Низкотемпературная сепарация

Сущность процесса низкотемпературной сепарации (НТС) состоит в однократной конденсации углеводородов при понижении температуры газа до -25 – -30°С за счет его дросселирования. Вместо дросселирования через клапан может быть использовано расширение газа в турбодетандере, что позволяет более эффективно использовать перепад давления газа. Принципиальная схема НТС показана на рис. 3.4.1.

Газ I под большим (8 – 12 МПа) давлением поступает в сепаратор 1-й ступени, где от него отделяется тяжелый газовый конденсат. Затем газ через рекуперативные теплообменники 8, охлаждаемые газом и конденсатом 2-й ступени сепарации, поступает в дроссельное устройство 4. В дросселе давление газа снижается на 4 – 5 МПа, за счет чего его температура резко падает и высококипящие углеводороды конденсируются. Выпадающий конденсат отделяют в сепараторе 2-й ступени, а газ, очищенный от тяжелых углеводородов II, направляют потребителю.

Рис. 3.4.1. Принципиальная схема процесса низкотемпературной сепарации (НТС):

1, 2 – сепараторы 1-й и 2-й ступеней; 3 – сепараторы сырого конденсата; 4 – дроссельные клапаны (детандеры); 5 – холодильная машина; 6 – блок стабилизации конденсата; 7 – блок регенерации ингибитора гидратообразования; 8 – теплообменники; I и II – исходный и отсепарированный газ; III – газовый бензин; IV – конденсат сырого газа; V – раствор ингибитора.

Таким образом, только при температуре –40°С достигается почти полная конденсация бутанов и пентанов. Этан и пропан при этом конденсируются лишь на 50 и 79%.

В связи с тем, что процесс НТС протекает при низких темпе­ратурах, в поток газа вводят ингибитор гидратообразования, что позволяет предотвратить образование гидратов. В качестве ин­гибитора используют метанол или гликоли, которые связывают влагу из газа и после регенерации (дегидратации) в блоке 6 возвращаются в процесс.

Важнейший параметр НТС – исходное давление газа из скважины. Вначале это давление высоко за счет повышенного пластового давления, но с течением времени пластовое давление снижается (и одновременно снижается содержание в газе тяже­лых углеводородов) и потенциал природной энергии для реализации процесса НТС существенно падает. В этом случае перед сепаратором первой ступени устанавливают дожимной компрессор, повышающий давление газа, или же в точке дросселирования газа помещают холодильную машину 5.

Извлечение углеводородов из газа процессом НТС в значительной мере определяется составом исходного газа. Следовательно, что для поддержания нужного уровня извлечения жидких углеводородов из все более облегчающегося по составу газа нужно понижать температуру сепарации, что сделать крайне трудно из-за одновременного снижения пластового давления. В этом заключается один из крупных недостатков процесса НТС.