СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СТАБИЛЬНОГО КОНДЕНСАТА ИЗ ПРИРОДНОГО ГАЗА Российский патент 1997 года по МПК F25J3/02 

Изобретение относится к газовой промышленности и предназначено для малоэнергокапиталоемкого производства стабильного конденсата в качестве товарного продукта или сырья для получения моторных топлив.

Авторы не располагают сведения о технологических схемах, предназначенных для извлечения из пластового газа единственного целевого продукта - стабильного конденсата. Вместе с тем потребность в такого рода установках велика, например, при разработке мелких газоконденсатных месторождений с целью покрытия местных нужд в моторных топливах, сырьем производства которых является стабильный конденсат. Кроме того, для этих же целей возможно использование части фонда крупных месторождений (Заполярное и др.). В этих случаях моторные топлива покроют потребности пионерного освоения месторождений, находящихся на удалении от районов с развитой производственной инфраструктурой.

Существует технологический процесс извлечения из природного газа стабильного конденсата, реализованный на Оренбургском ГКМ и состоящий из двух самостоятельных стадий. На первой стадии на промысловых установках из природного газа извлекают нестабильный конденсат способом низкотемпературной сепарации, осуществляемой под давлением, равным давлению газа в газопроводе (обычно 6 7,5 МПа) и при температуре от минус 15 до минус 30^oC [1] На второй стадии нестабильный конденсат подвергают заводской стабилизации путем ректификации в колонне, снабженной дефлегматором (воздушное охлаждение и кипятильником (огневой подогрев) [2]
Недостатками такого способа являются невысокая степень извлечения углеводородов C_5+B на первой стадии (95 88% и ниже), необходимость иметь высокие входные давления газа (12 МПа) для достижения требуемого температурного уровня НТС, а также большое энергопотребеление и повышенная сложность стабилизации на второй стадии.

Целью настоящего изобретения является увеличение степени извлечения углеводородов C_5+B и сокращение числа единиц оборудования и энергопотребления при проведении стабилизации конденсата.

Это достигается тем, что в способе извлечения из природного газа стабильного конденсата, включающем первичную сепарацию парожидкостой углеводородной смеси, низкотемпературную сепарацию охлажденного газа первичной сепарации, дегазацию выделенного конденсата и его фракционирование в ректификационной колонне-дебутанизаторе, низкотемпературную сепарацию проводят под давлением от 2 до 6 МПа, конденсат после низкотемпературной сепарации дегазируют под давлением от 1 до 2 МПа и температуре от минус 10 до плюс 10^oC и подают в колонну дебутанизатор абсорбционно отпарного типа в качестве орошения, а дегазированный конденсат первичной сепарации подают в среднюю часть колонны в качестве питания.

Технологическая схема данного способа приведена на чертеже.

Согласно чертежу, пластовый конденсат содержащий газ подвергают первичной сепарации в сепарации в сепараторе 1, затем его охлаждают в рекуперативных теплообменниках 2 и 3, дресселируют в дроссельном вентиле 4 до давления от 2 до 6 МПа и направляют в низкотемпературный сепаратор 5. Пределы давления выбраны, в частности, исходя из условия достижения максимальной конденсации C_5+B: при давлениях ниже 2 МПа извлечение C_5+B значительно снижается (давление максимальной конденсации C_5+B составляет около 4 МПа). Газ после сепаратора 5 дросселируют в дроссельном вентиле 6 и нагревают в теплообменнике 3. Конденсат, выделившийся в первичном сепараторе 1, дросселируют в дроссельном вентиле 7 и дегазируют в дегазаторе 8. Газ дегазации объединяют с охлажденным расширенным газом первичной сепарации.

Конденсат после сепаратора 5 нагревают в теплообменнике 2, дросселируют в дроссельном вентиле 9 и дегазируют в дегазаторе 10 при давлении от 1 до 2 МПа и температуре от минус 10 до плюс 10^oC. Пределы давления дегазации выбраны, исходя из требований утилизации низконапорных газов: газ с давлением от 1 до 2 МПа может быть использован в качестве топливного для собственных нужд (передвижные электростанции, котельные, огневые подогреватели и др.), температурные пределы дегазации выбраны, исходя из степени испарения нецелевых компонентов (C₁ C₄): при нагреве выше 10^oC имеет место значительное испарение фракции C_5+B, при температурах ниже минус 10^oC содержание C₁ C₄ в конденсате еще велико. Конденсат после разделителя 10 направляют в абсорбционно-отпарную колонну - дебутанизатор 11 в качестве орошения. Дегазированный конденсат после дегазатора 8 нагревают в рекуперативном теплообменнике 12 и подают в среднюю часть колонны 11 в качестве питания. Колонна 11, осуществляющая дебутанизацию поступающих на фракционирование потоков, снабжена кубовым кипятильником 13. Газ низкотемпературной сепарации, а также газы дегазации низкотемпературной сепарации и стабилизации совместно или раздельно потребителю для дальнейшего использования.

Термобарические параметры разделения углеводородных смесей, обеспечивающие максимальное извлечение из пластового газа углеводородов C_5+B при минимальном энергопотреблении в кубовом кипятильнике 13 в диапазоне значений конденсатного фактора пластовой смеси от 60 до 200 г/м³ составляют величины, приведенные в таблице 1
Пример. Газ из скважин с конденсатным фактором 160 г/м³ направляют в первичный сепаратор 1, работающий под давлением 9,8 МПа при температуре 25^oC, отделяют от жидкости и охлаждают последовательно в теплообменниках 2 и 3 до температуры минус 10^oC, после чего дросселируют до давления максимальной конденсации углеводородов C_5+B, т.е. 4 МПа и с температурой минус 400^oC подвергают сепарации в сепараторе 5. Газ после сепаратора 5 дросселируют в дроссельном вентиле 6 до давления 2,5 МПа и с температурой минус 50^oC направляют в теплообменник 3, где он нагревается до 0^oC. Конденсат после сепаратора 1 дросселируют до давления 4,3 МПа и с температурой 19^oC дегазируют в дегазаторе 8. Газ дегазации смешивают с газом первичной сепарации и подают в низкотемпературный сепаратор 5. Низкотемпературный конденсат после сепаратора 5 нагревают в рекуперативном теплообменнике 2 до 16^oC, дросселируют до давления 1,7 МПа и дегазируют в дегазаторе 100 при температуре 3^oC, после чего направляют в ректификационную колонну дебутанизатор 11 в качестве орошения. Дегазированный в дегазаторе 8 конденсат нагревают в рекуперативном теплообменнике 12 до температуры 160^oC и направляют в качестве питания в указанную колонну, работающую под давлением 1,5 МПа. Кубовый продукт колонны 11 стабильный конденсат с упругостью паров 0,067 МПа (при 38^oC) и температурой 200^oC охлаждают в рекуперативном теплообменнике 12 до 40^oC и направляют потребителю в качестве продукта или сырья для производства моторных топлив. Газ стабилизации с температурой 64^oC объединяют с газом дегазации, выделенным из дегазатора 10 и направляют на собственные и/или местные нужды. Газ низкотемпературной сепарации объединяют с указанными выше газами или дожимают в компрессоре до давления в газопроводе.

Описанные и иные данные по предлагаемому способу и сопоставление их с известным способом, доказывающие достижение поставленных целей, приведены в таблице 2.

Из таблицы видно, что извлечение C_5+B в узле низкотемпературной сепарации (до узла стабилизации конденсата) в предлагаемом способе значительно выше, чем в известном (98,5 против 95%), и эта разность компенсирует меньшее значение C_5+B в абсорбционно-отпарной колонне (предлагаемый способ) по сравнению с полной колонной (известный способ) 97,2 против 99% Итоговая степень извлечения в предлагаемом способе будет выше, особенно при невысоких значениях конденсатного фактора (менее 150 г/см³).

Предлагаемый способ исключает дефлегматор, потребляющий тепло в количестве 250 тыс. кдж/ч, и требует меньшую тепловую нагрузку на кипятильник (400 против 500 тыс. кдж/ч). Кроме того, он работоспособен при значительно меньших их значениях располагаемого давления (9,8 7,0 МПа против 12 МПа) и теплопередающей поверхности теплообменника 3 (38 против 106 м²).

Источники информации:
1. Бекиров Т. М. Шаталов А.Т. Сбор и подготовка к транспорту природных газов. М. Hедра, 1986, с. 143.

2. Бекиров Т.М. Первичная переработка природных газов. М. Химия, 1987, с. 233.

Использование: в газовой промышленности при производстве стабильного конденсата в качестве товарного продукта или сырья для получения моторных топлив. Сущность изобретения: способ включает первичную сепарацию паро-жидкостной углеводородной смеси низкотемпературную сепарацию охлажденного газа первичной сепарации, дегазацию выделенного конденсата и его фракционирование в ректификационной колонне-дебутанизаторе. При этом низкотемпературную сепарацию проводят под давлением от 1 до 2 МПа и температуре от минус 100 до плюс 10^oC и подают в колонну-дебутанизатор абсорбционно-отпарного типа в качестве орошения, а дегазированный конденсат первичной сепарации подают в среднюю часть колонны в качестве питания. 1 ил., 2 табл.

Способ извлечения из природного газа стабильного конденсата, включающий первичную сепарацию парожидкостной углеводородной смеси, низкотемпературную сепарацию охлажденного газа первичной сепарации, дегазацию выделенного конденсата и его фракционирование в ректификационной колонне-дебутанизаторе, отличающийся тем, что низкотемпературную сепарацию проводят под давлением 2
6 МПа, конденсат после низкотемпературной сепарации дегазируют под давлением 1 2 МПа и температуре от минус 10 до плюс 10^oС и подают в колонну-дебутанизатор абсорбционно-отпарного типа в качестве орошения, а дегазированный конденсат первичной сепарации подают в среднюю часть колонны в качестве питания.