Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА

Изобретение относится к способам промысловой подготовки газа методом низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности.

Известен способ подготовки газа (A.M. Чуракаев. Низкотемпературная ректификация нефтяного газа. - М.: «Недра», 1989, с. 6), включающий компримирование газа, адсорбционную осушку и очистку с использованием в качестве газа регенерации адсорбента части осушенного газа и низкотемпературную переработку газа, в ходе которой газ охлаждают в рекуперативных теплообменниках и пропановом холодильнике, сепарируют с образованием газа сепарации, который расширяют на турбодетандере и подают в колонну деметанизации, и конденсата, который дросселируют, дегазируют в газоразделителе и также подают в колонну деметанизации, причем газ дегазации смешивают с верхним продуктом колонны деметанизации, полученную смесь нагревают в рекуперативных теплообменниках и выводят с установки, а нижний продукт колонны деметанизации частично нагревают в рекуперативных теплообменниках и подают в колонну деэтанизации, верхний продукт которой также нагревают в рекуперативных теплообменниках и выводят с установки, а нижний продукт колонны деэтанизации выводят с установки в виде ШФЛУ.

Недостатками известного способа являются:

- высокая пожаро- и взрывоопасность установки из-за высокой температуры газа регенерации адсорбента;

- значительные капитальные и эксплуатационные затраты из-за большого количества оборудования, в том числе динамического.

Указанные недостатки определяют невозможность использования известного способа для подготовки газа в промысловых условиях.

Наиболее близким к заявляемому является способ низкотемпературной сепарации газа (RU 2543867, опубл. 10.03.2015 г., МПК B01D 3/14, B01D 3/28), включающий трехступенчатую сепарацию газа с получением на первой ступени конденсата и газа, который на второй ступени охлаждают в условиях дефлегмации за счет противоточного газа и конденсата третьей ступени, полученный при этом газ редуцируют и сепарируют на третьей ступени с получением газа, который нагревают и выводят, и конденсата, который нагревают и стабилизируют совместно с конденсатами первой и второй ступени с получением газа выветривания (дегазации), который рециркулируют.

Недостатками известного способа являются:

- расход ингибитора гидратообразования и соответствующие эксплуатационные затраты,

- низкий выход конденсата из-за высокого давления в сепараторе первой ступени (обычно определяемого пластовым давлением и гидравлическими потерями в системе внутрипромысловых трубопроводов), соответствующей низкой относительной летучести компонентов газа и невысокой четкости фазового разделения,

- низкий выход товарного газа вследствие конденсации значительной части легких компонентов при низкой температуре в сепараторе третьей ступени и потери их при стабилизации конденсата.

Задача изобретения - снижение эксплуатационных затрат и увеличение выхода товарной продукции.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа: снижение эксплуатационных затрат установки за счет исключения расхода ингибитора гидратообразования и увеличение выхода товарной продукции (массового выхода конденсата и объемного выхода газа) за счет предварительного осуществления адсорбционной осушки и частичного редуцирования газа.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем трехступенчатую сепарацию газа, согласно которому на второй ступени осуществляют сепарацию газа первой ступени путем его дефлегмации за счет противоточного охлаждения газом и конденсатом третьей ступени, полученный при этом газ редуцируют и сепарируют на третьей ступени с получением газа, который нагревают и выводят, и конденсата, который нагревают, смешивают с конденсатами первой и второй ступеней и стабилизируют с получением газа дегазации, особенностью является то, что на первой ступени газ дополнительно подвергают адсорбционной осушке с использованием по меньшей мере части газа дегазации для регенерации адсорбента и редуцируют до минимального давления, обеспечивающего нормативную температуру точки росы по углеводородам газа третьей ступени.

Предварительная адсорбционная осушка газа обеспечивает безгидратный режим подготовки газа, за счет чего исключается использование ингибитора гидратообразования и снижаются эксплуатационные затраты. Использование по меньшей мере части газа дегазации в качестве отдувочного при регенерации адсорбента позволяет утилизировать образующийся при этом газ регенерации, содержащий десорбированные пары воды, например, в качестве топлива для собственных нужд, без применения дополнительного оборудования. Остальная часть газа дегазации также может быть утилизирована, например, рециркуляцией в поток газа второй ступени сепарации.

Предварительное частичное редуцирование газа позволяет провести сепарацию газа на первой и второй ступенях при относительно низком давлении (предпочтительно ниже критического), что увеличивает массовый выход стабильного конденсата и объемный выход товарного газа за счет повышения четкости сепарации благодаря увеличению относительной летучести компонентов газа. Минимальное давление, до которого осуществляют предварительное частичное редуцирование, обеспечивающее получение заданной температуры точки росы по углеводородам газа третьей ступени (подготовленного газа), при заданном выходном давлении зависит от состава, температуры и давления газа и в каждом конкретном случае определяется расчетом.

Изобретение поясняется чертежом.

Согласно предлагаемому способу сырой газ 1 подают на первую ступень сепарации 2, где осушают, предварительно редуцируют (при этом давление предварительно редуцированного газа устанавливают исходя из условия соблюдения заданной температуры точки росы по углеводородам товарного газа 3) и сепарируют с получением водного 4 и углеводородного 5 конденсатов, а также газа 6, который направляют в дефлегматор 7, где подвергают дефлегмации за счет охлаждения конденсатом 8 и газом 9 третьей ступени с получением конденсата 10 и газа 11 второй ступени. Последний на третьей ступени сепарации 12 редуцируют до давления потребления и сепарируют с получением конденсата 8 и газа 9 третьей ступени, который выводят в качестве товарного газа 3 после нагрева в дефлегматоре 7. Конденсат 8 третьей ступени после нагрева в дефлегматоре 7 в смеси с конденсатами первой 5 и второй 9 ступеней стабилизируют на блоке 13 с получением стабильного конденсата 14 и газа дегазации, по меньшей мере часть которого 15 подают на первую ступень сепарации 2 для регенерации адсорбента с получением газа регенерации 16, а остальную часть 17 выводят с установки и утилизируют.

Работоспособность предлагаемого способа иллюстрируется следующим примером. Сырой газ состава, % об.: углекислый газ 0,08; метан 85,42; этан 6,96; пропан 3,33; изо-бутан 0,7; н-бутан 0,73; компоненты C₅₊ 2,76 в количестве 176,1 тыс. нм³/ч при температуре 25°C и давлении 5,5 МПа осушают с использованием адсорбентов до точки росы минус 40°C, предварительно дросселируют до 4,5 МПа и сепарируют с получением 24,1 т/ч углеводородного конденсата и 168,8 тыс. нм³/ч газа первой ступени сепарации, последний подают в зону питания дефлегматора с двумя встроенными тепломасообменными секциями, в которые в качестве хладагента противотоком подают газ и конденсат третьей ступени сепарации в качестве хладагентов. С верха дефлегматора выводят 168,2 тыс. нм³/ч газа второй ступени сепарации с температурой минус 5,7°C, дросселируют его до 2,45 МПа и сепарируют полученную смесь с получением 0,6 т/ч конденсата и 167,9 тыс. нм³/ч газа третьей ступени сепарации с температурой -17,5°C, который после нагрева в дефлегматоре выводят с установки в качестве товарного газа с температурой точки росы по углеводородам минус 10,5°C. Смесь углеводородных конденсатов первой, второй и третьей ступеней сепарации в количестве 26,4 т/ч стабилизируют с получением 3,7 тыс. нм³/ч газа дегазации и 20,4 т/ч нестабильного конденсата. Ингибитор гидратообразования при подготовке газа не использовали.

В условиях прототипа объемный выход товарного газа составил 149,4 нм³/ч, выход стабильного конденсата - 18,5 т/ч, расход метанола в качестве ингибитора гидратообразования составил 240 кг/ч.

Таким образом предлагаемое изобретение позволяет снизить эксплуатационные затраты, увеличить выход товарной продукции и может быть использовано в газовой промышленности.