Установка подготовки газа

Авторы патента:

F25J3/08 - отделение газовых примесей от газов или газовых смесей (охлаждаемые трубки, ребра B01D 8/00)

Владельцы патента RU 2432536:

Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" (RU)

Изобретение относится к установкам подготовки нефтяного и природного газов для дальнейшей переработки или для подачи в транспортный трубопровод и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической, химической отраслях промышленности. Установка содержит соединенные трубопроводами компрессор со ступенями низкого и высокого давления, межступенчатый холодильник газа, установленный за ступенью низкого давления, сепаратор отделения газа от примесей, концевой холодильник газа, установленный за ступенью высокого давления компрессора, сепаратор отделения газа от жидкости и трехфазный разделитель. Также установка снабжена трубопроводом подачи метанола, подключенным к трубопроводу подачи газа в концевой холодильник после ступени высокого давления компрессора, и трубопроводом подачи водометанольного раствора из трехфазного разделителя, подключенным к трубопроводу подачи газа в сепаратор отделения газа от примесей. Предлагаемое изобретение позволяет повысить качество подготовки газа при снижении капитальных и эксплуатационных затрат. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Известна установка компримирования углеводородного газа (патент РФ №2073182, МПК⁶ F25J 3/08, опубл. 10.02.1997), включающая компрессор со ступенью низкого и высокого давления, установленный за ступенью низкого давления межступенчатый холодильник газа, сепаратор разделения конденсата и воды, сепаратор отделения газа от конденсата и воды с патрубками входа газа, выхода газа и выхода жидкости, последний из которых соединен с патрубком входа сепаратора разделения конденсата и воды, концевой холодильник газа, установленный за ступенью высокого давления компрессора, сепаратор отделения газа от жидкости с патрубками входа газа, выхода газа, выхода конденсата и выхода воды, трехфазные разделители и узел осушки газа, соединенный с патрубком выхода газа из сепаратора отделения газа от жидкости. Установка также снабжена скруббером, емкостью рециркуляции воды и узлом подпитки воды.

Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:

- компрессор со ступенью низкого и высокого давления;

- межступенчатый холодильник газа, установленный за ступенью низкого давления;

- сепаратор отделения газа от примесей;

- концевой холодильник газа, установленный за ступенью высокого давления компрессора;

- сепаратор отделения газа от жидкости;

- трехфазный разделитель.

Недостатком известной установки является отсутствие узла ввода ингибитора гидратообразования, вследствие чего возможно образование гидратов при снижении температуры ниже 35°С. Кроме того, введение в основной поток газа перед межступенчатым холодильником углеводородного конденсата из трехфазного разделителя, установленного после концевого холодильника, утяжеляет исходный состав газа и, тем самым, негативно сказывается на работе последующей установки осушки газа, так как тяжелые углеводороды в случае абсорбционной осушки будут растворяться в абсорбенте, вызывая его вспениваемость, а в случае адсорбционной осушки газа - способствовать закоксованности адсорбента. И в одном, и в другом случае это приводит к снижению поглотительной способности реагента и срока его службы.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой установке является установка подготовки углеводородного газа к транспорту (патент РФ №2140050, МПК⁶ F25J 3/00, F17D 1/04, опубл. 20.10.1999), включающая компрессор со ступенью низкого и высокого давления, установленный за ступенью низкого давления межступенчатый холодильник газа, сепаратор разделения конденсата и воды, сепаратор отделения газа от конденсата и воды с патрубками входа газа, выхода газа и выхода жидкости, последний из которых соединен с патрубком входа жидкости сепаратора разделения конденсата и воды, узел подпитки воды, концевой холодильник газа, установленный за ступенью высокого давления компрессора, сепаратор отделения газа от жидкости с патрубками входа газа, выхода газа, жидкости и конденсата. При этом патрубок выхода воды сепаратора разделения конденсата и воды через насос и фильтр соединен со входом в межступенчатый холодильник газа. Сепаратор разделения конденсата и воды дополнительно снабжен патрубком входа воды, соединенным с узлом подпитки воды, и патрубками выхода газа и дренажной воды.

Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:

- компрессор со ступенью низкого и высокого давления;

- межступенчатый холодильник газа, установленный за ступенью низкого давления;

- сепаратор отделения газа от примесей;

- концевой холодильник газа, установленный за ступенью высокого давления компрессора;

- сепаратор отделения газа от жидкости;

- трехфазный разделитель с отводами конденсата и жидкости.

Недостатком известной установки является отсутствие узла ввода ингибитора гидратообразования, вследствие чего возможно образование гидратов при снижении температуры ниже 35°С. Поддержание температуры газа на выходе из концевого холодильника порядка 35°С (для предотвращения гидратообразования) увеличивает нагрузки по воде на дальнейшую установку осушки газа и требует повышенного количества абсорбента/адсорбента. Кроме того, для реализации процесса промывки газа от примесей на установке требуется постоянный расход воды, а так как вода на промывку подается в трубопровод подачи газа перед межступенчатым холодильником, это приводит еще и к увеличению нагрузки на аппарат. В результате чего увеличивается поверхность теплообмена, потребление электроэнергии и стоимость аппарата.

Технической задачей изобретения является повышение качества подготовки газа при снижении капитальных и эксплуатационных затрат.

Поставленная задача достигается тем, что установка подготовки газа, содержащая соединенные трубопроводами компрессор со ступенями низкого и высокого давления, межступенчатый холодильник газа, установленный за ступенью низкого давления, сепаратор отделения газа от примесей, концевой холодильник газа, установленный за ступенью высокого давления компрессора, сепаратор отделения газа от жидкости и трехфазный разделитель, снабжена трубопроводом подачи метанола, подключенным к трубопроводу подачи газа в концевой холодильник после ступени высокого давления компрессора, и трубопроводом подачи водометанольного раствора из трехфазного разделителя, подключенным к трубопроводу подачи газа в сепаратор отделения газа от примесей.

Кроме того, трубопровод подачи метанола подключен к трубопроводу подачи газа в концевой холодильник через дополнительно установленный первый смеситель, а трубопровод подачи водометанольного раствора подключен к трубопроводу подачи газа в сепаратор отделения газа от примесей через дополнительно установленный второй смеситель.

Кроме того, трубопровод подачи водометанольного раствора снабжен отводом, соединенным с сепаратором отделения газа от примесей.

Кроме этого, установка снабжена дополнительным холодильником, установленным после концевого холодильника газа перед сепаратором отделения газа от жидкости.

Заявляемая совокупность признаков позволяет за счет ввода ингибитора гидратообразования (метанола) в поток газа, выходящего из ступени высокого давления компрессора, предотвратить образование гидратов при охлаждении газа в концевом холодильнике, а также использовать в качестве промывочной жидкости в сепараторе отделения газа от примесей выделенный в трехфазном разделителе водометанольный раствор.

Использование водометанольного раствора в качестве промывочной жидкости позволяет в дальнейшем исключить попадание активных примесей на адсорбент (абсорбент) и, тем самым, увеличить срок службы сорбента и сохранить его активность.

Снабжение трубопровода подачи водометанольного раствора отводом, соединенным с сепаратором отделения газа от примесей, позволяет дополнительно подавать водометанольный раствор в качестве орошения, тем самым повышая эффективность отделения попутного нефтяного газа от примесей.

Кроме того, за счет отдувки газом метанола из водометанольного раствора в сепараторе отделения газа от примесей происходит снижение количества расхода свежего ингибитора гидратообразования - метанола на подпитку, подаваемого в первый смеситель.

Установка после концевого холодильника газа дополнительного холодильника позволяет в летний период времени охладить попутный нефтяной газ до требуемых температур.

Таким образом, заявляемая совокупность признаков позволяет повысить качество подготовки газа для дальнейшей переработки/транспорта и снизить капитальные и эксплуатационные затраты.

На чертеже представлена принципиальная схема установки подготовки газа.

Установка подготовки газа содержит соединенные трубопроводами компрессор со ступенью 1 низкого давления и ступенью 2 высокого давления, межступенчатый холодильник 3 газа, установленный за ступенью 1 низкого давления, сепаратор 4 отделения газа от примесей, концевой холодильник 5 газа, установленный за ступенью 2 высокого давления газа, сепаратор 6 отделения газа от жидкости, трехфазный разделитель 7.

Установка снабжена трубопроводом I подачи метанола, подключенным к трубопроводу подачи газа в концевой холодильник 5 после ступени 2 высокого давления компрессора, при этом трубопровод I может быть подключен или с помощью подводящего патрубка, оснащенного дозирующим устройством (не показан), или с помощью распределительной головки (не показана), или с помощью первого смесителя 8, дополнительно установленного на трубопроводе как непосредственно в месте ввода ингибитора (см. чертеж), так и после ввода ингибитора.

Установка также снабжена трубопроводом II подачи водометанольного раствора из трехфазного разделителя 7, который может быть подключен к трубопроводу подачи газа в сепаратор 4 отделения газа от примесей или с помощью подводящего патрубка (не показан), или с помощью распределительной головки (не показана), или через второй смеситель 9 (см. чертеж), дополнительно установленный на трубопроводе.

В качестве смесителей 8 и 9 могут быть установлены форсунки, сопла Вентури, насадочные смесители.

Трубопровод II подачи водометанольного раствора снабжен отводом III, соединенным с сепаратором 4 отделения газа от примесей, при этом отвод III расположен выше ввода газа в сепаратор 4.

Установка может быть снабжена дополнительным холодильником 10 (на чертеже показан пунктиром), установленным после концевого холодильника 5 перед сепаратором 6 отделения газа от жидкости. В качестве холодильника 10 может быть использован рекуперативный теплообменник, при этом в качестве охлаждающего агента могут быть использованы существующие на производстве технологические потоки.

Установка снабжена необходимой запорно-регулирующей арматурой.

Установка работает следующим образом.

Сырой попутный нефтяной газ в количестве 120 тыс.нм³/ч, имеющий в своем составе тяжелые углеводороды, влагу и активные примеси (ПАВ, хлориды щелочных и щелочноземельных металлов и др.), поступает на ступень 1 низкого давления компрессора, после чего с давлением 0,8…1,0 МПа подается на охлаждение до температуры 30…45°С в холодильник 3.

Охлажденный попутный нефтяной газ из холодильника 3 по трубопроводу подачи газа поступает в сепаратор 4. При этом из трубопровода II в трубопровод подачи газа в сепаратор 4 через смеситель 9 подается водометанольный раствор в количестве 0…500 кг/ч (расчетная величина). Также в верхнюю часть сепаратора 4 из трубопровода II по трубопроводу III в качестве орошения подается водометанольный раствор в количестве 0…500 кг/ч (расчетная величина).

В сепараторе 4, за счет промывки газа водометанольным раствором и дополнительного орошения, происходит очистка газа от механических и активных примесей, а также отдувка газом из водометанольного раствора определенного количества метанола.

Из сепаратора 4 попутный нефтяной газ с определенным содержанием метанола, соответствующим параметрам процесса (до 10 г/1000 м³ газа), подается на ступень 2 высокого давления компрессора, после чего с давлением 3,5…3,6 МПа поступает на охлаждение в холодильник 5.

Перед подачей попутного нефтяного газа в холодильник 5, в газовый поток через смеситель 8 из трубопровода I вводится расчетное количество ингибитора гидратообразования - метанола в количестве 0,5…10 кг/ч.

В холодный период времени попутный нефтяной газ охлаждается в холодильнике 5 до температуры 5…20°С. В теплый период времени попутный нефтяной газ после холодильника 5 подается на дополнительное охлаждение в холодильник 10, в котором охлаждается до температуры 20…25°С.

Охлажденная газожидкостная смесь поступает в сепаратор 6 отделения газа от жидкости. Отсепарированный газ из сепаратора 6 подается на установку осушки или очистки газа (адсорбционную или абсорбционную), а жидкостная смесь направляется в трехфазный разделитель 7. В трехфазном разделителе 7 жидкостная смесь разделяется на углеводородный конденсат, который направляется на дальнейшую переработку, водометанольный раствор, который подается по трубопроводу II на орошение в сепаратор 4 и газ, выводимый с установки.

1. Установка подготовки газа, содержащая соединенные трубопроводами компрессор со ступенями низкого и высокого давления, межступенчатый холодильник газа, установленный за ступенью низкого давления, сепаратор отделения газа от примесей, концевой холодильник газа, установленный за ступенью высокого давления компрессора, сепаратор отделения газа от жидкости и трехфазный разделитель, отличающаяся тем, что установка снабжена трубопроводом подачи метанола, подключенным к трубопроводу подачи газа в концевой холодильник после ступени высокого давления компрессора, и трубопроводом подачи водометанольного раствора из трехфазного разделителя, подключенным к трубопроводу подачи газа в сепаратор отделения газа от примесей.

2. Установка подготовки газа по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод подачи метанола подключен к трубопроводу подачи газа в концевой холодильник через дополнительно установленный первый смеситель.

3. Установка подготовки газа по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод подачи водометанольного раствора подключен к трубопроводу подачи газа в сепаратор отделения газа от примесей через дополнительно установленный второй смеситель.

4. Установка подготовки газа по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод подачи водометанольного раствора снабжен отводом, соединенным с сепаратором отделения газа от примесей.

5. Установка подготовки газа по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным холодильником, установленным после концевого холодильника газа перед сепаратором отделения газа от жидкости.

Изобретение относится к устройству для удаления вредных газов из атмосферы. .

Установка для осушки природного газа // 2374553

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к установкам по обработке природного газа. .

Система и способ извлечения гексафторида серы в газовой фазе // 2366873

Способ газодинамической сепарации // 2352878

Изобретение относится к технике низкотемпературной обработки многокомпонентных углеводородных газов (природных и нефтяных), а именно для осушки газа путем конденсации из него водного и (или) углеводородных компонентов.

Способ подготовки природного газа и автомобильная газонаполнительная компрессорная станция // 2338119

Изобретение относится к газовой промышленности и, в частности, к установкам по обработке природного газа. .

Отвод азота из конденсированного природного газа // 2337130

Способ для очистки попутного нефтяного газа от тяжелых углеводородов при использовании низких температур // 2324871

Изобретение относится к области очистки попутного нефтяного газа от тяжелых углеводородов при использовании низких температур непосредственно на газопроводе и может найти применение при сжигании в энергетических установках газообразного топлива, содержащего тяжелые углеводороды, в частности нефтяного попутного газа.

Установка подготовки углеводородного газа к транспорту // 2296793

Изобретение относится к технике подготовки углеводородных газов к транспорту на установки последующей переработки с получением товарных продуктов и может быть использовано в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Способ и устройство для глубокой очистки изотопов ксенона от газообразных примесей // 2275233

Изобретение относится к технологии разделения стабильных изотопов, в частности к очистке изотопов ксенона, полученных на каскаде центрифуг с заданным изотопным составом и используемых в ядерной физике для определения массы нейтрино.

Способ очистки сжиженного природного газа // 2240174

Изобретение относится к технике и технологии производства и использования сжиженного природного газа. .

Способ разделения газовых смесей // 2458298

Монтажно-транспортный комплекс газосепаратора промежуточного // 2460023

Изобретение относится к технике тепловой обработки и сепарации газовых и газоконденсатных смесей от влаги и тяжелых углеводородов, а именно к установкам комплексной подготовки природного газа на газовых промыслах нефтегазоконденсатных месторождений

Способ подготовки углеводородного газа // 2460759

Изобретение относится к способу подготовки углеводородного газа, включающий ступенчатую сепарацию, охлаждение газа между ступенями сепарации, отделение углеводородного конденсата начальных ступеней сепарации, охлаждение его конденсатом последней низкотемпературной ступени сепарации и использованием в качестве абсорбента

Способ и система удаления h2s из потока природного газа // 2462295

Изобретение относится к способу удаления сульфида водорода из потока природного газа

Способ получения сжиженных углеводородных газов и установка для его осуществления // 2463534

Изобретение относится к технике получения сжиженных углеводородных газов и их очистки от метанола и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности

Установка очистки сжиженных углеводородных газов от кислых компонентов // 2469774

Изобретение относится к области химии

Теплообменный аппарат для ожижения смешанных паров // 2474778

Изобретение относится к конструкциям теплообменных аппаратов для ожижения паров смешанных - многокомпонентных продуктов при их охлаждении холодоносителем через промежуточные стенки труб

Устройство для охлаждения и очистки газообразного гелия // 2477429

Изобретение относится к наземным средствам охлаждения и очистки гелия и может быть использовано, в частности, при создании систем заправки газообразным гелием бортовых баллонов ракетоносителей при их подготовке к пуску на стартовом комплексе

Способ дегидратации газа, содержащего co2 // 2505763

Изобретение может быть использовано в установках, предназначенных для дегидратации газов, содержащих углекислый газ. Способ дегидратации газа, содержащего CO2, основан на получении двухфазной смеси при ее расширении и выделении из смеси жидкой фазы в сепараторе. Сырой газ охлаждают, подмешивая к нему жидкий CO2 с растворенной в нем водой, полученную смесь разделяют на газовую фазу и жидкую фазу, содержащую воду, газовую фазу расширяют с получением жидкости, содержащей жидкий CO2 и воду, жидкость частично или полностью направляют на смешение с сырым газом, при этом расширение проводят до температуры ниже температуры гидратообразования. Техническим результатом является обеспечение глубокой степени дегидратации газа. 8 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

Установка для подготовки газа с удаленным терминалом управления и использованием программного комплекса автоматического управления технологическим процессом // 2506505

(57) Изобретение относится к газовой и нефтяной отраслямпромышленности и может использоваться при подготовке газа нефтяных и газоконденсатных месторождений для снижения капитальных и эксплуатационных затрат. Задачей изобретения является создание установки для первичной подготовки газа от кустов газовых скважин, работающей без обслуживающего персонала за счет использования программного комплекса автоматического регулирования подготовкой газа. Установка для подготовки газа снабжена системой автоматического управления (САУ), связанной с запорно-регулирующей арматурой, которая представляет собой первый клапан-регулятор на линии подачи газа, второй клапан-регулятор, установленный на линии, соединяющей первичный и низкотемпературный сепараторы, третий и четвертый клапаны-регуляторы, установленные на линиях, соединяющих выходы соответственно первичного и низкотемпературного сепараторов для газожидкостной смеси с дегазатором, пятый клапан-регулятор, установленный на линии сброса жидкости из дегазатора, и шестой клапан-регулятор, установленный на линии сброса газа из дегазатора. Установка снабжена первым расходомером на линии подачи газа и вторым расходомером на линии отвода газа из низкотемпературного сепаратора, соединенными с САУ с возможностью регулирования степени открытия-закрытия первого клапана-регулятора, датчиком температуры на входе низкотемпературного сепаратора, соединенным с САУ с возможностью регулирования степени открытия-закрытия второго клапана-регулятора, датчиками уровня жидкости в первичном и низкотемпературном сепараторах и в дегазаторе, связанными с САУ с возможностью регулирования степени открытия-закрытия соответственно третьего, четвертого и пятого клапанов-регуляторов, и датчиком давления в дегазаторе, связанным с САУ с возможностью регулирования давления в дегазаторе, а система подачи ингибитора гидратообразования связана с САУ с возможностью регулирования расхода ингибитора в зависимости от давления газа на линии подачи или его расхода. В САУ применен программный комплекс автоматического регулирования подготовки газа, которая включает в себя регулирование параметров технологического процесса в автоматическом режиме. 1 ил.