачи воды и связан с блоком осушки линией подачи водного конденсата.

В первом варианте станции установка блока метанирования перед блоком осушки газа, оснащенного линией подачи воды и связанного с блоком осушки линией подачи водного конденсата, позволяет конвертировать тяжелые углеводороды в компоненты товарного газа. Метанирование может быть осуществлено, например, по технологии мягкого каталитического парового риформинга, при котором тяжелые углеводороды по реакции: C_nH_2n+2+(0.5n-0.5)H₂O=(0.75n+0.25)CH₄+(0.25n-0.25)CO₂ превращаются в метан и углекислый газ.

По второму варианту заявленный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей последовательно установленные, по меньшей мере, один узел компримирования и охлаждения с линиями отвода сжатого газа и углеводородного конденсата, блок осушки с линиями отвода осушенного газа и газа регенерации, особенностью является то, что перед блоком осушки газа установлен блок метанирования, который оснащен линией подачи воды и связан с блоком осушки линией подачи водного конденсата, а перед блоком метанирования установлен блок очистки от тяжелых углеводородов, связанный линией подачи газа, содержащего пары тяжелых углеводородов, со входом на первую ступень компримирования, дополнительно оснащенную узлом дефлегмации компрессата.

При необходимости увеличения концентрации углеводородов в подготовленном газе между блоками осушки и метанирования устанавливают блок адсорбционной, абсорбционной или мембранной доочистки газа от примесей (углекислого газа, водорода и пр.).

Во втором варианте станции установка перед блоком метанирования блока очистки газа от тяжелых углеводородов, связанного линией подачи паров тяжелых углеводородов со входом на первую ступень компримирования, позволяет возвратить углеводороды C₅₊, содержащиеся в попутном нефтяном газе, в технологический цикл, например на стадию подготовки нефти, и за счет этого увеличить ее выход. Дополнительное оснащение первой ступени компримирования узлом дефлегмации компрессата позволяет получить стабилизированный углеводородный конденсат, который может быть использован в качестве компонента нефти.

Станция по варианту 1 (фиг. 1) включает компрессор 1, например, с приводом от двигателя внутреннего или внешнего сгорания (условно показана одна ступень компрессора), блок метанирования 2, блок осушки 3 и, возможно, блок доочистки газа 4.

При работе станции попутный нефтяной газ (I), очищенный от капельной влаги и механических примесей, смешивают с газом регенерации (II), сжимают компрессором 1 и подают на блок метанирования 2, где в присутствии воды (III) и водного конденсата (IV) подвергают мягкому каталитическому паровому риформингу. Полученный катализат (V) осушают на блоке 3 с получением сухого отбензиненного газа (VI), конденсата водяного пара (IV) и газа регенерации (II).

При необходимости катализат (V) дополнительно очищают на блоке 4, например, от углекислого газа, а концентрат примесей (VII), например отходящий газ, используют на собственные нужды, например в качестве компонента топлива для привода компрессора.

Станция по варианту 2 (фиг. 2) включает компрессор 1, например, с приводом от двигателя внутреннего или внешнего сгорания (условно показана одна ступень компрессора) с устройством для охлаждения и дефлегмации компрессата 5, блок очистки от тяжелых углеводородов 6, блок метанирования 2, блок осушки 3 и, возможно, блок доочистки газа 4.

При работе станции попутный нефтяной газ (I), очищенный от капельной влаги и механических примесей, смешивают с газом регенерации (II) и газом, содержащим пары тяжелых углеводородов (VIII), сжимают компрессором 1, подвергают охлаждению и дефлегмации в устройстве 5, из которого выводят стабилизированный конденсат тяжелых углеводородов (IX), очищают от тяжелых углеводородов на блоке 6 с получением газа, содержащего пары тяжелых углеводородов (VIII), и подают на блок метанирования 2, где в присутствии воды (III) и водного конденсата (IV) подвергают мягкому каталитическому паровому риформингу. Полученный катализат (V) осушают на блоке 3 с получением сухого отбензиненного газа (VI), конденсата водяного пара (IV) и газа регенерации (II).

При необходимости катализат (V) дополнительно очищают на блоке 4, например, от углекислого газа, а концентрат примесей (VII), например отходящий газ, используют на собственные нужды, например в качестве компонента топлива для привода компрессора.

Таким образом, предлагаемые варианты изобретения позволяют упростить установку, снизить металлоемкость и энергопотребление, уменьшить количество товарных продуктов и могут быть использованы в нефтегазовой промышленности.