Основная часть обзор литературы
1 Переработка углеводородных газов
Сырьевой базой нефтехимической промышленности являются ископаемые углеводороды: нефть, растворенный в ней газ (он также носит название «попутного нефтяного газа»), природный газ и газовый конденсат. В настоящее время наблюдается устойчивый рост интереса к переработке природного и попутного нефтяного газа. Для эффективного использования попутного газа необходимо не допустить его потерь, связанных с неподготовленностью инфраструктуры для его сбора, подготовки, транспортировки и переработки, отсутствием потребителя. В этом случае попутный газ просто сжигается на факелах. Нефтяной попутный газ - это смесь газов и парообразных углеводородных и не углеводородных компонентов, выделяющихся из нефтяных скважин и из пластовой нефти при её сепарации. Обычно нефтяной попутный газ рассматривается как иcтoчник cыpья для пpoизвoдcтва pяда xимичеcкиx продуктов, источник получения дешевой электрической и тепловой энергии. Были предложена комплексная технология, включающая кроме перечисленных аспектов использования попутного газа его переработку в широкую гамму топливных, моторных компонентов, а также компонентов нефтяных потоков [1-3].
Утилизация попутного нефтяного газа и всех его составляющих должна быть направлена на выcoкoтеxнoлoгичнoе ocвoение меcтopoждений нефти, для ликвидации неблагоприятных последствий и возврата в оборот углеводородного сырья. Возможны два направления утилизации попутного газа - это энергетическое и нефтехимическое. Применение современных технологий позволяет использовать конечный продукт утилизации попутного газа в качестве топлива для получения электроэнергии на газотурбинных электростанциях и тепла. Обеспечивая подготовку и утилизацию попутного газа нефтедобывающая компания не только избегает штрафов за сжигание попутного газа, но и обеспечивает свою компанию качественной электроэнергией, теплом, сохраняя при этом имидж социально-ответственной организации. Современные технологии утилизации попутного газа предоставляют возможность полностью использовать попутный нефтяной газ на месторождениях, получать дополнительную электроэнергию, тепло и углеводородные газомоторные топлива.
2 Сепарационные процессы переработки газов
Сепарацией газа от нефти называют процесс отделения от нее головных углеводородов и сопутствующих газов. Он происходит при снижении давления и повышении температуры нефти, а также вследствие молекулярной диффузии углеводородных и других компонентов, содержащихся в нефти, в пространство с меньшей концентрацией их, находящееся над нефтью [4].
Вывод отсепарированного газа осуществляется в газосепараторах, мерниках, резервуарах, в которых поддерживаются определенное давление и температура.
2.1 Сепарационные аппараты
По конструкции газосепараторы делятся на следующие виды [5-6]:
сетчатые (рис. 1);
входные с насадкой из центробежных элементов;
концевые с насадкой из центробежных элементов;
горизонтальные с сетчатой насадкой (рис.2);
промывочные с насадкой из центробежных и массообменных элементов;
замерные с насадкой из центробежных элементов, вертикальными переработками для разделения жидкости на легкую и тяжелую фазу;
замерные вертикальные с насадкой из центробежных элементов, встроенные в горизонтальную емкость для разделения жидкости на легкую и тяжелую фазу.
Рис. 1 сетчатые газосепараторы
Рис. 2 горизонтальные с сетчатой насадкой
В каждом типе газосепаратора из числа используемых на промыслах имеется четыре секции со следующими названиями [7]:
Основная сепарационная
Служит для основного разделения продукции скважины на газ и жидкость. Ввод продукции в секцию осуществляют тангенциально или нормально, но с применением специальных конструкций газоотбойника (дефлектора). Газ выделившийся из продукции скважины, из подвода, а также дополнительно под влиянием центробежной силы и в результате изменения потока жидкости, поднимается вверх, и выводится из газосепаратора, а жидость опусается вниз.
Осадительная
В ней происходит дополнительное выделение пузырьков газа, содержащихся в нефти в состоянии окклюзии, т.е. поглощенные ею или не успевшие из нее выделиться. В осадительной секции происходит выделение газа из нефти, которое усиливается, если нефть будет стекать по одной или нескольким наклонно расположенным плоскостям, называемым дефлекторами, и плавно без брызг сливаться в слой, расположенный в нижней части гасосепаратора.
Секция сбора жидкости
Служит для сбора жидкости, из которой почти полностью выделился газ при давлении и температуре, поддерживаемых в газосепараторе. Секция сбора жидкости имеет высоту: в вертикальном газосепараторе преимущественно равную диаметру, а в горизонтальном – половине его диаметра.
Влагоуловительная
Она расположена в верхней части гасосепаратора. Ее назначение улавливать частицы жидкости, увлекаемые потом газа. В этой секции конструкции монтируются из твердых поверхностей, состоящих из швеллерков, жалюзей, проволочной сетки, плетенных проволочных набивок и др. Такое давление внутренней части газосепаратора носит условный характер, однако оно соответствует процесса, происходящем в нем.