RU2598882C2 - Method of low-temperature gas separation - Google Patents
Method of low-temperature gas separation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2598882C2 RU2598882C2 RU2014153607/05A RU2014153607A RU2598882C2 RU 2598882 C2 RU2598882 C2 RU 2598882C2 RU 2014153607/05 A RU2014153607/05 A RU 2014153607/05A RU 2014153607 A RU2014153607 A RU 2014153607A RU 2598882 C2 RU2598882 C2 RU 2598882C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- condensate
- stage
- separation
- mixed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам подготовки углеводородных газов к транспорту путем низкотемпературной сепарации и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.The invention relates to methods for preparing hydrocarbon gases for transport by low-temperature separation and can be used in the oil and gas industry.
Известен способ низкотемпературной сепарации газа [Николаев В.В. и др. Основные процессы физической и физико-химической переработки газа. - М.: ОАО "Издательство "Недра", 1998. с. 6], включающий предварительную сепарацию сырого газа с получением газа, углеводородного и водного конденсатов, смешение с гликолем и охлаждение газа предварительной сепарации газом низкотемпературной сепарации и выветренным конденсатом, смешение с газом выветривания и гликолем, дросселирование и сепарацию полученной смеси с получением газа, выводимого с установки после нагрева, и конденсата, который дросселируют и сепарируют с получением газа выветривания и выветренного конденсата, направляемого после нагрева на стабилизацию в смеси с углеводородным конденсатом, а также отработанного раствора гликоля, направляемого на утилизацию в смеси с водным конденсатом.A known method of low-temperature gas separation [Nikolaev V.V. and other main processes of physical and physico-chemical gas processing. - M .: Nedra Publishing House OJSC, 1998. p. 6], including preliminary separation of crude gas to produce gas, hydrocarbon and water condensates, mixing with glycol and cooling the preliminary gas of separation by low-temperature separation gas and weathered condensate, mixing with gas weathering and glycol, throttling and separating the resulting mixture to produce gas discharged from the unit after heating, and condensate, which is throttled and separated to produce weathering gas and weathered condensate, directed along le heating for stabilization in a mixture with a hydrocarbon condensate, and the spent glycol directed for disposal in a mixture with the aqueous condensate.
Недостатками известного способа являются высокие потери легких компонентов товарного газа из-за их растворения в углеводородном конденсате и выветренном конденсате, низкая степень извлечения тяжелых углеводородов из-за отсутствия промежуточной сепарации.The disadvantages of this method are the high losses of light components of commercial gas due to their dissolution in hydrocarbon condensate and weathered condensate, a low degree of extraction of heavy hydrocarbons due to the absence of intermediate separation.
Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению и широко используется способ низкотемпературной сепарации газа, который позволяет уменьшить потери товарного газа за счет частичной стабилизации конденсата [Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. - М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999. с. 290]. Способ предусматривает трехступенчатую сепарацию сырого газа, включающую сепарацию первой ступени с получением газа и конденсата, охлаждение газа первой ступени сепарации частично нагретым газом третьей ступени сепарации, его сепарацию на второй ступени с получением газа и конденсата, при этом последний смешивают с конденсатом первой ступени сепарации и разделяют с получением газа отдувки и нестабильного конденсата. Газ второй ступени сепарации охлаждают газом третьей ступени сепарации, смешивают с газом отдувки и газом выветривания, дросселируют и сепарируют на третьей ступени с получением газа, выводимого после нагрева в качестве товарного газа, и конденсата, который дросселируют и сепарируют с получением газа выветривания и дросселированного конденсата, который смешивают с нестабильным конденсатом и выводят.The closest in technical essence to the claimed invention and is widely used method of low-temperature gas separation, which allows to reduce the loss of commercial gas due to the partial stabilization of the condensate [T. Bekirov, G. A. Lanchakov Gas and condensate processing technology. - M .: Nedra-Business Center LLC, 1999. p. 290]. The method involves a three-stage separation of crude gas, including the separation of the first stage to produce gas and condensate, cooling the gas of the first separation stage with partially heated gas of the third separation stage, its separation into the second stage to produce gas and condensate, the latter being mixed with condensate of the first separation stage and separated to produce stripping gas and unstable condensate. The gas of the second separation stage is cooled by the gas of the third separation stage, mixed with the blow-off gas and the weathering gas, throttled and separated at the third stage to produce gas that is discharged after heating as commercial gas, and condensate, which is throttled and separated to produce the weathering gas and throttled condensate which is mixed with unstable condensate and removed.
При необходимости предусматривают смешение газа перед второй и третьей ступенями сепарации с ингибитором гидратообразования и вывод его отработанного раствора.If necessary, gas is mixed before the second and third stages of separation with a hydrate inhibitor and the withdrawal of its spent solution.
Недостатками известного способа являются низкая степень извлечения тяжелых углеводородов и высокая температура точки росы товарного газа из-за отсутствия сепарации охлажденного газа второй ступени сепарации перед его дросселированием, а также из-за вывода с установки смеси нестабильного и выветренного конденсатов при низкой температуре, что снижает степень рекуперации холода.The disadvantages of this method are the low degree of extraction of heavy hydrocarbons and the high temperature of the dew point of the commercial gas due to the lack of separation of the cooled gas of the second separation stage before throttling, and also due to the withdrawal from the installation of a mixture of unstable and weathered condensates at low temperature, which reduces the degree cold recovery.
Задачей изобретения является повышение степени извлечения тяжелых компонентов и увеличение выхода товарного газа.The objective of the invention is to increase the degree of extraction of heavy components and increase the yield of commercial gas.
Техническим результатом изобретения является повышение степени извлечения тяжелых углеводородов и снижение температуры точки росы товарного газа за счет охлаждения газа первой ступени сепарации газом третьей ступени сепарации в условиях дефлегмации, а также за счет нагрева смеси конденсатов в условиях стабилизации.The technical result of the invention is to increase the degree of extraction of heavy hydrocarbons and reduce the temperature of the dew point of commercial gas by cooling the gas of the first separation stage with gas of the third separation stage under reflux conditions, as well as by heating the condensate mixture under stabilization conditions.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем трехступенчатую сепарацию сырого газа с получением на первой ступени конденсата и газа, который охлаждают газом третьей ступени сепарации и сепарируют на второй ступени с получением конденсата и газа, который дросселируют, смешивают с газом выветривания и сепарируют на третьей ступени с получением конденсата и газа, который нагревают и выводят с установки в качестве товарного газа, особенностью является то, что газ первой ступени сепарации разделяют на две части, одну из которых охлаждают газом третьей ступени сепарации в условиях дефлегмации с получением первых потоков газа и конденсата, другую охлаждают смесью конденсатов в условиях дефлегмации с получением вторых потоков газа и конденсата, затем первый и второй потоки газа смешивают с образованием газа второй ступени сепарации, а первый и второй потоки конденсата смешивают с конденсатом первой ступени сепарации, дросселируют, смешивают с конденсатом третьей ступени сепарации и стабилизируют путем противоточного косвенного нагрева вторым потоком газа с получением стабилизированного конденсата и газа выветривания.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method, comprising a three-stage separation of raw gas to produce condensate in the first stage and gas, which is cooled by gas of the third separation stage and separated in the second stage to produce condensate and gas that is throttled, mixed with the weathering gas and separated at the third stage to obtain condensate and gas, which is heated and removed from the installation as commercial gas, a feature is that the gas of the first separation stage is separated by two parts, one of which is cooled by gas of the third separation stage under reflux conditions to obtain the first gas and condensate flows, the other is cooled by a mixture of condensates under reflux conditions to obtain second gas and condensate flows, then the first and second gas flows are mixed to form gas of the second separation stage and the first and second condensate streams are mixed with the condensate of the first separation stage, throttled, mixed with the condensate of the third separation stage and stabilized by countercurrent indirect heating va second gas stream to produce a stabilized gas condensate and weathering.
При необходимости в поток газа перед второй и/или третьей ступенями сепарации добавляют ингибитор гидратообразования, отработанный раствор которого выводят с установки. В качестве дросселирующего устройства могут быть использованы, например, дроссельный вентиль, газодинамический сепаратор, вихревая труба или детандер.If necessary, a hydrate inhibitor is added to the gas stream before the second and / or third stages of separation, the spent solution of which is removed from the unit. As a throttling device, for example, a throttle valve, a gas-dynamic separator, a vortex tube or an expander can be used.
Охлаждение газа первой ступени сепарации газом третьей ступени сепарации и смесью конденсатов в условиях дефлегмации позволяет уменьшить содержание в газе тяжелых компонентов, за счет чего повысить степень их извлечения и снизить температуру точки росы товарного газа.The cooling of the gas of the first stage of separation by gas of the third stage of separation and a mixture of condensates under reflux conditions reduces the content of heavy components in the gas, thereby increasing the degree of their extraction and lowering the dew point of the commercial gas.
Дополнительным эффектом использования газа третьей ступени сепарации и смеси конденсатов в качестве хладоагентов является полная рекуперация холода, и, как следствие, увеличение эффективности низкотемпературной сепарации.An additional effect of using gas of the third stage of separation and a mixture of condensates as refrigerants is the complete recovery of the cold, and, as a result, an increase in the efficiency of low-temperature separation.
Дефлегмацию осуществляют известным способом, например, путем конденсации тяжелых компонентов газа (флегмы) на вертикальных наружных поверхностях тепломассообменных элементов при противоточном охлаждении газом третьей ступени сепарации и смесью конденсатов, подаваемыми во внутреннее пространство тепломассообменных элементов.Reflux is carried out in a known manner, for example, by condensation of heavy gas components (reflux) on the vertical outer surfaces of the heat and mass transfer elements with countercurrent cooling by gas of the third separation stage and a mixture of condensates supplied to the internal space of the heat and mass transfer elements.
Стабилизация смеси конденсатов за счет нагрева частью газа первой ступени сепарации позволяет получить стабилизированный конденсат с уменьшенным содержанием легких компонентов, которые направляют на третью ступень сепарации, что позволяет стабилизировать выход товарного газа в условиях увеличения степени извлечения тяжелых компонентов.Stabilization of the condensate mixture by heating part of the gas of the first separation stage allows to obtain stabilized condensate with a reduced content of light components, which are sent to the third separation stage, which allows stabilizing the output of commercial gas under conditions of increasing the degree of extraction of heavy components.
Стабилизацию смеси конденсатов осуществляют в трубном пространстве дефлегматора-стабилизатора с падающей пленкой путем отгонки легких компонентов товарного газа из смеси конденсатов, стекающей в виде пленки по вертикальным внутренним поверхностям тепломассообменных элементов, за счет нагрева частью газа первой ступени сепарации, подаваемой противотоком в межтрубное пространство.Stabilization of the condensate mixture is carried out in the tube space of the stabilizer with a falling film by distillation of light components of commercial gas from the mixture of condensates flowing in the form of a film along the vertical internal surfaces of the heat and mass transfer elements by heating part of the gas of the first separation stage supplied by the countercurrent into the annulus.
При осуществлении предлагаемого способа сырой газ 7 разделяют в сепараторе 1 на углеводородный конденсат 8, водный конденсат 9 и газ 10 первой ступени сепарации, который разделяют на две части и подают на вторую ступень сепарации, осуществляемой в дефлегматоре 2 и дефлегматоре-стабилизаторе 3. Одну часть газа 11 подают в межтрубное пространство дефлегматора 2, где подвергают дефлегмации за счет охлаждения газом третьей ступени сепарации 12 и получают первые потоки конденсата 13 и газа 14. Другую часть газа 15 подают в межтрубное пространство дефлегматора-стабилизатора с падающей пленкой 3, где подвергают дефлегмации за счет охлаждения смесью конденсатов 16, подаваемой противотоком в трубное пространство, с получением вторых потоков конденсата 17 и газа 18.In the implementation of the proposed method, the
Первый и второй потоки газа второй ступени сепарации 14 и 18 смешивают, редуцируют с помощью устройства 4 в условиях эжектирования газа выветривания 19, подают на третью ступень сепарации в сепаратор 5 и получают конденсат 20 и газ 12, который нагревают в дефлегматоре 2 и выводят с установки в качестве товарного газа 22. Углеводородный конденсат 8, первый 13 и второй 17 потоки конденсата второй ступени сепарации смешивают, дросселируют с помощью устройства 6, смешивают с конденсатом третьей ступени сепарации 20 и направляют в трубное пространство дефлегматора-стабилизатора 3, где подвергают стабилизации с получением газа выветривания 19 и стабилизированного конденсата 21.The first and second gas flows of the
При необходимости в поток газа перед второй и третьей ступенями сепарации вводят ингибитор гидратообразования 23, а его отработанный раствор 24 выводят из низа дефлегматора-стабилизатора (показано пунктиром).If necessary, a
Работоспособность предлагаемого способа иллюстрируется следующим примером. Компримированный и охлажденный сырой газ (компрессат) состава, % об.: азот 0,70; углекислый газ 1,13; метан 68,8; этан 12,86; пропан 8,43; изо-бутан 1,50; н-бутан 3,63; изо-пентан 0,5; н-пентан 1,0, гексан и высшие 1,45, в количестве 44,3 тыс. нм3/час при температуре 40°C и давлении 5,5 МПа сепарируют на первой ступени с получением 5,06 т/час конденсата и 42,0 тыс. нм3/час газа первой ступени сепарации, который разделяют на две части. Одну часть в количестве 32,5 тыс. нм3/час подают в нижнюю часть дефлегматора со встроенной тепломассообменной секцией, в которую в качестве хладоагента противотоком подают газ третьей ступени сепарации. С верха дефлегматора выводят 29,8 тыс. нм3/час первого потока газа второй ступени сепарации с температурой 5,4°C, а с низа - 5,41 т/час второго потока конденсата второй ступени сепарации. Вторую часть газа первой ступени сепарации в количестве 9,5 тыс. нм3/час подают в нижнюю часть межтрубного пространства трубчатого дефлегматора-стабилизатора с падающей пленкой, с верха которой выводят 9,2 тыс. нм3/час второго потока газа сепарации второй ступени с температурой 26,8°C, а с низа - 0,59 т/час второго потока конденсата второй ступени сепарации.The performance of the proposed method is illustrated by the following example. Compressed and chilled raw gas (compress) of the composition,% vol .: nitrogen 0.70; carbon dioxide 1.13; methane 68.8; ethane 12.86; propane 8.43; iso-butane 1.50; n-butane 3.63; iso-pentane 0.5; n-pentane 1.0, hexane and higher 1.45, in the amount of 44.3 thousand nm 3 / h at a temperature of 40 ° C and a pressure of 5.5 MPa are separated in the first stage to obtain 5.06 t / h of condensate and 42.0 thousand nm 3 / hour of gas of the first stage of separation, which is divided into two parts. One part in the amount of 32.5 thousand nm 3 / h is fed into the lower part of the reflux condenser with an integrated heat and mass transfer section, into which gas of the third separation stage is supplied as a countercurrent coolant. 29.8 thousand nm 3 / h of the first gas stream of the second separation stage with a temperature of 5.4 ° C are removed from the top of the reflux condenser, and 5.41 t / hour of the second condensate stream of the second separation stage from the bottom. The second part of the gas of the first stage of separation in the amount of 9.5 thousand nm 3 / hour is fed into the lower part of the annular space of the tubular reflux condenser-stabilizer with a falling film, from the top of which 9.2 thousand nm 3 / hour of the second stream of gas of separation of the second stage with a temperature of 26.8 ° C, and from the bottom - 0.59 t / h of the second condensate stream of the second separation stage.
Первый и второй потока газа сепарации второй ступени смешивают и дросселируют до 1,65 МПа с помощью дроссельного устройства, эжектирующего газ выветривания, и сепарируют полученную смесь с получением 1,47 т/час конденсата и 40,1 тыс. нм3/час газа третьей ступени сепарации с температурой -13,6°C, который после нагрева в дефлегматоре выводят с установки в качестве товарного газа.The first and second flows of gas from the separation of the second stage are mixed and throttled to 1.65 MPa using a throttle device that ejects weathering gas, and the mixture is separated to obtain 1.47 t / h of condensate and 40.1 thousand nm 3 / h of third gas separation stage with a temperature of -13.6 ° C, which after heating in a reflux condenser is removed from the installation as commercial gas.
Смесь углеводородных конденсатов первой и второй ступени сепарации дросселируют до давления 1,65 МПа и совместно с конденсатом третьей ступени сепарации направляют в трубное пространство трубчатого дефлегматора-стабилизатора с падающей пленкой, где подвергают стабилизации с получением 1,74 тыс. нм3/час газа выветривания и 10,5 т/час стабилизированного конденсата. Выход товарного газа с температурой точки росы по углеводородам -13,6°C составил 90,3 об.%. Степень извлечения углеводородов C4+ составила 74,1 мас.%.The mixture of hydrocarbon condensates of the first and second stage of separation is throttled to a pressure of 1.65 MPa and, together with the condensate of the third stage of separation, is directed into the tube space of a tubular reflux condenser with a falling film, where it is stabilized to obtain 1.74 thousand nm 3 / hour of weathering gas and 10.5 t / h of stabilized condensate. The yield of marketable gas with a hydrocarbon dew point temperature of -13.6 ° C was 90.3 vol.%. The degree of C 4+ hydrocarbon recovery was 74.1 wt.%.
В условиях прототипа температура точки росы по углеводородам составила -6,2°C. Степень извлечения углеводородов C4+ составила 66,6%.In the conditions of the prototype, the temperature of the dew point for hydrocarbons was -6.2 ° C. The C 4+ hydrocarbon recovery ratio was 66.6%.
Таким образом, приведенный пример свидетельствует, что предлагаемый способ позволяет увеличить извлечение тяжелых компонентов и снизить температуру точки росы товарного газа и может быть использован в нефтегазовой промышленности.Thus, the above example indicates that the proposed method allows to increase the extraction of heavy components and reduce the dew point of commercial gas and can be used in the oil and gas industry.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014153607/05A RU2598882C2 (en) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | Method of low-temperature gas separation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014153607/05A RU2598882C2 (en) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | Method of low-temperature gas separation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014153607A RU2014153607A (en) | 2016-07-20 |
| RU2598882C2 true RU2598882C2 (en) | 2016-09-27 |
Family
ID=56413272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014153607/05A RU2598882C2 (en) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | Method of low-temperature gas separation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2598882C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2622926C1 (en) * | 2016-10-19 | 2017-06-21 | Андрей Владиславович Курочкин | Low-temperature separation plant (versions) |
| RU2730291C1 (en) * | 2019-12-24 | 2020-08-21 | Андрей Владиславович Курочкин | Low-temperature fractionation unit for complex gas treatment |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU710589A1 (en) * | 1976-10-01 | 1980-01-25 | Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры | Gas low-temperature separation unit |
| US4579565A (en) * | 1983-09-29 | 1986-04-01 | Heath Rodney T | Methods and apparatus for separating gases and liquids from natural gas wellhead effluent |
| RU20469U1 (en) * | 2001-06-13 | 2001-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Оренбурггазпром" | INSTALLATION OF LOW TEMPERATURE GAS SEPARATION |
| RU2365835C1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика" | Method for preparation of hydrocarbon gas to transportation from north offshore fields |
-
2014
- 2014-12-26 RU RU2014153607/05A patent/RU2598882C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU710589A1 (en) * | 1976-10-01 | 1980-01-25 | Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры | Gas low-temperature separation unit |
| US4579565A (en) * | 1983-09-29 | 1986-04-01 | Heath Rodney T | Methods and apparatus for separating gases and liquids from natural gas wellhead effluent |
| RU20469U1 (en) * | 2001-06-13 | 2001-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Оренбурггазпром" | INSTALLATION OF LOW TEMPERATURE GAS SEPARATION |
| RU2365835C1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика" | Method for preparation of hydrocarbon gas to transportation from north offshore fields |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЕКИРОВ Т.М., ЛАНЧАКОВ Г.А., ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ГАЗА И КОНДЕНСАТА.-М.: НЕДРА, 1999, С. 289-290. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2622926C1 (en) * | 2016-10-19 | 2017-06-21 | Андрей Владиславович Курочкин | Low-temperature separation plant (versions) |
| RU2730291C1 (en) * | 2019-12-24 | 2020-08-21 | Андрей Владиславович Курочкин | Low-temperature fractionation unit for complex gas treatment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014153607A (en) | 2016-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2543867C1 (en) | Method of low temperature gas separation | |
| RU2544648C1 (en) | Method of low temperature gas separation | |
| US9605896B2 (en) | Process for treating a natural gas containing carbon dioxide | |
| RU2576297C1 (en) | Method for low-temperature gas separation | |
| US6516631B1 (en) | Hydrocarbon gas processing | |
| RU2576300C1 (en) | Device for low-temperature gas separation and method thereof | |
| RU2533260C2 (en) | Method of purification from acidic compounds and gaseous flow liquefaction and device for its realisation | |
| US10047673B2 (en) | Production of low pressure liquid carbon dioxide from a power production system and method | |
| US10017701B2 (en) | Flare elimination process and methods of use | |
| US10018411B2 (en) | Simplified method for producing a methane-rich stream and a C2+ hydrocarbon-rich fraction from a feed natural-gas stream, and associated facility | |
| US20170363351A1 (en) | Method and apparatus for separating a feed gas containing at least 20 mol % of co2 and at least 20 mol % of methane, by partial condensation and/or by distillation | |
| RU2608392C1 (en) | Method of well product field deethanization | |
| RU2598882C2 (en) | Method of low-temperature gas separation | |
| US20200032704A1 (en) | Production of low pressure liquid carbon dioxide from a power production system and method | |
| RU2286377C1 (en) | Method of the low-temperature separation of the hydrocarbon gas | |
| RU2585333C1 (en) | Method for preparation of associated petroleum gas | |
| RU2637517C1 (en) | Method of complex preparation of gas | |
| US20140260421A1 (en) | Systems and Methods for Enhanced Recovery of NGL Hydrocarbons | |
| RU2609173C1 (en) | Method of non-waste pretreatment of production fluid | |
| RU2617153C2 (en) | Method of gas field processing | |
| RU2553857C1 (en) | Method and device for gas compression | |
| RU2568215C1 (en) | Method of separating hydrocarbon-containing gas mixture | |
| WO2016107880A1 (en) | Method for improving propylene recovery from fluid catalytic cracker unit | |
| RU2624656C1 (en) | Method of non-waste pretreatment of production fluid (versions) | |
| RU2582715C1 (en) | Method for preparation of hydrocarbon gas |