Установка деэтанизации газового конденсата

Использование: полезная модель относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для отделения углеводородов C₁-C₂ при стабилизации газового конденсата. Установка деэтанизации нестабильного газового конденсата включает ректификационную колонну, снабженную в кубовой части источником ультразвукового излучения, линию подачи нестабильного газового конденсата, соединенную с ректификационной колонной. При этом линия подачи нестабильного газового конденсата соединена с кубовой, верхней и/или средней частями ректификационной колонны или соединена с верхней, средней и через печь с кубовой частями ректификационной колонны, или соединена через, по меньшей мере, с верхней или со средней частями ректификационной колонны и через, по меньшей мере, один рекуперативный теплообменник и печь с кубовой частью ректификационной колонны. Технический результат: эффективное обеспечение отделения метана, этана с минимизацией содержания в них примесей углеводородов С₃₊.

Полезная модель относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для отделения от газового конденсата углеводородов С₁-С₂ с незначительным содержанием в них примесей.

Более близкой к полезной модели является установка, обеспечивающая отделение углеводородных фракций от газового конденсата при его стабилизации, включающая теплообменник предварительного подогрева, кубовую емкость со встроенным теплообменником, теплоэлектрическим нагревателем и источником ультразвукового излучения, колпачковую ректификационную колонну с дефлегматором, соединенным шлемовой трубой с теплообменником сборника топлива, охладитель кубового остатка, встроенный теплообменник с горелкой (RU 25507, 2002).

Однако данная установка предназначена для переработки газового конденсата, содержащего углеводороды С₅ и выше и, следовательно, не является эффективной при деэтанизации нестабильного газового конденсата, содержащего такие углеводороды, как метан, этан, пропан, бутан, которые при использовании известной установки будут потеряны.

Задача описываемой полезной модели заключается в повышении эффективности установки.

Поставленная задача достигается созданием установки деэтанизации газового конденсата, включающей ректификационную колонну, снабженную в кубовой части источником ультразвукового излучения, линию подачи нестабильного газового конденсата, соединенную с ректификационной колонной, причем, линия подачи нестабильного газового конденсата соединена со средней и верхней и/или средней частями ректификационной колонны соединена с верхней, средней и через печь с кубовой частями ректификационной колонны, или соединена через, по меньшей мере, с верхней или со средней частями ректификационной колонны и через, по меньшей мере, один рекуперативный теплообменник и печь с кубовой частью ректификационной колонны.

Получаемый при этом технический результат заключается в создании установки, обеспечивающей эффективное отделение от газового конденсата метана и этана, с минимизацией содержания примесей углеводородов С₃₊.

Работа установки иллюстрируется следующими примерами.

ПРИМЕР 1.

Принципиальная схема установки деэтанизации газового конденсата представлена на фиг.1, где

1 - технологический блок сепарации;

2 - ректификационная колонна;

3 - ультразвуковой генератор;

4 - излучатели волнового ультразвукового поля;

5 - массообменные контактные устройства;

Потоки:

I - сырой газ (со скважин или с дожимной компрессорной скважины);

II - нестабильный газовый конденсат;

III - деэтанизированный газовый конденсат;

IV - смесь газов С₁, С₂, с примесями С ₃₊

Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный газовый конденсат (линия II), полученный на стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах после разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) делят на два потока. Один поток с температурой минус 25°С подают в кубовую часть ректификационной колонны 2, где подвергают воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 100 кГц при помощи излучателей 4, соединенных с ультразвуковым генератором 3. Другую часть холодного потока нестабильного конденсата с температурой минус 25°С подают в среднюю часть ректификационной колонны. Давление в колонне деэтанизации (ректификационной колонны 2) составляет 0,15 МПа. С верха ректификационной колонны по линии IV отбирают газы дегазации газового конденсата, которые представляют собой газы деэтанизации и содержат в основном метан и этан. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают деэтанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

ПРИМЕР 2.

Принципиальная схема установки деэтанизации газового конденсата представлена на фиг.2, обозначения позиций которой аналогичны обозначениям позиций фиг.1.

Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный газовый конденсат (линия II), полученный на стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах после разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) делят на три потока. Один поток с температурой минус 5°С подают в кубовую часть ректификационной колонны 2, где подвергают воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 25 кГц при помощи излучателей 4, соединенных с ультразвуковым генератором 3. Другие две части холодного потока нестабильного конденсата с температурой минус 5°С подают в качестве орошения на верхнюю тарелку 5 ректификационной колонны и в среднюю часть ректификационной колонны. Давление в колонне деэтанизации (ректификационной колонны 2) составляет 1,5 МПа. С верха ректификационной колонны по линии IV отбирают газы дегазации газового конденсата, которые представляют собой газы деэтанизации и содержат в основном метан и этан. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают деэтанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

ПРИМЕР 3.

Принципиальная схема установки деэтанизации газового конденсата представлена на фиг.3, обозначения позиций которой аналогичны обозначениям позиций фиг.1.

Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный газовый конденсат (линия II), полученный на стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах после разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) подают в качестве орошения на верхнюю тарелку 5 ректификационной колонны 2 с температурой плюс 8°С. В кубовой части ректификационной колонны 2 конденсат подвергают воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 15 кГц при помощи излучателей 4, соединенных с ультразвуковым генератором 3. Давление в колонне деэтанизации составляет 1,5 МПа. С верха ректификационной колонны по линии IV отбирают газы дегазации газового конденсата, которые представляют собой газы деэтанизации и содержат в основном метан и этан. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают деэтанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

ПРИМЕР 4.

Принципиальная схема установки деэтанизации газового конденсата представлена на фиг.4, где

1 - технологический блок сепарации;

2 - ректификационная колонна;

3 - ультразвуковой генератор;

4 - излучатели волнового ультразвукового поля;

5 - массообменные контактные устройства;

6 - печь;

Потоки:

I - сырой газ (со скважин или с дожимной компрессорной скважины);

II - нестабильный газовый конденсат;

III - деэтанизированный газовый конденсат;

IV - смесь газов С₁, С₂, с примесями С ₃₊

Присоединение излучателей волнового ультразвукового поля показано на фиг.1.

Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный газовый конденсат (линия II), полученный на стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах после разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) делят на три потока. Один поток с температурой минус 8°С подают в качестве орошения на верхнюю тарелку ректификационной колонны 2. Другую часть нестабильного газового конденсата с температурой плюс 8°С направляют в среднюю часть ректификационной колонны 2. Третью часть нестабильного конденсата с температурой плюс 8°С подают в печь, подогревают до температуры 25°С и направляют в кубовую часть ректификационной колоны 2, где подвергают воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 100 кГц при помощи излучателей 4, соединенных с ультразвуковым генератором 3. С верха ректификационной колонны по линии IV отбирают газы дегазации газового конденсата, которые представляют собой газы деэтанизации и содержат в основном метан и этан. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают деэтанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

ПРИМЕР 5.

Принципиальная схема установки деэтанизации газового конденсата представлена на фиг.5, где

1 - технологический блок сепарации;

2 - ректификационная колонна;

3 - ультразвуковой генератор;

4 - излучатели волнового ультразвукового поля;

5 - массообменные контактные устройства;

6 - печь;

7 - рекуперативный теплообменный аппарат;

Потоки:

I - сырой газ (со скважин или с дожимной компрессорной скважины);

II - нестабильный газовый конденсат;

III - деэтанизированный газовый конденсат;

IV - смесь газов С₁ , С₂, с примесями С₃₊

Присоединение излучателей волнового ультразвукового поля показано на фиг.1.

Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный газовый конденсат (линия II), полученный на стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах после разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) делят на два потока. Один поток холодного нестабильного конденсата с температурой минус 25°С подают в двухсекционный теплообменный аппарат рекуперативного типа 7, где подогревают деэтанизированным конденсатом, выходящим из колонны деэтанизации по линии III, до минус 15°С и далее в качестве орошения направляют на верхнюю тарелку 5 ректификационной колонны 2. Другую часть нестабильного газового конденсата с температурой минус 25°С подают в двухсекционный теплообменный аппарат рекуперативного типа, где подогревают деэтанизированным конденсатом, выходящим из колонны деэтанизации, и далее направляют в печь 6, где дополнительно подогревают до температуры плюс 175°С и направляют в кубовую часть под нижнюю тарелку на распределительное устройство ректификационной колоны 2. В кубовой части ректификационной колонны 2 конденсат подвергают воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 30 кГц при помощи излучателей 4, соединенных с ультразвуковым генератором 3. Давление в колонне деэтанизации (ректификационной колонны 2 составляет 3,0 МПа. С верха ректификационной колонны по линии IV отбирают газы дегазации газового конденсата, которые представляют собой газы деэтанизации и содержат в основном метан и этан. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают деэтанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

ПРИМЕР 6.

Принципиальная схема установки деэтанизации газового конденсата представлена на фиг.6, где

1 - технологический блок сепарации;

2 - ректификационная колонна;

3 - ультразвуковой генератор;

4 - излучатели волнового ультразвукового поля;

5 - массообменные контактные устройства;

6 - печь;

7, 8 - рекуперативный теплообменный аппарат;

Потоки:

I - сырой газ (со скважин или с дожимной компрессорной скважины);

II - нестабильный газовый конденсат;

III - деэтанизированный газовый конденсат;

IV - смесь газов С₁ , С₂, с примесями С₃₊

Присоединение излучателей волнового ультразвукового поля показано на фиг.1.

Сырой газ по линии I подают в блок сепарации 1. Нестабильный газовый конденсат (линия II), полученный на стадии разделения продукции скважин газовых и газоконденсатных месторождений в сепараторах после разделения в трехфазном разделителе (блок сепарации 1) делят на два потока. Один поток холодного нестабильного конденсата с температурой минус 25°С подают в двухсекционный теплообменный аппарат рекуперативного типа 7, где подогревают деэтанизированным конденсатом, выходящим из колонны деэтанизации по линии III, до минус 10°С и подают в среднюю часть ректификационной колонны 2. Другую часть нестабильного газового конденсата с температурой минус 25°С направляют в теплообменный аппарат рекуперативного типа 8, где подогревают деэтанизированным конденсатом, выходящим из теплообменного аппарата рекуперативного типа 7 для подогрева нестабильного конденсата с целью его последующей подачи в среднюю часть ректификационной колонны, и далее подают в печь, в которой дополнительно подогревают до температуры плюс 75°С и направляют в кубовую часть под нижнюю тарелку на распределительное устройство ректификационной колоны 2.

В кубовой части ректификационной колонны 2 конденсат подвергают воздействию волнового ультразвукового поля с частотой излучения 45 кГц при помощи излучателей 4, соединенных с ультразвуковым генератором 3. Давление в колонне деэтанизации (ректификационной колонны 2 составляет 5,0 МПа. С верха ректификационной колонны по линии IV отбирают газы дегазации газового конденсата, которые представляют собой газы деэтанизации и содержат в основном метан и этан. С низа ректификационной колоны 2 по линии III отбирают деэтанизированный газовый конденсат.

Характеристика нестабильного газового конденсата приведена в табл.1.

Материальный баланс представлен в таблице 2.

Характеристика состава газов стабилизации по примерам приведена в табл.3.

Дополнительно для сравнения в указанных таблицах приведены данные процесса деэтанизации газового конденсата, основанного на известном тепловом способе дегазации конденсата без ультразвукового воздействия, подтверждающие преимущества использования описываемой установки. Давление в ректификационной колонне составляет 3,5 МПа, температура в кубовой части колонны равна 180°С за счет подогрева газового конденсата в печи, температура на верху колонны составляет 5°С.

Из данных таблиц следует, что все описываемые альтернативные решения установки позволяют получить один и тот же технический результат, а именно, эффективно отделять от газового конденсата метан и этан с минимальным содержанием углеводородов С₃₊, составляющим, например, 0,63-0,69%об.

Таблица 1
Характеристика нестабильного газового конденсата
Условия отбора	Содержание компонента в нестабильном конденсате, % масс.
Р, МПа	T,°C	C1	C2	С3	i-C4	n-С4	C5+
3,5	(-)15	3,80	4,09	6,56	2,89	6,75	75,81
12,0	8,0	9,55	2,88	3,65	1,70	4,42	77,80
Таблица 2
Материальные балансы по примерам
	примера
1	2	3	4	5	6	7
Взято нестабильного газового конденсата,% масс.	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00
Получено (%мас):	88,37	88,45	88,40	88,50	88,47	88,52	86,50
- деэтанизиро-ванного газового конденсата
- газов деэтанизации	11,63	11,55	11,60	11,50	11,53	11,48	13,50

Установка деэтанизации нестабильного газового конденсата, включающая ректификационную колонну, снабженную в кубовой части источником ультразвукового излучения, линию подачи нестабильного газового конденсата, соединенную с ректификационной колонной, причем линия подачи нестабильного газового конденсата соединена с кубовой, верхней и/или средней частями ректификационной колонны, или соединена с верхней, средней и через печь с кубовой частями ректификационной колонны, или соединена, по меньшей мере, с верхней или со средней частями ректификационной колонны и через, по меньшей мере, один рекуперативный теплообменник и печь с кубовой частью ректификационной колонны.