RU2365835C1 - Method for preparation of hydrocarbon gas to transportation from north offshore fields - Google Patents

Method for preparation of hydrocarbon gas to transportation from north offshore fields Download PDF

Info

Publication number
RU2365835C1
RU2365835C1 RU2008112787/06A RU2008112787A RU2365835C1 RU 2365835 C1 RU2365835 C1 RU 2365835C1 RU 2008112787/06 A RU2008112787/06 A RU 2008112787/06A RU 2008112787 A RU2008112787 A RU 2008112787A RU 2365835 C1 RU2365835 C1 RU 2365835C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
condensate
prepared
line
liquid
Prior art date
Application number
RU2008112787/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Петрович Запорожец (RU)
Евгений Петрович Запорожец
Михаил Александрович Корженко (RU)
Михаил Александрович Корженко
Алексей Васильевич Лихачев (RU)
Алексей Васильевич Лихачев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика" filed Critical Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика"
Priority to RU2008112787/06A priority Critical patent/RU2365835C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2365835C1 publication Critical patent/RU2365835C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: invention is related to methods of low temperature preparation of multi-component hydrocarbon gases by means of extraction of condensed water vapours and liquid hydrocarbons at temperature of minus 50-60°C. In method for preparation of hydrocarbon gas to transportation from north offshore fields, including gas cooling by means of recuperation of prepared gas cold and application of processes of isoenthalpic or isentropic expansion, separation of condensate from cooled gas, degassing of condensate, ejection of gas released in process of degassing, by prepared gas with increase of their mixture pressure, separate discharge of prepared gas and condensate, initial gas is additionally cooled twice: first prior to recuperation by liquid, second after recuperation by mixture of gases before its pressure rise, after the second additional cooling condensate is separated from gas, afterwards gas is used as ejecting and, if required, in isentropic expansion process, and excess heat from liquid is sent to environment.
EFFECT: higher efficiency of hydrocarbon gas preparation, by means of increase of discharge of condensed hydrocarbon components die to reduction of prepared gas cooling temperature of minus 50-60°C and hydrocarbon condensate, by means of its degassing at pressures of at least 4,0 MPa.
6 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к способам низкотемпературной подготовки многокомпонентных углеводородных газов путем выделения конденсируемых паров воды и жидких углеводородов при температуре минус 50-60°С и может быть использовано в газовой и нефтяной промышленности для подготовки газов к транспорту преимущественно с северных морских месторождений.The invention relates to methods for low-temperature preparation of multicomponent hydrocarbon gases by isolating condensable water vapor and liquid hydrocarbons at a temperature of minus 50-60 ° C and can be used in the gas and oil industry for preparing gases for transport mainly from northern offshore fields.

Известен способ подготовки углеводородного газа к транспорту (Т.М.Бекиров и Г.А.Ланчаков. Технология обработки газа и конденсата. - М.: Недра - 1999, с.305, 306). Способ включает использование изоэнтальпийного процесса (интегрального дроссель-эффекта) для охлаждения исходного газа, сепарацию конденсата из охлажденного газа, раздельный отвод подготовленного газа и конденсата, рекуперацию холода подготовленного газа исходным газом. Газ при подготовке описанным способом имеет следующие параметры: после процесса рекуперации холода давление 12 МПа и температуру минус 10°С, после изоэнтальпийного расширения давление 7,5 МПа и температуру минус 30°С. Однако для дальнего транспорта газа, особенно с северных морских месторождений, такое охлаждение недостаточно. Это обусловлено низкой степенью извлечения жидких углеводородов при такой температуре охлаждения. Кроме того, к недостаткам этого способа относятся дополнительные затраты энергии на сжатие газа, выделяющегося в процессе подготовки конденсата к транспорту, т.е. в процессе его дегазации.A known method of preparing hydrocarbon gas for transport (T.M. Bekirov and G.A. Lanchakov. Technology of gas and condensate processing. - M .: Nedra - 1999, p.305, 306). The method includes the use of an isoenthalpic process (integral choke effect) for cooling the source gas, separating condensate from the chilled gas, separately discharging the prepared gas and condensate, recovering the cold of the prepared gas with the source gas. The gas in preparation by the described method has the following parameters: after the cold recovery process, the pressure is 12 MPa and a temperature of minus 10 ° C, after isoenthalpic expansion, the pressure is 7.5 MPa and the temperature is minus 30 ° C. However, for long-distance transport of gas, especially from the northern offshore fields, such cooling is not enough. This is due to the low degree of extraction of liquid hydrocarbons at this cooling temperature. In addition, the disadvantages of this method include additional energy costs for compression of the gas released during the preparation of the condensate for transport, i.e. in the process of its degassing.

Для обеспечения дальнего транспорта газа с северных морских месторождений требуется извлекать из подготавливаемого газа жидкие углеводороды на температурном уровне минус 50-60°С.To ensure long-distance gas transportation from northern offshore fields, it is required to extract liquid hydrocarbons from the prepared gas at a temperature level of minus 50-60 ° С.

Задача утилизации газов, выделяющихся при дегазации конденсата, решается в способе подготовки углеводородного газа к транспорту (Т.М.Бекиров и Г.А.Ланчаков. Технология обработки газа и конденсата. - М.: Недра, 1999, с.289, 290). Этот способ включает охлаждение газа в рекуперативном теплообменнике холодом подготовленного газа и путем использования изоэнтальпийного (интегрального дроссель-эффекта) процесса расширения, сепарацию конденсата из охлажденного газа, дегазацию конденсата с эжектированием газа, выделившегося при дегазации, в подготавливаемый газ, раздельный отвод подготовленных газа и конденсата. Однако основной недостаток - низкая степень охлаждения газа до температур порядка минус 30°С, сохраняется и в описанном способе.The task of utilizing the gases released during condensate degassing is solved in the method of preparing hydrocarbon gas for transport (T.M. Bekirov and G.A. Lanchakov. Technology of gas and condensate processing. - M .: Nedra, 1999, p. 289, 290) . This method involves cooling the gas in a recuperative heat exchanger with the cold of the prepared gas and by using the isoenthalpic (integral choke effect) expansion process, separating the condensate from the cooled gas, degassing the condensate with ejecting the gas released during degassing into the prepared gas, and separately discharging the prepared gas and condensate . However, the main disadvantage is the low degree of gas cooling to temperatures of the order of minus 30 ° C, and remains in the described method.

Этот недостаток частично устраняется в способе подготовки углеводородного газа (Т.М.Бекиров и Г.А.Ланчаков. Технология обработки газа и конденсата. - М.: Недра, 1999, с.315). Данный способ включает охлаждение газа в рекуперативном теплообменнике холодом подготовленного газа и путем использования изоэнтропийного процесса расширения газа (в турбине с совершением работы по сжатию подготовленного газа), сепарацию конденсата из охлажденного газа, дегазацию конденсата, смешение газа, выделившегося из последнего с подготовленным газом, раздельный отвод подготовленных газа и конденсата, сжатие подготовленного газа при его отводе. Газ при подготовке описанным способом имеет следующие параметры: после процесса рекуперации холода давление 12 МПа и температуру минус 10°С, после изоэнтропийного расширения давление 6,0 МПа и температуру минус 46,3°С; после сжатия - давление 7,64 МПа и температуру минус 32°С. Однако для дальнего транспорта газа, особенно с северных морских месторождений, такого охлаждения недостаточно. Кроме того, при реализации этого способа не производится требуемая дегазация конденсата, которая должна выполняться при давлении не менее 4,0 МПа. Трубопроводный транспорт нестабильного конденсата на большие расстояния проблематичен.This disadvantage is partially eliminated in the method of preparing hydrocarbon gas (T. M. Bekirov and G. A. Lanchakov. Technology for processing gas and condensate. - M .: Nedra, 1999, p. 315). This method involves cooling the gas in a recuperative heat exchanger with cold prepared gas and by using the isentropic gas expansion process (in the turbine with the work to compress the prepared gas), separating the condensate from the cooled gas, degassing the condensate, mixing the gas released from the latter with the prepared gas, separate removal of prepared gas and condensate, compression of the prepared gas during its removal. The gas in the preparation by the described method has the following parameters: after the cold recovery process, the pressure is 12 MPa and the temperature is minus 10 ° C, after isoentropic expansion the pressure is 6.0 MPa and the temperature is minus 46.3 ° C; after compression, a pressure of 7.64 MPa and a temperature of minus 32 ° C. However, for long-distance transport of gas, especially from the northern offshore fields, such cooling is not enough. In addition, the implementation of this method does not produce the required degassing of the condensate, which should be performed at a pressure of at least 4.0 MPa. Pipeline transportation of unstable condensate over long distances is problematic.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективности подготовки углеводородного газа, путем увеличения выхода конденсируемых углеводородных компонентов за счет снижения температуры охлаждения подготавливаемого газа минус 50-60°С и углеводородного конденсата, путем его дегазации при давлениях не ниже 4,0 МПа.The problem solved by the invention is to increase the efficiency of the preparation of hydrocarbon gas by increasing the yield of condensable hydrocarbon components by lowering the cooling temperature of the prepared gas minus 50-60 ° C and hydrocarbon condensate by degassing it at pressures not lower than 4.0 MPa.

Способ подготовки углеводородного газа к транспорту с северных морских месторождений включает охлаждение газа путем рекуперации холода подготовленного газа, сепарацию конденсата из охлажденного газа, дегазацию конденсата, эжектирование газа, выделившегося в процессе дегазации, подготавливаемым газом с повышением давления их смеси, раздельный отвод подготовленных газа и конденсата.The method of preparing hydrocarbon gas for transport from the northern offshore fields includes cooling the gas by recovering the cold of the prepared gas, separating the condensate from the cooled gas, degassing the condensate, ejecting the gas released during the degassing process, preparing the gas with increasing pressure of their mixture, separate removal of the prepared gas and condensate .

Новое, что отличает заявляемый способ от известного, состоит в том, что исходный газ дополнительно дважды охлаждают: первый раз - перед рекуперацией жидкостью, второй - после рекуперации смесью газов перед повышением ее давления, после второго дополнительного охлаждения от газа отделяют конденсат, после чего газ используют в качестве эжектирующего, а избыток тепла от жидкости передают окружающей среде. Дополнительно газы подготавливают по изоэнтропийному процессу расширения. Дополнительно газы подготавливают по изоэнтальпийному процессу расширения. После повышения давления смеси эжектируемого и эжектирующего газов ее объединяют с газом после изоэнтропийного расширения. Газы, подготовленные по изоэнтальпийному и изоэнтропийному процессам, объединяют при подаче потребителю. При охлаждении жидкость перемещают нагнетанием по замкнутому контуру, а тепло от жидкости используют для технических и/или бытовых нужд. В качестве охлаждающей жидкости и/или окружающей среды используют морскую воду. Охлаждающую морскую воду подают принудительно или конвекцией.A new thing that distinguishes the claimed method from the known one is that the source gas is additionally cooled twice: the first time before recovery with a liquid, the second after recovery with a mixture of gases before increasing its pressure, after the second additional cooling, condensate is separated from the gas, after which the gas used as an ejector, and the excess heat from the liquid is transferred to the environment. Additionally, the gases are prepared by the isoentropic expansion process. Additionally, the gases are prepared according to the isoenthalpic expansion process. After increasing the pressure of the mixture of ejected and ejected gases, it is combined with the gas after isentropic expansion. Gases prepared by isoenthalpic and isoentropic processes are combined when supplied to the consumer. During cooling, the liquid is moved by injection in a closed loop, and heat from the liquid is used for technical and / or domestic needs. Seawater is used as a coolant and / or environment. Cooling sea water is forced or convection.

Технический прием дополнительного двойного охлаждения исходного газа позволяет более глубоко охладить исходный газ и, в конечном итоге, снизить температуру подготавливаемого газа.The technique of additional double cooling of the source gas allows you to more deeply cool the source gas and, ultimately, reduce the temperature of the prepared gas.

Технический прием первичного охлаждения исходного газа жидкостью перед рекуперацией позволяет уменьшить температуру исходного газа от начальной величины, которая обычно находится в пределах 30-40°С до 2-3°С в зимний период и 5-7°С в летний период.The technique of primary cooling of the source gas with liquid before recovery allows you to reduce the temperature of the source gas from the initial value, which is usually in the range of 30-40 ° C to 2-3 ° C in the winter and 5-7 ° C in the summer.

Технический прием охлаждения исходного газа смесью газов перед повышением ее давления позволяет предварительно более глубоко охладить исходный газ. Это связано с тем, что в процессе эжектирования движущаяся смесь газов имеет высокие скорости, при которых, согласно термодинамике, статическая температура смеси тем ниже, чем выше скорость.The technique of cooling the source gas with a mixture of gases before increasing its pressure allows you to pre-cool the source gas more deeply. This is due to the fact that during the ejection process the moving gas mixture has high speeds, at which, according to thermodynamics, the static temperature of the mixture is lower, the higher the speed.

На фиг.1 графически представлено изменение величины отношения статической температуры Т смеси к начальной температуре Т* эжектирующего газа от числа Маха, которое является отношением скорости W движения смеси к ее местной скорости звука α в потоке. Скорость движения смеси газов в процессе эжекции зависит от величины отношения давления Рв исходного эжектирующего газа к давлению Р эжектируемого газа - газа дегазации.Figure 1 graphically shows the change in the ratio of the static temperature T of the mixture to the initial temperature T * of the ejection gas from the Mach number, which is the ratio of the speed W of the mixture to its local speed of sound α in the stream. The speed of the gas mixture during the ejection process depends on the ratio of the pressure P in the initial ejecting gas to the pressure P of the ejected gas — degassing gas.

На фиг.2 представлена графическая зависимость изменения числа Маха от отношения Рв/Р при постоянной величине, равной 1,6, отношения давления исходного газа Рв=12,0 МПа к полному давлению смеси Рс=7,5 МПа, т.е. полному давлению смеси в конце процесса эжекции.Figure 2 presents a graphical dependence of the change in the Mach number on the ratio P in / P at a constant value equal to 1.6, the ratio of the pressure of the source gas P in = 12.0 MPa to the total pressure of the mixture P with = 7.5 MPa, t. e. full pressure of the mixture at the end of the ejection process.

На фиг.3 представлены графические зависимости «А» и «Б» величины отношения массового расхода эжектируемого газа G к массовому расходу исходного эжектирующего газа Gв от величины отношения давления Рв исходного эжектирующего газа к давлению Р эжектируемого газа - газа дегазации. График «А» при Рв=12,0 МПа, Рс=6,0 МПа, график «Б» при Рв=12,0 МПа Рс=7.5 МПа.Figure 3 presents the graphical dependence "A" and "B" of the ratio of the mass flow rate of the ejected gas G to the mass flow rate of the original ejection gas G in the ratio of the pressure P in the original ejection gas to the pressure P of the ejected gas - degassing gas. Schedule "A" at P in = 12.0 MPa, P s = 6.0 MPa, schedule "B" at P in = 12.0 MPa P s = 7.5 MPa.

Технический прием отделения конденсата от газа после дополнительного второго охлаждения позволяет улучшить процессы изоэнтальпийного или изоэнтропийного расширения газа и, как следствие, понизить температуру на 2-3°С.The technique of separating condensate from gas after an additional second cooling makes it possible to improve the processes of isoenthalpic or isoentropic expansion of the gas and, as a result, lower the temperature by 2-3 ° C.

Технический прием использования газа в качестве эжектирующего после его охлаждения смесью газов позволяет утилизировать холод газа от дегазации конденсата. Этот холод получается за счет снижения температуры при испарении жидких углеводородов в процессе дегазации конденсата.The technique of using gas as an ejection gas after cooling it with a gas mixture allows to utilize the gas cold from condensate degassing. This cold is obtained by lowering the temperature during the evaporation of liquid hydrocarbons in the process of condensate degassing.

Технический прием дополнительной подготовки газов по изоэнтропийному процессу расширения позволяет снизить температуру.The technique of additional gas preparation by the isoentropic expansion process allows to lower the temperature.

На фиг.4 представлена зависимость величины отношения температуры газа Ти после изоэнтропийного расширения к температуре газа Тв после вторичного охлаждения от отношения давления газа Рв перед процессом расширения к давлению газа Ри после этого процесса.Figure 4 shows the dependence of the ratio of the gas temperature T and after isentropic expansion to the gas temperature T in after secondary cooling on the ratio of the gas pressure P in before the expansion process to the gas pressure P and after this process.

Технический прием дополнительной подготовки газов по изоэнтальпийному процессу расширения также позволяет снизить температуру.The technique of additional gas preparation by the isoenthalpic expansion process also allows to lower the temperature.

Технический прием, заключающийся в том, что после повышения давления смеси эжектируемого и эжектирующего газов ее объединяют с газом после изоэнтропийного расширения, позволяет увеличить количество эжектируемого газа дегазации и тем самым повысить количество утилизируемого холода. Например, отношение величин массового расхода эжектируемого газа G к массовому расходу исходного эжектирующего газа Gв при давлении смеси Рс=6,0 МПа - давлении после процесса изоэнтропийного расширения, (график «Б», фиг.3) больше чем на графике «А» при давлении Рс=7,5 МПа - давлении подготовленного газа, подаваемого на транспорт.The technique, which consists in the fact that after increasing the pressure of the mixture of ejected and ejected gases, it is combined with gas after isentropic expansion, allows you to increase the amount of ejected gas degassing and thereby increase the amount of utilized cold. For example, the ratio of the mass flow rate of the ejected gas G to the mass flow rate of the initial ejection gas G in at a mixture pressure P c = 6.0 MPa - pressure after the isentropic expansion process (graph "B", figure 3) is greater than in graph "A "At a pressure of P c = 7.5 MPa - the pressure of the prepared gas supplied to the transport.

Технический прием, заключающийся в том, что газы, подготовленные по изоэнтальпийному и изоэнтропийному процессам, объединяют при подаче потребителю, позволяет уменьшить затраты энергии на сжатие отводимого подготовленного газа и тем самым повысить эффективность подготовки газа к транспорту.The technical method, which consists in the fact that gases prepared by isoenthalpic and isoentropic processes are combined when supplied to the consumer, allows to reduce the energy consumption for compression of the prepared prepared gas and thereby increase the efficiency of gas preparation for transport.

Технический прием передачи избыточного тепла от жидкости окружающей среде позволяет охладить жидкость для повторного ее использования.The technique of transferring excess heat from a liquid to the environment allows it to cool the liquid for reuse.

Технический прием, заключающийся в том, что при охлаждении жидкость перемещают нагнетанием по замкнутому контуру, а тепло, полученное жидкостью от газа при рекуперации и выделившееся при нагнетании, используют для технических или (и) бытовых нужд, позволяет наиболее полно использовать энергию исходного газа.The technique, which consists in the fact that during cooling, the liquid is moved by injection in a closed loop, and the heat received by the liquid from the gas during recovery and released during injection is used for technical or (and) domestic needs, it allows the most complete use of the energy of the source gas.

Технический прием, заключающийся в том, что использование морской воды в качестве охлаждающей жидкости и/или окружающей среды позволяет более эффективно применять холод северных акваторий.The technical method, which consists in the fact that the use of sea water as a coolant and / or the environment makes it possible to more effectively apply the cold of northern waters.

Технический прием подачи морской воды принудительно или конвекцией позволяет в первом случае интенсифицировать процесс охлаждения газа, а во втором - повысить надежность охлаждения в случае отказа энергетической системы.The technique of supplying sea water by force or convection allows in the first case to intensify the process of gas cooling, and in the second - to increase the reliability of cooling in the event of a power system failure.

Каждый из описанных технических приемов, а также их совокупность, направлены на достижение поставленной цели - повышения эффективности подготовки углеводородного газа.Each of the described techniques, as well as their combination, are aimed at achieving the goal - increasing the efficiency of hydrocarbon gas preparation.

Предлагаемый способ реализуется в установках, схематически представленных на фиг.5-9.The proposed method is implemented in installations, schematically presented in figure 5-9.

Установка на фиг.5 содержит: входной сепаратор 1, водяной теплообменник 2, рекуперативный теплообменник 3, эжектор 4, низкотемпературные сепараторы 5 и 6, теплообменник 7, дегазатор 8, аппарат внешнего охлаждения (АВО) 9, циркуляционный насос 10 и насос 11 по дачи подготовленного конденсата. Эжектор 4 имеет корпус 12, внутри которого коаксиально расположена камера смешения 13, которая подключена к линии 14 подачи высоконапорного эжектирующего газа, к линии 15 подачи низконапорного эжектируемого газа и к диффузору 16, который в свою очередь подключен линией 17 к низкотемпературному сепаратору 6. Корпус 12 эжектора 4 подключен линией 18 к низкотемпературному сепаратору 5. Входной сепаратор 1 подключен к линии 19 подачи исходного газа, линией 20 - к водяному теплообменнику 2 и линией 21 - к теплообменнику 7. Водяной теплообменник 2 подключен линией 22 к аппарату внешнего охлаждения 9, линией 23 - к теплообменнику 3, линией 24 - к входу насоса 10. Теплообменник 3 подключен линией 25 к низкотемпературному сепаратору 6, линией 26 - к корпусу 12 эжектора 4, линией 27 - к потребителю подготовленного газа. Сепаратор 5, помимо того, что он подключен линиями 14 и 18 к эжектору 4, еще подключен линией 28 к коллектору 29, который в свою очередь подключен к линии 21. Сепаратор 6, помимо того, что он подключен линией 25 к теплообменнику 3, еще подключен линией 30 к коллектору 29. Теплообменник 7, помимо того, что он подключен линией 21 к входному сепаратору 1, еще подключен линией 31 к дегазатору 8, линией 32 - к выходу насоса 10, линией 33 - к аппарату внешнего охлаждения 9. Сепаратор 8, помимо того, что он подключен линией 15 к камере смешения 13 эжектора 4, линией 31 - к теплообменнику 7, еще подключен линией 34 к входу насоса 11. Аппарат внешнего охлаждения 9 подключен соответственно линиями 22 и 33 к теплообменникам 2 и 7. Выход насоса 11 подключен к линии 35 потребителя подготовленного конденсата. Между линиями 22 и 33 установлен байпас 36 с регулируемым клапаном 37.The installation of FIG. 5 comprises: an inlet separator 1, a water heat exchanger 2, a regenerative heat exchanger 3, an ejector 4, low-temperature separators 5 and 6, a heat exchanger 7, a degasser 8, an external cooling apparatus (ABO) 9, a circulation pump 10 and a pump 11 for supply prepared condensate. The ejector 4 has a housing 12, inside of which a mixing chamber 13 is coaxially located, which is connected to the high-pressure ejection gas supply line 14, to the low-pressure ejected gas supply line 15 and to the diffuser 16, which in turn is connected by a line 17 to the low-temperature separator 6. Case 12 the ejector 4 is connected by a line 18 to a low-temperature separator 5. The inlet separator 1 is connected to a source gas supply line 19, a line 20 to a water heat exchanger 2 and a line 21 to a heat exchanger 7. A water heat exchanger 2 is connected to line 22 to the external cooling apparatus 9, line 23 to the heat exchanger 3, line 24 to the inlet of the pump 10. Heat exchanger 3 is connected by line 25 to the low-temperature separator 6, line 26 to the body 12 of the ejector 4, line 27 to the consumer of the prepared gas. The separator 5, in addition to being connected by lines 14 and 18 to the ejector 4, is still connected by line 28 to the collector 29, which in turn is connected to line 21. The separator 6, in addition to being connected by line 25 to the heat exchanger 3, connected by line 30 to the collector 29. The heat exchanger 7, in addition to being connected by line 21 to the inlet separator 1, is also connected by line 31 to the degasser 8, line 32 to the outlet of the pump 10, line 33 to the external cooling apparatus 9. Separator 8 , in addition to the fact that it is connected by a line 15 to the mixing chamber 13 of the ejector 4, by a line 31 - to heat transfer nick 7, another line 34 connected to the input of the pump 11. The external cooling apparatus 9 is connected respectively by lines 22 and 33 to the heat exchangers 2 and 7. The output of the pump 11 is connected to line 35 prepared by condensation of the consumer. Between lines 22 and 33, a bypass 36 is installed with an adjustable valve 37.

Установка на фиг.6 дополнительно снабжена турбиной 38 и компрессором 39. Вход турбины 38 соединен линией 40 с линией 14 и посредством последней - с низкотемпературным сепаратором 5. Выход турбины 38 соединен линией 41, с линией 17 и посредством последней - с низкотемпературным сепаратором 6. Вход компрессора 39 соединен линией 42 с теплообменником 3. Выход компрессора 39 соединен с линией 27 потребителя подготовленного газа.The installation of FIG. 6 is additionally equipped with a turbine 38 and a compressor 39. The inlet of the turbine 38 is connected by a line 40 to a line 14 and by means of the latter to a low-temperature separator 5. The output of the turbine 38 is connected by a line 41, with a line 17 and, with the latter, to a low-temperature separator 6. The input of the compressor 39 is connected by a line 42 to the heat exchanger 3. The output of the compressor 39 is connected to the line 27 of the prepared gas consumer.

Установка на фиг.7 дополнительно снабжена низкотемпературным сепаратором 43 и теплообменником 44. Низкотемпературный сепаратор 43 подключен линией 45 к теплообменнику 3, а линией 46 - к коллектору 29. Теплообменник 44 подключен линиями 47 и 48 к линии 26, линией 49 к сепаратору 6, а линией 50 - к линии 27.The installation in Fig. 7 is additionally equipped with a low temperature separator 43 and a heat exchanger 44. The low temperature separator 43 is connected by a line 45 to the heat exchanger 3, and by a line 46 to the collector 29. The heat exchanger 44 is connected by lines 47 and 48 to the line 26, line 49 to the separator 6, and line 50 - to line 27.

На фиг.8 представлена установка, в которой в качестве охлаждающей жидкости и окружающей среды используется морская вода. В этой установке вход насоса 10 подключен к линии 51 отбора морской воды, а его выход линией 22 - к теплообменнику 2. К теплообменнику 7 подключена линия 33 для сброса морской воды в окружающую среду.On Fig presents an installation in which seawater is used as the coolant and the environment. In this installation, the input of the pump 10 is connected to the seawater withdrawal line 51, and its output, by the line 22, to the heat exchanger 2. A line 33 is connected to the heat exchanger 7 to discharge the seawater into the environment.

В установке на фиг.9 используется аппарат внешнего охлаждения 9, в котором используется принцип конвективного отвода тепла.In the installation of FIG. 9, an external cooling apparatus 9 is used, which uses the principle of convective heat dissipation.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

Предлагаемый способ подготовки газа реализуется следующим образом.The proposed method of gas preparation is implemented as follows.

Исходный многокомпонентный углеводородный газ имеет:The source multicomponent hydrocarbon gas has:

- углеводородный состав в массовых долях: CH4 - 0,876; С2Н6 - 0,0536; С3Н8 - 0,027; С4Н10 - 0,014; C5H12 - 0,006; С6Н14 - 0,008; C7H16 - 0,0035; C8+В - 0,0119- hydrocarbon composition in mass fractions: CH 4 - 0.876; C 2 H 6 - 0.0536; C 3 H 8 - 0.027; C 4 H 10 - 0.014; C 5 H 12 0.006; C 6 H 14 - 0.008; C 7 H 16 0.0035; C 8 + B - 0.0119

- относительную молекулярную массу 20,454;- relative molecular weight of 20.454;

- плотность при нормальных условиях 0,84 кг/нм3;- the density under normal conditions of 0.84 kg / nm 3 ;

- температуру 35°С (308 К);- temperature 35 ° C (308 K);

- давление 12,0 МПа;- pressure 12.0 MPa;

- расход 1,0 млрд нм3 в год (26,63 кг/с).- consumption of 1.0 billion nm 3 per year (26.63 kg / s).

Исходный углеводородный газ содержит пары воды в количестве 0,6 г/нм3 (0,714 г/кг).The source hydrocarbon gas contains water vapor in an amount of 0.6 g / nm 3 (0.714 g / kg).

Подготовка газа осуществляется в установке, представленной на фиг.5. Исходный газ поступает из линии 19. Пред сепаратором 1 в линию 19 вводят ингибитор гидратообразования - метанол, концентрация которого 95÷97%. В сепараторе 1 от исходного газа отделяется капельная жидкость, которая отводится по линии 21 в коллектор 29. Газ по линии 20 подают в теплообменник 2. В теплообменнике 2 жидкостью - водным раствором гликоля, газ охлаждают до температуры 2÷3°С в зимний период и 5÷7°С в летний период.Gas preparation is carried out in the installation shown in figure 5. The source gas comes from line 19. Before the separator 1, a hydrate inhibitor, methanol, whose concentration is 95–97%, is introduced into line 19. In the separator 1, a dropping liquid is separated from the source gas, which is discharged through line 21 to the collector 29. Gas is supplied through line 20 to the heat exchanger 2. In the heat exchanger 2, the liquid is cooled with an aqueous glycol solution, the gas is cooled to a temperature of 2 ÷ 3 ° C in winter and 5 ÷ 7 ° C in the summer.

Первично охлажденный газ поступает по линии 23 в теплообменник 3. В рекуперативном теплообменнике 3 газ охлаждается до температуры минус 30°С холодом подготовленного газа, который подается в теплообменник 3 по линии 25. Подготовленный газ имеет температуру минус 45-47°С. После рекуперативного теплообменника 3 газ подается в корпус 12 эжектора 4. Здесь он охлаждается до температуры минус 60÷62°С смесью эжектирующего и эжектируемого газов, которая протекает в камере смешения 13 со скоростью, определяемой числом Маха М=1,5. При такой скорости газовая смесь имеет температуру минус 100,4°С. Из газа при температуре минус 60÷62°С конденсируются пары воды (0,0186 кг/с) и углеводороды в следующем количестве от начального содержания: более 99% С7+В (0,612 кг/с); 50÷60% С3 и C4 (0,53÷0,67 кг/с). Они отделяются от газа в сепараторе 5, куда попадают по линии 18. Из сепаратора 5 конденсат по линии 28 сбрасывается в коллектор 29, а предварительно очищенный газ подается по линии 14 и используется в качестве эжектирующего. После эжектора 4 смесь эжектирующего и эжектируемого газов имеет температуру минус 45-47°С и давление 10,0 МПа. Остаточный жидкий конденсат отделяется от газа в сепараторе 6. Из сепаратора 6 подготовленный таким образом газ подается по линии 25 в рекуперативный теплообменник 3 и далее в линию 27 потребителю, а конденсат сбрасывается по линии 30 в коллектор 29. По коллектору 29 вся жидкая фаза, поступающая из сепараторов 1, 5 и 6, подается через теплообменник 7, в котором она нагревается теплом от нагретой исходным газом жидкости (которая подается насосом по линии 32) до температуры 3-7°С. После теплообменника 7 жидкая фаза подается по линии 31 в сепаратор 8, в котором производится разделение водного раствора ингибитора гидратообразования и углеводородного конденсата.The initially cooled gas enters through heat exchanger 3 through line 23. In the recuperative heat exchanger 3, the gas is cooled to a temperature of minus 30 ° C by the cold of the prepared gas, which is supplied to heat exchanger 3 through line 25. The prepared gas has a temperature of minus 45-47 ° C. After the recuperative heat exchanger 3, the gas is supplied to the body 12 of the ejector 4. Here it is cooled to a temperature of minus 60 ÷ 62 ° C with a mixture of ejected and ejected gases, which flows in the mixing chamber 13 at a speed determined by the Mach number M = 1.5. At this speed, the gas mixture has a temperature of minus 100.4 ° C. Water vapor (0.0186 kg / s) and hydrocarbons in the following amount from the initial content condense from gas at a temperature of minus 60 ÷ 62 ° С: more than 99% С 7 + В (0.612 kg / s); 50 ÷ 60% C 3 and C 4 (0.53 ÷ 0.67 kg / s). They are separated from the gas in the separator 5, where they enter line 18. From the separator 5, condensate is discharged through line 28 to the collector 29, and the pre-purified gas is supplied via line 14 and is used as an ejection gas. After the ejector 4, the mixture of ejection and ejected gases has a temperature of minus 45-47 ° C and a pressure of 10.0 MPa. The residual liquid condensate is separated from the gas in the separator 6. From the separator 6, the gas thus prepared is supplied via line 25 to the recuperative heat exchanger 3 and then to line 27 to the consumer, and the condensate is discharged via line 30 to the collector 29. Through the collector 29, all the liquid phase entering from the separators 1, 5 and 6, it is supplied through a heat exchanger 7, in which it is heated by heat from the liquid heated by the source gas (which is supplied by the pump via line 32) to a temperature of 3-7 ° C. After the heat exchanger 7, the liquid phase is fed through line 31 to the separator 8, in which the aqueous solution of the hydrate inhibitor and the hydrocarbon condensate are separated.

В сепараторе 8 производится снижение давления до Р=2,4 МПа. При этом давлении выполняется дегазация углеводородного конденсата. Количество выделяемого газа из конденсата порядка 0,25 кг/с. Подготовленный конденсат из сепаратора 8 по линии 34 подают в насос 11, где конденсат нагнетается до давления 7,5 МПа и подается в линию 35 потребителю.In the separator 8, the pressure is reduced to P = 2.4 MPa. At this pressure, hydrocarbon condensate is degassed. The amount of gas released from the condensate is about 0.25 kg / s. Prepared condensate from the separator 8 via line 34 is fed to pump 11, where the condensate is pumped to a pressure of 7.5 MPa and fed to line 35 to the consumer.

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

При необходимости более глубокого отделения углеводородных компонентов от подготавливаемого газа используют установку, представленную на фиг.6. В этой установке половину газа из сепаратора 5 подают на изоэнтропийный процесс расширения в турбину 38. В турбине 8 производится расширение газа с производством работы, которая совершается в компрессоре 39 (смонтированном на одном валу с турбиной) путем сжатия подготовленного газа, подаваемого по линии 42. После турбины расширенный газ имеет давление Ри=6,0 МПа и температуру Ти = минус 91°С. Охлажденный газ после турбины подается по линии 41 в линию 17 и сепаратор 6. После смешения температура газа в сепараторе 8 достигает минус 68,5°С. При таком давлении и температуре из газа конденсируются пары воды (0,019 кг/с) и углеводороды в следующем количестве от начального содержания: более 99,98% С7+В (0,613 кг/с); до 70÷73% С3 и С4 (0,8 кг/с). Сконденсировавшиеся углеводороды и пары воды отделяются от газа в сепараторе 6. Конденсат удаляется по линии 30 в коллектор 29, а подготовленный газ - по линии 25 через рекуперативный теплообменник 3 в компрессор 39. В связи с тем, что работа по сжатию газа совершается только за счет энергии расширения половины подготавливаемого газа, для компримирования всего подготовленного газа необходимо затрачивать дополнительное количество энергии от внешнего источника.If necessary, a deeper separation of hydrocarbon components from the gas being prepared using the installation shown in Fig.6. In this installation, half the gas from the separator 5 is fed to the isentropic expansion process in the turbine 38. In the turbine 8, the gas is expanded with the work performed in the compressor 39 (mounted on the same shaft with the turbine) by compressing the prepared gas supplied through line 42. After the turbine, the expanded gas has a pressure of P and = 6.0 MPa and a temperature of T and = minus 91 ° C. The cooled gas after the turbine is fed through line 41 to line 17 and the separator 6. After mixing, the gas temperature in the separator 8 reaches minus 68.5 ° C. At this pressure and temperature, water vapor (0.019 kg / s) and hydrocarbons in the following amount from the initial content condense from the gas: more than 99.98% C 7 + V (0.613 kg / s); up to 70 ÷ 73% C 3 and C 4 (0.8 kg / s). Condensed hydrocarbons and water vapor are separated from the gas in the separator 6. The condensate is removed via line 30 to the collector 29, and the produced gas is removed via line 25 through a recuperative heat exchanger 3 to the compressor 39. Due to the fact that gas compression is carried out only due to expansion energy of half the gas being prepared; to compress all the gas prepared, it is necessary to expend additional energy from an external source.

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

С целью исключения этого недостатка в установке, представленной на фиг.7, газы, подготовленные по изоэнтальпийному и изоэнтропийному процессам, объединяют при подаче потребителю. Для чего газ, подготовленный по изоэнтальпийному процессу (в эжекторе 4 и сепараторе 6) отводят через рекуперативный теплообменник 44 по линиям 49 и 50 в линию 27 потребителя подготовленного газа, а газ, подготовленный по изоэнтропийному процессу (в турбине 38 и сепараторе 43) отводят по линии 45 через рекуперативный теплообменник 3 и по линии 42 через компрессор 39 в линию 27.In order to eliminate this drawback in the installation shown in Fig. 7, gases prepared by isoenthalpic and isoentropic processes are combined when supplied to the consumer. For this, the gas prepared by the isoenthalpic process (in the ejector 4 and separator 6) is discharged through a recuperative heat exchanger 44 through lines 49 and 50 to the prepared gas consumer line 27, and the gas prepared by the isoentropic process (in turbine 38 and separator 43) is discharged line 45 through the recuperative heat exchanger 3 and line 42 through the compressor 39 to line 27.

Газ в линии 50 имеет давление 7,5 МПа. Газ после компрессора 39 также имеет давление 7,5 МПа. Энергия, расходуемая на сжатие газа от давления 6,0 МПа до давления 7,5 МПа в компрессоре 39, вырабатывается в достаточном количестве турбиной 39 при расширении газа от давления 12,0 МПа до давления 6,0 МПа. В связи с этим дополнительных затрат энергии на сжатие газа не требуется.The gas in line 50 has a pressure of 7.5 MPa. The gas after compressor 39 also has a pressure of 7.5 MPa. The energy used to compress gas from a pressure of 6.0 MPa to a pressure of 7.5 MPa in a compressor 39 is generated in sufficient quantities by a turbine 39 when the gas expands from a pressure of 12.0 MPa to a pressure of 6.0 MPa. In this regard, additional energy costs for gas compression are not required.

ПРИМЕР 4EXAMPLE 4

В установках, представленных на фиг.5, 6, 7, избыток тепла от охлаждающей жидкости передают окружающей среде (морю или атмосфере) в аппарате внешнего охлаждения 9. При этом охлаждающую жидкость перемещают нагнетанием по замкнутому контуру от аппарата внешнего охлаждения 9 по линии 22 в теплообменник 2, по линии 24 - к насосу 10, от насоса 10 по линии 32 - в теплообменник 7, от последнего по линии 33 - в аппарат внешнего охлаждения 9. Тепло, полученное циркулирующей жидкостью от газа в теплообменнике 2 и при ее нагнетании насосом 10 используют для технических нужд (нагрева жидкой фазы в теплообменнике 7).In the installations shown in FIGS. 5, 6, 7, the excess heat from the coolant is transferred to the environment (sea or atmosphere) in the external cooling apparatus 9. In this case, the cooling fluid is moved by injection in a closed loop from the external cooling apparatus 9 along line 22 to heat exchanger 2, through line 24 to the pump 10, from pump 10 through line 32 to the heat exchanger 7, from the latter via line 33 to the external cooling apparatus 9. The heat received from the circulating liquid from the gas in the heat exchanger 2 and when it is pumped by the pump 10 use for technically use (heating of the liquid phase in heat exchanger 7).

ПРИМЕР 5EXAMPLE 5

В установках, представленных на фиг.8 и 9, в качестве охлаждающей жидкости и (или) окружающей среды используют морскую воду, которую в установке на фиг.8 подают насосом 10 принудительно, а в установке на фиг.9 - конвекцией через аппарат внешнего охлаждения 9.In the installations shown in Figs. 8 and 9, seawater is used as a cooling liquid and (or) the environment, which is forcedly pumped in the installation in Fig. 8, and convection through the external cooling device in the installation in Fig. 9 9.

Claims (8)

1. Способ подготовки углеводородного газа к транспорту с северных морских месторождений, включающий охлаждение газа путем рекуперации холода подготовленного газа, сепарацию конденсата из охлажденного газа, дегазацию конденсата, эжектирование газа, выделившегося в процессе дегазации, подготавливаемым газом с повышением давления их смеси, раздельный отвод подготовленных газа и конденсата, отличающийся тем, что исходный газ дополнительно дважды охлаждают: первый раз - перед рекуперацией жидкостью, второй - после рекуперации смесью газов перед повышением ее давления, после второго дополнительного охлаждения от газа отделяют конденсат, после чего газ используют в качестве эжектирующего, а избыток тепла от жидкости передают окружающей среде.1. A method of preparing hydrocarbon gas for transport from northern offshore fields, including cooling the gas by recovering the cold of the prepared gas, separating the condensate from the cooled gas, degassing the condensate, ejecting the gas released during the degassing process, preparing the gas with increasing pressure of their mixture, separate removal of the prepared gas and condensate, characterized in that the source gas is additionally cooled twice: the first time before recovery with a liquid, the second after recovery with a mixture of gases before increasing its pressure, after the second additional cooling, condensate is separated from the gas, after which the gas is used as an ejection gas, and the excess heat from the liquid is transferred to the environment. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно газы подготавливают по изоэнтропийному процессу расширения.2. The method according to claim 1, characterized in that the gases are additionally prepared according to the isentropic expansion process. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно газы подготавливают по изоэнтальпийному процессу расширения.3. The method according to claim 2, characterized in that the gases are additionally prepared according to the isoenthalpic expansion process. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что после повышения давления смеси эжектируемого и эжектирующего газов ее объединяют с газом после изоэнтропийного расширения.4. The method according to claim 2, characterized in that after increasing the pressure of the mixture of ejected and ejected gases, it is combined with the gas after isentropic expansion. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что газы, подготовленные по изоэнтальпийному и изоэнтропийному процессу объединяют при подаче потребителю.5. The method according to claim 3, characterized in that the gases prepared by the isoenthalpic and isoentropic process are combined when supplied to the consumer. 6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при охлаждении жидкость перемещают нагнетанием по замкнутому контуру, а тепло от жидкости используют для технических и/или бытовых нужд.6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that during cooling, the liquid is moved by injection in a closed loop, and heat from the liquid is used for technical and / or domestic needs. 7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве охлаждающей жидкости и/или окружающей среды используют морскую воду.7. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as the coolant and / or the environment using sea water. 8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что охлаждающую морскую воду подают принудительно или конвекцией. 8. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling sea water is supplied by force or convection.
RU2008112787/06A 2008-04-02 2008-04-02 Method for preparation of hydrocarbon gas to transportation from north offshore fields RU2365835C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112787/06A RU2365835C1 (en) 2008-04-02 2008-04-02 Method for preparation of hydrocarbon gas to transportation from north offshore fields

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112787/06A RU2365835C1 (en) 2008-04-02 2008-04-02 Method for preparation of hydrocarbon gas to transportation from north offshore fields

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2365835C1 true RU2365835C1 (en) 2009-08-27

Family

ID=41149921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112787/06A RU2365835C1 (en) 2008-04-02 2008-04-02 Method for preparation of hydrocarbon gas to transportation from north offshore fields

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2365835C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2591957C1 (en) * 2015-06-09 2016-07-20 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" Device and method for low-temperature gas preparation
RU2598882C2 (en) * 2014-12-26 2016-09-27 Андрей Владиславович Курочкин Method of low-temperature gas separation
RU2639441C1 (en) * 2017-05-10 2017-12-21 Владимир Иванович Савичев Method for transporting hydrocarbon gas in supercritical state

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЕКИРОВ Т.М., ЛАНЧАКОВ Г.А. Технология обработки газа и конденсата. - М.: Недра, 1999, с.289-290. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2598882C2 (en) * 2014-12-26 2016-09-27 Андрей Владиславович Курочкин Method of low-temperature gas separation
RU2591957C1 (en) * 2015-06-09 2016-07-20 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" Device and method for low-temperature gas preparation
RU2639441C1 (en) * 2017-05-10 2017-12-21 Владимир Иванович Савичев Method for transporting hydrocarbon gas in supercritical state

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2008281777B2 (en) Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
US20100275600A1 (en) System and method of recovering heat and water and generating power from bitumen mining operations
US11097203B1 (en) Low energy ejector desalination system
US8667797B2 (en) Organic rankine cycle with flooded expansion and internal regeneration
RU2341738C1 (en) Method of preparation of hydrocarbon gas
NO20140097A1 (en) Method and system for water dew point subsidence underwater
NO20120194A1 (en) Gas Treatment System
RU2718073C1 (en) Method of reconstructing a low-temperature gas separation apparatus with preventing the formation of flare gases
NO165890B (en) PROCEDURE FOR SELECTIVE SEPARATION OF OIL FRACTIONS.
EP2758499B1 (en) Regeneration of kinetic hydrate inhibitor
RU2354430C1 (en) Method of creating vacuum in vacuum column of oil refining and installation for implementation of this method
RU2365835C1 (en) Method for preparation of hydrocarbon gas to transportation from north offshore fields
GB2540468A (en) Method and apparatus for dehydration of a hydrocarbon gas
RU2701020C1 (en) Method of hydrocarbon gas preparation for transport
RU70461U1 (en) INSTALLATION OF PREPARATION OF OIL GAS FOR TRANSPORT
RU2321797C1 (en) Method of preparing oil gas
RU2353422C1 (en) Gas-dynamic separator
RU2640969C1 (en) Method for extraction of liquefied hydrocarbon gases from natural gas of main gas pipelines and plant for its implementation
RU2725320C1 (en) Method of hydrocarbon gas preparation for transport
RU2775239C1 (en) Method for preparing natural gas at the final stage of development of a gas condensate field
CN104428577A (en) Method and apparatus for vaporising carbon dioxide-rich liquid
RU2637792C1 (en) Method of low-temperature preparation of low-pressure oil gas at field
RU2627754C1 (en) Method of hydrocarbon gas treatment for transportation
RU2551704C2 (en) Method of field processing of hydrocarbon gas for transportation
RU2196891C2 (en) Gas treatment plant

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130403