Сбор и подготовка газа и газового конденсата

Существует несколько схем сбора газа и газового конденсата на промыслах: линейная, кольцевая и групповая. Конкретный выбор схемы сбора газа зависит от горно- геологических условий месторождения, вида и свойства добываемого продукта, способа подготовки газа и газового конденсата к транспортировке, потребностей потребителей. Каждая газовая скважина соединена с газосборными коллекторами с помощью газопроводов-шлейфов. Эти коллекторы соединены газопроводами-шлейфами с установками комплексной подготовки газа (УКПГ).

При промышленной подготовке газа, для удаления влаги и конденсата выполняют три технологических процесса: низкотемпературную сепарацию (НТС), абсорбционную сушку и адсорбционную сушку. Степень использования каждого из этих технологических процессов определяется конкретными условиями газового месторождения. Например, для подготовки газа на чисто газовых месторождениях для удаления влаги широко используют абсорбционную и адсорбционную сушку. При наличии же в газе конденсата наряду с этой операцией и особенно в условиях северных газоконденсатных месторождений, широко применяют низкотемпературную сепарацию НТС, а при содержании конденсата свыше 100 см³ в 1 м³ газа используют еще и низкотемпературную абсорбцию (НТА). Если в газе повышенное количество сероводорода и углекислого газа (кислые газы), то его дополнительно очищают от сероводорода и углекислого газа на специальных установках, а на больших месторождениях – на ГПЗ.

НТС происходит при температурах от -15°С в описанных прежде гравитационных или циклонных сепараторах с предварительным охлаждением газа. Охлаждение газа обеспечивает эффективное удаление влаги и конденсата.

Абсорбционные методы удаления влаги и конденсата из газа базируются на явлении абсорбции, т.е. поглощении влаги и конденсата жидкими веществами, которые называются абсорбентами. В качестве абсорбентов широко используют водные растворы гликолей, которые характеризуются способностью взаимодействовать с водой, простотой регенерации, малой вязкостью, низкой коррозионной активностью и невозможностью образовывать пены. Для изъятия тяжелых углеводородов в роли абсорбента выступают углеводородные жидкости.

Для проведения абсорбции используют специальные абсорбционные колонны. В корпусе колонны – абсорбере – снизу вверх последовательно размещены три секции: сепарационная, поглощающая (абсорбционная) и отбойная. Абсорбент поступает в верхнюю часть колонны и двигается сверху вниз по колонне – абсорберу. Снизу вверх движется конденсат и контактирует с абсорбером. В поглотительной секции абсорбера и происходит основной процесс поглощения влаги абсорбентом. Осушенный газ выходит из верхней части абсорбера, а насыщенный влагой раствор - из нижней его части. Регенерация насыщенного водой абсорбера осуществляется путем его нагревания в печах и выпаривания воды.

Адсорбционный метод осушения газа связан с использованием реакции адсорбции, т.е. поглощением влаги твердыми веществами — адсорбентами. В качестве адсорбентов используют твердые пористые вещества: активированный уголь, силикагель, цеолиты естественные и искусственные. Насыщенные водой и конденсатом вещества-адсорбенты регенерируются за счет удаления поглощенной влаги и в дальнейшем повторно используются. Этот процесс называют десорбцией. Осушение газа осуществляют на адсорбционной установке, в состав которой входят две или больше колонны-адсорбера. Когда один из сепараторов работает в режиме адсорбции, то другой — в режиме регенерации — десорбции. При режиме адсорбции сырой газ проходит в аппарате через слой адсорбента, где очищается от влаги и конденсата. В таком режиме аппарат работает преимущественно восемь часов (реже 16 или 24 часа). За это время слой адсорбента насыщается влагой и конденсатом. После этого аппарат переключают на работу в режиме регенерации. При регенерации газ в нагревателях нагревают до температуры 200—300 °С и подают в колонну. Нагретый газ, проходя слой насыщенного влагой и конденсатом адсорбента, поглощает влагу и конденсат и выводит их за границы колонны. Такие циклы адсорбции и десорбции повторяют несколько раз. Адсорбционные методы осушения газа в сравнение с абсорбционными более глубоко очищают газ от влаги с снижением точки росы до -50 °С и ниже.

Глубина осушения газа перед подачей его в магистральные газопроводы регламентируется отраслевым стандартом по влажности в зависимости от климатических зон. Точка росы — температура, до которой должен охлаждаться газ, чтобы достичь состояния насыщения парами воды. При достижении точки росы в газе начинается конденсация влаги, что приводит к образованию гидратов. В Украине с 1 мая до 30 сентября точка росы газа по влажности не должна превышать 0 °С, а с 1 октября до 30 апреля – -5 °С.

На месторождениях с повышенным содержанием сероводорода газ перед подачей в магистральный газопровод от него очищают. Вместе с тем, сероводород - ценное сырье и его используют для получения высококачественной серы и серной кислоты.

Абсорбцию газа для очистки его от сероводорода и углекислого газа выполняют в абсорберах, где газ движется снизу вверх и взаимодействует со встречным потоком водного раствора – гликоля.