NO176534B - Fremgangsmåte og anordning for transport og behandling av en naturgass - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for bruk og regenerering av tilsetninger som skal forebygge dannelse av korrosjon og/eller hydrater, for transportering og behandling av en naturgass.

Ved utvinning av naturgass i en vanskelig sone, dvs. til havs eller på land i områder som er fjerntliggende eller generelt utilgjengelige, vil produksjonsselskapene tilstrebe å overføre gassen som kan være utvunnet i forskjellige brønner og oppsamlet på et sentralt sted, for behandling og kondisjonering etter et minst mulig antall omdanningsprosesser og/eller forbehandlinger, for å redusere kapitalinvesteringen og driftsomkostningene, slik at prosessene som gjennomføres på produksjonsstedet, reduseres til det høyst nødvendige, for at transporteringen av gassen gjennom en gassrørledning til behandlingsstedet, kan foregå uten uhell, idet noen komponenter av naturgass, nemlig vann og sure gasser (C02, H2S) i realiteten krever særlige forholdsregler.

Hvis forekomsten inneholder vann, er naturgassen mettet med vann ved produksjonstemperaturen, og under transporteringen vil gasstemperaturen vanligvis synke, hvilket medfører kondensering av en del av vannet, men som under visse forhold kan forårsake dannelse av hydratkrystaller bestående av hydrokarbonmolekyler som er innleiret i krystallinske strukturer som er dannet av vannmolekylene og som oppstår ved en temperatur adskillig over 0°C. Dannelsen av hydrater i en gassrørledning kan føre til gjentetting og derav følgende produksjonsavbrudd. For å unngå dette er det nødvendig enten at gassen dehydreres innen transporteringen, eller at det i gassen injiseres et middel, såsom metanol- eller etylenglykol, som vil forhindre hydratdannelse. I det førstnevnte tilfelle blir gassen vanligvis behandlet med glykol i en vaskerenhet, for å justere vannets duggpunkt til den verdi som kreves for transportering, hvorved prosessen gjennom-føres under monofase-tilstander, og i det andre tilfelle blir det forhindrede middel innført i gassen straks denne har forlatt brønnhodet, og transporteringen gjennomføres ihvertfall delvis under difasetilstander.

De fleste naturgasser inneholder en større eller mindre del av sure gasser, såsom C02 og/eller H2S. Disse bestanddeler kan som regel ikke utskilles på produksjonsstedet, og må transporteres med gassen. Slike sure gasser forårsaker korrosjonsdan-nelse i rørledningene, særlig i nærvær av vann. Det er derfor nødvendig at korrosjonshindrende midler injiseres i gasstrømmen helt fra selve brønnhodet, for å beskytte rørledningene fordi korrosjon til sist kan forårsake ledningsbrudd eller alvorlige gasslekkasjer. De korrosjonsforhindrende midler injiseres i sportilstand, men da de generelt er vanskelige produkter, vil de bidra til en økning i gassproduksjonsprisen.

Etter å ha nådd behandlingsstedet blir gassen som kan stamme fra flere forskjellige brønner som leverer til en enkelt gassrør-ledning, generelt dehydrert, for å senke vannets duggpunkt under det som kreves for transportering, og dette andre dehydreringstrinn kan i de fleste tilfeller gjennomføres enten ved at vannet absorberes i glykol eller ved adsorbsjon av vannet på molekylar-siler, idet dehydreringsprosessen som gjennomføres på den måte, kan være forskjellig fra den som benyttes ved produksjonsstedet for å gi vannet det rette duggpunkt for transportering av gassen. Det andre dehydreringstrinn er meget viktig dersom det er ønskelig at gassen kan avkjøles til en relativt lav temperatur på f.eks. mellom -10 og -40°C, for at gassen skal befris fra de naturlige gassvæsker, dvs. andre hydrokarboner enn metan, som kan leveres flytende ved omgivelsestemperatur. Under disse forhold vil de tilsetninger som ble injisert av transporteringshensyn (midler som forebygger hydratdannelse og korrosjon) absorberes under behandlinge.n, uten å tilbakeføres.

Det er konstatert at visse tilsetninger (midler som forebygger hydratdannelse eller korrosjon) kan gjenvinnes og tilbake-føres til produksjonsbrønnhodet, og det er derfor av meget stor betydning å kunne redusere tapet av disse midler og dermed redusere gassproduksjonsomkostningene.

Det er også konstatert at når den fremførte gass behandles på gassterminalen, vil disse tilsetninger også spille en positiv rolle, ved at bruken av andre tilsetninger bortfaller.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter en ny bruk av disse antihydrat- og/eller antikorrosjonstilsetninger som derved kan tilbakeføres.

Fremgangsmåten kjennetegnes i hovedtrekk ved følgende prosesstrinn:

a) Ihvertfall en del av gassen som utstrømmer fra minst én produksjonsbrønn bringes, under egnede forhold og i minst én kontaktsone, i kontakt med en væskefase som ihvertfall delvis tilføres fra et senere tilbakeføringstrinn (e) og inneholder både vann og minst én antihydrat-tilsetning bestående av en hydrokarbonfri sammensetning, normalt i form av en annen væske enn vann, og som ihvertfall delvis er vann-blandbar og fordamper i ren tilstand eller i azeotrop form ved en temperatur under vannets fordampingstemperatur, for opprettelse av en vanndig væskefase med et redusert tilsetningsinnhold, jevnført med den tilbakeførte væskefase og en tilsetningsholdig gassfase, b) Transportering av den tilsetningsholdige gassfase gjennom en rørledning til minst én varmevekslingssone, c) Avkjøling, under egnede forhold, av gassfasen fra trinn b) i varmevekslingssonen, for delvis kondensering av gassfasen og

frembringelse av en ukondensert gass, idet kondensatet består av

minst én vanndig fase som inneholder ihvertfall en del av tilsetningen,

d) Utskilling av den vanndige fase fra den ukondenserte gass under egnede forhold i en separasjonssone, og avleding av

den ukondenserte gass, og

e) Tilbakeføring av den vanndige fase til trinn a) ved transportering gjennom en annen rørledning til kontaktsonen.

Uttrykket bestanddel "som normalt er flytende" innebærer flytende under normale temperatur- og trykkforhold.

Mengden av antihydrat-løsning i vannet utgjør generelt 10-70 og fortrinnsvis 20-50 vekt-%.

Ved en annen versjon av oppfinnelsen kan det, sammen med antihydrat-tilsetningen og vannet, innføres minst én ikke-hydrokarbonholdig antikorrosjonstilsetning som ihvertfall er delvis blandbar med vann eller dispergerbar i vann og som fortrinnsvis vil fordampe ved et lavere kokepunkt enn vannets eller som, i forening med vannet, danner en azeotrop med lavere kokepunkt enn vannet, for å kunne medføres av gassen under prosesstrinn a).

Ved denne fremgangsmåte har den vanndige væskeblanding følgende sammensetning: 0 ,1 - 5 og fortrinnsvis 0,3 - 1 vekt-% antikorrosjons-tilsetning,

10-70 og fortrinnsvis 20 - 50 vekt-% antihydrat-tilsetning, og

29,9 - 89,9 og fortrinnsvis 49,7 - 79,7 vekt-% vann.

Andelen av vanndig væskefase som innføres i kontaktsonen, vil som regel utgjøre 0,05 - 5 og fortrinnsvis 0,1-1 vekt-% av gasstrømmengden som skal behandles, og kontaktopprettelsestrinnet gjennomføres generelt ved samme temperatur og trykk som av gassene som utstrømmer fra produksjonsbrønnen, og som eksempelvis utgjør 20-100°C under et trykk av 0,1 - 25 MPa.

Oppfinnelsen vedrører også den anordning som anvendes for transportering og behandling av en naturgass. Som en hovedregel omfatter anordningen følgende innretninger som samvirker med hverandre.

minst én beholder (Gl) hvori det kan opprettes kontakt under trykk og fortrinnsvis i motstrømsretning mellom en gass og minst én tilsetning, og som har en første ende og en andre ende, fordelaktig plassert under den første ende,

en innretning (1) for innføring av gassen og forbundet med transporteringsinnretningen (3, 5) og/eller beholderens andre ende,

en innretning (4) for innføring av en vanndig væskefase inneholdende minst én tilsetning og som er koplet til innret-ninger for tilbakeføring av væskefasen og til beholderens første ende,

en innretning (2) for avleding av en vanndig væskefase og forbundet med beholderens andre ende,

innretninger (3, 5) for transportering av en gassfase under trykk og forbundet med den første ende av beholderen (Gl) og med en innretning (E^) for varmeveksling under trykk,

en innretning ( B^) for utskilling av en vanndig væskefase fra den behandlede, ukondenserte gass, og forbundet med varme-vekslingsinnretningene,

en innretning (10) for gjenvinning av den ukondenserte og behandlede gass, og forbundet med utskiller innretningen (B^ ,

en innretning (8) for avleding av den vanndige fase, og forbundet med utskillerinnretningen, og

innretninger (Pi» 9, 4) for tilbakeføring av den vanndige fase, og forbundet med innretningen for avleding av den vanndige fase og med en rørledning som er koplet til den første ende av beholderen (Gl).

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende i tilknytning til de medfølgende tegninger som ikke er begrensende, og hvori:

Figur 1 viser anordningen ifølge oppfinnelsen.

Figur 2 viser tilstedeværelsen av et antall soner for kontaktopprettelse med tilsetningene ifølge oppfinnelsen. Figur 2A viser en annen versjon med spesielle antikorrosjons-tilsetninger. Figur 3 viser et skjematisk riss av et produksjonssystem som drives med fire brønner og en midtre behandlingsplattform.

Figur 4 viser forbehandling av gass med kondensator.

Figur 5 viser en alternativ forbehandling av gassene med kondensater.

Prinsippet for prosessen ifølge oppfinnelsen er vist med det skjematiske riss i figur 1 som illustrerer eksempel på en naturgass inneholdende metan i tilknytning til høyere hydrokarboner, sure gasser (karbondioksyd og hydrogensulfid) og som er mettet med vann ved de rådende temperatur- og trykkforhold under produksjonen.

Naturgassen som utstrømmer fra produksjonsbrønnhodet, fremføres gjennom en rørledning 1 ved bunnen av en fortrinnsvis praktisk talt vertikal kontaktopprettelses-beholder Gl. I kontaktsonen Gl som fortrinnsvis drives i et motstrømsmønster, bringes naturgassen i kontakt med en blanding bestående av vann, og minst én antihydrat-løsning, separat eller sammenblandet med minst én antikorrosjons-tilsetning som tilføres fra en rørledning 4. En gassfase med innhold av løsning og tilsetning avledes fra beholdertoppen gjennom en rørledning 3. En vanndig fase som stort sett er befridd for løsning og tilsetning, avledes fra beholderbunnen gjennom en rørledning 2. Gassfasen fra beholdertoppen transporteres gjennom rørledningen 3 over en strekning som kan utgjøre flere kilometer, og videreføres gjennom en rørledning 5 til mottaksterminalen, hvor gassen kan behandles innen den overføres til et kommersielt system. Gasstrømmen i ledningen 5 avkjøles til den lave temperatur som kreves for behandling i varmeveksleren El, ved hjelp av et kjølefluid som ikke inngår i prosessen og som forårsaker delvis kondensering, og kjølevirk-ningen medfører ingen hydratdannelse på grunn av den motvirkende løsning som i tilstrekkelig mengde er tilstede i gassen. Den avkjølte blanding som avledes fra varmeveksleren El gjennom ledningen 6, består av et kondensat omfattende en vanndig væskefase som inneholder hoveddelen av vannet, idet løsning og tilsetning som måtte finnes i gassen, avledes fra kontaktsonen Gl gjennom rørledningen 3, og en gassfase betegnet som en svak gassfase med redusert innhold av tunge hydrokarboner. Disse to faser adskilles i en bunnfellingstank Bl, og den tynne gass som er befridd for hovedmengden av det vann og de tunge hydrokarboner som gassen inneholdt ved innføringen i prosessen gjennom rørled-ningen 1, avledes gjennom en rørledning 10, mens den vanndige væskefase avledes gjennom rørledningen 8, eventuelt ved tilset-ting av en kompletterende mengde av løsning og tilsetning fra en rørledning 11, for kompensering av tap, atter oppsuges av pumpen Pl og tilbakeføres gjennom rørledningen 9 til produksjonsstedet, hvor den innstrømmer gjennom rørledningen 4, for tilbakeføring.

Hvis andelen av hydrokarboner, tyngre enn metan, er relativt stor vil det, under avkjølingen, dannes en flytende hydrokarbonfase. I det tilfelle som er vist i figur 1, er denne flytende hydrokarbonfase utskilt fra den vanndige fase i tanken Bl, for å utstrømme gjennon^ rørledningen 7.

Under hele denne beskrevne prosess vil det ikke forekomme hydratdannelse og korrosjon, da dette forhindres grunnet tilstedeværelsen av antihydrat-løsningen og antikorrosjons-tilsetningen som beskytter hele installasjonen. En av fordelene ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at de antihydrat- og antikorrosjonstilsetninger som anvendes, er virksomme gjennom hele installasjonen, nemlig kontaktsonen Bl hvor det opprettes kontakt mellom gassen og tilsetningene på produksjonsstedet, transportledningen hvorigjennom gass kan overføres fra produk-sjonssonen til mottaksterminalen, og behandlingssonen hvor naturgassen utskilles fra vannet og de tyngste hydrokarboner. Når det under avkjølingstrinnet (c) dannes en flytende hydrokarbonfase, blir denne utskilt fra den vanndige fase i en bunnfellingsprosess, og fjernet.

Da det ikke er nødvendig å anvende all gassen i kontaktsonen Gl for at antihydrat- og/eller antikorrosjons-tilsetningene som fremstrømmer gjennom ledningen, skal overføres til dampfasen, kan en del av gassen som skal transporteres (rørledning 12) blandes direkte med gassen som utstrømmer gjennom ledningen 3 fra kontaktsonen Gl, som vist med brutte linjer i figur 1, uten å måtte passere gjennom kontaktsonen Gl. I tillegg vil naturgassen generelt produseres av flere brønner. Det er i såfall mulig å sammenføre utstrømningene fra flere forskjellige brønner i en enkelt prosess ifølge oppfinnelsen, og i det øyemed kan gassen fra visse brønner innføres i prosessen ifølge oppfinnelsen gjennom rørledningen 1, mens gassen fra de øvrige brønner kan innføres i prosessen gjennom rørledningen 12.

Hvis naturgassen produseres av flere brønner i innbyrdes avstander, kan det opprettes et antall kontaktsoner Gl, hver for seg for behandling av produksjon fra én eller flere brønner, og hele produksjonen kan gjennom et egnet rørledningssystem over-føres til en mottaksterminal for behandling av hele gassproduk-sjonen, og i såfall vil den tilbakeførte, vanndige væskefase som avledes gjennom rørledningen 8, omfordeles til de forskjellige kontaktsoner Gl, og denne alternative prosessform ifølge oppfinnelsen er vist i figur 2, hvor de utstyrsdeler som er de samme som ifølge figur .1, er betegnet med samme henvisningstall.

I dette eksempel produseres naturgassen på to hovedfelter og antas å inneholde metan i forbindelse med høyere hydrokarboner og å være mettet med vann under de rådende temperatur- og trykkforhold under utvinningen. På det første felt blir naturgassen som utstrømmer fra et produksjonsbrønnhode, behandlet som tidligere beskrevet i tilknytning til figur 1. På det andre felt blir naturgassen som utstrømmer fra et annet produksjonsbrønnhode, fremført gjennom en rørledning 21. I kontaktsonen G2 bringes gassen i kontakt med en blanding bestående av vann og antihydrat-løsning som tilføres gjennom en ledning 24. En løsningsholdig gassfase utstrømmer fra beholdertoppen gjennom rørledningen 23. En vanndig fase, stort sett uten løsning, utstrømmer fra beholderbunnen gjennom rørledningen 22. Den øvre gassfase transporteres gjennom rørledningen 23 og blandes i rørledningen 25 med gassen fra det første produksjonsfelt, som strømmer gjennom ledningen 3. All gassen transporteres over en strekning som kan utgjøre flere kilometer og innstrømmer gjennom ledningen 5 i mottaksterminalen, hvor gassen kan behandles innen den overføres til det kommersielle system. Gasstrømmen i ledningen 5 avkjøles til den lave temperatur som kreves for behandling i varmeveksleren El, ved hjelp av et kjølefluid som ikke inngår i prosessen og som forårsaker delvis kondensasjon, og denne kjølevirkning medfører ingen hydratdannelse, på grunn av den forebyggende løsning som er tilstede i tilstrekkelig stor mengde i gassen. Den avkjølte blanding som utstrømmer fra varmeveksleren El gjennom rørledningen 6, består av en vanndig væskefase som inneholder størstedelen av vannet og løsning som skulle finnes i gassen som utstrømmer fra kontaktsonen Gl gjennom ledningen 3 og dels i gassen som utstrømmer fra kontaktsonen G2 gjennom ledningen 23, en hydrokarbon-væskefase bestående av de tyngste hydrokarboner i gassen, og en gassfase, den såkalte tynne gassfase, med redusert innhold av tunge hydrokarboner. Disse tre faser adskilles i bunnfellingstanken Bl, idet den tynne gassen som er befridd for størstedelen av vannet og de tunge hydrokarboner som gassen inneholdt ved innføringen i prosessen gjennom ledningene 1 og 21, avledes gjennom rørledningen 10, hydrokarbon-væskef asen fjernes gjennom ledningen 7 og den vanndige væskefase utstrømmer gjennqm ledningen 8 mens en kompletterende mengde av løsning fra ledningen 11 tilsettes for å kompensere tapene og oppsuges dels på ny av pumpen Pl for å overføres gjennom ledningen 9 til det første produksjonsfelt hvor den innstrømmer gjennom ledningen 4, for tilbakeføring, og dels av pumpen P2 for å føres gjennom ledningen 2 6 til det andre produksjonsfelt hvor den innstrømmer gjennom ledningen 24, for tilbakeføring.

Figur 3 viser et eksempel på et produksjonssystem som drives med fire adskilte brønner henholdsvis PSI, PS2, PS3 og PS4. Gassen overføres til en midtre behandlingsplattform PTC, fra brønnen PSI gjennom ledningen 100, fra brønnen PS2 gjennom ledningen 200, fra brønnen PS3 gjennom ledningen 300 og fra brønnen PS4 gjennom ledningen 4 00. På den midtre behandlingsplattform PTC avkjøles gassen for frembringelse av en vanndig fase og en delvis dehydrert gass hvis duggpunkt oppfyller transporteringsforskriften som krever et duggpunkt eksempelvis under eller lik -10"C. Denne gassen komprimeres ved hjelp av en kompressor som er plassert på plattformen PTC, og utstrømmer gjennom rørledningen 500.

Gassfasen ledes til produksjonsbrønnene PSI, PS2, PS3 og PS4, igjen ved hjelp av pumper som, gjennom ledningene 101, 201, 301 og 401, overfører vanndig fase i strømningsmengder som er proporsjonale med de gasstrømmengder som føres gjennom ledningene 100, 200, 300 og 400. I hver produksjonsbrønnsone er det anordnet en kontaktopprettings-innretning for innføring av tilsetning i den produserte gass og avleding av en vanndig fase som er stort sett befridd for sitt opprinnelige tilsetningsinnhold.

Et tilsetningsforråd som fornyes periodisk på plattformen PTC, gjør det mulig å kompensere tilsetningstapene gjennom en regulær kompletteringsprosess.

Naturgassen som produseres, blir i mange tilfeller ledsaget av kondensater av hydrokarboner, hvilket innebærer at utstrøm-ningen fra brønnen inneholder en gassfase og en væskefraksjon bestående av de tyngste hydrokarboner, og i de fleste tilfeller er også en vanndig væskefase tilstede ved brønnutløpet. Ved produksjon av gasser med kondensater kan prosessystemet ifølge oppfinnelsen, ihvertfall den del som er plassert på produksjonsfeltet, være noe endret av hensyn til hydrokarbon-væskefasen, og figur 4 viser denne alternative utførelsesform hvor gassen med kondensater som utstrømmer fra produksjonsbrønnhodet, fremføres gjennom ledningen 1 og innstrømmer i den øvre del av en separa-tortank B2 hvori de tre angjeldende faser utskilles, idet den vanndige fase bestående av vann fra formasjonen, fjernes gjennom ledningen, hydrokarbon-væskefasen fjernes gjennom ledningen 32, oppsuges av pumpen P3 og utstrømmer gjennom ledningen 33, og gassfasen fjernes gjennom ledningen 31 og overføres til kontaktsonen Gl, for å bringes i kontakt med en blanding bestående av vann, løsning og tilsetninger, fra ledningen 4. En gassfase med innhold av løsning og tilsetninger utstrømmer øverst gjennom ledningen 3. Ved bunnen blir en vanndig fase som stort sett er befridd for løsning og tilsetninger, fjernet gjennom ledningen 2. Den øvre gassfase transporteres gjennom ledningen 3 til mottaksterminalen. Kondensatene som strømmer gjennom ledningen 33, kan gjennom en separat ledning overføres til en mottaksterminal eller blandes, i en ledning 34, med gassen som strømmer gjennom ledningen 3 , idet transporteringen til mottaksterminalen under disse forhold gjennomføres difasisk eller delvis til terminalen og delvis som blanding i ledningen 3.

Det er i figur 5 vist en alternativ versjon av situasjonen under utvinning av gass med kondensater, hvor separatortanken B2 og kontaktsonen Gl er integrert til en enkelt utstyrsdel, for å forbedre kompaktheten som er et kriterium som er særlig attrak-tivt i forbindelse med produksjon til havs. Gassen med kondensatene som utstrømmer fra produksjonsbrønnhodet, overføres gjennom ledningen 1 til separatortanken B2 hvori hydrokarbon-væskef asen utskilles, en vanndig fase dannes, bestående av vann fra formasjonen og vann fra kontaktsonen Gl i direkte forbindelse med den øvre del av separatoren B2, og en gassfase bringes i motstrømskontakt, i kontaktsonen Gl, med en blanding bestående av vann, løsning og tilsetninger og tilført fra ledningenn 4. En gassfase med innhold av løsning og tilsetninger utstrømmer øverst gjennom ledningen 3, og transporteres til mottaksterminalen. Ved bunnen blir den vanndige fase som er stort sett befridd for løsning og tilsetninger, blandet med den vanndige fase som inneholder vann fra formasjonen, med etterfølgende utfelling og fjerning gjennom .ledningen 2. Hydrokarbon-væskefasen utstrømmer fra beholderen B2 gjennom ledningen 32, oppsuges av pumpen P3 og fjernes gjennom ledningen 33, for enten å transporteres til en mottaksterminal gjennom en separat ledning, eller å blandes med gassen som strømmer gjennom ledningen 3, idet transporteringen i såfall foregår difasisk.

Dette alternativ gjør det mulig å sørge for at det under fylling av Gl gjennomføres en dobbeltfunksjon som dels muliggjør opprettelse av kontakt mellom den vanndige fase som tilføres gjennom ledningen 4 og gassen som tilføres gjennom ledningen 1, og dels muliggjør avsperring av væskedråpene som medføres av gassen og derved forbedre adskillingen av fasene.

Installasjonen som er skjematisk vist i figur 5, kan anvendes på land, på en sjøplattform eller under vann.

Hvis det er tale om en undervannsinstallasjon, kan ulike konstruksjoner komme i betraktning. Hvis gassen som utstrømmer fra brønnen, ikke inneholder hydrokarbonkondensat, kan vannet i rørledningen 2 utstrømme direkte i sjøen, dersom det er tilstrekkelig renset for tilsetninger i kontaktsøylen Gl. Gassen videretransporteres i enkeltfase-tilstand gjennom en undervannsledning.

Hvis gassen ved utløpet inneholder et hydrokarbonkondensat, blir dette, etter å være utskilt, fortrinnsvis atter blandet med gassen med henblikk på samtidig difase-transportering, slik at de to faser kan transporteres i en enkelt ledning. Før transporteringen kan det være nødvendig å øke trykket, og dette kan gjennom-føres enten etter sammenblanding ved hjelp av en pumpe eller en tofase-kompressor eller etter sammenblanding ved at gassen innføres i en kompressor og kondensatet i en pumpe.

Som antihydrat-løsning kan det med fordel benyttes eksempelvis metanol. Det kan også velges mellom følgende løsninger: metylpropyleter, etylpropyleter, metyltertiobutyleter, dimetoksymetan, dimetoksyetan, etanol, metoksyetanol og propanol, som kan brukes hver for seg eller i form av en blanding.

Antikorrosjons-tilsetningen kan fortrinnsvis utvelges fra organiske sammensetninger fra den kjemiske gruppe av aminer, såsom ditylamin, propylamin, butylamin, trietylamin, dipropylamin, etylpropylamin, etanolamin, cykloheksylamin, pyrridisk morfolin og etylendiamin, som likeledes kan brukes hver for seg eller i form av en blanding.

Hvis antikorrosjons-tilsetningen kan dispergeres i vann og hvis dens kokepunkt er høyere enn vannets, kan tilsetningen gjenvinnes og tilbakeføres som vist i figur 2A, idet naturgassen fra produksjonsbrønnhodet fremføres gjennom rørledningen 1. I kontaktsonen Gl bringes naturgassen i kontakt med en blanding bestående av vann, antihydrat-løsning og antikorrosjons-tilsetning som tilføres gjennom ledningen 4. En vanndig fase med betydelig innhold av løsning utstrømmer øverst gjennom ledningen 3. Den vanndige fase som praktisk talt er befridd for løsning men som fremdeles inneholder størstedelen av antikorrosjons-tilsetningen som ikke er medført av gassen som utstrømmer fra kontaktsonen Gl gjennom ledningenn 2 og innføres i separatoren Sl hvori vannet utskilles fra antikorrosjons-tilsetningen, og vannet hvorfra antikorrosjons-tilsetningen og løsningen er praktisk talt totalt fjernet, utstrømmer fra XI gjennom ledningen 40, og antikorrosjons-tilsetningen utstrømmer fra Sl gjennom ledningen 41 og oppsuges av pumpen P4 for videreføring gjennom ledningen 42 til ledningen 3, for atter å blandes med gassen som kommer fra kontaktsonen Gl, og gjennomstrømmer ledningen 3 og derved forebygger korrosjon under transporteringen av gassen til behandlingsterminalen. Separatoren Sl kan være av ulike typer, f.eks. en koalesceringsanordning, en bunnfellingsenhet, en ekstraktorenhet, en destilleringsenhet eller en sentrifugerings-enhet.

Ved behandlingsterminalen vil den nødvendige avkjølings-temperatur for ekstrahering av de tyngste hydrokarboner fra gassen avhenge av gasstrykket og den ønskelige gjenvinningsgrad, og kan ligge mellom +10 og -60 og fortrinnsvis mellom -10 og -40°C ved et gasstrykk av 0,1-2 5 og fortrinnsvis 0,2 - 10 MPa. Kjølevirkningen kan frembringes gjennom en utvendige kjølesyklus eller på annen måte, f.eks. ved ekspandering av gass i en turbin eller en ekspansjonsventil.

Den dehydrerte gass fra kjøletrinnet (c) kan gjennomgå ytterligere behandling. Særlig kan det være nødvendig at dens innhold av sure gasser fjernes ihvertfall delvis. Det kan i såfall med fordel benyttes samme løsning som den som tidligere er brukt, eksempelvis metanol, ved lav temperatur for å forebygge hydratdannelse, ved vasking av gassen i en motstrømsprosess i en pakket søyle eller platesøyle. Løsningen som utstrømmer fra vaskesonen, kan deretter gjenvinnes ved trykk- og/eller tempe-raturredusering, og tilbakeføres. Gassen som ihvertfall delvis er befridd for vann og syre, avledes.

Forskjellige utstyrskomponenter som vil være kjent for den fagkyndige, kan benyttes ved gjennomføring av de ulike prosesstrinn.

Særlig kan kontaktsonen som anvendes i løpet av trinn (a) bestå av en pakket søyle eller en søyle av platetype. Forskjellige fyllmaterialer kan brukes, spesielt fyllmateriale som betegnes som "strukturerte" og som fordeles jevnt i kontaktsonen. Det kan også anvendes fyllmaterialer bestående av metallduk som betegnes som "strukturerte" og som fordeles jevnt i kontaktsonen. Det kan også anvendes fyllmaterialer bestående av metallduk som innføres i form av sylindriske plugger av samme diameter som kontaktsøylens innerdiameter.

Enhver annen innretning som vil være kjent for den fagkyndige og gjøre det mulig å opprette slik kontakt mellom væskefasen og gassfasen, kan også komme til anvendelse. En slik innretning kan f.eks. bestå av et kontaktopprettende sentrifugalapparat hvorigjennom de to faser ledes i motstrømsmønster, ikke under tyngdekraftpåvirkning, men under påvirkning av en sentrifugal-kraft, for frembringelse av et kontaktopprettende apparat av lite volum.

Prosessen ifølge oppfinnelsen kan illustreres av etterfølg-ende eksempel:

Eksempel 1

Driftsprosessen i dette eksempel er den samme som vist i figur 1. En naturgass som utvinnes på et felt, innføres i prosessen ifølge oppfinnelsen gjennom rørledningen 1. Gassen har et trykk av 7,5 MPa (absolutt) og en temperatur av 4 0°C, en sammensetning som angitt i Tabell 1 og er mettet med vann. Dens strømningsmengde er 123 tonn/time, motsvarende 3,5 MNm<3>/døgn.

I kontaktsonen Gl bringes gassen i kontakt med en blanding, i en mengde av 245 kg/time, bestående av vann, 49,2 vekt-% metanol som antihydrat-løsning og 0,5 vekt-% trietylamin som antikorrosjons-tilsetning, tilført gjennom ledningen 4. En gassfase med innhold av metanol og trietylamin utstrømmer øverst gjennom ledningen 3. En vanndig fase, inneholdende mindre enn

0,1 vekt-% metanol og en ikke-sporbar mengde trietylamin, avledes nederst, i en strømningsmengde av 121 kg/time, gjennom ledningenn 2. Den øvre gassfase transporteres gjennom ledningen 3 som er en undervanns-gassrørledning med diameter 0,25 meter, over en

strekning av 11,2 km og fremføres gjennom ledningen 5 til mottaksterminalen, hvor gasstrykket er 6,95 MPa grunnet trykkfal-let i gassrørledningen. I varmeveksleren El avkjøles gassen til en temperatur av -15°C ved anvendelse av et kjølefluid som ikke inngår i prosessen, hvorved kjølevirkningen forårsaker delvis kondensering av gassen. Den avkjølte blanding som utstrømmer fra varmeveksleren El gjennom ledningen 6, består av ukondensert gass og dels en vanndig væskefase, i en strømningsmengde av 226 kg/time, bestående av en blanding av vann, metanol og trietylamin, og dels en hydrokarbon-væskefase i en strømningsmengde av 410 kg/time. I bunnfellingstanken Bl utskilles disse tre faser ved trykk som stort sett tilsvarer gassens innstrømningstrykk i terminalen, idet den ukondenserte gass fjernes gjennom ledningen 10, hydrokarbon-væskefasen fjernes gjennom ledningen 8, en kompletteringsvæske som føres gjennom ledningen 11 og består av metanol i en strømningsmengde av 19 kg/time og trietylamin i en strømningsmengde av 0,02 kg/time, tilsettes hydrokarbon-væskefasen som oppsuges av pumpen Pl og transporteres under et trykk av 8,0 MPa gjennom ledningen 9 som forløper langs undervanns-gassrør ledningen til produksjonsfeltet, hvor den innstrømmer gjennom ledningen 4, for å tilbakeføres.

Claims (21)

1. Fremgangsmåte for transportering og behandling av en naturgass, karakterisert ved prosesstrinn som omfatter: a) opprettelse av kontakt, under egnede forhold og i minst én kontaktsone mellom ihvertfall en del av gassen som utstrømmer fra minst én produksjonsbrønn, og en væskefase som ihvertfall delvis tilføres fra et senere tilbakeføringstrinn (e) og som inneholder både vann og minst én antihydrat-tilsetning bestående av en hydrokarbonfri, normalt flytende blanding, ikke vann, som er ihvertfall delvis vannblandbar og som i ren tilstand eller i aseotrop form fordamper ved en lavere temperatur enn vannets fordampningstemperatur, hvorved det fremkommer en vanndig væskefase med redusert tilsetningsinnhold, jevnført med den tilbakeførte væskefase og den tilsetningsholdige gassfase, b) transportering av den tilsetningsholdige gassfase gjennom en rørledning til minst én varmevekslingssone, c) avkjøling, under egnede forhold, av gassfasen fra trinn b) i varmevekslingssonen, for delvis kondensering av gassfasen og frembringelse av en ukondensert gass hvor det dannede kondensat omfatter minst én vannfase som inneholder minst en del av tilsetningen, d) utskilling av vannfasen fra den ukondenserte gass under egnede forhold i en separasjonssone, og avleding av den ukondenserte gass, og e) tilbakeføring av vannfasen til trinn a) ved fremføring gjennom en annen ledning til kontaktsonen.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav l, karakterisert ved at andelen av antihydrat-tilsetning i den tilbakeførte væskefase utgjør 10 - 70 og fortrinnsvis 20 - 50 vekt-%.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at gassen bringes i kontakt med den tilbakeførte væskefase som også inneholder minst én antikorrosjons-tilsetning bestående av en normalt flytende, hydrokarbon fri blanding, ikke vann, og som er ihvertfall delvis blandbar med vann eller dispergerbar i vann og som i ren tilstand eller i aseotrop form fordamper ved en lavere temperatur enn vannets fordampingstemperatur.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at gassen bringes i kontakt med den tilbakeførte væskefase som også inneholder minst én antikorrosjons-tilsetning bestående av en normalt flytende, hydrokarbonfri blanding, ikke vann, som er dispergerbar i vann hvori den, under egnede forhold, utskilles fra vannfasen fra trinn a) gjennom et supplerende separeringstrinn og atter blandes med gassfasen fra trinn a).

5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 3 eller 4, karakterisert ved at andelene i den tilbakeførte væskefase utgjør: - 0,1 - 5 og fortrinnsvis 0,3-1 vekt-% antikorrosjons-tilsetning, - 10 - 70 og fortrinnsvis 20 - 50 vekt-% antihydrat-tilsetning, og - 29,9 - 89,9 og fortrinnsvis 49,7 - 79,7 vekt-% vann.

6. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at andelen av tilbakeført væskefase under trinn a) i forhold til gasstrømningsmengden fra brønnen utgjør 0,05 - 5 og fortrinnsvis 0,1-1 vekt-% ved en temperatur av 20 - 100 °C og et trykk av 0,1 - 2 5 MPa.

7. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1 - 6, karakterisert ved at kondensatet, i løpet av trinn c), omfatter en vannfase og en hydrokarbon-væskefase, hvor sistnevnte utskilles fra vannfasen ved utfelling under trinn d), og utstrømmer.

8. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1 - 7, karakterisert ved at gassen som utstrømmer fra produksjonsbrønnen, deles i minst to fraksjoner, en første gassfraksjon A som gjennomgår trinn (a), og en andre fraksjon B som ikke gjennomgår trinn (a) og blandes med gassfasen fra trinn (a) .

9. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1 - 8, karakterisert ved at produksjonsgassen utvinnes fra minst to forskjellige brønner og at trinn (a) gjennomføres i minst to forskjellige kontaktsoner, og at gassfasene fra kontakt-sonene sammenblandes innen de gjennomgår trinn (b).

10. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-9, karakterisert ved at antihydrat-tilsetningen består av minst én blanding som er utvalgt fra gruppen som omfatter metanol, metylpropyleter, etylpropyleter , dipropyleter, metyltertiobutyleter, dimetoksymetan, dimetoksyetan, etanol, metoksyetanol og propanol, og at tilsetningen fortrinnsvis består av metanol.

11. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 3-10, karakterisert ved at antikorrosjons-tilsetningen består av minst én blanding som er utvalgt fra gruppen som omfatter dimetylamin, propylamin, butylamin, trietylamin, dipropylamin, etylpropylamin, etanolamin, sykloheksalamin, pyrridisk morfolin og etylendiamin.

12. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-11, karakterisert ved at avkjølingstemperaturen i trinn (c) ligger mellom +10 og -60 og fortrinnsvis mellom -10 og -40°C.

13. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-12, karakterisert ved at gassen som utstrømmer fra produksjonsbrønnen, inneholder et hydrokarbonkondensat som, forut for trinn (a) utskilles i en separasjonssone, og at gassfasen fra separasjonsprosessen overføres til kontaktsonen.

14. Fremgangsmåte i samsvar med krav 13, karakterisert ved at hydrokarbonkondensatet og gassfasen fra trinn (a) atter sammenblandes forut for trinn (b), og at dette trinn (b) gjennomføres tofaset.

15. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-14, karakterisert ved at trinn (a) gjennomføres under vann og at gassen transporteres gjennom en undervannsledning i løpet av trinn (b).

16. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-15, karakterisert ved at gassen fra trinn (d) gjennomgår en supplerende kaldvasking ved bruk av en løsning som benyttes som tilsetning under trinn (a), for å fjerne ihvertfall en del av gassens innhold av sure gasser.

17. Anordning for transportering og behandling av en naturgass karakterisert ved at den omfatter i kombinasjon - minst én beholder (Gl) for opprettelse av kontakt, under trykk og fortrinnsvis i motstrømsmønster, mellom en gass og minst én tilsetning, og med en første ende og en andre ende, - en innretning (1) for innføring av gassen, og koplet til transporteringsinnretningen (3, 5) og/eller til beholderens andre ende, - en innretning (4) for innføring av en vanndig væskefase, inneholdende minst én tilsetning, og koplet til innretningen for tilbakeføring av væskefasen og til beholderens første ende, - en innretning (2) for avleding av en vanndig væskefase, og koplet til beholderens andre ende, - innretninger (3, 5) for transportering av en gassfase under trykk, og koplet til den første ende av beholderen (Gl) og til innretningen (E-^) for varmeveksling under trykk, - en innretning (B^) for utskilling av en vanndig væskefase fra den ukondenserte, behandlede gass, og koplet til varme-vekslerinnretningen, - en innretning (10) for gjenvinning av den ukondenserte og behandlede gass, og koplet til separasjonsinnretningen (B^), - en innretning (8) for avleding av vannfasen, og koplet til separeringsinnretningen, og - innretninger (Pi, 9, 4) for tilbakeføring av vannfasen, og koplet til innretningen for avleding av vannfasen, og omfattende en rørledning som er forbundet med den første ende av beholderen (Gl) .

18. Anordning i samsvar med krav 17, karakterisert ved en innretning for separering av naturgassen med kondensatet, som er forbundet med innretningen (1) for innføring av gassen, og omfatter et første utløp (30) for avleding av en vannfase, et andre utløp (31), forbundet med den andre ende av beholderen (Gl) , for avleding av gassen som skal behandles og et tredje utløp for et hydrokarbonkondensat, som er forbundet enten med transporteringsinnretningene (3, 5) eller med en mottaksterminal eller med transporteringsinnretningene (3, 5) og med terminalen.

19. Anordning i samsvar med krav 17 eller 18, karakterisert ved en supplerende separator (Sl) for vann og tilsetning, som er forbundet med innretningen (2) for avleding av den vanndige væskefase og omfatter et utløp (40) for avleding av vann og et utløp (41, 42) for avleding av tilsetning, som er forbundet med transporteringsinnretningen (3, 5).

20. Anordning i samsvar med et av kravene 16 - 19, karakterisert ved en tilsetningssupplerings-innretning (11) som er forbundet med tilbakeføringsinnretningene (Pl» 9» 4).

21. Anordning i samsvar med et av kravene 16 - 20, karakterisert ved en innretning for vasking av den behandlede gass og forbundet med separeringsinnretningen (Bi) .