Способ отделения природного газа от влаги и тяжелых углеводородов Советский патент 1987 года по МПК F25J3/08 

Изобретение относится к области подготовки газа к транспорту, более конкретно к способу отделения газа от влаги и тяжелых углеводородов в пвдэемных резервуарах и может быть использовано в системе организаций министерства газовой промышленности при разрггботке и эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений.

Целью изобретения является повышение экономичности способа в период падения пластового давления.

На чертеже дана технологическая схема,реализующая предлагаемый способ.

Технологическая схема отделения природного газа включает подземный резервуар 1, отводящую колонну 2,рабочие колонны 3 и 4 скважины, меж- трубье 5 и 6 колонн, сырой природный газ 7, линию 8 подачи абсорбента коллектор 9 ввода абсорбента в поток газа, фильтр-сепаратор 10, сборник 11 отработанного абсорбента,регенератор 12 абсорбента,насос 13, трубопровод 14 регенерированного абсорбента.

Способ реализуется следуюш.им образом.

Природный газ по межтрубью 6 подают в подземный резервуар 1.На входе в резервуар газ дросселируют.Подземный резервуар 1 работает и как сепаратор, и как низкотемпературный сепаратор в период, когда давление газа в пласте достаточно велико. Отсе-

10

15

Скорость потока газа в отводящей колонне поддерживают равной 15 - 45 м/с, используя любые известные приемы и средства или их совокупност Например при достижении нижнего предела скорости отходящего потока к сепаратору могут подключаться новые скважины или осуществляется замена используемой колонны колонной меньшего диаметра, либо используются оба приема. В тех случаях, когда ско рость потока превышает 45 м/с, может осушествляться либо замена колонны на колонну большего диаметра, либо, регулирование расхода заслонками на входе или выходе из сепаратора или дросселем, или одновременное исполь зование совокупности перечисленных средств и приемов.

Далее осуществляются извлечение абсорбента из газа в фильтре-сепараторе 10 и сбор отработанного абсорбента в сборник 11,регенерация абсор 25 бента в регенераторе 12, подача регенерированного абсорбента по трубопроводу 14 насосом 13 в межтрубье 5 колонн (или в колонну).

Используемый термин тяжелые углеводороды означает углеводороды с чис лом атомов углерода в молекуле,равным или большим пяти.

Выражение точка росы влаги и тяже лых углеводородов используется для указания предельно допустимого содер жания влаги и тяжелых углеводородов в газе, KOTopord действующими стандартами устанавливается из условия безгидратной транспортировки га

20

30

35

45

.парированный газ отводят либо по меж- 40 за по трубопроводам и предотвраще- трубью 5,либо по отдельной колонне. При этом в период падения пластового давления, когда эффекта дросселирования недостаточно для эффективной низкотемператургой сепарации, п.о линии 8 и коллектору 9 вводят абсорбент. По мере снижения пластового давления количество подаваемого абсорбента увеличивается.Количество. абсорбента определяют из условия допустимого содержания в газе влаги и тяжелых углеводородов,т.е. стандартной точки росы, и реально получаемой в подземном сепараторе 1. Абсорбент при скорости потока не. менее 15 м/с увлекается потоком газа, при этом многократно оседая на стенке колонны и срываясь с нее, и выносится на земную поверхность.

50

55

ния накопления в них конденсата с учетом сезонности и макроклиматичес ких зон. В соответствии с существу- щей практикой подготовки и транспортировки газа при установлении требуемых значений точек росы удаляе мых компонентов принимаются во внш.а ние особенность залегания газопроводов, ив частности наличие у них открытых наземных участков.

Скорость восходящего потока газа, в который вводят абсорбент,поддерживают в пределах 15-45 м/с.Применим любой известный способ регулирования скорости газового потока, например установка дросселей и засло нок на входе и выходе из подземного резервуара,подключение к сепаратору одной или группы дополнительных

5

Скорость потока газа в отводящей колонне поддерживают равной 15 - 45 м/с, используя любые известные приемы и средства или их совокупность, Например при достижении нижнего предела скорости отходящего потока к сепаратору могут подключаться новые скважины или осуществляется замена используемой колонны колонной меньшего диаметра, либо используются оба приема. В тех случаях, когда скорость потока превышает 45 м/с, может осушествляться либо замена колонны на колонну большего диаметра, либо, регулирование расхода заслонками на входе или выходе из сепаратора или дросселем, или одновременное использование совокупности перечисленных средств и приемов.

Далее осуществляются извлечение абсорбента из газа в фильтре-сепараторе 10 и сбор отработанного абсорбента в сборник 11,регенерация абсор- 5 бента в регенераторе 12, подача регенерированного абсорбента по трубопроводу 14 насосом 13 в межтрубье 5 колонн (или в колонну).

Используемый термин тяжелые углеводороды означает углеводороды с числом атомов углерода в молекуле,равным или большим пяти.

Выражение точка росы влаги и тяжелых углеводородов используется для указания предельно допустимого содержания влаги и тяжелых углеводородов в газе, KOTopord действующими стандартами устанавливается из условия безгидратной транспортировки га

0

0

5

за по трубопроводам и предотвраще-

ния накопления в них конденсата с учетом сезонности и макроклиматичес- ких зон. В соответствии с существу- щей практикой подготовки и транспортировки газа при установлении требуемых значений точек росы удаляемых компонентов принимаются во внш.а-- ние особенность залегания газопроводов, ив частности наличие у них открытых наземных участков.

Скорость восходящего потока газа, в который вводят абсорбент,поддерживают в пределах 15-45 м/с.Применим любой известный способ регулирования скорости газового потока, например установка дросселей и заслонок на входе и выходе из подземного резервуара,подключение к сепаратору одной или группы дополнительных

скважин,смена колонн на колонны другого диаметра или любое их сочетание.

Нижний предел скорости восходящего потока газа в отводящей колонне, равный 15 м/с, установлен из условия возможности выноса абсорбента вместе с потоком газа на дневную поверхность с целью его регенерации и повторного использования.При скоростях газового потока в колонне ниже указанного предела абсорбент стекает по стенкам колонны в подземный резервуар, смешивается с газовым конденсатом и концентрированными растворами солей и практически безвозвратно теряется.

Верхний предел скоростей восходящего потока, равный 45 м/с, установлен из условия достижения равновесного состояния между абсорбентом и газовым потоком по содержанию влаги и тяжелых углеводородов.Высокая тур- булентност ь газового потока в отводящей колонне, наличие сужений в ви- 25 восходящий поток влажного метана.

де муфт, способствующих срыву жидкостной пленки абсорбента со стенки колонны, и образование капельной взвеси в потоке газа ускоряют интенсивное поглощение влаги и тяжелых углеводородов. При реально возможных глубинах размещения подземного сепаратора и скорости восходящего потока до 45 м/с достигается практически

полное насыщение абсорбента влагой и циркуляции газа в контактной трубе,

углеводородами

Абсорбент вводят в нижнюю часть отводящей рабочей колонны, что позволяет полнее использовать длину колонны в качестве контактного элемента абсорбента и осуществить процесс абсорбции при низких температурах, когда абсорбция протекает наиболее эффективно. Для повышения эффективности процесса отделения влаги и тяжелых углеводородов от природного газа используется энергия, затраченная на понижение температуры газа в низкотемпературном сепараторе.Это позволяет исключить стадию предварительного охлаждения газа перед абсорбцией.

Пример. Экспериментально определены допустимые скорости восходящего потока по колонне скважины из подземного резервуара, при которых абсорбент не сливается в подзем- ньй резервуар и выносится на дневную поверхность. Эксперимент проведен на

40

45

50

55

что соответствует условиям движения газа по трубе длиной 1000 м. Давление газа в системе 65 атм, температура . Хроматографичес- ки определяли содержание воды в три- этиленгликоле.Подачу абсорбента устанавливали из условия достижения точки росы осушенного газа О - (-25) С.

Равновесное содержание воды в абсорбенте при любых возможных стандартных требованиях к точке росы и 100-кратной циркуляции потока достигается при скоростях потока,не превышающих 45 м/с.

Практическое внедрение предлагаемого способа в производство обеспечит требуемую стандартную точку росы по влаге и тяжелым углеводородам природного газа при подготовке его к транспорту в период падения пласто вого давления, что позволяет повысить экономичность процесса.

трубах длиной 10 м, имеющих диаметры 9,1: 15,2; 32,7; 56 мм; в трубу 56мм вводили вставки диаметром 9,1; 15,2; 32,7 мм. С помощью указанных вставок регулировали скорость потока.

Эксперимент проведен с такими жид-, костями,как вода, масло и глицерин, которые обеспечивают изменен.ие вязкости в пределах 1-10 220-10 м / /с...

Скорость полного выноса абсорбента разной природы не зависит от диаметра колонны при значениях последнего выше 10 мм и равна 15 м/с.

Экспериментально определен верхний допустимый предел скорости восходящего газожидкостного потока в отводящей колонне скважины подземного резервуара. Исследования проведены на проточной установке типа реактора идеального смешения.Контактным аппаратом служила труба длиной 10 м и диаметром 56 мм. Снизу в трубу, в

характеризуемого точкой росы Ю С, непрерывно подавали абсорбент-триэти- ленгликоль. Сверху отводили газожидкостную взвесь метана с абсорбентом и пропускали через отделитель абсорбента, компрессор и вновь направляли в трубу. При этом отбор газа и его добавку для компенсации убыли осуществляли из расчета ТОО-кратной

0

5

0

5

что соответствует условиям движения газа по трубе длиной 1000 м. Давление газа в системе 65 атм, температура . Хроматографичес- ки определяли содержание воды в три- этиленгликоле.Подачу абсорбента устанавливали из условия достижения точки росы осушенного газа О - (-25) С.

Равновесное содержание воды в абсорбенте при любых возможных стандартных требованиях к точке росы и 100-кратной циркуляции потока достигается при скоростях потока,не превышающих 45 м/с.

Практическое внедрение предлагаемого способа в производство обеспечит требуемую стандартную точку росы по влаге и тяжелым углеводородам природного газа при подготовке его к транспорту в период падения пласто вого давления, что позволяет повысить экономичность процесса.

Формула и

5 3 о

бре тения

Способ.отделения природного газа от влаги и тяжелых углеводородов, включающий ввод газа в подземный резервуар-сепаратор , низкотемпературную сепарацию газа путем дросселирования и отвод газа вверх по отводящей колонне скважины, о т л и ч а

6

ю щ и и с я тем,что, с целью повьппе- НИН экономичности способа в период падения пластового давления, в нижнюю часть отводящей колонны скважины вводят абсорбент до достижения точки росы влаги и тяжелых углеводородов, при этом скорость газа в отводящей колонне поддерживают в пределах 15-45 м/с.

Изобретение относится к подготовке газа к транспортировке,конкретно к способу отделения газа от влаги и тяжелых углеводородов в подземных резервуарах и позволяет повысить экономичность процесса отделения газа от влаги и тяжелых углеводородов . при падении пластового давления на месторождении. Цель достигается тем, что при подготовке газа к транспортировке одновременно с низкотемпера- турной сепарацией путем дросселирования в нижнюю часть отводящей колонны скважины в поток газа вводят абсорбент в количестве, достаточном для достижения стандартной точки росы по влаге и тяжелым углеводородам, причем скорость газового потока в отводящей колонне°ограничена значениями 15-45 м/с. 1 ил. i (Л оо О1 о NU О1 о

Составитель А,Никитин Редактор Л.Гратилло Техред М.Ходанич

Заказ 5247/38 Тираж 476

ВНИИПИ Государственного комитета; СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Н.Король

Подписное