Спосіб підготовки природного газу до транспортування

1 Спосіб підготовки природного газу до транспортування, що включає його багатоступене ву сепарацію під тиском з отриманням газового конденсату, рекуперативний теплообмін й обробку абсорбентом, який відрізняється тим, що як абсорбент використовують стабілізований газовий конденсат, що отриманий у вичерпній секції дебутанізатора, при цьому абсорбент вводять в потік природного газу перед кожним сепаратором основних ступенів сепарації 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що абсорбент вводять в КІЛЬКОСТІ 10-100г на 1м 3 природного газу Корисна модель стосується сфери переробки природного газу і підготовки його до транспортування Корисна модель може бути використана на установках комплексної підготовки газу при експлуатації газоконденсатних покладів і родовищ, а також в аналогічних процесах у нафтопереробці і потік природного газу перед сепаратором (термодинамічне обмеження) Найбільш близьким до технічного рішення що заявляється, є відомий спосіб підготовки природного газа до транспортування, що включає його багатоступеневу сепарацію під тиском з отриманням газового конденсату, рекуперативний теплообмін й обробку абсорбентом (а с СРСР № 1160209, МПК F 25 J 3/02, опубл 07 06 1985р) При цьому, на першому ступені сепарації підтримують температуру в межах 50-70°С, а на другому ступені сепарації в межах 15-25°С Як абсорбент використовують газовий конденсат, що отриманий на першій стадії сепарації Недоліком даного способу є низька якість підготовки газу до транспортування внаслідок низького рівня вилучення ПБФ при температурах 50-70°С на першому ступені сепарації і 15-25°С на другому, через високу температуру проведення процесу ПБФ, що містяться в природному газі ускладнюють його транспортування магістральними газопроводами, тому що мають тенденцію до скупчування в знижених місцях Другим недоліком відомого способу є неможливість його застосування при низьких температурах (від 0сС до - 60°С) внаслідок того, що волога і вуглеводні конденсату, які вводиться в природний газ, приймають участь в пдратоутворенні при низьких температурах Метою корисної моделі є підвищення якості підготовки природного газу до транспортування шляхом збільшення рівня вилучення ПБФ при під нафтохімії Відомий спосіб підготовки природного газа до транспортування, що включає його багатоступеневу сепарацію під тиском, рекуперативний теплообмін й обробку абсорбентом (Широковский А И Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений - М Недра, 1987 -с242) Рекуперативний теплообмін проводиться при температурі -15 - -70°С Відомий спосіб підготовки природного газа до транспортування, що включає його багатоступеневу сепарацію під тиском з отриманням газового конденсату, рекуперативний теплообмін й обробку абсорбентом (а с СРСР № 767474, МПК F25J3/02, опубл 30 09 1980 р ) Як абсорбент використовують газовий конденсат отриманий під час попередньої сепарації та легко-киплячі компоненти що виділяються в ректифікаційній колоні Недоліком вищенаведених способів є неможливість глибокого вилучення пропан-бутанових фракцій (ПБФ) з природного і нафтового газів внаслідок обмеження їх переходу в рідку фазу за умовами фазової рівноваги в сепараторах, оскільки вуглеводні (СзН8 і С4Н10), що складають ПБФ, знаходяться в газовому конденсаті, який вводять в о ю а> 5019 готовці природного газу до транспортування Поставлена мета досягається тим, що у відомому способі підготовки природного газа до транспортування, який включає його багатоступеневу сепарацію під тиском з отриманням газового конденсату, рекуперативний теплообмін й обробку абсорбентом, згідно з запропонованим технічним рішенням в якості абсорбенту використовують стабілізований газовий конденсат, що отриманий у вичерпній секції дебутанізатора, при цьому абсорбент вводять в потік природного газа перед кожним сепаратором основних ступенів сепарації В одному з можливих варіантів реалізації корисної моделі абсорбент вводять в КІЛЬКОСТІ 10-100 г на 1 м 3 природного газа Технічним результатом є підвищення якості підготовки газу до транспортування шляхом підвищення рівня вилучення ПБФ із природного газу за рахунок використання як абсорбенту стабілізованого газового конденсату, отриманого у вичерпній секції дебутанізатора, та введення його в потік природного газу перед кожним сепаратором основних ступенів сепарації У свою чергу вилучені з природного газу ПБФ є сировиною для виробництва моторних палив, таким чином, запропонований спосіб дозволяє розширити сировинну базу паливної промисловості Можливість здійснення способу підтверджується наступними висновками фундаментальної теорії фазової рівноваги легких вуглеводнів Відома система рівнянь фазової рівноваги 1=1 |=1 Де, Zi, ж,, у, - вміст і — того компонента у ВИХІДНІЙ газовій чи рідкій суміші, у рідкій і газовій рівноважних фазах, ВІДПОВІДНО, к, - константа фазової рівноваги і - того компонента, є - мольна частка конденсату, що виділився, залежна від залишкового змісту вуглеводнів Сз+вищі в газорідинній суміші, що надходить у низькотемпературний сепаратор З рівняння (1) витікає, що за інших рівних умов, чім більше є, тим менше концентрація/ і-того компонента в рівноважній газовій фазі (тобто в сухому газі) ВІДПОВІДНО ДО способу, що заявляється, збільшення ступеня вилучення вуглеводнів Сзвищі досягають тим, що з метою збільшення мольної частки ПБФ, у потік охолодженого газу вводять стабілізований газовий конденсат отриманий у вичерпній секції дебутанізатора 3 рівняння (1) витікає висновок • k izi 0 (3) при е»к,, у, ~ -иТобто, мольна концентрація компонентів, які е конденсуються і залишаються в газовій фазі після попередньої сепарації, тим менше, чим більше мольна частка рівноважної рідкої фази є Технологічно штучне збільшення мольної частки рівноважної рідкої фази в кожному сепараторі досягається тим, що в газовий потік перед сепараторами основних ступенів додають рідкі вуглеводні, які не містять ПБФ Такими рідкими вуглеводнями є стабілізований газовий конденсат отриманий у вичерпній секції дебутанізатора На фіг наведена технологічна схема, що необхідна для реалізації способу На схемі позиціями позначені 1 - попередній сепаратор, 2 - сепаратор першого ступеню, 3 - сепаратор другого ступеню, 4 - редукуючий пристрій, 5 - рекуперативний газовий теплообмінник, 6 - рекуперативний теплообмінник " флегм атизатор - нестабільний конденсат", 7 блок стабілізації конденсату, до складу якого входить дебутанізатор Зі свердловини (на схемі не показана) природний газ надходить у попередній сепаратор 1, де від нього відокремлюють важкі вуглеводні у вигляді нестабільного газового конденсату і пластову воду з механічними домішками Нестабільний газовий конденсат з направляють в блок стабілізації конденсату 7 Газ із сепаратора 1 охолоджують у рекуперативному теплообміннику 5 за рахунок нагрівання сухого газу із сепаратора 3, що подають в магістральний газопровід (на схемі не показаний) В охолоджений газ перед сепаратором 2 додають абсорбент, яким є стабілізований газовий конденсат, охолоджений у рекуперативному теплообміннику 6 за рахунок нагрівання нестабільного конденсату із сепаратора 3 Після сепаратора 2 тиск газу знижують у редукуючому пристрої 4 При зниженні тиску температура газу знижується Охолодження газу супроводжується конденсацією рідких вуглеводнів що включають пропан, бутан, пентан та більш важкі вуглеводні, які містяться в газі Для збільшення ефекту конденсації перед сепаратором 3 у потік охолодженого газу подають абсорбент Із сепаратора 3 сухий газ подають у рекуперативний теплообмінник 6 і далі в магістральний газопровід Нестабільний газовий конденсат із сепаратора 3 підігрівають у рекуперативному теплообміннику 6 і подають у блок стабілізації конденсату 7 В блоці стабілізації конденсату 7 одержують пропан-бутанову фракцію у вигляді зрідженого вуглеводневого газу та стабілізований газовий конденсат, який частково використовують як абсорбент Приклад У природний газ отриманий з трьох різних родовищ (таблиця 1) в процесі підготовки при різних тисках та температурах (таблиця 2) перед сепараторами основних ступенів в потік газу додають стабілізований газовий конденсат в КІЛЬКОСТІ f/, г/м) Як можна бачити, в усіх випадках використання заявленого способу підвищується ступінь вилучення ПБФ з природного газу, за рахунок чого підвищується ЯКІСТЬ ЙОГО ПІДГОТОВКИ ДО транспортування 5019 Таблиця 1 Сполука Азот Метан Етан Пропан ізо-Бутан н-Бутан нео-Пентан ізо-Пентан н-Пентан Гексан+вищі Всього Таблиця 2 Додано Вилучено пропан-бутанових фракцій, g Природ- Природ- Природний газ 3 ний газ 1 ний газ 2 об% об% об% 2,441 2,508 2,634 90,785 93,085 91,305 3,259 3,281 3,037 0,504 2,015 2,157 0,247 0,354 0,127 0,338 0,347 0,176 0,019 0,02 0010 0,141 0,345 0,068 0,367 0 088 0,163 0,049 0,08 0 049 100,000 100,000 100,000 Природний газ 1 L/V, г/нм3 10 20 І_о 100 Природний Природний газ газ 2 3 Р, t,° Р, Р, г/нм МП С МП t,°C 3 МП t,°C 3 г/нм г/нм3 а а а 2,0 -40 31,4 6,0 20 27,5 6,0 40 15,8 5 8 11,5 24 0 13,1 7 5 8,9 11,4 18,5 146 10,6 природний гаї її свердловини даний ком іенсат ФІГ. Комп'ютерна верстка М Клюкін Підписне Тираж 37 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1 м Київ-42, 01601