Спосіб підготовки вуглеводневої продукції газоконденсатного родовища до транспортування

Спосіб підготовки вуглеводневої продукції газоконденсатного родовища до транспортування, який включає подачу пластового газу на сепарацію, виділення пластової води, конденсату та газу, охолоджування газу, низькотемпературну абсорбцію фракції пропан-бутану і більш важких вуглеводнів знежиреним абсорбентом, регенерацію абсорбента з відпарюванням абсорбованих вуглеводнів, який відрізняється тим, що абсорбент додатково вводять у потік газу між пристроєм охолодження та абсорбером порціями через спеціальні пристрої, які розташовані на певних відстанях уздовж потоку газу і їх кількість складає не менше двох, а відпарені метан і етан, які розчинені в абсорбенті, повертають в газовий потік на вхід компресорних агрегатів. Винахід стосується до газової та нафтової промисловості і може бути використаний при розробці газоконденсатних родовищ, зокрема при підготовці до транспортування і використання вуглеводневої сировини, в тому числі при зниженні пластових і робочих тисків свердловин. Відомий спосіб низькотемпературної сепарації і підготовки вуглеводневої газової суміші до транспортування, який полягає в тому, що видобутий з свердловин пластовий газ сепарують для відділення механічних домішок, води і газового конденсату, які знаходяться в рідкому стані. Далі газовий потік охолоджують за допомогою дросель-ефекту та рекуперативних теплообмінників, за рахунок чого додатково виділяється газовий конденсат, який уловлюється в сепараторах другого ступеня. Для підвищення ступеню вилучення газового конденсату з вуглеводневої суміші перед рекуперативним теплообмінником в газовий потік подають абсорбент. В якості абсорбенту використовують відсепарований газовий конденсат [1]. Недоліком цього способу є невисокий ступінь вилучення фракцій пропану, бутану та більш важких вуглеводнів, а також погіршення ефективності процесу по мірі виснаження родовища та зниження пластових тисків. Відомий також спосіб підготовки вуглеводневої суміші до транспортування, який включає сепарацію пластового газу, відділення пластової води, конденсату, охолодження за рахунок дросельефекту рекуперативними теплообмінниками, сепарацію охолодженого газу. Вилучен у рідку вуглеводневу фазу стабілізують і частково відводять на переробку, а частин у стабільного конденсату, що являє собою суміш легких вуглеводнів, використовують як абсорбент і подають його на вхід рекуперативного теплообмінника після сепаратора першого ступеня [2]. Недоліком способу є низька ступінь видобутку пропану, бутану і більш важких вуглеводнів при розробці родовищ і неефективність його використання при падінні тиску в гирлі видобувних свердловин. (19) UA (11) 85623 (13) (21) a200705447 (22) 18.05.2007 (24) 10.02.2009 (46) 10.02.2009, Бюл.№ 3, 2009 р. (72) ФЕСЕНКО ЮРІЙ ЛЕОНІДОВИЧ, UA, БАКУЛІН ЄВГЕН МИКОЛАЙОВИЧ, U A, ЯВОРСЬКИЙ МИХАЙЛО МИКОЛАЙОВИЧ, U A, БОСОВ ГЕННАДІЙ ПАВЛОВИЧ, UA, ФЕЩЕНКО МИКОЛА ІВАНОВИЧ, UA, СВІТЛИЦЬКИЙ ВІКТОР МИ ХАЙЛОВИЧ, UA, КИСЕЛЬОВА СВІТЛАН А ОЛЕКСІЇВНА, U A (73) ФЕСЕНКО ЮРІЙ ЛЕОНІДОВИЧ, UA, БАКУЛІН ЄВГЕН МИКОЛАЙОВИЧ, U A, ЯВОРСЬКИЙ МИХАЙЛО МИКОЛАЙОВИЧ, U A, БОСОВ ГЕННАДІЙ ПАВЛОВИЧ, UA, ФЕЩЕНКО МИКОЛА ІВАНОВИЧ, UA, СВІТЛИЦЬКИЙ ВІКТОР МИ ХАЙЛОВИЧ, UA, КИСЕЛЬОВА СВІТЛАН А ОЛЕКСІЇВНА, U A (56) UA 46371, С2, 16.08.2004 UA 14834, U, 15.05.2006 SU 593720, 25.02.78 C2 1 3 85623 Найбільш близьким до пропонуємого винаходу є спосіб підготовки продукції газоконденсатного родовища до транспортування, який включає подачу пластового газу на сепарацію, відділення пластової води, конденсату та газу, о холодження газу, подачу газу в низькотемпературний абсорбер та зворотним потоком на рекуперацію і його відведення споживачеві. Суть цього способу полягає в тому, що з охолодженого газу в абсорбері шляхом низькотемпературної абсорбції з газу вилучають пропан, бутан і більш важкі вуглеводні пісним абсорбентом, який отримують регенерацією суміші потоків насиченого абсорбенту з абсорбера і нестабільного конденсату з сепараторів [3]. Недоліком цього способу є погіршення ефективності процесу при зниженні пластових тисків в процесі розробки родовища; необхідність встановлення додаткового випарника і стороннього холодильного циклу; велика кількість циркуляції абсорбенту (до 300г/м 3 газу) І значні його втрати; вилучення з технологічного потоку і втратам значної кількості фракцій метану і етану, які розчиняються в абсорбенті; великі енергетичні витрати паливно-енергетичних ресурсів (паливний газ, електроенергія). Задачею винаходу є вдосконалення способу за рахунок збільшення вилучення пропану, бутану і більш важких вуглеводнів за меншої кількості циркуляції абсорбенту, зменшення втрат фракцій метану і етану, які розчиняються в абсорбенті і вилучаються з технологічного потоку, зниження витрат паливного газу та електроенергії, відсутність необхідності впровадження додаткового холодильного циклу, підтримання ефективності технології на протязі всього періоду розробки газоконденсатного родовища. Поставлена задача вирішується тим, що у способі підготовки вуглеводневої продукції газоконденсатного родовища до транспортування, який включає подачу пластового газу на сепарацію, виділення пластової води, конденсату та газу, охолоджування газу, низькотемпературну абсорбцію фракції пропан-бутану і більш важких вуглеводнів знежиреним абсорбентом, регенерацію абсорбента з відпарюванням абсорбованих вуглеводнів, згідно з винаходом, у потік газу між пристроєм охолодження та абсорбером додатково вводять абсорбент порціями через спеціальні пристрої, які розташовані на певних відстанях уздовж потоку газу і їх кількість складає не менше двох, а відпарені метан і етан, які розчинені в абсорбенті, повертаються в газовий потік на вхід компресорних агрегатів або на власні потреби технологічного циклу. На Фіг.1 наведено принципово-технологічну схему реалізації способу. Сирий газ 1 з родовища поступає на компресор 2 та дожимається до робочого тиску. Після компресора 2 стиснений до робочого тиску сирий газ поступає на повітряний охолоджувач 3 і далі на рекуперативний теплообмінник 4 для охолодження. Для повного охолодження сирий газ після сепаратора 5 спрямовують у турбодетандер 6. Після турбодетандера 6 сирий газ відводиться у сепаратор-абсорбер 7. На шляху від турбодетандера 6 4 до сепаратора-абсорбера 7 сирий газ попередньо насичують абсорбентом через форсунки впорскування абсорбенту 8. У сепараторі-абсорбері 7 з охолодженого газу витягують фракцію С 2+ (етан, пропан, бутан і вищі). З верхньої частини сепаратора-абсорбера 7 сухий газ 9 направляють через рекуперативний теплообмінник 4 і компресор детандера споживачу. З нижньої частини сепаратора-абсорбера 7 потік насиченого абсорбенту 11 через рекуперативний теплообмінник 10 направляють у деетанізатор 12, де з верхньої його частини потік газу дегазації 13 (метан та етан) відводять на вхід компресора 2 або на власні потреби промислу. З нижньої частини деетанізатора 12 потік насиченого абсорбенту направляють у дебутанізатор 14, де з верхньої його частини потік пропанбутанової фракції 15 відводиться споживачу. З нижньої частини дебутанізатора 14 потік регенерованого абсорбенту 16 (деетанпропанбутанізований конденсат) насосом 17 направляється через рекуперативний теплообмінник 10 у сепараторабсорбер 7 та на форсунки впорскування абсорбенту 8. Надлишок абсорбенту (деетанпропанбутанізований конденсат) потоком 18 відводиться споживачу. Реалізація способу особливо ефективна при температурі процесу абсорбції мінус 55 ¸ 60°С. Це дозволяє як абсорбент використовувати у невеликій кількості легку фракцію конденсату з молекулярною масою 85 н-90, що входить до складу сировинного газу на вході в компресор. Абсорбент (деетанпропанбутанізований конденсат) отримують в колоні дебутанізації при температурі куба колони 160 ¸ 175°С. В результаті відсутня необхідність в додаткових те хнологічних блоках регенерації абсорбенту. Дана те хнологія ефективна для підготовки та переробки газу з любим вмістом пропан-бутанів, в тому числі і дуже „сухого" з вмістом пропану менше 1% об. Ступень вилучення бутанової фракції складає 90% мас. при незначних питомих витратах абсорбенту (50г/м газу), а ступень вилучення пропану досягає 90% при витратах абсорбенту 100г/м газу. На Фіг.2 приведена залежність степеня вилучення компонентів С 1-С4 з газу в залежності від температури процесу при питомих витрата х абсорбенту 48г/м 3 газу. На фіг.3 приведена залежність степеня вилучення компонентів С 1-С4 з газу в залежності від кількості абсорбенту при температурі процесу мінус 54°С і тиску 3,5МПа. Ці залежності побудовані для дуже „сухого" газу з вмістом пропану 0,85% об. Для газу з високим вмістом пропанбутанової фракції ступень вилучення буде вищою. Необхідна ступень вилучення пропан-бутанової фракції визначається на основі оптимізаційних технологічних розрахунків з урахуванням економічних показників. За пропонованим способом (Фіг.1) були виконані оптимізаційні технологічні розрахунки підготовки газу до транспорту на КС „Хрести ще". Вміст пропану в сировинному газі складає 0,85% об., бутанів - 0,30% об. Продуктивність по сировинному газу - 10млн.ст.м 3/добу. 5 85623 В табл.1 приведені результати розрахунку технологічного процесу підготовки газу на КС „Хрестище". Джерела інформації: 1. «Спосіб підготовки газоконденсатної суміші до транспортування», патент РФ №2128772, МПК6 Е21В43/34, публ. 10.04.99p. 6 2. «Спосіб підготовки газоконденсатної суміші до транспорту», патент РФ №2144610, МПК7 Е21В43/00, публ. 20.01.2000p. 3. «Спосіб підготовки продукції газоконденсатного родовища до транспорту», патент України №46371 А, МПК7 Е21В43/18, публ. 12.05.2002р. Табл. 1 Найменування потоку 9 3,50 -54 11 3,20 35 13 2,11 -30 15 1,50 40 16 3,80 40 Деетан пропанбутанізо ваний конденсат 18 1,30 40 1,000000 0,072150 1,000000 0,000000 0,000000 0,000000 0,000000 0,000000 кг/год. 7527,01 258014,39 1922,81 19173,94 1697,75 42,61 53,83 2,42 160,57 120,66 143,62 69,81 37,88 7,60 3,50 513,66 1794,19 542,56 17106,55 289476,53 411342,43 16,92 40,43 100900000 0,927850 0,000000 кг/год. 4,29 2145,32 115,67 3718,96 5047,58 1241,68 1906,47 57,50 2664,72 2596,24 7667,01 6241,23 3433,15 1704,32 37,52 0,82 8195,73 24364,17 698,40 38582,51 16789,18 55,25 266,83 1219400 0,000000 0,000000 кг/год. 4,29 2145,51 115,64 3438,09 221,49 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,10 0,14 221,50 0,00 255,90 5925,17 6152,04 23,15 29,78 1913800 1,000000 0,000000 кг/год. 0,00 0,00 0,02 280,54 4824,96 1208,37 1679,84 30,10 122,83 27,73 0,10 0,00 0,00 0,00 6,53 0,66 7713,17 180,76 171,20 8181,69 4115,75 47,79 492,94 68757 1,000000 0,000000 кг/год. 0,00 0,00 0,00 0,00 1,03 27,21 185,25 22,40 2077,23 2098,64 6264,79 5100,08 2805,12 1392,91 25,34 0,00 213,49 19761,17 221,70 20000,00 5328,95 90,22 650,81 -131710 1,000000 0,000000 кг/год. 0,00 0,00 0,00 0,00 0,23 6,09 41,38 5,00 465,66 475,87 1422,12 1161,15 634,03 325,41 5,54 0,00 47,70 4489,24 50,25 4542,78 1208,50 90,30 648,52 -39909 сухий газ в насичений газ дегаза- пропансирий газ бутанова газопровід абсорбент ції фракція Номер потоку 1 Тиск, МПа 5,50 Температура, °С 45 Доля, моль/моль: 1,000000 газу(пари) конденсату (нафти) 0,000000 водного розчину 0,000000 Компоненти кг/год. Азот 7527,01 Метан 258014,20 Діоксид углероду 1922,84 Етан 19454,81 Пропан 6522,94 ізо-Бутан 1257,07 н-Бутан 1775,05 нео-Пентан 37,52 ізо-Пентан 749,06 н-Пентан 624,26 н-Гексан 1565,84 н-Гептан 1230,96 н-Октан 671,91 н-Нонан 333,01 Метанол 0,00 Вода 514,34 Сума С 3+С4 9555,06 Сума С 5+ 5212,56 Витрата кмоль/год. 17328,00 кг/год. 302201,00 ст.м 3/год. 416666,60 Мол. маса 17,44 Густина, кг/м 3 39,49 Ентальпія, МДж/год 172760000 Регенеро ваний абсорбент 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85623 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601