способ промысловой подготовки газоконденсатного флюида и деэтанизации конденсата

Формула изобретения

Способ промысловой подготовки газоконденсатного флюида и деэтанизации конденсата, включающий двухступенчатую сепарацию газа со входной и низкотемпературной ступенью сепарации, фазовое разделение конденсата входной и низкотемпературной ступени сепарации, дегазацию конденсата и деэтанизацию конденсата в отпарной ректификационной колонне, отличающийся тем, что весь конденсат входной ступени сепарации после предварительной дегазации и подогрева в рекуперативном теплообменнике подают в среднюю часть отпарной ректификационной колонны в качестве питания, конденсат низкотемпературной ступени сепарации разделяют на два потока, первый подают в верхнюю часть отпарной ректификационной колонны в качестве орошения, а второй в дегазатор, регулировку технологического режима и состава продуктов деэтанизации в зависимости от выходов и составов конденсата входной и низкотемпературной ступеней сепарации осуществляют изменением объемов потоков, исходя из соотношения 0<V₂/V ₁<1, где V₁ - объем потока конденсата низкотемпературной ступени сепарации в верхнюю часть отпарной ректификационной колонны, V₂ - объем потока конденсата низкотемпературной ступени сепарации на вход дегазатора, второй поток предварительно подогревают в рекуперативном газожидкостном теплообменнике сжатым газом деэтанизации, дозируя степень подогрева частичным байпасированием рекуперативного газожидкостного теплообменника, осуществляя этим дополнительное регулирование технологического режима и составов продуктов деэтанизации конденсата и одновременно обеспечивая необходимое охлаждение сжатого газа деэтанизации, возвращаемого на вход низкотемпературной ступени сепарации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано для промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей.

Известен способ подготовки продукции газоконденсатных скважин методом НТС с дегазацией конденсата в ректификационной отпарной колонне при относительно высоких давлениях ("Технология обработки газа и конденсата," Т.М.Бекиров, Г.А.Ланчаков, Москва, Недра, 1999 г., стр. 332-334), включающий входную и низкотемпературную ступени сепарации, дегазацию конденсата в отпарной ректификационной колонне, на питание которой подается конденсат из входного сепаратора, а на орошение - конденсат из низкотемпературной ступени сепарации, газ дегазации возвращается на вход низкотемпературной ступени сепарации с помощью эжектирования.

Недостатками этого способа являются высокие энергозатраты на подогрев куба ректификационной отпарной колонны вследствие ее работы при относительно высоких давлениях и “затепление” низкотемпературной ступени сепарации газом дегазации, отводимым из ректификационной отпарной колонны при относительно высокой температуре, в результате чего обеспечение кондиционности осушенного газа невозможно.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является способ подготовки и переработки углеводородного сырья газоконденсатных залежей (патент №2182035), включающий входную и низкотемпературную ступени сепарации, эжекцию газов дегазации, деэтанизацию конденсата в ректификационной отпарной колонне, на питание и орошение которой подается смешанный конденсат входной и низкотемпературной ступени сепарации, причем на орошение конденсат подается холодным, а в секцию питания - предварительно подогретым в рекуперативном теплообменнике, компремирование газа деэтанизации с последующим охлаждением в аппарате воздушного охлаждения и в рекуперативном газожидкостном теплообменнике и возвратом на вход низкотемпературной ступени сепарации.

Недостатком данного способа являются повышенные технологические потери жидких углеводородов (пентана + высших) с газом деэтанизации вследствие контакта на верхней тарелке отпарной ректификационной колонны отводимого из колонны газа с тяжелыми компонентами и фракциями деэтанизируемого конденсата, а также повышенная вероятность выпадения парафинов на верхних тарелках отпарной ректификационной колонны (вследствие подачи на них охлажденного конденсата, содержащего тяжелые фракции) и в низкотемпературной ступени сепарации (в случае капельного уноса тяжелых фракций подаваемого на орошение конденсата с газом деэтанизации).

Задачей, стоящей при создании изобретения, является оптимизация технологии промысловой подготовки газа газоконденсатных залежей и деэтанизации выделенного конденсата, обеспечивающей гибкое регулирование процесса в зависимости от состава добываемого газоконденсатного флюида.

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, - обеспечение максимального отбора деэтанизированного конденсата при минимальных технологических потерях пропана, бутанов и жидких углеводородов С5+ с осушенным газом, минимальном риске выпадения и отложения парафинов и минимальных энергозатратах.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известном способе подготовки газоконденсатного флюида и деэтанизации конденсата, включающем двухступенчатую сепарацию газа со входной и низкотемпературной ступенью сепарации, фазовое разделение конденсата входной и низкотемпературной ступеней сепарации, дегазацию конденсата и деэтанизацию конденсата в отпарной ректификационной колонне, в отличие от прототипа весь конденсат входной ступени сепарации после предварительной дегазации и подогрева в рекуперативном теплообменнике подают в среднюю часть отпарной ректификационной колонны в качестве питания, конденсат низкотемпературной ступени сепарации разделяют на два потока, первый подают в верхнюю часть отпарной ректификационной колонны в качестве орошения, а второй - в дегазатор, регулировку технологического режима и состава продуктов деэтанизации в зависимости от выходов и составов конденсата входной и низкотемпературной ступеней сепарации осуществляют изменением объемов потоков исходя из соотношения 0<V₂ /V₁<1, где V₁ - объем потока конденсата низкотемпературной ступени сепарации в верхнюю часть отпарной ректификационной колонны, V₂ - объем потока конденсата низкотемпературной ступени сепарации на вход дегазатора, второй поток предварительно подогревают в рекуперативном газожидкостном теплообменнике сжатым газом деэтанизации, дозируя степень подогрева частичным байпасированием рекуперативного газожидкостного теплообменника, осуществляя этим дополнительное регулирование технологического режима и составов продуктов деэтанизации конденсата и одновременно обеспечивая необходимое охлаждение сжатого газа деэтанизации, возвращаемого на вход низкотемпературной ступени сепарации.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации способа промысловой подготовки газоконденсатного флюида и деэтанизации конденсата.

Схема включает в себя входную ступень сепарации 1, рекуперативный газовый теплообменник 2, эжектор 3, низкотемпературную ступень сепарации 4, трехфазный разделитель конденсата входной ступени сепарации 5, трехфазный разделитель конденсата низкотемпературной ступени сепарации 6, дегазатор 7, рекуперативный теплообменник 8, отпарную ректификационную колонну для деэтанизации конденсата 9, компрессор газа деэтанизации 10, аппарат воздушного охлаждения 11 и рекуперативный газожидкостной теплообменник 12.

Способ реализуется следующим образом. Продукция газоконденсатных скважин с давлением до 16 МПа поступает во входной сепаратор 1, где от газа отделяют воду и конденсат. Отсепарированный газ охлаждают в рекуперативном газовом теплообменнике 2, дросселируют в эжекторе 3 до давления от 5.5 до 8.5 МПа и подают в низкотемпературный сепаратор 4. Осушенный газ после низкотемпературного сепаратора 4 нагревают в рекуперативном газовом теплообменнике 2 и выводят в качестве товарного продукта.

Нестабильный конденсат (НК) из входной ступени сепарации 1 дросселируют до давления не ниже давления в низкотемпературной ступени сепарации 4 и подают в трехфазный разделитель конденсата входной ступени сепарации 5. НК из низкотемпературной ступени сепарации 4 дросселируют до давления не более чем в два раза ниже выходного давления эжектора 3 и подают в трехфазный разделитель конденсата низкотемпературной ступени сепарации 6. В трехфазных разделителях конденсатов входной и низкотемпературной ступеней сепарации 5 и 6 производят отделение от НК водометанольного раствора (BMP) и частично дегазируют НК (за счет дозированного сброса давления после сепараторов). Газ дегазации из трехфазных разделителей конденсатов входной и низкотемпературной ступеней сепарации 5 и 6 возвращают в линию осушаемого газа: из трехфазного разделителя конденсата входной ступени сепарации 5 его подают в поток газа после эжектора 3 перед низкотемпературной ступенью сепарации 4 под собственным давлением, из трехфазного разделителя конденсата низкотемпературной ступени сепарации 6 подают на эжектор 3 в качестве пассивного газа.

Для предотвращения гидратообразования в системах сбора и подготовки газа применяют водометанольный раствор (BMP). Впрыск BMP осуществляют на устья скважин (в случае работы газосборных шлейфов в гидратном режиме), а также перед рекуперативным газовым теплообменником 2. С целью сокращения расхода метанола используют схему рециркуляции BMP из разделителей второй ступени: свежий концентрированный BMP впрыскивают в поток газа перед рекуперативным газовым теплообменником 2 для предотвращения гидратообразования при наиболее низких температурах, а частично отработанный BMP из трехфазного разделителя конденсата низкотемпературной ступени сепарации 6 (с достаточно высокой концентрацией метанола) используют вторично - направляют на устья скважин. Во входной ступени сепарации 1 производят отделение от потока газа основной массы воды. Из трехфазного разделителя конденсата входной ступени сепарации 5 полностью отработанный BMP (с минимальной концентрацией метанола) отводят с установки на утилизацию.

Весь НК из трехфазного разделителя конденсата входной ступени сепарации 5 дросселируют до давления не более чем в два раза ниже выходного давления эжектора 3 и направляют в дегазатор 7. Газ дегазации из дегазатора 7 объединяют с потоком газа дегазации из трехфазного разделителя конденсата низкотемпературной ступени сепарации 6 и подают на эжектор 3 в качестве пассивного газа. Выветренный конденсат (ВК) из дегазатора 7 нагревают деэтанизированным конденсатом в рекуперативном теплообменнике 8 и подают в среднюю часть отпарной ректификационной колонны 9 в качестве питания.

НК из трехфазного разделителя конденсата низкотемпературной ступени сепарации 6 делят на два потока. Первый поток дозированно подогревают в рекуперативном газожидкостном теплообменнике 12 сжатым газом деэтанизации и подают в верхнюю часть отпарной ректификационной колонны 9 в качестве холодного орошения. Для регулирования степени подогрева часть конденсата пропускают мимо рекуперативного газожидкостного теплообменника 12 по байпасу, после чего смешивают с подогретым в рекуперативном газожидкостном теплообменнике потоком и далее смешанный поток с заданной температурой, которую регулируют соотношением расходов нагреваемого и байпасируемого потоков, подают в верхнюю часть отпарной ректификационной колонны 9 в качестве орошения.

Использование в качестве орошения отпарной ректификационной колонны 9 холодного легкого конденсата из низкотемпературной ступени сепарации (вместо более тяжелого смешанного потока входной и низкотемпературной ступеней сепарации) позволяет минимизировать отбор жидких углеводородов С5+ с газом деэтанизации и, соответственно, их технологические потери с осушенным товарным газом в результате отсутствия контакта газа деэтанизации с тяжелыми фракциями конденсата на верхних тарелках отпарной ректификационной колонны 9, а также предотвратить парафинизацию верхних тарелок отпарной ректификационной колонны и капельный унос тяжелых фракций конденсата с газом деэтанизации в низкотемпературную ступень сепарации 4, в которой в результате этого также предотвращается выпадение и отложение парафинов. Регулирование температуры подаваемого в отпарную ректификационную колонну 9 орошения позволяет обеспечивать оптимальный технологический режим деэтанизации конденсата и требуемую степень разделения углеводородов.

Второй поток конденсата из трехфазного разделителя конденсата низкотемпературной ступени сепарации 6 подают вместе с конденсатом из трехфазного разделителя конденсата входной ступени сепарации 5 в дегазатор 7. В зависимости от состава добываемого флюида соотношение объемов потоков могут изменять в следующих пределах: 0<V₂/V₁<1, где

V ₁ - объем потока конденсата низкотемпературной ступени сепарации 4 в верхнюю часть отпарной ректификационной колонны 9, V₂ - объем потока конденсата низкотемпературной ступени сепарации 4 на вход дегазатора 7. Регулирование расходов потоков позволяет гибко регулировать и обеспечивать оптимальный технологический режим деэтанизации конденсата и требуемую степень разделения углеводородов.

Газ деэтанизации с верха отпарной ректификационной колонны 9 сжимают компрессором газа деэтанизации 10 до давления на 0.2-0.5 МПа выше давления в низкотемпературной ступени сепарации (величину гидравлических потерь), охлаждают в аппарате воздушного охлаждения (АВО) 11, доохлаждают в рекуперативном газожидкостном теплообменнике 12 и подают на вход низкотемпературной ступени сепарации 4. Для регулирования степени охлаждения газ деэтанизации после АВО 11 делят на два потока, один из которых пропускают через рекуперативный газожидкостный теплообменник 12 и охлаждают в нем, а второй без охлаждения направляют по байпасу на смешение с охлажденным потоком из рекуперативного газожидкостного теплообменника 12. Далее смешанный поток газа деэтанизации с заданной температурой, которую регулируют соотношением объемов охлаждаемого и байпасируемого потоков, подают на вход низкотемпературной ступени сепарации 4.

Деэтанизированный конденсат отводят с установки в качестве товарного продукта для последующей стабилизации и дальнейшей переработки.

Рециркуляция газа деэтанизации (возврат его в поток осушаемого газа) существенно улучшает качество разделения компонентов добываемого сырья: повышает концентрацию этана в осушенном природном газе и снижает до необходимого минимума его содержание в деэтанизированном конденсате. В результате этого повышается калорийность товарного газа (при сохранении требуемой точки росы). Кроме этого, обеспечивается низкое содержание газообразных углеводородов (метана и этана) в деэтанизированном конденсате, что позволяет при его стабилизации получить пропанбутановую фракцию (ПБФ), удовлетворяющую требованиям стандартов к сжиженным газам коммунально-бытового назначения (по содержанию метана и этана и другим характеристикам), без сброса на факел газа стабилизации.