Товарная продукция УКПГ:
- сухой газ месторождений,
- сухой отбензиненный газ месторождений,
- газовый конденсат.
Требования, предъявляемые к товарной продукции УКПГ, регламентируются отраслевыми (ОСТ) и государственными (ГОСТ) стандартами.
Для газа, подаваемого в магистральные газопроводы, главным показателем качества является точка росы (по влаге и углеводородам). Для холодной климатической зоны точка росы по влаге не должна превышать -20 °С, по углеводородам - не выше -10 °С. Помимо этого ОСТ регламентирует такие потребительские свойства газа, как теплота сгорания и допустимое содержание сернистых соединений.
Для газа, подаваемого местным потребителям для использования в промышленности и коммунальном хозяйстве, нормируются теплота сгорания и число Воббе, а также интенсивность запаха.
При использовании газа в качестве газомоторного топлива для автомобильного транспорта главным показателем качества является расчётное октановое число.
Газовый конденсат, производимый на УКПГ, делится на стабильный и нестабильный. Требования, предъявляемые к различным типам конденсата, варьируются.
Технологический процесс
Промысловая обработка газа на УКПГ состоит из следующих этапов:
- абсорбционная или адсорбционная сушка;
- низкотемпературная сепарация или абсорбция;
- масляная абсорбция.
На газоконденсатных месторождениях осушка и выделение легкоконденсирующихся углеводородов осуществляются путем низкотемпературной сепарации, низкотемпературной абсорбции или низкотемпературной масляной абсорбции.
Состав УКПГ
В состав УКПГ входят:
- блок предварительной очистки (сепарации);
Обеспечивает отделение от газа капельной влаги, жидких углеводородов и механических примесей. В состав блока входят сепараторы и фильтр-сепараторы.
- технологические установки очистки, осушки и охлаждения газа;
- дожимные компрессорные станции;
Обеспечивают рабочие параметры технологии промысловой обработки газа, поддерживают давление подачи газа в магистральный газопровод. Располагаются перед или после установок технологической подготовки газа. Для снижения температуры компримированного газа после дожимной станции устанавливаются аппараты воздушного охлаждения.
- вспомогательные системы производственного назначения (операторная, площадки с установками средств связи, электро-, тепло- и водоснабжения, электрохимической защиты, пожаротушения, резервуарный парк хранения диэтиленгликоля или триэтиленгликоля и т.д.).
Низкотемпературная сепарация
УПГ методом низкотемпературной сепарации (НТС).Состав:
- блок входного сепаратора,
- теплообменники,
- низкотемпературный сепаратор,
- разделитель,
- блок регенерации,
- блок подачи реагента,
- трубная обвязка,
- комплект запорной, регулирующей и предохранительной арматуры и средств КИПиА.
Технология НТС.
Сырой газ под давлением поступает в газовый сепаратор, где происходит отделение капельной жидкости, образовавшегося конденсата и механических примесей, которые направляются в дренажную емкость.Газ, освобожденный от капельной жидкости, поступает в теплообменник «газ-газ» для предварительного охлаждения газом, обратным потоком, поступающим с низкотемпературной сепарации.
Для предупреждения образования гидратов перед теплообменником в газ подается ингибитор гидратообразования (метанол, диэтиленгликоль).
Далее газ клапаном дросселируется, охлаждаясь при этом за счет эффекта Джоуля-Томсона.
Охлажденный газ поступает на 2ю ступень сепарации в газовый сепаратор, где конденсат с насыщенным водой раствором ингибитора отделяется и направляется в разделитель.
Осушенный газ подогревается в теплообменнике сырым газом, поступающим на осушку, до температуры и направляется на коммерческий узел учета.
Смесь нестабильного конденсата с насыщенным водой раствором ингибитора поступает в разделитель, где конденсат отделяется и направляется на подготовку.
Насыщенный водой раствор ингибитора подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике обратным током регенерированного ингибитора и поступает на установку регенерации.
Установка регенерации состоит из ректификационной колонны, установленной непосредственно на кубе, в котором жидкость подогревается путем сжигания газа в жаровой трубе.
Испаряемая вода конденсируется в аппарате воздушного охлаждения, отделяется в сборнике и сбрасывается в дренажную емкость.
Регенерированный ингибитор через теплообменник, где он охлаждается потоком насыщенного ингибитора, и через аппарат воздушного охлаждения направляется в расходную емкость блока подачи реагента.
Затем насосами дозаторами блока подачи реагента возвращается на установку осушки.
Преимущества НТС газа:
- низкие капитальные расходы и эксплуатационные затраты, особенно в начальный период эксплуатации при наличии свободного перепада давления;- помимо извлечения жидких углеводородов одновременно осуществляется и осушка газа до требуемых отраслевым стандартом кондиций;
- установки НТС достаточно просты в эксплуатации и техническом обслуживании, тем самым возможно использование технического персонала средней квалификации;
- легкость регулирования технологического процесса и его автоматизации в условиях газопромысла;
- возможности постепенного дополнения и развития технологии при снижении пластового давления и, соответственно, уменьшении свободного перепада давления, так что уже на момент проектирования установки могут быть предусмотрены различные перспективные варианты продления срока ее эффективной эксплуатации (в частности, за счет использования внешних источников холода, а также подключения ДКС).
Недостатки:
- несовершенство термодинамического процесса 1-кратной конденсации, при этом степень извлечения из природного газа целевых компонентов при заданных температуре и давлении в концевом низкотемпературном сепараторе зависит только от состава исходной смеси;- в процессе эксплуатации пластовое давление падает (при этом содержание углеводородного конденсата в пластовом газе уменьшается), так что «свободный перепад» давления на дросселе уменьшается (происходит «исчерпание» дроссель-эффекта) и, следовательно, повышается температура сепарации, – в результате не только удельное количество, но и степень извлечения целевых компонентов уменьшается;
- термодинамическое несовершенство дроссельного расширения газа как холодопроизводящего процесса по сравнению с турбодетандерным.
Адсорбционная осушка
Установка подготовки природного газа методом адсорбционной осушки (АО).
Состав:
- сепараторы,
- адсорберы,
- печь,
- компрессор,
- аппарат воздушного охлаждения,
- трубная обвязка,
- комплект запорной, регулирующей и предохранительной арматуры и средств КИПиА.
Перед поступлением в адсорберы из сырьевого газа в сепараторе отделяются механические примеси и капельная жидкость.
После сепаратора газ сверху вниз проходит через 1 из адсорберов.
Осушенный газ отводится в коллектор сухого газа.
2й адсорбер при этом находится на стадии регенерации (нагрев, охлаждение или ожидание).
Газ регенерации отбирается из потока осушенного газа и компрессором подается в печь подогрева и с температурой +180-200 °С подается снизу вверх через адсорбер, в котором производится десорбция воды и тяжелых углеводородов.
Отработанный газ регенерации охлаждается в воздушном холодильнике и поступает в сепаратор, где из газа отделяются сконденсировавшиеся углеводороды и вода.
После сепаратора газ возвращается во входной сепаратор и повторно происходит весь цикл.
Преимущества АО газа:
- достигается низкая температура точки росы осушенного газа в широком диапазоне технологических параметров;- компактность и низкие капитальные затраты для установок небольшой производительности;
- изменение давления и температуры не оказывает существенного влияния на качество осушки.
Недостатки:
- высокие капитальные вложения при строительстве установок большой производительности;
- возможность загрязнения адсорбента и связанная с этим необходимость его замены;
- большие потери давления в слое адсорбента;
- большой расход тепла.
