СПОСОБ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА И ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕСТАБИЛЬНОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО КОНДЕНСАТА ИЗ ПЛАСТОВОГО ГАЗА (ВАРИАНТЫ) И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК F25J3/00 

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано на газоконденсатных месторождениях, расположенных в зоне многолетнемерзлых грунтов, для подготовки природного газа и извлечения нестабильного углеводородного конденсата из пластового газа и подготовки его к транспортированию по трубопроводу.

Известен способ подготовки природного газа и извлечения нестабильного конденсата из пластового газа, в котором газ первичной сепарации, охлажденный в блоке редуцирования газа и рекуперации холода и в рекуперативном теплообменнике, подают в абсорбер, откуда газ через узел редуцирования газа и рекуперации холода направляют в трубопровод товарного газа (А.Н.Кубанов и др., Оптимизация температурного режима концевой дегазации конденсата УКПГ-1 В Ямбургского ГКМ, Газовая промышленность, М., 2004, №10, с.25-27). Холодный конденсат, покидающий абсорбер, редуцируют и нагревают в последовательно расположенных рекуперативных теплообменниках до температуры от минус 6°С до минус 4°С. Далее конденсат дегазируют в концевом трехфазном разделителе под давлением около 3,3 МПа с одновременным отделением водометанольного раствора. Дегазированный нестабильный конденсат дожимают насосом до давления около 6,5 МПа и направляют в трубопровод в качестве товарного продукта.

Установка для осуществления данного способа включает первичный сепаратор, блок редуцирования газа и рекуперации холода, рекуперативные теплообменники, первичный и концевой разделители, насос, а также абсорбер.

Недостатками известного технического решения являются:

- высокие потери метанола с товарными продуктами;

- неспособность данной технологии глубоко извлекать жидкие углеводороды на температурном уровне сепарации (абсорбции) ниже минус 35°С;

- неработоспособность при наличии во входном газе тугоплавких парафинов и затруднения в достижении минимальной температуры процесса при использовании параллельно расположенных турбодетандерного агрегата и эжектора, предназначенного для вовлечения в технологический цикл газа концевой дегазации конденсата.

Наиболее близким аналогом к предлагаемой группе изобретений является способ подготовки нестабильного углеводородного конденсата к транспортированию по трубопроводу в однофазном состоянии и установка для реализации этого способа, известные из патента RU 2124682, приоритет 02.11.1995.

Установка включает сепараторы, в том числе низкотемпературный сепаратор, рекуперативные теплообменники, узел охлаждения газа, редуцирующие вентили, разделители, узел компримирования и абсорбционно-отпарную колонну, снабженную циркуляционным насосом и кубовым кипятильником.

При реализации способа пластовую смесь подают в первичный сепаратор. Газ сепарации охлаждают в первом рекуперативном теплообменнике, сепарируют во втором сепараторе, редуцируют и охлаждают в турбодетандере, после чего газ подают в низкотемпературный сепаратор. Конденсат из первичного сепаратора подают через редуцирующий вентиль на дегазацию в первый разделитель, после чего его нагревают во втором рекуперативном теплообменнике и направляют в качестве питания в среднюю часть абсорбционно-отпарной колонны. Вторым питанием данной колонны является смесь конденсата из второго сепаратора после редуцирующего вентиля и газа дегазации из первого разделителя. Конденсат из низкотемпературного сепаратора подогревают в третьем рекуперативном теплообменнике и подают на дегазацию во второй разделитель, после чего его подают в указанную колонну в качестве орошения. Верхний продукт колонны совместно с газом из второго разделителя и газом из низкотемпературного сепаратора нагревают в первом и четвертом рекуперативных теплообменниках, после чего дожимают в турбокомпрессоре, приводом которого является турбодетандер, и отводят из установки в качестве товарного продукта. Кубовый продукт колонны - нестабильный конденсат охлаждают во втором, четвертом и третьем рекуперативных теплообменниках и отводят из установки в качестве товарного продукта.

Недостатками данного технического решения являются:

- потеря давления газа низкотемпературной сепарации: давление этого газа необходимо снижать до давления в ректификационной колонне, чтобы сформировать товарный поток в виде смеси газа сепарации и газов дегазации конденсата и ректификации. В связи с этим необходимы дополнительные энергетические затраты на дожатие всего потока газа до давления на выходе из установки, при этом следует иметь в виду, что количество газа сепарации составляет около 95% от общего количества продуктового газа;

- значительная неравномерность паровой нагрузки по тарелкам ректификационной колонны, снижение эффективности ее работы в связи с имеющимися на практике пульсациями расхода;

- сложность регулирования режимов работы колонны: давление в колонне должно быть таким, чтобы, с одной стороны, газ из колонны мог покидать установку совместно с газом низкотемпературной сепарации, а с другой стороны, чтобы орошение колонны (конденсат из второго разделителя) поступало наверх колонны самотеком. Каждый из участников подачи сырья в колонну характеризуется своим гидравлическим сопротивлением и может «запирать» один другого;

- недостаточно высокая эксплуатационная надежность установки ввиду ее одновариантности. Современные технологии должны оперативно реагировать на возможные отказы сложных элементов схемы (колонны, турбохолодильная техника), а также на потребность в количестве и качестве нестабильного конденсата и его составляющих ингредиентов.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая группа изобретений, является устранение указанных недостатков.

Технический результат, достигаемый заявленной группой изобретений, заключается в расширении функциональных возможностей, снижении энергетических затрат, а также в повышении эксплуатационной надежности работы установки в целом, способной работать как по схеме низкотемпературной сепарации и ректификации (НТСР), так и по менее сложной схеме низкотемпературной сепарации (НТС). Кроме того, предложенные технические решения позволяют сократить потери метанола, увеличить выход продуктового конденсата, а также снизить габаритно-массовые характеристики ректификационной колонны и повысить ее эксплуатационную надежность.

Технический результат достигается за счет того, что в способе низкотемпературной подготовки природного газа и извлечения нестабильного углеводородного конденсата из пластового газа по первому варианту осуществляют первичную сепарацию жидкости из входного потока, добавление метанола в газ первичной сепарации, охлаждение полученного потока в аппарате воздушного охлаждения и в параллельно расположенных первом и втором рекуперативных теплообменниках, последующее охлаждение газа в узле редуцирования и рекуперации холода и низкотемпературную сепарацию. Газ низкотемпературной сепарации нагревают в первом рекуперативном теплообменнике и в узле редуцирования и рекуперации холода, после чего направляют в трубопровод продуктового газа, конденсат первичной сепарации направляют на дегазацию и отделение водной или водно-метанольной фазы в первый трехфазный разделитель, из которого выделившийся газ подают на вход в низкотемпературный сепаратор, а конденсат нагревают в третьем рекуперативном теплообменнике и кубовом подогревателе, после чего направляют в нижнюю сепарационную часть ректификационной колонны, конденсат низкотемпературной сепарации нагревают во втором рекуперативном теплообменнике и подвергают дегазации и отделению водно-метанольной фазы во втором трехфазном разделителе, после чего конденсат подают в ректификационную колонну в качестве орошения, газ из ректификационной колонны и газ дегазации из второго трехфазного разделителя компримируют в узле компримирования, смешивают с газом низкотемпературной сепарации в узле редуцирования и рекуперации холода и направляют в трубопровод продуктового газа, а конденсат из ректификационной колонны охлаждают в третьем рекуперативном теплообменнике и втором аппарате воздушного охлаждения, после чего направляют на отделение водно-метанольной фазы в третий трехфазный разделитель, дожимают насосом и подают в трубопровод продуктового конденсата.

В способе низкотемпературной подготовки природного газа и извлечения нестабильного углеводородного конденсата из пластового газа по второму варианту осуществляют первичную сепарацию жидкости из входного потока, добавление метанола в газ первичной сепарации, охлаждение полученного потока в аппарате воздушного охлаждения и в первом рекуперативном теплообменнике, последующее охлаждение в узле редуцирования и рекуперации холода и низкотемпературную сепарацию. Газ низкотемпературной сепарации нагревают в первом рекуперативном теплообменнике и в узле редуцирования и рекуперации холода, после чего направляют в трубопровод продуктового газа, конденсат первичной сепарации направляют на дегазацию и отделение водной или водно-метанольной фазы в первый трехфазный разделитель, из которого выделившийся газ подают на вход в низкотемпературный сепаратор, а конденсат нагревают в третьем рекуперативном теплообменнике и кубовом подогревателе, после чего конденсат направляют в нижнюю сепарационную часть ректификационной колонны, конденсат низкотемпературной сепарации нагревают во втором рекуперативном теплообменнике и подвергают дегазации и отделению водно-метанольной фазы во втором трехфазном разделителе, после чего конденсат подают в ректификационную колонну в качестве орошения, газ из ректификационной колонны и газ дегазации из второго трехфазного разделителя компримируют в узле компримирования, смешивают с газом низкотемпературной сепарации в узле редуцирования и рекуперации холода и направляют в трубопровод продуктового газа, а конденсат из ректификационной колонны охлаждают в третьем рекуперативном теплообменнике, втором аппарате воздушного охлаждения и втором рекуперативном теплообменнике, после чего его направляют на отделение водно-метанольной фазы в третий трехфазный разделитель, дожимают насосом и подают в трубопровод продуктового конденсата.

В способе низкотемпературной подготовки природного газа и извлечения нестабильного углеводородного конденсата из пластового газа по третьему варианту осуществляют первичную сепарацию жидкости из входного потока, добавление метанола в газ первичной сепарации, охлаждение полученного потока в аппарате воздушного охлаждения и в первом рекуперативном теплообменнике, последующее охлаждение в узле редуцирования и рекуперации холода и низкотемпературную сепарацию. Газ низкотемпературной сепарации нагревают в первом рекуперативном теплообменнике и в узле редуцирования и рекуперации холода, после чего его направляют в трубопровод продуктового газа, конденсат первичной сепарации направляют на дегазацию и отделение водной или водно-метанольной фазы в первый трехфазный разделитель, из которого выделившийся газ подают на вход в низкотемпературный сепаратор, конденсат низкотемпературной сепарации подвергают дегазации и отделению водно-метанольной фазы во втором трехфазном разделителе, из которого конденсат совместно с конденсатом из первого трехфазного разделителя направляют на дегазацию и отделение водно-метанольной фазы в третий трехфазный разделитель, конденсат из третьего трехфазного разделителя дожимают насосом и подают в трубопровод продуктового конденсата, газ, выделившийся из второго и третьего трехфазных разделителей, компримируют в узле компримирования, скомпримированный газ смешивают с газом низкотемпературной сепарации в узле редуцирования и рекуперации холода и направляют в трубопровод продуктового газа.

В способе низкотемпературной подготовки природного газа и извлечения нестабильного углеводородного конденсата из пластового газа по четвертому варианту осуществляют первичную сепарацию жидкости из входного потока, добавление метанола в газ первичной сепарации, охлаждение полученного потока в аппарате воздушного охлаждения и в параллельно расположенных первом и втором рекуперативных теплообменниках, последующее охлаждение в узле редуцирования и рекуперации холода и низкотемпературную сепарацию, при этом газ низкотемпературной сепарации нагревают в первом рекуперативном теплообменнике и в узле редуцирования и рекуперации холода, после чего его направляют в трубопровод продуктового газа, конденсат первичной сепарации направляют на дегазацию и отделение водной или водно-метанольной фазы в первый трехфазный разделитель, из которого выделившийся газ подают на вход в низкотемпературный сепаратор, конденсат низкотемпературной сепарации подвергают дегазации и отделению водно-метанольной фазы во втором трехфазном разделителе, после чего конденсат нагревают во втором рекуперативном теплообменнике и направляют совместно с конденсатом из первого трехфазного разделителя на дегазацию и отделение водно-метанольной фазы в третий трехфазный разделитель, конденсат из третьего трехфазного разделителя дожимают насосом и подают в трубопровод продуктового конденсата, газ, выделившийся из второго и третьего трехфазных разделителей, компримируют в узле компримирования, скомпримированный газ смешивают с газом низкотемпературной сепарации в узле редуцирования и рекуперации холода и направляют в трубопровод продуктового газа.

Установка низкотемпературной подготовки природного газа и извлечения нестабильного углеводородного конденсата из пластового газа состоит из первичного сепаратора, узла подачи метанола, первого, второго и третьего рекуперативных теплообменников, аппаратов воздушного охлаждения, узла редуцирования и рекуперации холода, низкотемпературного сепаратора, первого, второго и третьего трехфазных разделителей, насоса, кубового подогревателя, ректификационной колонны, узла компримирования и вентилей, причем на трубопроводе выхода газа первичного сепаратора установлены последовательно узел подачи метанола, аппарат воздушного охлаждения газа, выход которого соединен трубопроводом с первым входом первого рекуперативного теплообменника, а также трубопроводом, снабженным первым вентилем с первым входом второго рекуперативного теплообменника, первый выход первого рекуперативного теплообменника соединен трубопроводом через узел редуцирования и рекуперации холода с входом низкотемпературного сепаратора, выход конденсата первичного сепаратора соединен трубопроводом с первым трехфазным разделителем, выход газа дегазации из первого трехфазного разделителя соединен трубопроводом с входом низкотемпературного сепаратора, а выход конденсата из первого трехфазного разделителя соединен трубопроводом, снабженным вторым вентилем, с первым входом третьего рекуперативного теплообменника, при этом перед вторым вентилем установлен отвод конденсата на третий трехфазный разделитель, снабженный третьим вентилем, первый выход третьего рекуперативного теплообменника соединен трубопроводом последовательно с кубовым подогревателем и нижней сепарационной частью ректификационной колонны, первый выход второго рекуперативного теплообменника соединен трубопроводом, снабженным четвертым вентилем, с первым выходом первого рекуперативного теплообменника, а также соединен с трубопроводом, снабженным пятым вентилем, с отводом конденсата на третий трехфазный разделитель, после третьего вентиля, выход газа низкотемпературного сепаратора соединен трубопроводом со вторым входом первого рекуперативного теплообменника, второй выход которого соединен трубопроводом через узел редуцирования и рекуперации холода с трубопроводом продуктового газа, выход конденсата низкотемпературного сепаратора соединен трубопроводом, снабженным шестым вентилем, с входом второго трехфазного разделителя и трубопроводом, снабженным седьмым вентилем, со вторым входом второго рекуперативного теплообменника, второй выход которого соединен трубопроводом, снабженным восьмым вентилем, с входом второго трехфазного разделителя, а также соединен трубопроводом, снабженным девятым вентилем, с трубопроводом выхода конденсата из первого трехфазного разделителя перед вторым вентилем, выход конденсата из второго трехфазного разделителя соединен трубопроводом, снабженным десятым вентилем, с верхней сепарационной частью ректификационной колонны, а также соединен трубопроводом, снабженным одиннадцатым и двенадцатым вентилями, с трубопроводом, соединяющим второй выход второго рекуперативного теплообменника с трубопроводом выхода конденсата из первого трехфазного разделителя, при этом трубопровод выхода конденсата из второго трехфазного разделителя, после одиннадцатого вентиля, соединен трубопроводом, снабженным тринадцатым вентилем, с трубопроводом, соединяющим выход конденсата низкотемпературного сепаратора со вторым входом второго рекуперативного теплообменника, после седьмого вентиля, выход газа ректификационной колонны соединен трубопроводом с узлом компримирования, выход которого соединен трубопроводом через узел редуцирования и рекуперации холода с трубопроводом продуктового газа, выход конденсата ректификационной колонны соединен трубопроводом со вторым входом третьего рекуперативного теплообменника, второй выход которого соединен через аппарат воздушного охлаждения конденсата и четырнадцатый вентиль с первым входом второго рекуперативного теплообменника, причем между аппаратом воздушного охлаждения конденсата и четырнадцатым вентилем установлен отвод конденсата, снабженный пятнадцатым вентилем и соединенный с отводом конденсата на третий трехфазный разделитель после третьего вентиля, выходы газа дегазации из второго и третьего трехфазных разделителей соединены с трубопроводом, соединяющим выход газа ректификационной колонны с узлом компримирования, трубопроводы выхода водно-метанольной фазы из второго и третьего разделителей соединены с трубопроводом подачи водно-метанольной фазы на установку регенерации метанола, при этом на трубопроводе продуктового конденсата из третьего трехфазного разделителя установлен насос.

На рисунке показана установка подготовки природного газа и извлечения нестабильного конденсата из пластового газа, функционирующая как по схеме НТСР, так и по схеме НТС.

Установка включает соединенные трубопроводами первичный сепаратор 1, узел подачи метанола 2, делитель потоков 3, первый, второй и третий рекуперативные теплообменники 4, 5, 6, аппарат воздушного охлаждения газа 7 и аппарат воздушного охлаждения конденсата 8, узел редуцирования и рекуперации холода 9, низкотемпературный сепаратор 10, первый, второй и третий трехфазные разделители 11, 12, 13, кубовый подогреватель 14, ректификационную колонну 15 и узел компримирования 16. На трубопроводах установлены вентили 17-34. Вход первичного сепаратора соединен с трубопроводом подачи конденсатсодержащего газа 35, выходы узла редуцирования и рекуперации холода 9 соединены с трубопроводом продуктового газа 36 и трубопроводом 37 подачи газоконденсатного потока в низкотемпературный сепаратор 10, выход водной фазы первого трехфазного разделителя 11 соединен трубопроводом 38 с узлом утилизации промстоков (на рисунке не показано), выход водно-метанольной фазы второго и третьего трехфазных разделителей 12 и 13 соединен трубопроводом 39 с установкой регенерации метанола (на рисунке не показано), а выход конденсата через насос 40 соединен с трубопроводом продуктового конденсата 41.

Работа установки по схеме НТСР осуществляется следующим образом.

Природный конденсатсодержащий газ по трубопроводу 35 направляют в первичный сепаратор 1. Газ сепарации совместно с дополнительно введенным от узла подачи метанола 2 антигидратным реагентом (метанолом) направляют в аппарат воздушного охлаждения газа 7, после чего охлажденный поток через делитель потоков 3 и вентиль 17 направляют на дополнительное охлаждение до температуры от 5°С до минус 7°С в параллельно установленные рекуперативный теплообменник «газ-газ» 4 и рекуперативный теплообменник «газ-конденсат» 5. При этом вентиль 18 закрыт. Далее газоконденсатный поток из рекуперативных теплообменников 4 и 5 при открытом вентиле 19 и закрытом вентиле 20, через узел редуцирования и рекуперации холода 9 направляют по трубопроводу 37 в низкотемпературный сепаратор 10. Газ низкотемпературной сепарации с температурой от минус 40°С до минус 50°С направляют последовательно в теплообменник 4 и узел редуцирования и рекуперации холода 9, где он нагревается до температуры минус 2°С.

Конденсат первичной сепарации с температурой от 15°С до 20°С через вентиль 21 направляют на дегазацию и отделение водной и водно-метанольной фазы в трехфазный разделитель 11, откуда выделившийся газ через вентиль 22 направляют на вход в низкотемпературный сепаратор 10, а водную фазу - по трубопроводу 38 - в узел утилизации промстоков. При этом углеводородный конденсат из трехфазного разделителя 11 с температурой от 13°С до 18°С, при открытых вентиле 23 и вентиле 24 и закрытом вентиле 25, направляют на нагрев в рекуперативный теплообменник «конденсат-конденсат» 6 и кубовый подогреватель 14. Горячий двухфазный поток из кубового подогревателя 14 направляют в нижнюю сепарационную часть ректификационной колонны 15.

Конденсат низкотемпературной сепарации с температурой от минус 40°С до минус 50°С нагревают в рекуперативном теплообменнике 5 до температуры от минус 10°С до 15°С. При этом вентиль 26 открыт, вентиль 27 закрыт. Далее конденсат, при открытом вентиле 28 и закрытом вентиле 29, подают на дегазацию и отделение водно-метанольной фазы в трехфазный разделитель 12. Углеводородный конденсат из трехфазного разделителя 12, при открытом вентиле 30 и закрытом вентиле 31, подают в ректификационную колонну 15 в качестве орошения.

Конденсат, удовлетворяющий требованиям по давлению насыщенных паров, из ректификационной колонны 15 с температурой от 65°С до 120°С охлаждают последовательно в рекуперативном теплообменнике бив аппарате воздушного охлаждения конденсата 8 до температуры от минус 5°С до 5°С. Далее конденсат при открытом вентиле 32 направляют на отделение водно-метанольной фазы в трехфазный разделитель 13, после чего конденсат дожимают насосом 40 и подают в трубопровод продуктового конденсата 41.

Водно-метанольную фазу из трехфазного разделителя 13 совместно с водно-метанольной фазой из трехфазного разделителя 12 направляют по трубопроводу 39 на установку регенерации метанола (на рисунке не показана).

Газ из ректификационной колонны 15 совместно с газом дегазации из разделителя 12 направляют на компримирование в узел компримирования 16, включающий сепаратор, компрессор и аппарат воздушного охлаждения (на рисунке не показаны), затем его смешивают с газом низкотемпературной сепарации в узле редуцирования и рекуперации холода 9, откуда газ, с давлением 5,5÷6,5 МПа и температурой минус 2°С, направляют в трубопровод продуктового газа 36.

Узел редуцирования и рекуперации холода 9 может включать следующие элементы: сепаратор для отвода жидкости перед подачей газа в турбодетандер, турбодетандер для охлаждения газа с производством механической работы расширения, турбокомпрессор для дожатия газа за счет энергии турбодетандера, аппараты воздушного охлаждения для охлаждения дожатого газа и рекуперативный теплообменник для окончательного охлаждения продуктового газа за счет теплообмена с газом из низкотемпературного сепаратора (на рисунке не показаны). При этом газ из узла компримирования 16 смешивают с газом сепарации в узле редуцирования и рекуперации холода 9 в точке перед аппаратом воздушного охлаждения (на рисунке не показано).

В случае необходимости отвода продуктового конденсата при более низкой температуре, конденсат, охладившийся в аппарате воздушного охлаждения конденсата 8, направляют на дополнительное охлаждение в рекуперативный теплообменник 5, для чего перекрывают вентили 17, 19, 32 и открывают вентили 18 и 20. В этом случае рекуперативный теплообменник 5 работает по типу «конденсат-конденсат». Охладившийся в рекуперативном теплообменнике 5 до температуры от минус 5°С до 5°С конденсат направляют в трехфазный разделитель 13, после чего его дожимают насосом 40 и подают в трубопровод продуктового конденсата 41.

Работа установки по схеме НТС осуществляется следующим образом.

При подготовке природного газа и извлечения конденсата по способу НТС ректификационную колонну 15 не используют. Охладившуюся в аппарате воздушного охлаждения газа 7 смесь газа первичной сепарации и метанола направляют в рекуперативный теплообменник 4. Газоконденсатный поток из рекуперативного теплообменника 4 через узел редуцирования и рекуперации холода 9 направляют в низкотемпературный сепаратор 10. Газ низкотемпературной сепарации с температурой от минус 20°С до минус 35°С нагревают в теплообменнике 4 и в узле редуцирования и рекуперации холода 9.

Конденсат первичной сепарации подвергают дегазации и отделению водной или водно-метанольной фазы в трехфазном разделителе 11, из которого выделившийся газ через вентиль 22 подают на вход в низкотемпературный сепаратор 10.

Конденсат низкотемпературной сепарации, при открытом вентиле 27 и закрытом запорном вентиле 26, подают на дегазацию и отделение водно-метанольной фазы в трехфазный разделитель 12. Конденсат из трехфазного разделителя 12, при открытых вентилях 31, 33 и закрытых вентилях 30, 34, 29 совместно с конденсатом их трехфазного разделителя 11, при закрытом вентиле 24 и открытых вентилях 23, 25, направляют на концевую дегазацию и отделение водно-метанольной фазы в трехфазный разделитель 13. Далее конденсат дожимают насосом 40 и подают в трубопровод продуктового конденсата 41.

Газы, выделившиеся из трехфазных разделителей 12 и 13, компримируют в узле компримирования 16, после чего объединенный скомпримированный поток смешивают в узле редуцирования и рекуперации холода 9 с газом низкотемпературной сепарации и направляют в трубопровод продуктового газа 36.

В случае необходимости отвода продуктового конденсата при более высокой температуре, конденсат из трехфазного разделителя 12, при открытых вентилях 31 и 34 и закрытых вентилях 30, 33, направляют на нагрев в рекуперативный теплообменник 5, откуда конденсат, при открытом вентиле 29 и закрытом вентиле 28, совместно с конденсатом из трехфазного разделителя 11, направляют на отделение водно-метанольной фазы и газа в трехфазный разделитель 13. Затем конденсат дожимают насосом 40 и подают в трубопровод продуктового конденсата 41.

Таким образом, предложенная установка обеспечивает работу как по схеме НТСР, так и по схеме НТС. Схемы НТСР и НТС предназначены для подготовки природного газа и извлечения нестабильного конденсата, которые подлежат транспортированию по трубопроводам, расположенным в зоне многолетнемерзлых пород, т.е. с достижением температур продуктовых потоков, равных или близких к температуре грунта на глубине залегания трубопроводов. Работа установки по схеме НТСР позволяет извлекать углеводороды в составе продуктового нестабильного конденсата более углубленно на температурном уровне сепарации до минус 55°С, а работа установки по схеме НТС позволяет извлекать углеводороды на температурном уровне сепарации до минус 35°С. Это расширяет функциональные возможности установки. При этом схема НТС является резервной и может быть применена в случае нарушений в работе узла ректификации или турбодетандерных агрегатов, которые могут быть установлены в узле редуцирования и рекуперации холода 9, без останова технологических линий и промысла в целом, что повышает эксплуатационную надежность установки.

Снижение энергетических затрат достигается в результате примерно пятикратного снижения мощности компримирования всего количества газа по отношению к мощности дожатия относительно небольшого потока газов ректификации и дегазации конденсата. Весь поток газа необходимо дополнительно дожать на 0,4÷0,5 МПа, а газ ректификации и дегазации конденсата - на 1,5÷2,0 МПа, однако его количество может составлять лишь 5÷7% от общего количества газа.

Повышение эксплуатационной надежности работы ректификационной колонны в условиях неравномерности подачи сырья достигается подачей питания в кубовую (сепарационную) часть ректификационной колонны, которая работает как демпфер в условиях возможных пульсаций входного потока. Это исключает пульсации потоков жидкости по тарелкам колонны и обеспечивает равномерный профиль потоков пара и жидкости.

Снижение габаритно-массовых характеристик ректификационной колонны обеспечивается за счет проведения процесса ректификации при меньшем числе теоретических тарелок (например, пять против восьми) и в результате отказа от традиционной полуглухой тарелки, высота которой может достигать трех метров.

Сокращение потерь метанола и увеличение выхода продуктового конденсата обеспечивается за счет понижения температуры газа низкотемпературной сепарации и температуры конденсата низкотемпературной сепарации с минус 35°С до минус 40°C-50°C.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано на газоконденсатных месторождениях, расположенных в зоне многолетнемерзлых грунтов. В установке осуществляют первичную сепарацию жидкости из входного потока. В газ первичной сепарации добавляют метанол. Охлаждение полученного потока осуществляют в аппарате воздушного охлаждения 7, в параллельно расположенных первом и втором рекуперативных теплообменниках 4, 5 и в узле редуцирования и рекуперации холода 9, сепарацию - в низкотемпературном сепараторе 10. Газ низкотемпературной сепарации нагревают в теплообменнике 4 и в узле редуцирования и рекуперации холода 9, после чего направляют в трубопровод продуктового газа. Конденсат первичной сепарации направляют на дегазацию и отделение водной или водно-метанольной фазы в первый трехфазный разделитель 11, из которого выделившийся газ подают на вход в низкотемпературный сепаратор 10, а конденсат нагревают в третьем рекуперативном теплообменнике 6 и кубовом подогревателе 14, после чего направляют в нижнюю сепарационную часть ректификационной колонны 15. Конденсат низкотемпературной сепарации нагревают в теплообменнике 5 и подвергают дегазации и отделению водно-метанольной фазы во втором трехфазном разделителе 12, после чего конденсат подают в ректификационную колонну 15 в качестве орошения. Газ из ректификационной колонны 15 и газ дегазации из второго трехфазного разделителя 12 компримируют в узле компримирования 16 и смешивают с газом низкотемпературной сепарации. Конденсат из ректификационной колонны 15 охлаждают в третьем рекуперативном теплообменнике 6 и втором аппарате воздушного охлаждения 8 и направляют на отделение водно-метанольной фазы в третий трехфазный разделитель 13, дожимают и подают в трубопровод продуктового конденсата 41. Обеспечивается расширение функциональных возможностей, снижение энергетических затрат, а также повышение эксплуатационной надежности работы установки. 5 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ низкотемпературной подготовки природного газа и извлечения нестабильного углеводородного конденсата из пластового газа, включающий первичную сепарацию жидкости из входного потока, добавление метанола в газ первичной сепарации, охлаждение полученного потока в аппарате воздушного охлаждения и в параллельно расположенных первом и втором рекуперативных теплообменниках, последующее охлаждение газа в узле редуцирования и рекуперации холода, и низкотемпературную сепарацию, при этом газ низкотемпературной сепарации нагревают в первом рекуперативном теплообменнике и в узле редуцирования и рекуперации холода, после чего направляют в трубопровод продуктового газа, конденсат первичной сепарации направляют на дегазацию и отделение водной или водно-метанольной фазы в первый трехфазный разделитель, из которого выделившийся газ подают на вход в низкотемпературный сепаратор, а конденсат нагревают в третьем рекуперативном теплообменнике и кубовом подогревателе, после чего направляют в нижнюю сепарационную часть ректификационной колонны, конденсат низкотемпературной сепарации нагревают во втором рекуперативном теплообменнике и подвергают дегазации и отделению водно-метанольной фазы во втором трехфазном разделителе, после чего конденсат подают в ректификационную колонну в качестве орошения, газ из ректификационной колонны и газ дегазации из второго трехфазного разделителя компримируют в узле компримирования, смешивают с газом низкотемпературной сепарации в узле редуцирования и рекуперации холода и направляют в трубопровод продуктового газа, а конденсат из ректификационной колонны охлаждают в третьем рекуперативном теплообменнике и втором аппарате воздушного охлаждения, после чего направляют на отделение водно-метанольной фазы в третий трехфазный разделитель, дожимают насосом и подают в трубопровод продуктового конденсата.

2. Способ низкотемпературной подготовки природного газа и извлечения нестабильного углеводородного конденсата из пластового газа, включающий первичную сепарацию жидкости из входного потока, добавление метанола в газ первичной сепарации, охлаждение полученного потока в аппарате воздушного охлаждения и в первом рекуперативном теплообменнике, последующее охлаждение газа в узле редуцирования и рекуперации холода и низкотемпературную сепарацию, при этом газ низкотемпературной сепарации нагревают в первом рекуперативном теплообменнике и в узле редуцирования и рекуперации холода, после чего направляют в трубопровод продуктового газа, конденсат первичной сепарации направляют на дегазацию и отделение водной или водно-метанольной фазы в первый трехфазный разделитель, из которого выделившийся газ подают на вход в низкотемпературный сепаратор, а конденсат нагревают в третьем рекуперативном теплообменнике и кубовом подогревателе, после чего конденсат направляют в нижнюю сепарационную часть ректификационной колонны, конденсат низкотемпературной сепарации нагревают во втором рекуперативном теплообменнике и подвергают дегазации и отделению водно-метанольной фазы во втором трехфазном разделителе, после чего конденсат подают в ректификационную колонну в качестве орошения, газ из ректификационной колонны и газ дегазации из второго трехфазного разделителя компримируют в узле компримирования, смешивают с газом низкотемпературной сепарации в узле редуцирования и рекуперации холода и направляют в трубопровод продуктового газа, а конденсат из ректификационной колонны охлаждают в третьем рекуперативном теплообменнике, втором аппарате воздушного охлаждения и втором рекуперативном теплообменнике, после чего направляют на отделение водно-метанольной фазы в третий трехфазный разделитель, дожимают насосом и подают в трубопровод продуктового конденсата.

3. Способ низкотемпературной подготовки природного газа и извлечения нестабильного углеводородного конденсата из пластового газа, включающий первичную сепарацию жидкости из входного потока, добавление метанола в газ первичной сепарации, охлаждение полученного потока в аппарате воздушного охлаждения и в первом рекуперативном теплообменнике, последующее охлаждение в узле редуцирования и рекуперации холода, и низкотемпературную сепарацию, при этом газ низкотемпературной сепарации нагревают в первом рекуперативном теплообменнике и в узле редуцирования и рекуперации холода, после чего его направляют в трубопровод продуктового газа, конденсат первичной сепарации направляют на дегазацию и отделение водной или водно-метанольной фазы в первый трехфазный разделитель, из которого выделившийся газ подают на вход в низкотемпературный сепаратор, конденсат низкотемпературной сепарации подвергают дегазации и отделению водно-метанольной фазы во втором трехфазном разделителе, из которого конденсат совместно с конденсатом из первого трехфазного разделителя направляют на дегазацию и отделение водно-метанольной фазы в третий трехфазный разделитель, конденсат из третьего трехфазного разделителя дожимают насосом и подают в трубопровод продуктового конденсата, газ, выделившийся из второго и третьего трехфазных разделителей, компримируют в узле компримирования, скомпримированный газ смешивают с газом низкотемпературной сепарации в узле редуцирования и рекуперации холода и направляют в трубопровод продуктового газа.

4. Способ низкотемпературной подготовки природного газа и извлечения нестабильного углеводородного конденсата из пластового газа, включающий первичную сепарацию жидкости из входного потока, добавление метанола в газ первичной сепарации, охлаждение полученного потока в аппарате воздушного охлаждения и в параллельно расположенных первом и втором рекуперативных теплообменниках, последующее охлаждение в узле редуцирования и рекуперации холода, и низкотемпературную сепарацию, при этом газ низкотемпературной сепарации нагревают в первом рекуперативном теплообменнике и в узле редуцирования и рекуперации холода, после чего его направляют в трубопровод продуктового газа, конденсат первичной сепарации направляют на дегазацию и отделение водной или водно-метанольной фазы в первый трехфазный разделитель, из которого выделившийся газ подают на вход в низкотемпературный сепаратор, конденсат низкотемпературной сепарации подвергают дегазации и отделению водно- метанольной фазы во втором трехфазном разделителе, после чего конденсат нагревают во втором рекуперативном теплообменнике и направляют совместно с конденсатом из первого трехфазного разделителя на дегазацию и отделение водно-метанольной фазы в третий трехфазный разделитель, конденсат из третьего трехфазного разделителя дожимают насосом и подают в трубопровод продуктового конденсата, газ, выделившийся из второго и третьего трехфазных разделителей, компримируют в узле компримирования, скомпримированный газ смешивают с газом низкотемпературной сепарации в узле редуцирования и рекуперации холода и направляют в трубопровод продуктового газа.

5. Установка низкотемпературной подготовки природного газа и извлечения нестабильного углеводородного конденсата из пластового газа, состоящая из первичного сепаратора, узла подачи метанола, первого, второго и третьего рекуперативных теплообменников, аппаратов воздушного охлаждения, узла редуцирования и рекуперации холода, низкотемпературного сепаратора, первого, второго и третьего трехфазных разделителей, насоса, кубового подогревателя, ректификационной колонны, узла компримирования и вентилей, причем на трубопроводе выхода газа первичного сепаратора установлены последовательно узел подачи метанола, аппарат воздушного охлаждения газа, выход которого соединен трубопроводом с первым входом первого рекуперативного теплообменника, а также трубопроводом, снабженным первым вентилем с первым входом второго рекуперативного теплообменника, первый выход первого рекуперативного теплообменника соединен трубопроводом через узел редуцирования и рекуперации холода с входом низкотемпературного сепаратора, выход конденсата первичного сепаратора соединен трубопроводом с первым трехфазным разделителем, выход газа дегазации из первого трехфазного разделителя соединен трубопроводом с входом низкотемпературного сепаратора, а выход конденсата из первого трехфазного разделителя соединен трубопроводом, снабженным вторым вентилем, с первым входом третьего рекуперативного теплообменника, при этом перед вторым вентилем установлен отвод конденсата на третий трехфазный разделитель, снабженный третьим вентилем, первый выход третьего рекуперативного теплообменника соединен трубопроводом последовательно с кубовым подогревателем и нижней сепарационной частью ректификационной колонны, первый выход второго рекуперативного теплообменника соединен трубопроводом, снабженным четвертым вентилем, с первым выходом первого рекуперативного теплообменника, а также соединен с трубопроводом, снабженным пятым вентилем, с отводом конденсата на третий трехфазный разделитель, после третьего вентиля, выход газа низкотемпературного сепаратора соединен трубопроводом со вторым входом первого рекуперативного теплообменника, второй выход которого соединен трубопроводом через узел редуцирования и рекуперации холода с трубопроводом продуктового газа, выход конденсата низкотемпературного сепаратора соединен трубопроводом, снабженным шестым вентилем, с входом второго трехфазного разделителя и трубопроводом, снабженным седьмым вентилем, со вторым входом второго рекуперативного теплообменника, второй выход которого соединен трубопроводом, снабженным восьмым вентилем, с входом второго трехфазного разделителя, а также соединен трубопроводом, снабженным девятым вентилем, с трубопроводом выхода конденсата из первого трехфазного разделителя перед вторым вентилем, выход конденсата из второго трехфазного разделителя соединен трубопроводом, снабженным десятым вентилем, с верхней сепарационной частью ректификационной колонны, а также соединен трубопроводом, снабженным одиннадцатым и двенадцатым вентилями, с трубопроводом, соединяющим второй выход второго рекуперативного теплообменника с трубопроводом выхода конденсата из первого трехфазного разделителя, при этом трубопровод выхода конденсата из второго трехфазного разделителя, после одиннадцатого вентиля, соединен трубопроводом, снабженным тринадцатым вентилем, с трубопроводом, соединяющим выход конденсата низкотемпературного сепаратора со вторым входом второго рекуперативного теплообменника, после седьмого вентиля, выход газа ректификационной колонны соединен трубопроводом с узлом компримирования, выход которого соединен трубопроводом через узел редуцирования и рекуперации холода с трубопроводом продуктового газа, выход конденсата ректификационной колонны соединен трубопроводом со вторым входом третьего рекуперативного теплообменника, второй выход которого соединен через аппарат воздушного охлаждения конденсата и четырнадцатый вентиль с первым входом второго рекуперативного теплообменника, причем между аппаратом воздушного охлаждения конденсата и четырнадцатым вентилем установлен отвод конденсата, снабженный пятнадцатым вентилем и соединенный с отводом конденсата на третий трехфазный разделитель после третьего вентиля, выходы газа дегазации из второго и третьего трехфазных разделителей соединены с трубопроводом, соединяющим выход газа ректификационной колонны с узлом компримирования, трубопроводы выхода водно-метанольной фазы из второго и третьего разделителей соединены с трубопроводом подачи водно-метанольной фазы на установку регенерации метанола, при этом на трубопроводе продуктового конденсата из третьего трехфазного разделителя установлен насос.