в чем заключается подготовка газа к дальнему транспорту

Выбор способа подготовки газа к дальнему транспорту

Природные газы, добываемые на месторождениях России, транспор­тируются на большие расстояния до потребителей по магистральным газо­проводам, пересекающим различные природно-климатические зоны. В свя­зи с этим особое значение приобретают вопросы качественной подготовки добываемого углеводородного сырья к транспортировке. Природные газы должны отвечать требованиям, определяющим их транспортную кондици­онность. Эти требования установлены отраслевым стандартом ОСТ 51.40-83.

1. Точка росы по воде и тяжелым углеводородам при давлении 55 кгс/см 2 должна быть:

2. Содержание механических примесей в 1000 м 3 газа должно быть не более 1,0 гр.

3. Содержание сероводорода в 1000 м 3 газа должно быть не более 2,0 гр.

4. Содержание кислорода по весу газа должно быть не более 1,0 %. Кроме газа продукцией газоконденсатного месторождения является

сырой конденсат. Под сырым конденсатом подразумевают углеводороды в жидком состоянии с растворенными в них газообразными компо­нентами (,, С₃Н₈, С₄Н₁₀) при Р=0,1 МПа и t=20 °C. Стабильный конденсат состоит только из жидких углеводородов . Из конденсата получают бензин, дизельное топливо, растворители. Поэтому он подлежит отделению при подготовке газа как ценнейшее сырье.

В зависимости от состава и объема добываемой продукции, термоди­намических условий поступления ее на установки подготовки газа, требо­ваний потребителя к качеству газа и конденсата на месторождениях при­меняют в основном три способа обработки газа:

— низкотемпературную сепарацию (НТС);

— абсорбцию (жидкостная осушка);

— адсорбцию (осушка твердым сорбентом).

Могут осуществляться также комбинированные способы разделения газов путем сочетания сорбционных методов с предварительным охлажде­нием газа и сорбента.

При подготовке газа к дальнему транспорту применяются несколько разновидностей технологических установок, основными из которых явля­ются:

— установки низкотемпературной сепарации, работающие на холоде, получаемом за счет редуцирования газа высокого давления и предвари­тельного охлаждения газа в теплообменниках;

— установки низкотемпературной сепарации, работающие на холоде, получаемом в специальных холодильных машинах;

— установки абсорбционной (гликолевой) осушки газа;

— установки адсорбционной осушки газа твердым сорбентом;

— установки с рециркуляцией обезжиренного газа, применяемые для максимального извлечения конденсата (сайклинг-процесс).

Источник

Подготовка газа

Подготовка газа подразумевает под собой:

Подготовка природного газа

Подготовка природного газа на месторождении для дальнейшего транспорта (промысловая подготовка газа) заключается в доведении основных параметров добываемого природного газа до требований:

Как мы видим, основными параметрами при подготовке природного газа являются:

Для Подготовки газа к необходимым параметрам существуют следующие основные технологии подготовки газа:

Для реализации основных технологий подготовки газа, при подготовке природного газа на месторождении для собственных нужд, нами производится следующее технологическое Нефтегазовое оборудование:

Установка подготовки газа

Сепаратор газа

Фильтр-сепаратор

Теплообменник

Подогреватель газа

Установка подготовки газа реализует следующие технологии подготовки газа: низкотемпературную сепарацию (НТС), низкотемпературную конденсацию (НТК), абсорбционную и адсорбционную подготовку газа. Установка может быть использована как Установка комплексной подготовки газа (УКПГ), Блок подготовки топливного газа (БПТГ), Установка адсорбционной осушки газа для АГНКС.

Так Компанией «РоСКом-ТехМаш» реализован проект по обустройству Терновского газового месторождения расположенного в Тарасовской районе Ростовской области. Блочно-модульная установка подготовки газа БМУПГ-ТР-219/63-120 реализует технологию низкотемпературной сепарации газа, в технологический процесс включены:

Источник

Комплексная подготовка природного газа к транспортировки

Автор:Выпирайко Д.В., Топоров А.А.
Источник:Экологические проблемы индустриальных мегаполисов: Сборник трудов международной научно–практической конференции. Донецк 30–31 мая 2011., – Донецк, ДонНТУ Министерства образования и науки Украины, 2011 – 188–193 с.

Природный газ, нефть и каменный уголь – основной источник углеводородов.

Природный газ широко используют как дешевое топливо с высокой теплотворной способностью (при сжигании 1 куб.м. выделяется до 54 400 кДж).

Это один из лучших видов топлива для бытовых и промышленных нужд. Кроме того, природный газ служит ценным сырьем для химической промышленности. Разработано много способов переработки природных газов, главной задачей этой переработки — превращение предельных углеводородов в более активные — непредельные, которые затем переводят в синтетические полимеры (каучук, пластмассы). Кроме того, окислением углеводородов получают органические кислоты, спирты и другие продукты. Также из газа получают огромное количество других полезных продуктов, таких как: гелий, серу, кетоны (ацетон, метилэтилкетон) эфиры, в том числе метилтретбутиловый эфир, бензол (толуол, этилбензол, стирол, кумол).

Природный газ находится в земле на глубине от 1000 метров до нескольких километров. В недрах газ находится в микроскопических пустотах (порах). Поры соединены между собой микроскопическими каналами — трещинами, по этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением до тех пор, пока не окажется в скважине.

Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения. Это делается для равномерного падения пластового давления в залежи. Иначе возможны перетоки газа между областями месторождения, а также преждевременное обводнение залежи. Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное. Таким образом, движущей силой является разность давлений в пласте и системе сбора.

При добыче природного газа, содержащего сероводород, необходимо решить специфические проблемы для обеспечения безаварийной, надежной и эффективной эксплуатации месторождений. Перед подачей газа на очистку, например аминовую, из газа должны быть извлечены тяжелые углеводороды, чтобы избежать в работе установки очистки от кислых примесей.

Для облегчения транспортировки и хранения природного газа его сжижают, охлаждая при повышенном давлении, а также сжимают.

В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атмосфер движется по трубам диаметром до 1,4 метра. По мере продвижения газа по газопроводу он теряет энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа. Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ дожимается до 75 атм. Сооружение и обслуживание нефтепровода весьма дорогостояще, но тем не менее — это наиболее дешёвый способ транспортировки газа.

Газ, поступающий из скважин, необходимо подготовить к транспортировке конечному пользователю — химический завод, котельная, городские газовые сети. Необходимость подготовки газа вызвана присутствием в нём кроме целевых компонентов примесей, вызывающих затруднения при транспортировке либо применении. Так, пары воды, содержащейся в газе, при определённых условиях могут образовывать гидраты или, конденсируясь, скапливаться в различных местах (изгиб газопровода), мешая продвижению газа; сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования (трубы, ёмкости теплообменников и т. д.).

Помимо подготовки самого газа, необходимо подготовить и газопровод. Широкое применение здесь находят азотные установки, которые применяются для создания инертной среды в газопроводе.

Газ подготавливают по различным схемам. Согласно одной из них, в непосредственной близости от месторождения сооружается установка комплексной подготовки газа (УКПГ), на котором производится очистка и осушка газа.

Если газ содержит в большом количестве гелий либо сероводород, то газ обрабатывают на газоперерабатывающем заводе, где выделяют гелий и серу.

Переработка природного газа представляет собой многоплановый комплексный процесс, который осуществляется в условиях непрерывного изменения состава сырья в результате снижения пластового давления при длительной эксплуатации скважин. Изменение состава сырья неизбежно приводит к реконструкции как промысловых установок комплексной подготовки газа (УКПГ), так и основных процессов на газоперерабатывающих заводах (ГПЗ).

На начальных этапах эксплуатации газоконденсатных месторождений давление на входе на УКПГ значительно превышает давление, необходимое для подачи в магистральные трубопроводы. Избыточное давления газа используется для получения низких температур, необходимых для отделения конденсата методом низкотемпературной сепарации (НТС).

Низкотемпературной сепарацией называется процесс извлечение жидких углеводородов из газов путем однократной конденсации при пониженных температурах с разделением равновесных газов и жидкой фазы.

Типичная схема установки низкотемпературной сепарации (УНТС) представлена на рис. 1. Сырой газ со скважин поступает на первую ступень сепарации 1, где отделяется жидкая фаза (пластовая вода с растворенными ингибиторами и сконденсировавшийся углеводородный конденсат). Отсепарированный газ направляется в рекуперативные теплообменники 2 и 3 для рекуперации холода с дросселированных потоков газа и конденсата. Для предупреждения гидратообразования в поток газа перед теплообменниками впрыскивают моно, диэтилен – гликоль (ДЕГ) или метанол. При наличии свободного перепада давления (избыточного давления промыслового газа) охлажденный газ из теплообменников поступает в расширительное устройство — дроссель или детандер. При отсутствии свободного перепада давления газ направляют в испаритель холодильного цикла, где используется внешний хладагент, например сжиженный пропан. После охлаждения в расширительном устройстве или испарителе газ поступает в низкотемпературный сепаратор 5, где из потока газа отделяются сконденсировавшиеся жидкие углеводороды и водный раствор ингибитора гидратообразования. Газ из сепаратора 5 через теплообменник 2 подается в магистральный газопровод. Жидкая фаза через дроссель 4 поступает в трехфазный сепаратор 6, откуда газ выветривания эжектором возвращается в основной поток. Водный раствор ингибитора, выводимый снизу сепаратора 6, направляется на регенерацию, а выветренный конденсат через теплообменник 3 — на стабилизацию на установку стабилизации конденсата (УСК).

Рисунок 1 – Принципиальная технологическая схема установки низкотемпературной сепарации газа: 1 – сепаратор; 2, 3 – рекуперативный теплообменник; 4 – дроссель; 5 – низкотемпературный сепаратор; 6 – трехфазный сепаратор

Несмотря на преимущества использования природного газа перед другими видами топлива, количество вредных веществ, поступающих в окружающую среду при его использовании, остается достаточно большим, что приводит к существенным изменениям в атмосфере, поверхностных водотоках, водое¬мах, подземных водоносных горизонтах, почвах и растениях.

При эксплуатации газотранспортных объектов следует выделить два основ¬ных источника загрязнений – линейная часть газопровода и компрессорные станции.

Компрессорные станции поставляют в воздушную среду большую часть оксида и диоксида азота, оксида углерода. Снижение их содержания в воздухе – главная задача в газовой отрасли. Отсюда необходимо обеспечение герметичности всех систем, сокращение аварийных ситуаций, что связано с уменьшением потерь газа, и, следовательно, негативного воздействия на окружающую среду.

Значительная часть загрязняющих атмосферу веществ на компрессорных станциях выделяется при работе газоперекачивающих агрегатов и составляет 98%, а остальные 2% – продукты сжигания газа при работе котельных и электростанций. Большое (до 2200 м3 газа) количество газа выбрасывается в атмосферу через “свечу” при остановках и пусках газоперекачивающих агрегатов. Кроме этого, поте¬ри газа на компрессорных станциях (до 10 тыс. м3 в летний период) происходят при продувках пылеуловителей.

Компрессорные станции поставляют в атмосферу большое количество окси¬дов азота и углерода, которые поступают от топливоиспользующего оборудования. При содержании в газе соединений серы в состав выбросов входят сероводород и диоксид серы.

Мощный парк газоперекачивающих аппаратов и установок участвует в общем вкладе загрязнения воздушного бассейна и в изменении природных условий. Постоянно выделяющиеся загрязняющие вещества рассредотачиваются воздушными потоками на большие расстояния.

1. Ширковский А. И., Смирнов А. С. Геология черного золота и газа – М., 1968 – 256с.;

2. Базлов М. Н., Жуков А. И., Алексеев Т. С. Подготовка природного газа и конденсата к транспорту – М., 1968 – 184 с.

3. Еременко В.К. Газовые месторождения СССР. Справочник, 2 изд. – М., 1968 – 341 с.

4. Гудков С.Ф. Переработка углеводородов природных и попутных газов – М., 1960 – 285 с.

5. Коротаев Ю. П., Полянскии А. П. Добыча и транспорт газа – М., 1957 – 261 с.

6. Гриценко A. И., Александров И. A., Галанин И. A. Физические методы переработки и использование газа – M., 1981 – 213с.

Источник

Подготовка природного газа к транспортировке в трубопроводе

Природный газ широко используют как недорогое топливо с высокой теплотворной способностью (при сжигании 1 куб.м. выделяется до 54 400 кДж). Это один из лучших видов топлива для бытовых и промышленных нужд. Самым распространенным способом доставки газа потребителям является транспортировка по трубопроводам.

Однако, перед подачей в магистральные трубопроводы газ необходимо подготовить, дабы он соответствовал ряду требований. Наиболее сложно достижимыми из них являются температура точки росы по воде и углеводородам. Для соответствия этим требованиям существуют следующие основные решения:

1. Низкотемпературная сепарация (НТС)

Данная технология предусматривает:

2. Низкотемпературная конденсация (НТК)

3. Абсорбционная подготовка газа

4. Адсорбционная подготовка газа

Метод низкотемпературной сепарации (НТС)

Рисунок 1. Типичная схема установки низкотемпературной сепарации (НТС)

Описание типичной схемы установки низкотемпературной сепарации (НТС)

Минусы установки низкотемпературной сепарации (НТС)

При всех плюсах этого метода, стоит отметить один фатальный минус. Примерно через 3-5 лет после начала разработки месторождения, давление добываемого газа начинает постепенно падать, из-за чего НТС теряет свое основное преимущество – дешевый холод. Соответственно, такой способ обработки газа перед его транспортировкой не позволяет стабильно достигать требований по подаче газа в магистральный газопровод, что делает его не только малоэффективным, но и зачастую вовсе бесполезным. Также, из минусов НТС стоит отметить, низкое извлечение конденсата – извлекается только конденсат, находящейся в жидкой фазе. Значительная же часть тяжелых углеводородов остается в газе, из-за чего не достигается требуемая температура точки росы по углеводородам. Это приводит не только к проблемам при эксплуатации трубопроводов, но и к недополученной прибыли для эксплуатирующей организации.

Также, стабилизация конденсата методом выветривания предполагает большие потери, связанные с уносом «ценных» компонентов. Подготовка конденсата в колонне-стабилизаторе позволяет в разы сократить расход газа, сжигаемого на факеле, и увеличить количество конденсата. Выделим основные минусы НТС:

Методы, применяемые «ГазСёрф» для исключения данных проблем

Компания «ГазСёрф» предлагает более эффективные решения подготовки газа, направленные на стабильное получение основного продукта (СОГ) необходимого качества, а также максимально возможное извлечение всех субпродуктов из поступающего газа, что позволяет получать не только дополнительные прибыли для эксплуатирующей организации, но и уменьшать сбросы в атмосферу, тем самым избежав/уменьшив штрафы от надзорных органов.

В данной статье мы хотели бы обратить внимание на технологию, которая по своей сути близка к низкотемпературной сепарации, но более продвинута в исполнении, что позволяет избежать всех недостатков, присущих НТС и при этом увеличить эффективность установки в целом: и по получаемым продуктам и по экономическим показателям. Имеется ввиду низкотемпературная конденсация (далее НТК) газа при помощи установки внешнего холода с дальнейшей стабилизацией конденсата, а также возможностью получения таких продуктов как ШФЛУ, СПБТ и конденсат газовый стабильный.

Метод низкотемпературной конденсации (НТК)

Разделение углеводородных газов методом НТК осуществляется путем охлаждения внешним холодом до заданной температуры при постоянном давлении, сопровождающегося конденсацией извлекаемых из газов компонентов, с последующим разделением в сепараторах газовой и жидкой фаз.
Высокой четкости разделения углеводородных газов путем однократной конденсации и последующей сепарации добиться практически невозможно, поэтому современные схемы НТК включают ректификационные колонны деметанизации/деэтанизации/дебутанизации.
Газовая фаза при этом выводится с установки с последней ступени сепарации, а жидкая фаза после теплообмена с потоком сырьевого газа поступает на питание в колонну деметанизации или деэтанизации для дальнейшей подготовки конденсата.

Использование данного метода за счет искусственного внешнего холода позволяет поддерживать стабильную точку росы вне зависимости от времени года и перепада давлений (в отличие от НТС), и добиваться более глубокого извлечения тяжелых углеводородов. Точка росы по углеводородам при расчете НТС не ниже минус 10 С, а на установках НТК доходит до минус 40 С, что значительно повышает количество жидкого продукта в виде ШФЛУ, СПБТ и конденсата газового стабильного. Кроме того, стабилизация конденсата в колоннах значительно сокращает сбросы газа на факел и увеличивает количество жидких продуктов.

Плюсы установки низкотемпературной конденсации (НТК)

Таблица 1. Сравнение дегазации в емкостях и стабилизации конденсата в зависимости от температуры охлаждения в НТС или НТК

Температура сепарации, 0 С

Массовый расход жидкости из сепараторов

Конденсат давления насыщенных паров (ДНП)

100 кПа

Конденсат давления насыщенных паров (ДНП)

Источник

Нефть, Газ и Энергетика

Блог о добычи нефти и газа, разработка и переработка и подготовка нефти и газа, тексты, статьи и литература, все посвящено углеводородам

Методы подготовки газа

На промысле газ обрабатывают до определенной кондиции для дальнейшего транспорта и для извлечения углеводородного конденсата, который является ценным химическим сырьем.

В практике распространены три способа обработки газа на промыслах.

1. Низкотемпературная сепарация — получение низких тем­ператур в результате дросселирования газа высокого давления или с помощью установок искусственного холода.

2. Абсорбция — извлечение жидких углеводородов и воды поглощающими жидкостями (маслами, гликолями).

3. Адсорбция — извлечение жидких углеводородов и воды твердыми поглотителями.

Наиболее широко применяется низкотемпературный способ разделения газов, позволяющий при незначительных капитало­вложениях и небольших эксплуатационных затратах в зависимости от глубины охлаждения извлекать от 80 до 100% от потенциала тяжелых углеводородов и осушать газ до необходимой для одно­фазного транспорта точки росы по влаге и углеводородам.

В то же время эффект дросселирования газа, как правило, недолговечен, так как давление по мере истощения залежи падает.

Адиабатическое или политропическое расширение газа в де­тандерах (поршневых или турбинных) позволяет получить до­полнительные источники холода и тем самым продлить срок службы установок НТС. В результате источники искусственного холода (например, холодильные машины) включают на более поздней стадии. Использование газо-воздушных, газо-водяных, газоконденсатных теплообменников также позволит продлить срок службы установок НТС.

Применение источников искусственного холода в технологи­ческих схемах установок НТС позволяет обрабатывать газ до конца разработки месторождения, но при этом следует отметить, что капиталовложения в обустройство промысла (без учета капвложе­ний на скважины и систему газосбора) увеличиваются примерно в 1,5—2,5 раза.

Адсорбционный способ разделения газов, по-видимому, будут широко применять для осушки и отбензинивания газов в север­ных районах страны, где точка росы обрабатываемого газа должна составлять максимум —35° С.

Адсорбционный способ обработки газа состоит в извлечении из газа углеводородов, вредных примесей и воды твердыми поглотителями. Поглощение происходит за счет поверх­ностных сил молекулярного притяжения в твердых пористых ве­ществах-адсорбентах или за счет разделения молекул при прохож­дении газа через поры веществ-цеолитов. В цеолитах поры соиз­меримы с молекулами. Поэтому одни из молекул, более мелкие, проходят через поры таких веществ, называемых также «молеку­лярными ситами», а другие, более крупные, задерживаются. По­ток разделяется на части с разными размерами молекул. Одновре­менно в цеолитах происходит и адсорбция. При адсорбции на твердой поверхности образуется многомолекулярный слой погло­щаемого вещества. Слой этот можно затем отделить от поверхно­сти, т. е. провести десорбцию за счет прокачки горячего газа.

Адсорбционный способ обработки газа применяют для осушки (силикагелем, алюмогелем, цеолитами) и очистки (бокситы, цео­литы) газа, а также для извлечения из продукции скважины тя­желых углеводородов (конденсата), например активированным углем.

С помощью установок короткоцикловой адсорбции самостоя­тельно или в сочетании со схемой предварительной обработки газа на установке НТС должны будут осуществляться одновременно осушка и отбензинивание газа.

Абсорбция — извлечение из газа жидких углеводородов, во­ды и кислых газов поглощающими жидкостями — абсорбента­ми (маслами, гликолями, аминами) в колонных аппаратах—аб­сорберах.

Абсорбционный способ подготовки газа широко применяется на установках гликолевой осушки, аминовой очистки газа от кислых газов (СО₂ и H ₂ S ), а также на маслоабсорбцйонных уста­новках ГПЗ, ГБЗ, ГФУ, установках стабилизации конденсата и т. д. Этот способ позволяет осуществлять более полное извле­чение тяжелых углеводородов с получением целевых продуктов.

Как показывает зарубежный опыт, сорбционные процессы являются основными в промысловой обработке газа. Причем за последнее время большинство газобензиновых заводов, например, в США переводится на работу по схеме абсорбции.

Выбор метода подготовки газа к дальнему транспорту зависит от следующего:

o потребности народного хозяйства в различных компонентах газа.

Абсорбционные способы обработки газа могут применяться для осушки и очистки газа уже в первые годы разработки. Адсорбция используется для очень глубокой осушки и очистки газа. Значит, кроме фактора изменения параметров добываемого газа, большое значение для выбора способа обработки и проектирования обуст­ройства имеет состав и свойства добываемых газа и конден­сата.

Для подготовки к дальнему транспорту газа чисто газовых месторождений используется метод его осушки с целью предотвра­щения образования гидратов в магистральных газопроводах.

Для подготовки к транспорту газа с газоконденсатных место­рождении необходимо, кроме обеспечения точки росы по воде, извлекать конденсат, являющийся сырьем для химической и неф­теперерабатывающей промышленности.

Если в продукции содержится менее 100 см 3 /м 3 конденсата, применяется низкотемпературная сепарация с инжекцией гликоля или с предварительной осушкой газа. При содержании конденсата более 100 см 3 /м 3 применяется низкотемпературная абсорбция с использованием углеводородного конденсата в качестве сорбента.

На чисто газовых месторождениях можно применять абсорб­ционный или адсорбционный методы.

На газовых и газоконденсатных месторождениях, в газе кото­рых содержится сероводород, методы промысловой подготовки газа отличаются от приведенных тем, что газ предварительно очи­щается от сероводорода. Кроме того, сооружаются установки по извлечению элементарной серы.

Источник