Требования к очищенному газу в значительной степени определяют выбор технологической схемы. Для подготовки газа Газлинской группы месторождений (после его очистки от сероводорода и двуокиси углерода на СОУ «Учкыр») предлагается строительство установки низкотемпературной сепарации газа с использованием турбодетандерного агрегата. Производительность проектной УНТС составляет 1,5 млрд. м3 в год.
Предлагаемая принципиальная технологическая схема УНТС «Учкыр».
В состав УНТС входят:
установка НТС газа;
установка огневой регенерации ДЭГ;
факельное хозяйство.
Установка НТС газа состоит из одной технологической нитки производительностью по газу 200,0 тыс.м3в сутки. В состав установки НТС входят:
теплообменник “газ-газ” Т-101;
блок газосепаратора С-0 для предотвращения попадания капельной жидкости в ТДА;
моноблочный турбодетандерный агрегат;
блок вертикального низкотемпературного газосепаратора С-103 сепарации газа;
насосы Н-301 для впрыска регенерированного ДЭГ на вход детандера.
В состав установки огневой регенерации ДЭГ входят:
блок разделителя Р-301;
блок выветривателянасыщенного ДЭГ (НДЭГ) В-301;
блок огневого регенератора ДЭГ ОР-301;
емкость-сборник регенерированного ДЭГ (РДЭГ) Е-301;
насосы для перекачки горячего РДЭГа из ОР-301 в емкость Е-301 — Н-302;
теплообменник “РДЭГ — конденсат+НДЭГ” Т-301;
теплообменник “парогазовая смесь — конденсат+НДЭГ” Т-302;
сепаратор С-301;
насосы впрыска РДЭГа;
подземная дренажная емкость Е-302 с погружным насосом;
склад ДЭГ и ингибитора коррозии.
Принципиальная схема УНТС газас указанием технологических параметров материальных потоков представлена на рисунке 2.
Входной поток газа в объеме 4,8 млн.м3/сут с давлением 5,0 МПа и температурой 35 оС поступает в трубное пространство рекуперативного теплообменника Т-101, где охлаждается до температуры 26 оС обратным потоком холодного газа. Из теплообменника Т-101 газ с давлением 4,95 МПа поступает в в блок сепаратора С-0 для отделения жидкой фазы, выделившейся при охлаждении газа в теплообменнике Т-101. Блок сепаратора С-0 предназначен для предотвращения попадания жидкой фазы в турбодетандер. Из блока сепаратора С-0 поток газа с давлением 4,9 МПа направляется в турбодетандер, где происходит расширение газа до давления 1,6 МПа. При этом температура газа снижается до минус 25 оС.
Для предотвращения гидратообразования в поток влажного перед турбодетандером подается регенерированный ДЭГ с концентрацией 80 % масс.
Для учета количества ингибитора гидратообразования, подаваемого в поток газа перед турбодетандером, необходимо установить расходомеры на линиях его подачи.
Охлажденный газожидкостной поток с давлением 1,694 МПа поступает в блок низкотемпературного сепаратора С-103, где происходит отделение газа от насыщенного водой ДЭГ и углеводородного конденсата.
Очищенный и осушенный газ из блока сепаратора С-103 проходит межтрубное пространство рекуперативного теплообменника Т-101 и с давлением 1,5 МПа поступает на вход компрессора, расположенного на одном валу с детандером.
В компрессоре газ компримируется до давления 2,5 МПа и через узел замера направляется в газопровод до головных сооружений Газли (в летний период на закачку в ПХГ Газли, в зимний период — на вход ДКС Газли).
Конденсат, выделяемый на установке НТС, направляется в существующую систему подготовки углеводородного конденсата СОУ «Учкыр», насыщенный ДЭГ направляется в проектируемую систему огневой регенерации ДЭГ.
Необходимо предусмотреть байпасную линию для подачи газа на вход в блок сепаратора С-103, минуя турбодетандер в случае его остановки.
Смесь “НДЭГ + конденсат” с установки НТС поступает последовательно в трубное пространство теплообменников Т-301 и Т-302.
В качестве теплоносителя в межтрубное пространство подается: в теплообменник Т-301 –горячий регенерированный ДЭГ (РДЭГ), в теплообменник Т-302 –парогазовая смесь из огневого регенератора ОР-301.
Нагретая в теплообменниках смесь НДЭГ + конденсат направляется в блок разделителя Р-301, где происходит отделение жидкой фазы от газовой. Жидкая фаза разделяется по плотности на НДЭГ и газовый конденсат.
Из блока разделителя Р-301 НДЭГ направляется в выветриватель В-301, конденсат — в существующую систему подготовки конденсата СОУ «Учкыр» (Р-401).
Из выветривателя В-301 НДЭГ направляется в огневой регенератор ОР-301, газы дегазации — в коллектор факельных газов высокого давления.
Процесс низкотемпературной сепарации предназначен для извлечения из потока природного газа значительной части углеводородов, являющихся сырьем, а также влаги в промысловых условиях. Механизм действия сепарационных процессов основан на изменении фазовых соотношений газоконденсатных смесей при изменении параметров системы. Эффективность работы установок НТС при совершенном оборудовании и достижении состояния равновесия зависит от давления в низкотемпературном сепараторе, температуры и состава исходной смеси.
Основным показателем эффективности работы установки НТС служит средневзвешенная по технологическим линиям температура точки росы осушенного газа или температура сепарации и пропорциональная ей степень извлечения из исходного потока сжиженных углеводородов. Для процесса обработки газа на установке НТС целесообразно поддерживать режим, обеспечивающий минимальную среднюю температуру сепарации газа.
Производительность технологической нитки НТС 4,8 млн.м3/сут по газу. На входе в технологическую нитку давление газа –5,0 МПа, температура — 35 оС, влагосодержание — 0,9 г/м3. Для предупреждения гидратообразования в поток газа на входе в теплообменник Т-102 впpыскивается 80 % pегенеpиpованныйдиэтиленгликоль (РДЭГ) в количестве 715,4 кг/ч.
Проведенные расчеты процесса низкотемпературной сепарации газа показывают, что при подаче с месторождения на проектную технологическую нитку сырого газа в объеме 200000 м3/ч будет получено 199400 м3/ч очищенного и осушенного газа и 1533 кг/ч нестабильного конденсата, направляемого в существующую систему подготовки конденсата СОУ «Учкыр».
Литература:
- Ли Р. Ч. Выбор оптимальных технологических режимов на установках низкотемпературной сепарации газа // Узбекский журнал нефти и газа. — Ташкент, 1999. — № 2. — С. 36–38.
- Ли Р. Ч. Исследования с применением вихревой трубы на установках низкотемпературной сепарации газа // Ўзбекистон Республикаси Олий ва Ўрта махсус таълим вазирлиги. — ТашГТУ: «Вестник ТашГТУ», 2004. — № 4. — С. 123–127.
