СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2003 года по МПК F25J3/00 

Изобретение относится к способам подготовки углеводородного газа путем выделения из него воды и углеводородного конденсата и может быть использовано в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности, в частности, для отбензинивания и осушки нефтяного газа на промыслах для газлифтной добычи нефти или подготовки газа к транспорту.

Известен способ подготовки газа в многофункциональном аппарате, включающий ступенчатую сепарацию, охлаждение и дросселирование газа между ступенями сепарации, подачу конденсата, отделившегося на первой ступени сепарации после его разделения, в качестве абсорбента на последнюю ступень сепарации для противоточного контактирования с газом, последующий подогрев осушенного холодного газа низкого давления и направление его потребителю (а.с. SU 822862, С 10 G 5/06, 1981).

Недостатком указанного способа является недостаточная эффективность отделения жидких углеводородов из-за нагрева охлажденного газа жидким абсорбентом, в качестве которого используется неохлажденный конденсат первой ступени сепарации, и отбензинивания в прямотоке.

Ближайшим аналогом заявляемого способа является способ подготовки углеводородного газа, включающий ступенчатую сепарацию, охлаждение газа между ступенями сепарации, отделение углеводородного конденсата начальных ступеней сепарации, охлаждение его конденсатом последней низкотемпературной ступени сепарации и использование в качестве абсорбента (SU 1245826, F 25 J 3/00, 1986).

Недостатком этого способа является низкая эффективность извлечения и необходимость наличия на последней ступени сепарации вместо холодного сепаратора колонны (абсорбера-сепаратора).

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса подготовки углеводородного газа, а именно увеличение выхода жидких углеводородов и снижение капитальных затрат на сооружение установки для указанного процесса.

Технический результат достигается тем, что в способе подготовки углеводородного газа, включающем ступенчатую сепарацию, охлаждение газа между ступенями сепарации, отделение углеводородного конденсата начальных ступеней сепарации, охлаждение его конденсатом последней низкотемпературной ступени сепарации и использование в качестве абсорбента, согласно изобретению конденсат начальных ступеней сепарации смешивают с газом, полученную смесь охлаждают и затем подают на последнюю низкотемпературную ступень сепарации, причем давление газа перед смешиванием его с конденсатом начальных ступеней сепарации снижают на величину потерь давления конденсата начальных ступеней сепарации при его охлаждении.

Осушенный газ может быть использован для газлифтной добычи жидких углеводородов, которые после охлаждения конденсатом последней ступени сепарации используют в качестве абсорбента.

Смешивание абсорбента с газом, охлаждение полученной смеси и последующая подача ее на последнюю низкотемпературную ступень сепарации позволяет увеличить молекулярный вес газа и снизить температуру газа перед процессом низкотемпературной сепарации и тем самым увеличить извлечение жидких углеводородов из газа и снизить капитальные затраты на осуществление способа.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки для осуществления способа подготовки углеводородного газа.

На фиг. 2 представлена принципиальная схема установки для осуществления способа подготовки углеводородного газа с использованием холодильного цикла при исчерпании дроссель-эффекта.

На фиг. 3 представлена принципиальная схема установки для осуществления способа подготовки углеводородного газа при газлифтной добыче жидких углеводородов.

Установка для осуществления способа подготовки углеводородного газа, представленная на фиг.1, содержит сепаратор первой ступени сепарации 1, сепаратор второй ступени сепарации 2, сепаратор последней низкотемпературной ступени сепарации 3, рекуперативный теплообменник "газ - газ" 4, теплообменник 5, дроссельное устройство (детандер) 6 и регулирующее устройство 10.

Установка, представленная на фиг. 2, вместо дроссельного устройства 6 содержит холодильник 7.

Установка, представленная на фиг.3, снабжена компрессором 8 и насосом 9.

Способ подготовки углеводородного газа, реализуемый в установке на фиг. 1, осуществляется следующим образом. Исходный газ (поток I) подают на первичную сепарацию в сепаратор первой ступени сепарации 1, где от него отделяют водные растворы и механические примеси (поток II) и, при наличии, углеводородный конденсат (поток III), затем газ подают в рекуперативный теплообменник "газ - газ" 4, где его охлаждают холодным газом, полученным на последней низкотемпературной ступени сепарации. Из теплообменника 4 предварительно охлажденный газ подают в сепаратор второй ступени сепарации 2, где от него отделяют сконденсировавшуюся наиболее тяжелую фракцию (поток IV). Углеводородный конденсат второй ступени сепарации (поток IV) охлаждают в теплообменнике 5 и используют в качестве абсорбента. Охлажденный абсорбент (поток VIII) смешивают с газом, который поступает из сепаратора второй ступени сепарации 2. Полученную смесь охлаждают в дроссельном устройстве (детандере) 6. После охлаждения смесь подают на низкотемпературную сепарацию в сепаратор последней низкотемпературной ступени сепарации 3, где от нее отделяют холодный сконденсировавшийся углеводородный конденсат (поток V). Подготовленный холодный газ из сепаратора последней низкотемпературной ступени сепарации 3 направляют в рекуперативный теплообменник 4, где его нагревают и отбирают в виде готового продукта (поток VI). Холодный сконденсировавшийся углеводородный конденсат (поток V) из сепаратора последней низкотемпературной ступени сепарации 3 направляют в теплообменник 5 и после утилизации холода отбирают в виде промежуточного продукта. Давление газа, полученного в сепараторе второй ступени сепарации 2, снижают в регулирующем устройстве 10 на величину потерь давления абсорбента при его охлаждении в теплообменнике 5.

В установке, представленной на фиг.2, в теплообменнике 5 охлаждают углеводородный конденсат первых двух ступеней сепарации (потоки III и IV), а смесь охлажденного конденсата с газом охлаждают в холодильнике 7.

При использовании осушенного газа для газлифтной добычи жидких углеводородов (фиг. 3) очищенный и осушенный газ из сепаратора последней низкотемпературной ступени сепарации 3, подогретый в рекуперативном теплообменнике 4, компримируют в компрессоре 8 и подают в скважину в продуктовый пласт для извлечения жидких углеводородов. Добытые жидкие углеводороды с углеводородным конденсатом первой и второй ступеней сепарации (поток IV) охлаждают в теплообменнике 5 холодным углеводородным конденсатом последней низкотемпературной ступени сепарации (поток V) и используют в качестве абсорбента (поток VII), который смешивают с газом, полученным в сепараторе второй ступени сепарации 2. Давление добытого углеводородного конденсата или добытого углеводородного конденсата и смешанного с ним нестабильного конденсата первой ступени сепарации (поток III) снижают в насосе 9.

Пример
Исходный газ, содержащий, вес. %: N₂ - 0,97; СО₂ - 1,77; CH₄ - 65,83; С₂Н₆ - 3,61; С₃Н₈ - 11,83; iC₄H₁₀ - 3,56; nС₄Н₁₀ - 5,38; C₅H₁₂ - 2,02; C₆H₁₄ - 2,5; С₁₀Н₂₂ - 2,53 в количестве 54,3 тыс. м³/ч (50,4 т/ч) под давлением 11,1 МПа и температуре 32^oС подают на сепарацию в сепаратор первой ступени сепарации 1, затем охлаждают холодным газом, поступающим из сепаратора последней низкотемпературной ступени сепарации 3, и дополнительно сепарируют в сепараторе второй ступени сепарации 2. После сепарации отбирают 6,37 т/ч углеводородного конденсата при температуре 0^oC (потоки III и IV), который охлаждают в рекуперативном теплообменнике 5 до температуры -28^oС углеводородным конденсатом (поток V), полученным в сепараторе последней низкотемпературной ступени сепарации 3 в количестве 12,5 т/ч с температурой -40^oС. Охлажденный углеводородный конденсат используют в качестве абсорбента (поток VIII), который смешивают с отсепарированным в сепарации второй ступени газом, давление которого снижают в регулирующем устройстве 10 до 2,6 МПа. Полученную смесь подают на окончательное охлаждение в узел охлаждения газа 6 (фиг.1, 3) или 7 (фиг.2), где ее охлаждают до температуры -40^oС, и затем подают в сепаратор последней низкотемпературной ступени сепарации 3. После утилизации холода в рекуперативном теплообменнике 4, сухой газ отбирают в виде готового продукта при давлении 2,6 МПа и температуре 26^oС в количестве 48,2 тыс. м³/ч (37,9 т/ч), а углеводородный конденсат сепаратора последней низкотемпературной ступени сепарации 3 после утилизации холода в теплообменнике 5 отбирают в виде промежуточного продукта при температуре -27^oС, давлении 2,6 МПа, в количестве 12,5 т/ч.

Сухой газ используют для газлифтной добычи углеводородного конденсата, который охлаждают в рекуперативном теплообменнике 5 до температуры -28^oС углеводородным конденсатом, полученным в результате низкотемпературной сепарации, и используют затем в качестве абсорбента для осушки газа.

Таким образом, смешивание охлажденного абсорбента с газом, охлаждение полученной смеси и последующая подача ее на последнюю низкотемпературную ступень сепарации позволили повысить эффективность процесса подготовки углеводородного газа, а именно увеличить выход жидких углеводородов и снизить капитальные затраты на сооружение установки для осуществления способа.

Способ подготовки углеводородного газа включает ступенчатую сепарацию, охлаждение газа между ступенями сепарации, отделение углеводородного конденсата начальных ступеней сепарации, охлаждение его конденсатом последней низкотемпературной ступени сепарации и использование в качестве абсорбента. Конденсат начальных ступеней сепарации смешивают с газом. Полученную смесь охлаждают и затем подают на последнюю низкотемпературную ступень сепарации. Давление газа перед смешиванием его с конденсатом начальных ступеней сепарации снижают на величину потерь давления конденсата начальных ступеней сепарации при его охлаждении. Осушенный газ может быть использован для газлифтной добычи жидких углеводородов, которые после охлаждения конденсатом последней ступени сепарации используют в качестве абсорбента. Использование изобретения позволит повысить эффективность процесса подготовки углеводородного газа, увеличить выход жидких углеводородов и снизить капитальные затраты на сооружение установки для указанного процесса. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ подготовки углеводородного газа, включающий ступенчатую сепарацию, охлаждение газа между ступенями сепарации, отделение углеводородного конденсата начальных ступеней сепарации, охлаждение его конденсатом последней низкотемпературной ступени сепарации и использование в качестве абсорбента, отличающийся тем, что конденсат начальных ступеней сепарации смешивают с газом, полученную смесь охлаждают и затем подают на последнюю низкотемпературную ступень сепарации, причем давление газа перед смешиванием его с конденсатом начальных ступеней сепарации снижают на величину потерь давления конденсата начальных ступеней сепарации при его охлаждении. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осушенный газ используют для газлифтной добычи жидких углеводородов, которые после охлаждения конденсатом последней ступени сепарации используют в качестве абсорбента.