Підготовкаприродного газу до переробки
1. Низькотемпературнасепарація
На початковихетапах експлуатації газоконденсатних родовищ тиск на вході наустановки комплексної підготовки газу значно перевищує тиск,необхідне для подачі в магістральні трубопроводи. Надлишковий тиск газувикористовується для одержання низьких температур, необхідних для відділенняконденсату методом низькотемпературної сепарації (ІТС).
низькотемпературної сепараціїназивають процес вилучення рідких вуглеводнів з газів шляхом одноразовоїконденсації при знижених температурах із поділом рівноважних газової тарідкої фаз.
Температуру можназнизити за рахунок ізоентальпійного або ізоентропійного розширення газу.Ізоентальпійное розширення газу здійснюється з використанням дросельнихпристроїв, а ізоентропійное - із застосуванням турбодетандерів.
Типова схемаустановки низькотемпературної сепарації (УНТС) представлена ​​на рис. 1. Сирої газзі свердловин надходить на першу сходинку сепарації 1, де відділяється рідка фаза(Пластова вода з розчиненими інгібіторами і сконденсованоївуглеводневий конденсат). Отсепаріровани газ прямує в рекуперативнітеплообмінники 2 і 3 для рекуперації холоду з дросселірованних потоків газу іконденсату. Для попередження гідратоутворення в потік газу передтеплообмінниками впорскують монодіетіленгліколь (ліг) або метанол. За наявностівільного перепаду тиску (надлишкового тиску промислового газу) охолодженийгаз з теплообмінників надходить в розширювальне пристрій - дросель абодетандер. При відсутності вільного перепаду тиску газ направляють увипарник холодильного циклу, де використовується зовнішній холодоагент, наприкладзріджений пропан. Після охолодження в розширювальному пристрої або випарникугаз надходить в низькотемпературний сепаратор 5. де з потоку газу відокремлюютьсясконденсованої рідкі вуглеводні і водний розчин інгібіторагідратоутворення. Газ з сепаратора 5 через теплообмінник 2 подається вмагістральний газопровід. Рідка фаза через дросель 4 надходить в трифазнийсепаратор в. звідки газ вивітрювання ежектором повертається в основний потік.Водний розчин інгібітора, виведений знизу сепаратора в. спрямовується нарегенерацію, а вивітрений конденсат через теплообмінник 3 - на стабілізацію наустановку стабілізації конденсату (УСК).
Основні фактори,впливають на процес НТС
На ефективність роботиустановок НТС великий вплив мають склад сировинного газу, температура,тиск, ефективність обладнання і число ступенів сепарації.
Склад сировинного газу.Чим важче складу вихідної суміші (чим більше середня молекулярна маса газу),тим вище ступінь вилучення рідких вуглеводнів. Однак, починаючи з деякогоскладу (середня молярна температура кипіння близько мінус 133'С. молекулярнамаса приблизно 22), обваження складу вихідної суміші практично не робитьвпливу на ступінь вилучення компонентів С.
Для худих вихіднихсумішей для підвищення ступеня вилучення рідких вуглеводнів іноді використовуютьметод сорбції в потоці, тобто здійснюють уприскування в потік вихідної сумішістабільного конденсату або інших вуглеводневих рідин на деякомувідстані від сепаратора. Таким чином проводиться обважнення суміші, аотже, і підвищується ступінь вилучення компонентів С.
Вплив температури.Температуру на установках НТС вибирають виходячи з необхідної точки роси длятранспортування газу по трубопроводу в однофазному стані.
Для легких газів(Середня молекулярна маса не більше 22, середня молекулярна температуракипіння мінус 156-133 * С) зниження температури сепарації від 0 до мінус 40 * Сзабезпечує суттєве зростання ступеня вилучення конденсатообразующіхкомпонентів.
Для жирних газів(Середня молекулярна маса більше 22, середня молекулярна температура кипіннябільше мінус 133 * С) вплив температури на ступінь вилучення рідкихвуглеводнів мало.
Таким чином, чимлегше складу вихідної суміші, тим більш низька температура потрібна длявиділення рідких вуглеводнів наустановках НТС для досягнення заданої точки роси.
Вплив тиску.Тиск сепарації визначається тиском магістрального трубопроводу і вмежах звичайно використовуваних тисків (5-7.5 МПа) мало впливає на ступіньвилучення компонентів С. і вище. Більш важливий вільний перепад тиску,дозволяє досягати низьких температур сепарації.
У період зниженняпластового тиску ефективність роботи установок НТС підтримується на колишньомурівні за рахунок введення дожі багато компресора і зовнішнього холодильного циклу.
Ефективністьобладнання. На ефективність роботи установок НТС впливає використовуванийджерело холоду. У процесі тривалої експлуатації свердловин і при зниженніпластового тиску заміна изо ентальпій но го розширення (дроселювання) наізоентропное (розширення в детандерах) дозволяє ефективніше використовувативільний перепад тиску і при одному і тому ж перепаді тиску придетандірованіі потоку досягати більш низьких температур сепарації.
На більш пізніхстадіях експлуатації свердловин, коли вільний перепад тиску практичновідсутня, на ефективність роботи установок ІТ С буде впливатиобраний холодоагент, його витрата в випарнику і поверхню теплообміну. ​​
Число ступенівсепарації. На газоконденсатних родовищах при підготовці до транспортуваннявикористовують двох-і триступінчаті схеми НТС.
При однаковихпараметрах (тиск і температура) останнього ступеня охолодження чим меншечисло ступенів сепарації. тим більше вихід рідкої фази і тим менше зміствуглеводнів С в товарному газі. Але при одноступінчастої сепарації надмірновисокі втрати компонентів газу з вуглеводневим конденсатом. Збільшенняступенів сепарації підвищує чіткість поділу газової і рідкої фаз.
Але мірі тривалоїексплуатації свердловин ефективність роботи установок НТС знижується по двомпричин:
зменшення вільногоперепаду тиску внаслідок зниження пластового тиску: полегшення складугазу.
Отже, притривалої експлуатації родовищ сепарація газу повинна здійснюватися прибільш низьких температурах. На практиці, навпаки, при тривалій експлуатаціїустановок НТС температура сепарації постійно підвищується при одночасномуполегшенні складу.
Таким чином,установки НТС мають такі недоліки:
зниження ефективностіпроцесу внаслідок полегшення складу газу і підвищення температури НТС:
- необхідністьреконструкції установки із заміною джерела холоду після вичерпання вільногоперепаду тиску:
- необхідністьзастосування інгібітора гідратоутворення, що ускладнює і здорожує схемупроцесу через введення в схему блоку відділення та регенерації інгібітору:високі втрати цільових компонентів з товарним газом: відносно низькіступеня вилучення газового конденсату для худих газів.
До достоїнствустановок НТС можна віднести наступні: низькі капітальні вкладення іексплуатаційні витрати при наявності вільного перепаду тиску: одночасноз сепарацією має місце осушка газу до точок роси, необхідних длятранспортування газу по магістральних газопроводах.
жалюзійних сепараторівзабезпечені жалюзійними насадками, що представляють собою шкет криволінійнихлистів, покладених на деякій відстані один від одного на утворюючихкриволінійні канали. Двофазний потік проходить через криволінійні канали, деза рахунок інерційних сил осідає важка фаза. Ефективність сепарації взначній мірі залежить від рівномірності укладання жалюзі в пакеті. Длябільш рівномірного розподілу газу в перерізі відбійною насадки рекомендуєтьсярозташовувати площину відбійного пакета на відстані, яка дорівнює не менше половинимаксимальної ширини відбійного пакета від вхідного і вихідного штуцерів.
У відцентровихсепараторах: на осадження рідкої фази великий вплив мають наступніфактори: нерівномірність розподілу поля швидкостей газу по перерізу апарату,залежність траєкторії часток важкої фази від їх дисперсності і щільності,вплив вторинного виносу обложеної дисперсної фази і вплив турбулентнихпульсацій на процес осадження та вт...