«Блочная установка по получению сжиженного газа из попутного нефтяного газа» (стр. 4 )

На входном и выходном трубопроводах трубного и межтрубного пространства теплообменника Т-02 установлены электроприводные краны и задвижки соответственно.

Для подготовки теплообменника к ремонтным или профилактическим работам предусмотрены штуцеры для пропарки трубного и межтрубного пространства. Дренаж из теплообменника Т-02 (продукты промывки, пропарки) отводится в дренажный коллектор блочной установки.

Газожидкостная смесь из Т-02 с температурой ~3 єС направляется в вертикальный двухфазный сепаратор С-01, для отделения жидкости от газа.

Вертикальный газосепаратор С-01 включает в себя три ступени сепарации:

- узел входа с отклоняющей пластиной и сетчатым коагулятором, предназначенный для предварительного отделения жидкости;

- полотно тарелки с прямоточно-центробежными элементами, которые обеспечивают дальнейшую очистку газа;

- сетчатая насадка, расположенная по всему диаметру аппарата, обеспечивающая окончательную очистку газа от жидкости.

В аппарате контролируются температура и давление соответствующими первичными приборами по месту и с передачей в ПЛК установки. Дифференциальное давление на секции центробежных элементов с сетчатой насадкой контролируется дифманометром.

Высота уровня конденсата в сепараторе отслеживается визуально по месту – по указателю LI, и с передачей в ПЛК блока – соответствующими первичными приборами, обеспечивающими:

- выделение соответствующих сигнальных значений Lmin, Lmax;

- выдачей управляющего сигнала для клапана-регулятора LCV-02;

- передачу предупредительного сигнала отклонения по достижении уровня Lmax ав;

- передачу сигнала аварийного отклонения и выработку сигнала на закрытие отсекателя UV-02 по достижении уровня Lmin ав.

Конденсат, уловленный в сепараторе С-01, отводится по уровню с помощью клапана-регулятора LCV-02 (через дроссель PC-01, на котором давление сбрасывается с 6,3 МПа до 1,0 МПа) в сепаратор С-02. За регулятором на линии сброса конденсата из С-01 установлен отсекатель UV-02.

Дренаж из аппарата С-01 (продукты промывки, пропарки) отводится в дренажный коллектор блока.

Сепаратор С-01 защищен от разрушения при превышении давления блоком предохранительных клапанов ПК-01. При срабатывании ПК-01 сброс газа осуществляется в факельный коллектор блока.

Для подготовки сепаратора к ремонтным работам у аппарата предусмотрен штуцер для пропарки.

Поток отсепарированного в С-01 газа направляется в трехпоточную вихревую трубу ТВТ, предназначенную для глубокого охлаждения газа с целью дальнейшей конденсации углеводородов С3+в.

На входе в трехпоточную вихревую трубу контролируются давление и температура газа по месту и с передачей текущего значения в ПЛК блока.

В трехпоточной вихревой трубе при снижении давления газа с 6,3 МПа до 1,0 МПа происходит энергетическое разделение газа – эффект температурного расслоения. Поток газа, расширяясь, разделяется на два: сильно охлажденный (центральный) и более теплый (периферийный). Тяжелые углеводороды и влага, сконденсировавшиеся в «холодном» потоке, отбрасываются к периферии трубы в «горячий поток». Наличие высоких окружных скоростей дает возможность эффективно отделять жидкую фазу, поступающую с исходным газом и образующуюся в самой ТВТ.

Регулирующие механизмы трехпоточной вихревой трубы имеют местный и дистанционный режимы управления и обеспечивают управление давлением выходных потоков газа из ТВТ.

На выходе «холодного» (основного) и «горячего» потоков газа контролируются давление и температура потоков по месту и с передачей текущих значений в ПЛК блока.

Регулятор TCV-01 на выходе «горячего» потока из трубы обеспечивает поддержание рабочего значения температуры «холодного» потока.

Образовавшийся при работе ТВТ конденсат поступает в сепаратор С-02.

Аппарат С-02 представляет собой горизонтальный сепаратор с вертикальной газосепарирующей частью. Последняя включает узел входа с отклоняющей пластиной, полотно тарелки с прямоточно-центробежными элементами, и обеспечивает дополнительную очистку «холодного» потока газа из ТВТ от капельной жидкости. Внизу вертикальной части С-02 в аппарат подается газожидкостная смесь (после дросселя) из С-01 и самотеком отводится конденсат с низа ТВТ.

Давление и температура в С-02 контролируется по месту и с передачей текущего значения в ПЛК блока соответствующими первичными приборами.

Высота уровня конденсата в сепараторе отслеживается визуально по месту – по указателю LI, и с передачей в ПЛК блока – соответствующими первичными приборами, обеспечивающими:

- выделение соответствующих сигнальных значений Lmin, Lmax;

- выдачу управляющего сигнала для клапана-регулятора LCV-03;

- передачу предупредительного сигнала отклонения по достижении уровня Lmax ав;

- передачу сигнала аварийного отклонения и выработку сигнала на закрытие отсекателя UV-03 по достижении уровня Lmin ав.

Конденсат, уловленный в сепараторе С-02, отводится по уровню с помощью клапана-регулятора LCV-03 в трубное пространство Т-02. За регулятором на линии сброса конденсата из С-01 установлен отсекатель UV-03.

Газ, выходящий из С-02, имеет достаточно низкую температуру и используется для рекуперации холода, для чего он направляется в трубное пространство теплообменника Т-01.

Переработанный попутный газ после Т-01 используется в качестве топлива компрессорной установки К-01, используется на поддержание «газовой подушки» в накопительной емкости СПБТ и на создание подпора в факельный коллектор блочной установки. В связи с отсутствием на многих месторождениях разветвленной энергетической сети, газотранспортных систем, предполагаются различные варианты использования излишков переработанного попутного газа, например:

- в качестве топливного газа для электрогенерирующих установок;

- в качестве топливного газа для печей подогрева нефти, систем промышленного теплоснабжения;

- в качестве топливного газа для близлежащих населенных пунктов;

- компримирование газа и его обратная закачка в пласт для поддержания пластового давления или использование его в качестве газлифтного агента.

Дренаж из аппарата С-02 (продукты промывки, пропарки) отводится в дренажный коллектор блока.

Сепаратор С-02 защищен от разрушения при превышении давления блоком предохранительных клапанов ПК-02. При срабатывании ПК-02 сброс газа осуществляется в факельный коллектор блока.

Для подготовки сепаратора к ремонтным работам у аппарата предусмотрен штуцер для пропарки.

СУГ из Т-02 проходят мультифазный узел замера и поступает в качестве питания в колонну-деэтанизатор К-01, выступающую в роли стабилизатора конденсата. Колонна представляет собой вертикальный аппарат с клапанными тарелками, рибойлером и узлом ввода питания (на верхнюю тарелку). Расчет колонны производился из условия достижения мольного содержания этана 6,5% в конденсате рибойлера. Такая концентрация обеспечивает давление насыщенных паров продукта в пределах нормативного значения. По расходу СУГ, поступающих в колонну, ПЛК блока производит перерасчет режима ее работы и корректирует с помощью клапана TCV-02 температуру в кубовой части (рибойлере). Рибойлер представляет собой небольшую емкостную часть внизу колонны со встроенным змеевиком. Нагрев конденсата осуществляется горячим газом после компрессора. Рибойлер имеет внутреннюю перегородку, разделяющую его пространство на секцию подогревателя и секцию отведения. СУГ, пройдя колонну, собираются в секции подогревателя, откуда через перегородку переливаются в секцию отведения. Из секции отведения через регулятор уровня LCV-03 СПБТ отводится с установки (в накопительную емкость, откуда может подаваться, например, в баллонозаполнительную установку или через пост заполнения в автомобиль-пропановоз).

Давление в колонне, а также температура в рибойлере и на верху колонны контролируется соответствующими первичными приборами по месту и с передачей текущих значений в ПЛК блока.

Колонна К-01 защищена от превышения давления блоком предохранительных клапанов ПК-03. При срабатывании ПК-03 сброс избыточного давления осуществляется в факельный коллектор блока.

Газ с верха колонны отводится на вход установки (через дроссель PC-02).

Прием продукта блочной установки – СПБТ – можно осуществлять в накопительную емкость для изобарного хранения (объемом около 40м3). Накопительная емкость для поддержания постоянного давления 1 МПа имеет систему поддержания «газовой подушки» для снижения потерь продукта на испарение: через регулятор давления «после себя» в емкость будет осуществляться подача осушенного на установке газа, через регулятор «до себя» излишки газа будут стравливаться на факел.

Для предотвращения гидратообразования при проведении низкотемпературных процессов на установке, имеется опционная возможность впрыска метанола с помощью регулятора микрорасхода. С этой целью предусмотрен блок дозирования небольшой производительности с давлением нагнетания 8-9 МПа и расходной емкостью метанола. Примерный расход метанола составит ~50 кг/час.

Предварительно проведенный анализ на гидратообразование (с помощью утилиты «Hydrates» программного комплекса ChemCAD) показал необходимость предусмотреть подачу метанола в следующие участки технологического процесса:

- в поток СУГ из С-01 в С-02 (перед дросселем PC-01);

- в поток газа из С-02;

- в поток газа, поступающего в межтрубное пространство Т-01;

- в поток газа, поступающего в межтрубное пространство Т-02;

- в поток газа из К-01 на вход установки;

- в поток газа из С-01 в ТВТ.

Для аварийного останова технологического процесса блочной установки (в случае пожара, загазованности в блоке) предусмотрена система ПАЗ. По команде из контроллера системы ПАЗ открываются электрокраны сброса газа в факельный коллектор блока из КУ-1, С-01, ТВТ, С-02, К-01, после чего открываются электрозадвижки сброса жидкости из С-01, С-02, рибойлера К-01 в дренажный коллектор блока.

Единовременно в блоке находится около 300 кг углеводородов (в газообразном и сжиженном состоянии), поэтому блочная установка будет относиться к III категории взрывоопасности (ПБ 09-540-03).

8. Аппаратурное оформление

Блочная установка представляет собой транспортабельное изделие высокой степени заводской готовности, полностью подготовленное к монтажу и помодульно вписывающееся в габариты погрузки. Установка интегрируется в инфраструктуру УППН: к соответствующим существующим трубопроводам присоединяются факельный, дренажный, свечной коллекторы блочной установки. Электроснабжение установки осуществляется от сети УППН, управление и контроль заводится в существующую операторную. Блок-бокс установки оборудован системой отопления, вентиляции, пожаротушения, освещения и т. д.