1 стр. из 1

Не секрет, что в настоящее время большая часть добываемого в России газового конденсата экспортируется за рубеж. При этом отечественные компании нередко несут значительные потери в прибыли вследствие невозможности обеспечения требуемых качественных показателей экспортируемого стабильного конденсата.

Одним из таких показателей является содержание в газовом конденсате растворенного метанола, регламентируемое требованиями иностранных заказчиков, и составляющее от 10 до 50 ppm.

Дело в том, что основная доля добываемого отечественными компаниями газового конденсата приходится на установки комплексной подготовки газа (УКПГ), работающие по технологии низкотемпературной сепарации, где метанол используется в качестве ингибитора гидратообразования. Большая часть метанола отводится с УКПГ в виде водометанольной смеси после трехфазных разделителей "углеводороды - метанольная вода - газ выветривания". Однако в результате растворимости метанола в газовом конденсате, зависящей от таких факторов, как фракционный состав сырья, его обводненность, от количества и качественного состава солей и т.?д., остаточное содержание метанола в товарной продукции может изменяться в достаточно широком диапазоне, как правило, в десятки раз превосходящем требуемое.

Процесс стабилизации углеводородного сырья с получением стабильного конденсата (СК) и удалением из него легких компонентов (метана, этана, пропана и бутана) приводит одновременно к существенному снижению концентрации растворимого метанола в товарной продукции до 100?150 ppm. Однако даже в этом случае требование по качеству подготовки конденсата не выполняется, что приводит к возможности снижения стоимости на экспортируемый СК за счет штрафных санкций, выставляемых зарубежными заказчиками.

В настоящий момент добывающие компании РФ пытаются решать данную проблему путем применения метода отмывки метанола водой. Для выполнения данной задачи используются огромные резервуары-отстойники, насосное оборудование подачи смешиваемых СК и воды. Эффективность данного способа очистки конденсата крайне низкая и, как правило, не приводит к желаемым результатам. Максимально низкое остаточное содержание метанола при применении указанной технологии составляет от 70 до 80 ppm, что не отвечает выставляемым требованиям. Более того, в данном случае возникает необходимость в строительстве дополнительного узла подготовки химочищенной воды, что при отсутствии гарантий выполнения контрактных обязательств перед заказчиком накладывает негативный отпечаток на рентабельность объекта подготовки газа и конденсата в целом.

Таким образом, можно сказать следующее: до настоящего времени способы решения указанной проблемы являются крайне неэффективными и их общая оценка, как с технологической точки зрения, так и с точки зрения экономических показателей никем тщательно не была проведена.

Решение данной проблемы косвенным путем легло на плечи компании ООО "ЦКБН Инжиниринг", выигравшей тендер на строительство установки стабилизации и очистки конденсата, добываемого ОАО "НК "РОСНЕФТЬ" - Пурнефтегаз", для проекта "2-ая очередь строительства Тарасовского ГКМ". Общая производительность установки по сырью составляет 1,0 млн. т в год по нестабильному конденсату, транспортируемому с Кынко-Часельской группы месторождений и 0,4 млн. т в год по стабильному конденсату, поступающему с установки стабилизации 1-ой очереди Тарасовского ГКМ.

Согласно исходным данным, установка должна была обеспечить стабилизацию и очистку газового конденсата до следующих параметров: давление насыщенных паров СК - не более 672 мм рт. ст. и максимально допустимое остаточное содержание метанола не выше 50 ppm.

Сам по себе процесс стабилизации конденсата не представляет особых трудностей, как при проектировании основного технологического оборудования, так и при последующей эксплуатации установки. Данный процесс широко распространен и отличается лишь путями утилизации газов стабилизации и возможностью получения дополнительных видов продукции, а именно товарной пропан-бутановой фракции.

В указанном случае была применена одноколонная схема стабилизации конденсата с отводом жирных газов стабилизации в общую газосборную сеть ОАО "НК "РОСНЕФТЬ" - Пурнефтегаз" и далее на переработку на ГПЗ.

Своеобразным камнем преткновения явилась задача очистки стабильного конденсата от растворенного метанола. При этом метод отмывки водой изначально был отвергнут как малоэффективный.

Многочисленные исследования и анализ возможных вариантов осуществления процесса удаления метанола из конденсата, проведенные ООО "ЦКБН Инжиниринг" в тесном сотрудничестве с ООО "САПР- Нефтехим" и ЗАО "ЦКБ НГП" привели к рождению абсолютно новой технологии, не имеющей отечественных аналогов.

Суть разработанного метода заключается в каталитическом разложении метанола в парофазном потоке узкой фракции газового конденсата (60?90°С), отводимой с колонны стабилизации и перед входом в реактор предварительно нагреваемой в вертикальной цилиндрической печи за счет тепла сгорания топливного газа. При этом весь метанол полностью разлагается на диоксид углерода и водород, впоследствии отводимые с газами выветривания после узла рекуперации тепла и дополнительного охлаждения углеводородной фракции в воздушных холодильниках.

В качестве сырья при лабораторных исследованиях данного процесса использовали фракцию 60?90°С газоконденсата, содержащую 0,1% мас. метанола.

В качестве катализаторов использовались: медьсодержащий катализатор синтеза метанола СНМ-1 и цеолитсодержаций катализатор НКТ-1.

Первоначально превращение метанола осуществляли при объемной скорости продукта 0,5 ч-1. При этом на катализаторе СНМ-1 метанол полностью превращался в газ и углеводородный состав фракции практически не изменялся, в то время как на катализаторе НКТ-1 наблюдалась побочная реакция со значительным превращением парафиновых углеводородов в ароматические соединения, что может привести к усиленному коксообразованию и существенному снижению межрегенерационного пробега.

Для предотвращения ароматизации углеводородов при дальнейших исследованиях объемная скорость была повышена до 5 ч-1. Это позволило резко уменьшить побочные реакции на цеолитсодержащем катализаторе при сохранении на нем практически полного разложения метанола. Газообразование при этом не превышало 1 2% масс.

К достоинствам катализатора СНМ-1 можно отнести более низкую температуру удаления метанола (270°С вместо 360°С на катализаторе НКТ-1) и селективность процесса (отсутствие побочных реакций). Однако этот катализатор чрезвычайно чувствителен к серосодержащим соединениям, которые даже в незначительных количествах могут привести к его отравлению, в то время как цеолитсодержащие катализаторы стойки к этим веществам.

Нестабильный конденсат с Кынско-Часельской группы месторождений поступает в трехфазный сепаратор БЕР-101, где предварительно отделяется от основной массы нерастворенной водометанольной смеси, и далее в БЕР-102, в котором окончательно освобождается от нерастворенного метанола за счет дополнительной коагуляции на специальных фильтрующих элементах. Далее конденсат нагревается в теплообменнике Т-102 газами стабилизации и в теплообменнике Т-101 потоком горячего стабильного конденсата с куба колонны стабилизации, после чего направляется в среднюю часть стабилизатора К-101. Куб колонны разделен на две секции: из одной отбирается продукт, из другой секции жидкость подается на нагрев в печь П-101, за счет чего поддерживается необходимая температура нижней части колонны.

Стабильный конденсат с первой очереди Тарасовского ГКМ поступает в колонну стабилизации ниже тарелки питания, на которую поступает нестабильный конденсат.

Кубовый продукт охлаждается сырьевым потоком в теплообменнике Т-101 и в воздушном холодильнике ВХ-103 и отводится в товарный парк.

Боковой поток отбирается из колонны выше тарелки питания с КК 90°С и нагревается в теплообменнике Т-103, печи П-102, после чего поступает в каталитический реактор Р-101 разложения метанола. На выходе из реактора очищенный от метанола поток охлаждается в теплообменниках Т-103, Т-104 и в воздушном холодильник ВХ-101, из которого поступает в сепаратор ЕД-101 и далее идет на смешение с основным потоком стабильного конденсата.

Газы стабилизации с верха колонны К-101 проходят воздушный холодильник ВХ-102, где происходит конденсация тяжелых компонентов, и далее после окончательного охлаждения потоком нестабильного конденсата в Т-102 направляются в рефлюксную емкость ЕР-101. Сконденсированная жидкость подается на орошение верха колонны насосами подачи рефлюкса, а газы стабилизации отводятся с установки в газосборную сеть.

Необходимо отметить, что в данном случае схема острого орошения для поддержания температуры верха колонны, несмотря на ее более сложное аппаратурное оформление нежели в случае прямого орошения потоком нестабильного конденсата, применена по следующей причине. Как известно, сырьевой конденсат, добываемый на установках низкотемпературной сепарации, в большинстве случаев содержит значительное количество смол, парафинов и асфальтенов. Применение схемы орошения нестабильным сырьем приводит к уносу большой части указанных тяжелых соединений в систему каталитической очистки и их сильному разложению в зоне повышенных температур. Все это негативно отразится на качестве катализатора вследствие его закоксовывания и существенно снизит межрегенерационный период, одновременно увеличивая затраты эксплуатирующей организации на выработку пара и воздуха, необходимых для паровоздушной регенерации катализатора.

Все технические решения по указанному процессу лицензированы и являются "ноу хау" ООО "ЦКБН Инжиниринг".

Катализатор, разработанный для данного процесса, будет изготовлен на одном из иностранных катализаторных заводов, все права на его использование будут переданы заказчику для применения исключительно на Установке стабилизации и очистки конденсата Тарасовского ГКМ.

Как было сказано ранее, предлагаемая технология является единичным примером на рынке услуг по добыче и переработке углеводородных сред в РФ, и ее практическая значимость в целом для нефтегазодобывающей отрасли огромна, т.?к. данная технология позволит повысить качественные показатели товарной продукции, а, следовательно, и ее стоимость. Разработанный способ очистки углеводородов от метанола помимо получения кондиционного экспортного стабильного конденсата найдет свое применение и для облагораживания товарной пропан-бутановой фракции, где проблема извлечения спирта стоит еще более кардинальным образом.

В дальнейшем мы на страницах журнала будем информировать о ходе реализации данного проекта и о результатах опытно-промышленной эксплуатации объекта по данной технологии.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!