СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2005 года по МПК B01D53/14 B01D53/26 

Изобретение относится к промысловой обработке, главным образом осушке газов, и может быть применено для подготовки природных и попутных газов к транспорту и низкотемпературной обработке.

Известен способ осушки природного газа по патенту №1581977 (кл. F 25 J 3/00, В 01 D 53/26), включающий подачу в скважину и (или) шлейфы ингибитора предотвращения гидратообразования - водного раствора метанола, первичную сепарацию газа, контактирование газа с абсорбентом - гликолем и регенерацию абсорбента, в котором водный раствор метанола перед подачей в скважину и (или) шлейфы подают на контактирование с газом, прошедшим первичную сепарацию, а затем газ подвергают вторичной сепарации и подают на контактирование с абсорбентом. Эти приемы позволяют увеличить срок службы абсорбента и снизить содержание в нем солей и его потери, снижают температуру точки росы по влаге, т.е. повышают эффективность процесса осушки газа.

Недостатком этого способа является неэффективность процесса: большие потери метанола при закачке его в пласт, низкое извлечение углеводородного конденсата.

Известен способ подготовки газа (О.П.Андреев, И.В.Лебеденкова, В.А.Истомин. "Подготовка газа на УКПГ-1С Заполярного месторождения". Газовая промышленность №2, 2004, стр.44-46, прототип), в котором частично устранены вышеуказанные недостатки, т.к. отсепарированную жидкость после первичной ступени сепарации отбирают, дегазируют, разделяют на углеводородный конденсат и водный раствор метанола. Водный раствор метанола направляют на регенерацию с последующим повторным использованием, а углеводородный конденсат из разделителей жидкостей первой ступени сепарации и насыщенного абсорбента отводят в виде готового продукта.

Этот способ повышает эффективность осушки газа по сравнению с аналогом путем регенерации метанола и вторичного его использования и постоянного отбора конденсата из насыщенного абсорбента в качестве продукта, однако он сохраняет ряд недостатков в части неэффективности подготовки газа низким извлечением углеводородного конденсата. Тяжелый углеводородный конденсат плохо разделяется в разделителе первой ступени сепарации, т.к. имеет плотность, равную или близкую к плотности водометанольного раствора, и кроме того, в присутствии механических примесей и солей образует стойкую эмульсию, что усложняет систему регенерацию метанола и требует применения деэмульгаторов, которые повышают эксплуатационные затраты.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса подготовки газа и снижение эксплуатационных затрат.

Цель достигается тем, что разделение жидкой фазы производят при температуре испарения метанола, испаренный метанол подают на ректификацию, а тяжелую жидкую фракцию углеводородов, отделенную от водного раствора метанола, отбирают в виде продукта, а нагрев смеси разделяемых жидких фаз производят верхним продуктом регенератора и тем, что поток отбираемого углеводородного продукта делят на два потока, один из которых подают в качестве углеводородного абсорбента на контакт с исходным газом, а испаренный метанол подают на ректификацию выше подачи водного раствора метанола, при этом легкие фракции углеводородов отбирают в качестве продуктов из средней части системы ректификации.

Заявителю не известны из существующего уровня техники способы подготовки газа, в которых повышение эффективности процесса и снижение эксплуатационных затрат достигались бы указанным выше образом.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема осуществления способа подготовки углеводородного газа, включающая:

- первичный сепаратор 1 с линиями подачи сырого газа 2, отсепарированного газа 3, линией подачи метанола 20 в линию сырого газа 2, линией подачи углеводородного абсорбента 4 на контактное устройство 5 сепаратора 1 или в линию сырого газа 2 и линией отбора отсепарированной жидкости 6 (углеводородного конденсата и водометанольного раствора);

- блок осушки газа 7, соединенный с линией отсепарированного газа 3 и с линией выхода осушенного газа 8;

- дегазатор 9, соединенный с линией 6 и с линиями выхода газа выветривания 10 и выхода водометанольной смеси 11;

- фазный разделитель 12 первой ступени сепарации, соединенный с линией 11 и с линиями входа 13 и выхода теплоносителя 14 через теплогенератор 15, а также с линиями выхода тяжелой жидкой фазы 16 - водометонольного раствора, выхода легкой жидкой фазы 17 - углеводородного конденсата, выхода испаренного метанола 18 и выхода механических примесей 29;

- регенератор метанола 19, соединенный с линиями 18 и 16 (подачи сырья) и с линиями отбора регенерированного метанола 20, отбора (при наличии) потока легких углеводородов 21, отбора воды 22 из кубовой части, насосом 23 через теплообменник 24, в качестве нижнего продукта - поток 25.

Способ осуществляют следующим образом.

Сырой газ из скважин по шлейфам в присутствии жидких углеводородов, водометанольного раствора, солей и примесей подают на первичную сепарацию в сепаратор 1 по линии 2. Отсепарированную жидкость после дросселирования по линии 6 подают в дегазатор 9, из которого газ выветривания отводят по линии 10 на собственные нужды, а жидкую эмульсию (углеводородный конденсат и водный раствор метанола) подают по линии 11 в фазный разделитель 12. В разделителе 12 смесь нагревают через стенку или прямым смешением до температуры испарения метанола теплоносителем, рециркулирующим по линиям 13 и 14 через теплогенератор 15 и (или) по линиям 26, 27, при этом наиболее эффективным является метод нагрева эмульсии с использованием тепла, снимаемого теплоносителем с верха регенератора метанола 19. При нагреве отпаривают метанол и производят процесс разрушения стойкой эмульсии, при этом выделяют из глобул смеси жидкости газ, отделяют механические примеси и увеличивают движущую силу разделения углеводородного конденсата и водного раствора метанола, т.к. плотность последнего с увеличением количества отпариваемого метанола увеличивается и фактически происходит разделение фаз: углеводородный конденсат - вода, углеводородный конденсат - механические примеси. Разделенный конденсат отводится по линии 17 в качестве продукта, а пары метанола и выветренного газа по линии 18, вода с примесями метанола по линии 16 в качестве сырья регенератора метанола 19, механические примеси отбирают по линии 29.

Низ регенератора метанола 19 нагревают потоком теплоносителя 28. Воду с низа регенератора 19 отбирают насосом 23 через теплообменник 24 (поток 25).

Пример осуществления.

Природный газ в количестве 10 млн.м³/сут.

Давление газа в шлейфах - 11 МПа.

Давление процесса первичной сепарации и осушки - 8 МПа.

Температура газа первичной сепарации и осушки - 2°С.

Концентрация водометанольного раствора, отделенного в первичном сепараторе, - 35%.

Концентрация регенерированного гликоля - 96,5%.

Удельная подача гликоля на осушку - 5,5 г/м³газа.

Массовая концентрация регенерированного метанола - (85-90)%.

Температура эмульсии в фазном разделителе - 70°С.

Давление в разделителе - 0,4 МПа.

Давление в регенераторе - атмосферное.

Плотность конденсата - 0,78 кг/м³.

Плотность 35% водометонльного раствора с растворимым газом - 0,83 кг/м³ при температуре 2°С.

Плотность водометанольного раствора - 0,965 кг/м³ при температуре 70°С.

Использование предлагаемого изобретения позволяет уменьшить эксплуатационные затраты на подготовку газа за счет исключения применения деэмульгатора, за счет использования для нагрева эмульсии тепла верха регенератора метанола, позволяет повысить эффективность разделения эмульсии путем увеличения разницы плотностей разделяемых жидкостей и отбора осажденных механических примесей. Подача части разделенного конденсата на контакт с сырым газом в качестве углеводородного абсорбента увеличивает извлечение жидких углеводородов за счет увеличения молекулярной массы исходного газа и обеспечивает промывку его от механических примесей.

Способ подготовки углеводородного газа относится к промысловой обработке, главным образом, осушке газов, и может быть применен для подготовки природных и попутных газов к транспорту и низкотемпературной обработке. Способ включает контакт сырого газа с метанолом, разделение жидкой фазы на углеводороды и водный раствор метанола, регенерацию водного раствора метанола ректификацией, отделение из газа паров воды, причем разделение жидкой фазы производят при температуре испарения метанола, испаренный метанол подают на ректификацию, а тяжелую жидкую фракцию углеводородов, отделенную от водного раствора метанола, отбирают в виде продукта. Поток отбираемого продукта - поток углеводородов - делят на два потока, один из которых подают в качестве углеводородного абсорбента на контакт с исходным газом, а испаренный метанол подают на ректификацию выше подачи водного раствора метанола, при этом нагрев смеси разделяемых жидких фаз производят верхним продуктом регенератора, легкие фракции углеводородов отбирают в качестве продукта из средней части системы ректификации. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса подготовки газа и снизить эксплуатационные затраты. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ подготовки углеводородного газа, включающий контакт сырого газа с метанолом, разделение жидкой фазы на углеводороды и водный раствор метанола, регенерацию водного раствора метанола ректификацией, отделение из газа паров воды, отличающийся тем, что разделение жидкой фазы производят при температуре испарения метанола, испаренный метанол подают на ректификацию, а тяжелую жидкую фракцию углеводородов, отделенную от водного раствора метанола, отбирают в виде продукта.2. Способ подготовки углеводородного газа по п.1, отличающийся, тем что поток отбираемого продукта - углеводородов делят на два потока, один из которых подают в качестве углеводородного абсорбента на контакт с исходным газом.3. Способ подготовки углеводородного газа по п.1, отличающийся тем, что испаренный метанол подают на ректификацию выше подачи водного раствора метанола, а нагрев смеси разделяемых жидких фаз производят верхним продуктом регенератора.4. Способ подготовки углеводородного газа по п.1, отличающийся тем, что легкие фракции углеводородов отбирают в качестве продукта из средней части системы ректификации.