Отбензинивание газа

Способы 

На газоконденсатных месторождениях для отбензинивания газа могут применяться следующие способы:

  • низкотемпературная сепарация (НТС);
  • низкотемпературная абсорбция (НТА);
  • масляная абсорбция.

Низкотемпературная сепарация (НТС)

Установка НТС включает следующий минимальный набор оборудования:

  • – сепаратор I ступени;
  • – узел впрыска в поток газа ингибитора гидратообразования (метанола, 70 – 80% ДЭГа или других гликолей);
  • – рекуперативные теплообменники;
  • – дроссель, эжектор утилизации газа выветривания, холодильную машину;
  • – низкотемпературный сепаратор (сепаратор тонкой очистки);
  • – разделители газового конденсата и воды с ингибитором гидратообразования.

На рисунке приведен пример технологической схемы подготовки природного газа методом низкотемпературной сепарации.

Принципиальная технологическая схема установки подготовки природного газа методом низкотемпературной сепарации 1 – первичный сепаратор; 2 – теплообменник; 3 – дроссель; 4 – низкотемпературный сепаратор; 5 – теплообменник; 6 – разделитель; 7 – компрессор; 8 – аппарат воздушного охлаждения

Сырой газ со сборного пункта поступает на первую ступень сепарации во входной сепаратор 1, где от газа отделяется водная фаза и нестабильный углеводородный конденсат. Далее отсепарированный газ поступает в теплообменник 2 типа “газ – газ” для рекуперации холода сдросселированного газа, где охлаждается на 10 – 15 °C и более. Охлажденный газ из теплообменника подают на расширительное устройство (дроссель) 3, после которого его температура вследствие эффекта Джоуля – Томсона понижается еще на 10 – 20 °C.

После дроссельного устройства 2 обрабатываемый газ вместе со сконденсировавшейся жидкой фазой поступает в низкотемпературный сепаратор 4.

Здесь от него отделяется жидкая фаза (водная и углеводородная), а очищенный от влаги и тяжелых углеводородов (C5+) холодный газ проходит рекуперативный теплообменник 2 в противотоке с “сырым” газом и далее поступает в газопровод в качестве товарного продукта.

Эффективность охлаждения газа посредством использования процесса изоэнтальпийного расширения газа с рекуперацией холода может достигать 10 – 12 °C на 1 МПа свободного перепада. Впрыск ингибитора гидратообразования (гликоли, метанол) предусматривается как перед теплообменником 2, так и перед дросселем в объеме, необходимом для обеспечения безгидратного режима эксплуатации технологического оборудования.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Осушка газа

Водная фаза (т.е. водный раствор ингибитора) и углеводородный конденсат, выделившийся в сепараторе 4, поступают в разделитель 6, где углеводородный конденсат частично дегазируется. Далее конденсат направляют на установку его стабилизации или закачивают в газопровод. Отработанный водный раствор ингибитора гидратообразования направляют на установку регенерации.

С целью более рационального использования энергии пласта в схему вместо штуцера может быть включен турбодетандерный агрегат. При снижении давления газа (в процессе разработки месторождения) до значения, при котором не представляется возможным обеспечить заданную температуру сепарации за счет энергии пласта, в схему включается источник искусственного холода – холодильный агрегат. Технологический режим установки НТС определяется термодинамической характеристикой месторождения, составом газа и конденсата, а также требованиями, предъявляемыми к продукции промысла.

Преимущества

Преимущества низкотемпературной сепарации газа:

  • низкие капитальные расходы и эксплуатационные затраты, особенно в начальный период эксплуатации при наличии свободного перепада давления;
  • помимо извлечения жидких углеводородов, одновременно осуществляется и осушка газа до требуемых отраслевым стандартом кондиций;
  • установки НТС достаточно просты в эксплуатации и техническом обслуживании, тем самым возможно использование технического персонала средней квалификации (это обстоятельство и позволяет осуществлять процесс в промысловых условиях);
  • легкость регулирования технологического процесса и его автоматизации в условиях газопромысла;
  • возможности постепенного дополнения и развития технологии при снижении пластового давления и, соответственно, уменьшении свободного перепада давления, так что уже на момент проектирования установки могут быть предусмотрены различные перспективные варианты продления срока ее эффективной эксплуатации (в частности, за счет использования внешних источников холода, а также подключения дожимных компрессорных станций).

Недостатки

Недостатки низкотемпературной сепарации газа:

  • несовершенство термодинамического процесса однократной конденсации, при этом степень извлечения из природного газа целевых компонентов при заданных температуре и давлении в концевом низкотемпературном сепараторе зависит только от состава исходной смеси;
  • в процессе эксплуатации пластовое давление падает (при этом содержание углеводородного конденсата в пластовом газе уменьшается), так что “свободный перепад” давления на дросселе уменьшается (происходит “исчерпание” дроссель-эффекта), и, следовательно, повышается температура сепарации, – в результате не только удельное количество, но и степень извлечения целевых компонентов уменьшается;
  • термодинамическое несовершенство дроссельного расширения газа как холодопроизводящего процесса по сравнению с турбодетандерным.
Кстати, прочтите эту статью тоже:  Компрессорная станция

Низкотемпературная абсорбция (НТА)

Низкотемпературная абсорбция основана на различии в растворимости компонентов газа в жидкой фазе при низких температурах и последующем выделении извлеченных компонентов в десорберах, работающих по полной схеме ректификации.

Преимущество НТА состоит в том, что разделение углеводородных газов можно осуществлять при умеренных температурах, используя в качестве источника холода, например, пропановые испарители.

Также процесс низкотемпературной абсорбции является экономичным благодаря высокой интенсивности сорбции целевых компонентов, возможности использования легкого абсорбента. Это позволяет снизить количество циркулирующего поглотителя и обеспечить полное извлечение из газа пропана и достаточно высокое извлечение этана с получением его в качестве целевого продукта.

Недостатком является то, что установка предполагает потери пропана с очищенным газом, отводимым с верха абсорбера, и газом деэтанизации из абсорбционно-отпарной колонны.

На установках НТА охлаждение газа следует производить за счет дроссель-эффекта, а при отсутствии его в схему необходимо включать источник искусственного холода. Установка НТА должна проектироваться на базе установки НТС с добавлением абсорбционной колонны или с заменой низкотемпературного сепаратора абсорбером-сепаратором.

Принципиальная схема установки НТА

Процесс низкотемпературной абсорбции проводят при давлении 55 МПа и температуре -60 °C, а в качестве ингибитора гидратообразования предусматривается метанол.

Масляная абсорбция

Для обеспечения кондиции газа установка масляной абсорбции должна сочетаться с установкой осушки газа. Установка масляной абсорбции включает следующее оборудование:

– сепаратор;

– абсорбционную колонну или абсорбер-сепаратор;

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Природный газ

– установку регенерации абсорбента.

Пример технологической схемы масляной абсорбции газа представлен на рисунке

Типовая схема установки масляной абсорбции

Процесс очистки газа на такой установке происходит следующим образом: поступающий на установку газ охлаждается в охладителях и поступает в сепаратор, после которого направляется в абсорбер, в котором происходит выделение основной части тяжелых углеводородов из газа. Насыщенный углеводородами абсорбент поступает в центральную часть отпарной колонны, ниже в эту же колонну поступает жидкая фаза из сепаратора. Сверху отпарной колонны подается регенерированный абсорбент.

В ходе процесса из абсорбента, подающегося вниз колонны, удаляются легкие углеводороды (метан, этан) и поглощаются абсорбентом углеводороды от пропана и выше. Полностью насыщенный абсорбент из нижней части колонны поступает в теплообменник, где нагревается и подается в десорбер на отгонку широкой фракции легких углеводородов, после чего регенерированный абсорбент подается снова в абсорбер и технологический цикл повторяется.

Для месторождений, расположенных в северных районах, газ, поступающий в магистральный газопровод, должен иметь температуру, близкую к температуре грунта, в целях обеспечения стационарного состояния системы газопровод – многолетнемерзлые грунты. Снижение температуры газа, поступающего в магистральный газопровод, с применением станций охлаждения газа обосновывается проектными расчетами.

Вам будет интересно:

Добавить комментарий