Установки низкотемпературной сепарации, работающие за счет изоэнтальпийного расширения газа
В начальный период эксплуатации газоконденсатных месторождений, давление сырья на входе в установки комплексной подготовки газа (УКПГ) как правило значительно больше, чем давление, при котором необходимо газ подавать в магистральный газопровод. Избыточное давление газа позволяет за счет расширения газа получить низкие температуры, т. е. охлаждать газ. Этот процесс можно осуществить изоэнтальпийно — с использованием дроссельных устройств и изоэнтропийно — с применением турбодетандеров.
В газовой промышленности установки обработки газа в условиях промысла, где для получения холода используется изоэнтальпийное расширение газа, принято называть установками низкотемпературной сепарации (УНТС).
Установки НТС включают в себя сепараторы, разделители и рекуперативные теплообменники. Газ со скважин поступает в сепаратор I ступени (рис. 11), где от него отделяются механические примеси и капельная жидкость. Последняя представляет собой смесь жидких углеводородов, воды и ингибитора гидратообразования. Отсепарированный газ поступает в рекуперативный теплообменник Т-1, где охлаждается газом, отводимым с верха сепаратора второй ступени С-2. Затем газ через дроссельное устройство поступает в сепаратор II ступени.
При наличии достаточно большого избыточного давления и поверхности рекуперативного теплообменника за счет эффекта дросселирования газа обеспечивается достаточно низкая температура во второй ступени сепарации.
При исчерпании необходимого для поддержания нормальной работы УНТС избыточного давления в ее схему включают блок охлаждения газа с искусственным хладоагентом. Испаритель этого блока устанавливается после рекуперативного теплообменника.
Рис.11. Принципиальная технологическая схема установки НТС: С-1, С-2 — сепараторы; Р-1, Р-2 — разделители; Т-1 — рекуперативный теплообменник; ДУ — дроссельное устройство; / — сырьевой газ; // — товарный газ; ///, V — смесь жидких углеводородов (нестабильный конденсат); IV — газ дегазации; И — регенерированный раствор ингибитора; НИ — насыщенный раствор ингибитора
На показатели установок НТС большое влияние оказывают температура, давление, состав сырьевого газа, эффективность оборудования, число ступеней сепарации и т. д. Ниже приводятся общие рекомендации по выбору параметров установок НТС.
Выбор давления. Значение давления на I ступени сепарации зависит от устьевых параметров газа, показателей промысловых газопроводов, состава сырья и т. д. Режим конечной ступени сепарации устанавливается с учетом давления максимальной конденсации целевых компонентов и давления на начальном участке магистрального газопровода. В период снижения пластового давления эффективность работы установки НТС обеспечивается за счет ввода дожимного компрессора и установки искусственного холода. Влияние давления на работу установки НТС подробно изложено в работах .
Выбор температуры. Значение температуры на установках НТС выбирают исходя из необходимости получения точки росы газа, обеспечивающей транспортирование газа в однофазном состоянии. Наряду с этим в ряде случаев выбор температуры обработки газа осуществляется также для увеличения степени конденсации пропана и бутанов.
Температура на I ступени сепарации зависит от устьевых параметров газа и перепада давления и температуры в промысловом газопроводе, соединяющем скважины с УКПГ. Температура во II ступени наряду с перепадом давления между ступенями сепарации зависит также от поверхности рекуперативного теплообменника Т-1 (см. рис. 11).
Основное количество тяжелых углеводородов переходит в жидкую фазу в I ступени сепарации. Снижение давления и температуры способствует переходу в жидкую фазу дополнительного количества тяжелых углеводородов. При этом сравнительно большими темпами увеличивается степень конденсации более легких углеводородов, на что указывает также снижение молекулярной массы жидкой фазы.
Увеличение выхода нестабильного конденсата во II ступени сепарации обусловливает в свою очередь повышение мощности установки стабилизации конденсата (УСК) и выхода метано-этановой фракции.
Учитывая изложенное, необходимо производить выбор режима работы установок НТС с учетом дополнительного выхода тяжелых углеводородов и увеличения капитальных вложений и эксплуатационных расходов в целом на весь комплекс.
Выбор числа ступеней сепарации. На практике при подготовке к транспортированию продукции газоконденсатных месторождений применяют двух- и трехступенчатые схемы НТС. Многоступенчатые схемы сепарации применяются также в схемах глубокого извлечения из газа этана, пропана и бутанов процессом низкотемпературной конденсации. При одинаковых параметрах последней ступени охлаждения чем меньше число ступеней сепарации, тем больше выход жидкой фазы на УНТС и ниже содержание углеводородов С5 и выше в товарном газе.
Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 3447;