В статье представлен детальный анализ двух ключевых проектных решений для газоперерабатывающего завода (ГПЗ), направленных на преодоление технологических проблем при снижении объемов добычи попутного нефтяного газа (ПНГ). Рассматриваются методы модернизации схемы низкотемпературной конденсации (НТК) и интенсификации процессов, позволяющие стабилизировать работу оборудования, повысить качество товарной продукции и увеличить годовую выработку ШФЛУ на 7 692 тонны.
Введение
На основе анализа работы Газоперерабатывающего завода (ГПЗ) в условиях падающей добычи ПНГ были выявлены две ключевые технологические проблемы и предложены соответствующие проектные решения. Эффект от их внедрения оценивается по двум основным показателям: остаточное содержание целевых углеводородов C₃⁺ в сухом отбензиненном газе (СОГ) и дополнительная выработка широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ).
Проект №1: Модернизация схемы НТК для работы на пониженных нагрузках
Суть: Организация линии рециркуляции СОГ и байпаса насоса НЦ-301 для стабилизации давления и расхода.
| Показатель | До внедрения | После внедрения | Технологический эффект |
|---|---|---|---|
| Остаточное содержание C₃⁺ в СОГ | 30 г/м³ (при нагрузке < 55 тыс. м³/час) | 7.1 г/м³ (проектное значение) | Снижение в 4.2 раза. Восстановление нормативного технологического режима. |
| Доп. выработка ШФЛУ | 0 т/год (потери) | +7 103 т/год | Целевые фракции (пропан, бутаны, пентаны) не уходят с товарным газом, а извлекаются в виде ценного продукта. |
| Работа оборудования | • Турбодетандер ТДА-301 в нерасчетном режиме. • Насос НЦ-301 останавливается при расходе < 25 м³/час. |
• ТДА-301 работает в оптимальном режиме. • Насос НЦ-301 работает стабильно благодаря байпасу. |
Стабилизация технологического процесса. Исключаются аварийные остановки и нарушения режима фракционирования. |
| Качество товарной продукции | СОГ не соответствует нормам по содержанию тяжелых фракций. | СОГ соответствует стандартам качества. | Повышение качества конечного продукта. |
Проект №2: Интенсификация процесса низкотемпературной конденсации (НТК)
Суть: Снижение температуры в детандерной части ТДА-301 с -86°C до -96°C за счет увеличения перепада давления.
| Показатель | До внедрения | После внедрения | Технологический эффект |
|---|---|---|---|
| Температура на выходе из детандера ТДА-301 | -86°C | -96°C | Углубление охлаждения на 10°C. |
| Остаточное содержание C₃⁺ в СОГ | 7.1 г/м³ (норматив) | 5.2 г/м³ | Дополнительное снижение на 27%. |
| Доп. выработка ШФЛУ | 0 т/год (в рамках нормы) | +589 т/год | Повышение степени извлечения ценных компонентов за счет более глубокой конденсации. |
| Загрузка оборудования | Дожимной компрессор КЦ-102 недогружен. | Компрессор загружен оптимально, создавая больший перепад для детандера. | Полное использование резерва оборудования. Реализация потенциальных возможностей блока НТК. |
| Использование проектного резерва | Оборудование (ТДА-301, колонна К-301, трубопроводы) работает в щадящем режиме. | Режим работы приближен к максимально допустимым параметрам (до -103°C для ТДА-301, -110°C для К-301). | Интенсификация процесса без капитального строительства. |
Сводная таблица технологических результатов
| Наименование показателя | Состояние до внедрения проектов | Состояние после внедрения Проекта №1 | Состояние после внедрения Проектов №1 и №2 | Совокупный технологический эффект |
|---|---|---|---|---|
| Остаточное содержание C₃⁺ в СОГ, г/м³ | 30.0 (при низкой нагрузке) | 7.1 (восстановление нормы) | 5.2 (превышение нормы извлечения) | Снижение в 5.8 раза (с 30 до 5.2 г/м³) |
| Температура в НТК, °C | -86 | -86 | -96 | Углубление охлаждения на 10°C |
| Годовая выработка ШФЛУ, т/год | Базовый уровень (с потерями) | Базовый уровень + 7 103 | Базовый уровень + 7 692 | Дополнительно извлекается 7 692 тонн ШФЛУ в год |
| Стабильность технологического режима | Нестабильный, сбои при нагрузке < 55 тыс. м³/час | Стабильный на всех нагрузках | Стабильный и интенсифицированный | Полная ликвидация проблем, вызванных падением добычи ПНГ |
| Использование резерва оборудования | Частичное, неоптимальное | Оптимальное в проектных рамках | Максимальное в рамках допустимых пределов | Повышение технологической гибкости и эффективности ГПЗ |
Вывод по технологическому эффекту
Внедрение предложенных проектных решений позволяет полностью решить технологические проблемы, возникающие на Ново-Уренгойском ГПЗ в условиях снижения объемов поступающего ПНГ:
- Восстанавливается и стабилизируется нормативный режим работы установки НТК при любой нагрузке.
- Интенсифицируется процесс низкотемпературной конденсации за счет использования проектного резерва оборудования, что ведет к более глубокому извлечению целевых фракций.
- Ликвидируются потери ценных углеводородов (ШФЛУ), которые ранее уходили с товарным газом. Совокупный прирост выработки ШФЛУ составляет 7 692 тонны в год.
- Повышается общая технологическая и экономическая эффективность газоперерабатывающего производства на поздней стадии разработки месторождения.
Технологические изменения носят качественный характер: перевод процесса из нестабильного, убыточного состояния в стабильный, оптимизированный и более эффективный режим работы.