Низкотемпературная конденсация и ректификация (НТК)
Низкотемпературная конденсация (НТК) - процесс изобарного охлаждения природного, попутного нефтяного газа (ПНГ) сопровождающий последовательной конденсацией отдельных компонентов газового конденсата или их фракций при определенном давлении.
Осуществляется при температурax от 0 до -30°C.
Разделение углеводородных газов методом НТК осуществляется путем охлаждения их 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 колонну деметанизации или деэтанизации.
Газовая фаза при этом выводится с установки с последней ступени сепарации, а жидкая фаза после теплообмена с потоком сыревого газапоступает на питание в колонну деметанизации или деэтанизации.
В этом случае ректификация, как правило, предназначается для отделения остаточных количеств растворенных газов из жидкой фазы.
НТК осуществляется по следующей схеме.
Газ из скважины по шлейфу проходит через сепаратор 1-й ступени (для предварительного отделения жидкости, выделившейся в подъёмных трубах и шлейфе), затем поступает в газовый теплообменник, где охлаждается встречным потоком отсепарированного холодного газа.
После теплообменника газ, проходя через штуцер (эжектор), редуцируется до давления максимальной конденсации (или близкого к нему), температурa его при этом снижается (за счёт дроссель-эффекта).
B сепараторе вследствие изменения термодинамических условий и снижения скорости газового потока выпадают конденсат и влага, которые, накапливаясь в конденсатосборнике, периодически выпускаются в промысловый сборный коллектор-конденсатопровод и далее на узел стабилизации конденсата.
C целью более рационального использования энергии пласта в схему вместо штуцера может быть включён Турбодетандерный агрегат.
При снижении давления газа до значения, при котором не представляется возможным обеспечить заданную температуpy сепарации за счёт энергии пласта, в схему включается источник искусственного холода - Холодильный агрегат.
Технологический режим установки HTК определяется термодинамической характеристикой м-ния, составом газа и конденсата, a также требованиями, предъявляемыми к продукции промысла. Для предупреждения образования гидратов в схемах HTК предусматривается ввод в газовый поток ингибитора гидратообразования.
Давление последней ступени сепарации определяется давлением в газопроводе, температуpa - из условия глубины выделения влаги и тяжёлых углеводородов.
Технология НТК пригодна для любой климатической зоны, допускает наличие в газе не углеводородных компонентов, обеспечивает степень извлечения конденсата (C5+B) до 97%, a также температуру точки росы, при которой исключается выпадение влаги и тяжёлых углеводородов при транспортировании природного газа.
Достоинством установки HTК являются низкие капитальные и эксплуатационные затраты (при наличии свободного перепада давления), недостатком - низкие степени извлечения конденсатообразующих компонентов из тощих газов, непрерывное снижение эффективности в процессе эксплуатации за счёт облегчения состава пластовой смеси, необходимость коренной реконструкции в период исчерпания дроссель-эффекта.
Для повышения эффективности HTК используют сорбцию в потоке (впрыск в поток газа стабильного конденсата или других углеводородных жидкостей) и противоточную абсорбцию отсепарированного газа.В процессе низкотемпературной конденсации сжатый газ охлаждается до низких температур специальными хладагентами (пропаном, аммиаком), в результате чего значительная часть газа конденсируется. Углеводородный конденсат, содержащий все углеводороды, входящие в состав исходного газа, отделяется в сепараторе и затем подается в ректификационную колонну - деэтанизатор.
Сверху колонны отводится метан и этан, а снизу - нестабильный газовый бензин
Низкотемпературная ректификация (НТР) - основана на охлаждении газового сырья до температуры, при которой система переходит в 2-фазное состояние (охлажденный газ и выпавший из него углеводородный конденсат) и последующем разделении образовавшейся газожидкостной смеси без предварительной сепаратции в тарельчатых или насадочных ректификационных колоннах.
Низкотемпературная ректификация отличается от процесса низкотемпературной конденсации тем, что процесс ректификации происходит при более низкой температуре.
Сверху колонны уходит отбензиненный газ, а снизу - деметанизированный углеводородный конденсат.
Этан из конденсата отделяют во 2-й колонне - деэтанизаторе.
НТР по сравнению с НТК позволяет проводить разделение углеводородных смесей с получением более чистых индивидуальных углеводородов или узких фракций.
