В настоящее время для сокращения потерь углеводородных компонентов в газовой и нефтяной промышленности предложена технология низкотемпературной утилизации сбросного низконапорного газа дегазации на адсорбционной установке для подготовки природного газа [1], которая открывает новые горизонты в эффективном управлении углеводородными ресурсами. Интеграция данного процесса в существующие адсорбционные установки при подготовке газа позволяет не только минимизировать потери ценных жидких углеводородов, которые традиционно утилизируются на факелах, но и создать дополнительные источники ценного сырья. Это способствует снижению импортозависимости и укреплению позиций России на мировом рынке нефтегазохимии.
Указанное выше техническое решение [1] представляет собой комплексное решение для экологизации производства и ресурсосбережения. Низкотемпературная сепарация (НТС) низконапорного газа дегазации в сочетании с использованием подготовленного газа для охлаждения демонстрирует высокую эффективность, превращая отходы производства в ценные продукты и укрепляя экономическую устойчивость газовой и нефтяной отрасли. При этом степень извлечения углеводородов С5+ повышается до φ = 0,7.
Недостатком известной установки являются технологические потери углеводородных компонентов С5+ в составе газовой фазы от факельного сепаратора в топливную сеть низкого давления, вследствие отвода дополнительно выработанного газового конденсата из факельного сепаратора в сепаратор низкого давления на стабилизацию с помощью центробежного насоса и сложность реализации данного процесса [1].
Учитывая эти недостатки вышеуказанной установки для подготовки природного газа к транспорту [1], для сокращения потерь жидких углеводородов предложена эффективная технология утилизации сбросного низконапорного газа дегазации, с применением рациональной технологии стабилизации выделенного дополнительного количества газового конденсата. Технология обеспечит снижение потерь углеводородных компонентов С5+ в топливную сеть низкого давления и упростит технологию стабилизации дополнительного количества газового конденсата.
Смешение дополнительно полученного газового конденсата с потоком стабильного конденсата без предварительной сепарации при стабилизации дополнительно выработанного газового конденсата снизит потери углеводородных компонентов С5+ в топливную сеть низкого давления и упростит технологию стабилизации дополнительного количества газового конденсата. Технология обеспечит разделение низконапорного газа сепарации на жидкие углеводороды и топливный газ, с повышением степени извлечения углеводородов С5+ до φ = 0,75.
Технологическое решение
Внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий или наилучших доступных технологий (НТД) утилизации низконапорного газа дегазации имеет прямое влияние на экономические и технологические показатели работы предприятий газовой и нефтяной отрасли. Это позволяет сократить операционные расходы, повысить рентабельность добычи и переработки углеводородов, а также снизить зависимость от внешних источников энергии. В долгосрочной перспективе это способствует формированию стабильной и инновационной экономической системы, обеспечивающей рост прибыли и улучшение экологической ситуации [2].
Простота технологического процесса стабилизации в этом случае выходит беспрецедентно на новый уровень. Отказ от сложной и энергоемкой предварительной сепарации дополнительного объема газового конденсата не только сокращает капитальные и операционные расходы, но и минимизирует риски, связанные с эксплуатацией дополнительного насосного оборудования. Это, в свою очередь, ведет к повышению общей эффективности и экономической целесообразности всего производственного цикла.
Инновационность предлагаемой технологии [3] заключается в ее способности обеспечить эффективное разделение низконапорного газа сепарации. Этот процесс, ранее представлявший определенные трудности, теперь будет осуществляться с высокой степенью извлечения углеводородов фракции С5+. Тем самым достигается максимальное использование сырьевых ресурсов и максимизация выхода наиболее ценных компонентов, что является ключевым фактором для успешной работы любого современного предприятия газовой и нефтяной промышленности.
Смешение дополнительно полученного газового конденсата с потоком стабильного конденсата без предварительной сепарации при стабилизации дополнительно выработанного газового конденсата [3] открывает новые горизонты для оптимизации производства. Данный подход призван существенно снизить потери ценных углеводородных компонентов С5+, которые в традиционных схемах зачастую уходят в топливную сеть низкого давления, тем самым «обедняя» конечный продукт и увеличивая затраты.
В рамках типовой установки ступенчатой стабилизации газового конденсата, с НТС, анализ материального баланса показал значительное количество дополнительного газового конденсата, присутствующего в низконапорном газе. Это количество может достигать 5 % от общего объема полученного стабильного газового конденсата. Теоретические расчеты материального баланса и принципы аддитивности при смешении углеводородных продуктов (при рассмотрении соотношения 5:100, где 5 частей приходится на дополнительный конденсат из низконапорного газа, а 100 частей – на стабильный газовый конденсат) подтверждают получение стабильного газового конденсата.
Возможность получения дополнительного ценного продукта из низконапорного газа без существенного изменения качества основного конденсата открывает перспективы для повышения экономической эффективности производства. Тщательный контроль за соблюдением указанных пропорций и учет индивидуальных свойств сырья на каждом этапе позволит гарантировать достижение требуемых параметров целевого продукта.
Дальнейшее развитие и рационализация процессов НТС способствует не только повышению ресурсосбережения и экономической целесообразности утилизации низконапорного газа, но и снижению негативного воздействия на окружающую среду. Снижение объемов сжигаемого на факелах газа, а также предотвращение его выбросов в атмосферу являются прямыми следствиями внедрения данной технологии. Это соответствует современным экологическим стандартам и требованиям устойчивого развития.
Согласно рис. 1, технологический процесс с НТС низконапорных газов дегазации с применением рациональной технологии стабилизации выделенного дополнительного количества газового конденсата, при исходном газе с давлением 6,4–10,0 МПа и температурой 20–40 °С с плотностью 0,600–0,700 кг/м3, работает следующим образом: нестабильный углеводородный конденсат (УВК) из сепаратора высокого давления 15 проходит через дроссель 16, охлаждаясь до 3–5 °С, и поступает в сепаратор среднего давления 17 (0,7–0,8 МПа). Здесь часть легких углеводородов (газ дегазации) выделяется по линии XVI в топливную сеть. Нестабильный УВК из сепаратора 17 по линии IX через дроссель 18 объединяется с УВК из сепаратора топливного газа 19 (линия X). Этот общий поток дросселируется до 3 °С и поступает в сепаратор низкого давления 20 (0,1–0,3 МПа) для окончательной дегазации [3].
Стабильный конденсат из сепаратора 20 (линия XI) смешивается с дополнительно выработанным газовым конденсатом из факельного сепаратора 21 (линия XII) и направляется в резервуарный парк без дополнительной подачи в сепаратор 20 через центробежный насос на стабилизацию (согласно техническому решению [1]). Газ дегазации из сепаратора 20 (линия XIII) через клапан 22 охлаждается в теплообменнике 23 до минус 20–25 °С и поступает в факельный сепаратор 21. Там сконденсированные жидкие углеводороды (газовый конденсат) отделяются и по линии XII присоединяются к стабильному конденсату. Газообразные углеводороды из сепаратора 21 (линия XIV) через клапаны 24, 25 отводятся в топливную сеть низкого давления или на факел.
Часть охлажденного газа IV(A) (с температурой минус 20–25 °С) после дросселя 26 поступает в теплообменник 23 для охлаждения низконапорного газа, а затем (с температурой минус 19,9–24,9 °C) – в сепаратор топливного газа 19. Конденсат из сепаратора 19 (линия X) идет в сепаратор 20, а топливный газ (линия XV) – на собственные нужды [3].
Рисунок 1. Адсорбционная установка для подготовки природного газа с НТС низконапорных газов дегазации и применением рациональной технологии стабилизации выделенного дополнительного количества газового конденсата:
1 – регулирующий клапан; 2 – входной сепаратор; 3–6 – адсорберы; 7 – первый рекуперативный теплообменник; 8 – фильтр-сепаратор; 9 – первое фильтрующее устройство; 10 – второе фильтрующее устройство; 11 – второй рекуперативный теплообменник; 12 – технологическая печь; 13 – третье фильтрующее устройство; 14 – пропановый холодильник; 15 – сепаратор высокого давления; 16 – первый дроссель; 17 – сепаратор среднего давления; 18 – второй дроссель; 19 – сепаратор топливного газа; 20 – сепаратор низкого давления; 21 – факельный сепаратор; 22 – первый клапан; 23 – третий рекуперативный теплообменник; 24 – второй клапан; 25 – третий клапан; 26 – третий дроссель
Заключение
В результате смешения стабильного конденсата из сепаратора 20 (линия XI) с дополнительно выработанным газовым конденсатом из факельного сепаратора 21 (линия XII) на адсорбционной установке для подготовки природного газа достигается увеличение выхода стабильного газового конденсата и, как следствие, снижение потерь углеводородных компонентов С5+ в топливную сеть низкого давления [3]. При этом полученный газовый конденсат отвечает требованиям ГОСТ Р 54389 «Конденсат газовый стабильный» [4], согласно теоретическим расчетам материального баланса и принципам аддитивности при смешении углеводородных продуктов.
Упрощение процесса стабилизации достигается благодаря новому подходу, на уровне НДТ. Исключение стадии предварительной сепарации дополнительного объема газового конденсата в предложенном техническом решении [3], являющейся сложной и ресурсозатратной, приводит не только к снижению инвестиционных и эксплуатационных издержек, но и к уменьшению потенциальных проблем, связанных с использованием дополнительного насосного оборудования. Такой подход, в свою очередь, способствует росту общей результативности и финансовой оправданности всего технологического цикла, а также дает возможность увеличить степень извлечения углеводородов С5+ до φ = 0,75, и повысить экологичность за счет эффективного распределения технологических потоков.
Литература
1. Патент РФ № 2 766 594 С1, МПК B01D 53/02. Установка для подготовки природного газа к транспорту / Васюков Д.А., Шабля С.Г., Торянников А.А., Сапрыкин В.В., Сыроватка В.А. / Опубл.: 15.03.2022. Бюл. № 8.
2. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям
3. Патент РФ № 2 857 587 С1, МПК B01D 53/02. Установка для подготовки природного газа к транспорту с низкотемпературной сепарацией низконапорных газов дегазации / Сыроватка В.А., Ясьян Ю.П., Берестенко Е.Н., Фролов С.А./ Опубл.: 04.03.2026. Бюл. № 7.
4. ГОСТ Р 54389-2011. Конденсат газовый стабильный.
