Сконденсировавшаяся жидкая фаза
Cтраница 1
Сконденсировавшаяся жидкая фаза насосом 19 подается на орошение цесорбера. Сероводород с верха емкости 18 выводится на установку производства серы. [1]
Что касается сверхзвуковых газодинамических сепараторов, то проведенные предварительные теоретические проработки показывают, что схема конденсации тяжелых углеводородов в сверхзвуковом потоке в существенно неравновесных термодинамических условиях с последующим разделением газожидкостной смеси представляется не только красивой идеей, но и принципиально реализуемой технологией. Здесь важно подчеркнуть, что состав сконденсировавшейся жидкой фазы будет значительно отличаться от равновесного ( углеводородный конденсат более тяжелый, чем можно ожидать по равновесию), что позволяет организовать выделение определенных фракций конденсата, последовательно пропуская поток обрабатываемого газа через ряд подобных газодинамических устройств с разными технологическими характеристиками. В то же время при реальных попытках доведения обсуждаемой технологии до промышленного внедрения, помимо организационно-технических, необходимо преодолеть ряд методических трудностей, связанных, в частности, с неразработанностью теории сверхбыстрой конденсации тяжелых компонентов из природного газа в звуковом и сверхзвуковом газожидкостном потоке при глубоком вторжении в метастабильную ( и лабильную. Таким образом, на этом пути предстоит существенно доработать соответствующие разделы термодинамики метаста-бильных состояний и кинетики конденсации в многокомпонентных углеводородных смесях. На наш взгляд, реализация подобных газодинамических технологий может привести уже в первом десятилетии XXI века к технической революции в области промысловой подготовки газа: резко снизится металлоемкость, энергоемкость и сложность промысловых систем, и таким образом будут созданы объективные предпосылки для реализации полного цикла заводских процессов в промысловых условиях. [2]
Что касается сверхзвуковых газодинамических сепараторов, то проведенные предварительные теоретические проработки показывают, что схема конденсации тяжелых углеводородов в сверхзвуковом потоке в существенно неравновесных термодинамических условиях с последующим разделением газожидкостной смеси представляется не только красивой идеей, но и принципиально реализуемой технологией. Здесь важно подчеркнуть, что состав сконденсировавшейся жидкой фазы будет значительно отличаться от равновесного ( углеводородный конденсат более тяжелый, чем можно ожидать по равновесию), что позволяет организовать выделение определенных фракций конденсата, последовательно пропуская поток обрабатываемого газа через ряд подобных газодинамических устройств с разными технологическими характеристиками. В то же время при реальных попытках доведения обсуждаемой технологии до промышленного внедрения, помимо организационно-технических, необходимо преодолеть ряд методических трудностей, связанных, в частности, с неразработанностью теории сверхбыстрой конденсации тяжелых компонентов из природного газа в звуковом и сверхзвуковом газожидкостном потоке при глубоком вторжении в метастабильную ( и лабильную. Таким образом, на этом пути предстоит существенно доработать соответствующие разделы термодинамики метастабильных состояний и кинетики конденсации в многокомпонентных углеводородных смесях. На наш взгляд, реализация подобных газодинамических технологий может привести уже в первом десятилетии XXI века к технической революции в области промысловой подготовки газа: резко снизится металлоемкость, энергоемкость и сложность промысловых систем, и таким образом будут созданы объективные предпосылки для реализации полного цикла заводских процессов в промысловых условиях. [3]
Охлажденный газ из теплообменника подают на расширительное устройство 3, после которого его температура вследствие эффекта Джоуля - Томсона понижается от ( - 10) до ( - 30) С. После дроссельного устройства 3 обрабатываемый газ вместе со сконденсировавшейся жидкой фазой поступает в низкотемпературный сепаратор 4, где от него отделяется жидкая фаза ( водная и углеводородная), а очищенный-от влаги и тяжелых углеводородов ( С5 в) холодный газ проходит рекуперативный теплообменник 2 в противотоке с сырым газом и далее поступает в газопровод в качестве товарного продукта. Эффективность охлаждения газа посредством использования процесса изоэнтальпийного расширения газа с рекуперацией холода может достигать 10 - 12 С на 1 МПа свободного перепада. [5]
Из сопоставления этих данных видно, что при отсутствии конденсации жидкой фазы значения коэффициентов сжимаемости получаются меньше, чем у добываемого газа. Это и неудивительно, поскольку сконденсировавшаяся жидкая фаза занимает меньший объем поро-вого пространства, чем аналогичное количество молей газа, находящихся при этом же давлении. [6]
В то же время с термодинамической точки зрения принципиальное улучшение технологии НТС может быть осуществлено заменой неэффективного процесса охлаждения газа посредством изоэнтальпийного охлаждения ( дросселирования) на термодинамически более совершенный процесс изоэнтропийного расширения ( точнее говоря, - на некоторый политропический процесс, достаточно близкий к изоэнтропийному) с использованием детандерной технологии расширения природного газа. На рис. 8.3 для типичного состава газа газоконденсатных месторождений наглядно показана существенно большая эффективность охлаждения газа в изоэнтропий-ном процессе, поскольку в последнем случае природный газ при расширении совершает работу. Другой наиболее распространенный вариант - получаемая работа непосредственно используется для компримирования охлажденного газа после отделения сконденсировавшейся жидкой фазы в низкотемпературном сепараторе. [7]
 |
Схема установки НТС продукции газоконденсатных скважин. [8] |
Сырой газ со скважин поступает на первую ступень сепарации во входной сепаратор /, где от газа отделяется водная фаза и нестабильный углеводородный конденсат, выпавшие в стволах скважин и газосборных сетях. Далее отсепа-риронанный газ поступает в теплообменник 2 типа газ - газ для рекуперации холода сдросселированного газа, где охлаждается на 10 - 15 С и более. Охлажденный газ из теплообменника подают на расширительное устройство 3, после которого его температура вследствие эффекта Джоуля - Томсона понижается от - 10 до - 30 С. После дроссельного устройства 3 обрабатываемый газ вместе со сконденсировавшейся жидкой фазой поступает в низкотемпературный сепаратор 4, где от него отделяется жидкая фаза ( водная и углеводородная), а очищенный от влаги и тяжелых углеводородов ( С5 в) холодный газ проходит рекуперативный теплообменник 2 в противотоке с сырым газом и далее поступает в газопровод в качестве товарного продукта. Эффективность охлаждения газа посредством использования процесса изоэнтальпийного расширения газа с рекуперацией холода может достигать 10 - 12 С на 1 МПа свободного перепада. [9]
Сырой газ со скважин поступает на первую ступень сепарации во входной сепаратор 1, где от газа отделяется водная фаза и нестабильный углеводородный конденсат, выпавшие в стволах скважин и газосборных сетях. Далее отсепарированый газ поступает в теплообменник 2 типа газ - газ для рекуперации холода сдросселированного газа, где охлаждается на 10 - 15 С и более. Охлажденный газ из теплообменника подают на расширительное устройство 3, после которого его температура вследствие эффекта Джоуля-Томсона понижается от минусЮ до минус 30 С. После дроссельного устройства 3 обрабатываемый газ вместе со сконденсировавшейся жидкой фазой поступает в низкотемпературный сепаратор 4, где от него отделяется жидкая фаза ( водная и углеводородная), а очищенный от влаги и тяжелых углеводородов ( С5 Выс) холодный газ проходит рекуперативный теплообменник 2 в противотоке с сырым газом и далее поступает в газопровод в качестве товарного продукта. Эффективность охлаждения газа посредством использования процесса изоэнтальпийного расширения газа с рекуперацией холода может достигать 10 - 12 С на 1 МПа свободного перепада. [11]
Считается, что при этом происходит многократное контактирование жидкой и паровой фаз и их ректификация. Каждая секция имеет вывод жидкой фазы, анализируя которую принимают решение о направлении продукта в состав мазута, дизельного топлива или бензина. Недостатками установки являются: отсутствие массообменных контактных устройств, большое количество запорной арматуры для отбора узких фракций, неполный отгон легких фракций от мазута, необходимость при работе установки постоянно анализировать узкие фракции. Разрабатывается также установка ректификации угле во дородного сырья УРУС с большим количеством парциальных конденсаторов-холодильников, смонтированных на вертикальном каркасе и работающих последовательно. Пары из печи подаются в нижний конденсатор-холодильник. Сконденсировавшаяся жидкая фаза выводится, а паровая фаза поступает в следующие конденсаторы-холодильники. Жидкая фаза, стекающая из каждого конденсатора-холодильника, анализируется и поступает на компаундирование. Всего на установке предполагается установить 14 конденсаторов-холодильников. При компаундировании намечают получать бензиновую фракцию, дизельное топливо и мазут. Недостатками установки являются: многочисленность задвижек, необходимость обеспечения высокой доли отгона исходной нефти, плохая ректификация, необходимость анализировать и смешивать ряд узких фракций. [12]
При помощи низкотемпературной конденсации из газа выделяются этан, пропан. В установках высокотемпературной конденсации газ охлаждается специальной жидкостью. При извлечении пропана газ охлаждается жидким пропаном с температурой - 30 С. При извлечении из газа этана хорошие результаты дает охлаждение газа с двумя ступенями конденсации. В них на первой ступени конденсации газ охлаждается жидким пропаном, а второй - жидким этаном с температурой до - 80 С. В технологическую схему таких установок входят теплообменник для охлаждения газа, сепаратор и колонна-деэтанизатор для более полного удаления газа из сконденсировавшейся в сепараторе жидкости. На установках низкотемпературной ректификации охлажденный в теплообменнике газ поступает непосредственно в ректификационную колонну для отделения от него сконденсировавшейся жидкой фазы. [13]
Страницы: 1