NO864577L - Fremgangsmaate ved stabilisering av en hydrokarbonholdig vaeskefase. - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE VED STABILISERING AV EN HYDROKARBONHOLDIG VÆSKEFASE

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved stabilisering av en karbonholdig oljefase, det vil si av-gassing av denne, samt en anordning for utførelse av fremgangsmåten. Trinnvis stabilisering av olje er kjent teknologi og utføres vanligvis ved hjelp av horisontale eller vertikale beholdere. Gassavløpet for hvert trinn er typisk forsynt med kompressor, eksternt avkjølte gasskjølere og skrubbere for separering av det utskilte kontensat. Kjente anlegg krever relativt stor plass og betydelig kjølekapasi-tet, det vil si et stort energibehov for å tilveiebringe den nødvendige avkjøling. Videre krever ofte slike anlegg oppvarming av væskefasen, hvilket medfører behov for ekstern varmetilførsel.

Det er videre kjent teknologi å stabilisere olje i ettrinns absorbsjonstårn hvor oljen som skal stabiliseres føres i motstrøm med en strippegass fra en koke i bunden av tårnet. En slik fremgangsmåte krever moderat plass med har stort behov for ekstern varmetilførsel. Ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte kan anvendes en apparatur med minimalt areal-og kjøle/varmebehov. Antall komponenter er vesentlig redusert, spesielt i forhold til trinnvis stabilisering, redu-serte oppholdstider medfører mindre utstyrsdimensjoner og vekter med derav følgende redusert investeringsbehov for selve behandlingsutstyret, såvel som en eventuell bærekon-struksjon. Oppfinnelsen er spesielt egnet for produksjon av olje og gass til havs hvor produksjonsanlegg er plassert i en neddykket beholder hvor olje eksporteres gjennom rørled-ning til land eller til lastebøye og hvor gassen komprimeres for eksport- eller injeseres tilbake til formasjonen.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen separeres olje og gass og stabilisering av oljefraksjon oppnås ved trinnvis trykkreduksjon av en brønnstrøm som innføres i et første ekspansjonskammer fra hvis bunn separert væske utføres til et annet trinns ekspansjonskammer ved lavere trykk enn det første og hvor gass separert i det andre ekspansjonskammer komprimeres, blandes og stabiliseres med brønnstrømmen som innføres i det første ekspansjonskammer. Utskilt gass fra dette føres eventuelt etter tørking ut av systemet. Væskefasen fra det andre ekspansjonskammer kan utføres av systemet eller til et eller flere ytterligere ekspansjonskammer om så ønsket. Separering av olje og gass og stabilisering av oljefraksjonen oppnås således ved den trinnvis trykkreduksjon av brønnstrømmen hvor væskefraksjonen fra et ovenfor liggende trinn med fordel kan benyttes som trykkdrivende medium i en blandanordning, fortrinnsvis en ekjektor hvor gass fra et nedenforliggende trinn oppkomprimeres til det mellomliggende trinn, og hvor olje og gassfraksjonen deretter blandes i en "static mixer" under tilveiebringelse av tilnærmede likevektbetingelser og hvor etter gass- og olje-fasen grovskilles i et rør med påtvunget rotasjonsbevegelse ved hjelp av skovler plassert inne i røret. Væsken får en viss oppholdstid i ekspansjonskammeret for å unngå at unød-ige store gass mengder føres med væskefasen til det etter-følgende trykkreduksjonstrinn.

Ved videre kompresjon til eksport- eller injeksjonstrykk, og hvor gasstørking er ønsket, føres den erholdte gassfase gjennom en kjøler som gir spesifisert hydrokarbon duggpunkt og deretter gjennom en absorpsjonstørker som gir spesifisert vannduggpunkt. Etter kompresjon føres en del av gass-strømmen tilbake til adsorpsjonstørker for regenerering av adsorpsjonsmediet for deretter å føres inn på gassinnløpet til første trinns blandanordning eller ekjektor. Den resterende gass-strøm varmveksles med væskestrømmen til fortrinnsvis det første ekspansjonstrinn, hvoretter gassen etter nødvendig kjøling eksporteres eller injiseres til formasjonen.

Fremgangsmåten og anordningen skal i det etterfølgende beskrives under henvisning til de vedlagte tegninger, hvor fig. 1 viser skjematisk et flytskjema i henhold til hvilket fremgangsmåten utføres, og fig. 2 viser en eksempelvis utførelsesform av en anordning i henhold til oppfinnelsen.

I fig. 1 er skjematisk vist tre separasjonskammere A, B, C anordnet i kaskade hvor en brønnstrøm innføres i ekspansjonskammeret A via en rørledning Al og separert gass føres ut av ekspansjonskammeret A via rørledningen A2. Separert væske i kammeret A føres ut og til ekspansjonskammeret B via rørledningene Bl og B2. Separert gass i ekspansjonskammer B føres via rørledningen B3 hvor i er innskutt en kompressor Kl til en blandeanordning som fortrinnsvist er en ejektor El hvor den komprimerte gass, separert i ekspansjonskammeret B innføres og blandes med brønnstrømmen som via rørledningen Al innføres i ekspansjonskammeret A. Separert væske i ekspansjonskammeret B føres via rørledningen Cl, enten ut av kaskaden eller fortrinnsvist til ekspansjonskammeret C hvor separert gass via rørledningene C2 og kompressoren K2 i komprimert tilstand innføres i en andre blandanordning eller ejektor E2 hvor den blandes med frak-sjonen som innføres i ekspansjonskammeret B. Gassfasen som utføres av ekspansjonskammeret A føres ut gjennom rørled-ningen A og fortrinnsvist igjennom en tørkeanordning T og videre igjennom en kompressor K3. Den komprimerte gassfase fra kompressoren K3 kan om ønsket deles i to strømmer hvor-av den ene benyttes for regenerering av tørkemiddelet i tørkeanordningen T og den derved erholdte væske/gassfase ved hjelp av ejektor El innføres i brønnstrømmen som til-føres via rørledningen Al til ekspansjonskammeret A. Den resterende delstrøm av den komprimerte gassfase kan deretter føres ut av systemet men fortrinnsvis føres den først gjennom en varmeveksler for å varme opp væskefasen som før-es inn i et av ekspansjonskammerene, fortrinnsvis for oppvarming av brønnstrømmen som innføres i ekspansjonkammeret A. I fig. 1 er den komprimerte gassfase vist ført gjennom en varmeveksler V for oppvarmning av brønnstrømmen som via rørledningen Al føres inn i ekspansjonskammeret A.

Ved at brønnstrømmen som innføres til ekspansjonskammeret A oppvarmes ytterligere ved hjelp av varmevekseleren V vil en større del av gass-fasen drives av i ekspansjonskammeret A og således forbedre effektiviteten. Om ønsket kan også den komprimerte gass-fase anvendes for å oppvarme væskefasen som innføres i et etterfølgende ekspansjonskammer. Eksempelvis kunne varmeveksleren V vært innskutt i rørledningen Bl eller Cl.

Som det vil forstås vil separert gass føres opp gjennom kaskaden mens separert væskefase vil føres ned gjennom denne og således vil varmeenergien i brønnstrømmen som føres inn i kaskaden utnyttes best mulig, hvorfor ener-giforbruket ved å anvende foreliggende fremgangsmåte vil være vesentlig mindre enn for tidligere kjente trinnvise stabiliseringsprosesser. En anordning for utførelse av fremgangsmåten skal beskrives under henvisning til fig. 2 hvor en brønnstrøm og gass ledes inn i ejektor (1), gjennom stuss (2), og hvor blandingen i ekjektordysen (3) river med seg gass som gjennom stuss (4), og ved hjelp av kompressor (5) suger gass fra nedenforliggende trinn (6) gjennom syklon (7).

Ytterligere blanding av gass og væske foregår i blanderør (8) hvor tilnærmet likevekt mellom gass og væske oppnås, hvoretter blandingen føres inn i syklonrør (9) hvor grovut-skilling oppnås ved at blandingen gis en roterende beveg-else ved hjelp av skovler i røret slik at væsken utskilles i spalte (10) av avbøyes nedad i første trinn ved hjelp av legeme (11) og gis en oppholdstid i vaskerom på ca. 30 sek-under, mens gass fortsetter gjennom rør (12) og føres ut av separatorenheten gjennom stuss (13).

Fra stuss (13) i separatoranordningens første trinn (19), føres gassen gjennom en kjøler (14) som sørger for hydro-karbonduggpunktsenkning, en syklon (22) som uskiller fri væske, og videre til en adsorpsjonsenhet (15) som sørger for vannduggpunktsenkning, hvoretter gassen komprimeres i kompressor (16). En del av den varme utløpsstrømmen fra kompressoren (16) føres tilbake til adsorpsjonsenheten (15) slik at adsorbenten regenereres og deretter ledes tilbake til separatorens første trinn (19) slik at regenererings-varmen tilbakeføres separasjonsprosessen. Resterende gass-mengde varmeveksles i rørveksler (17) med væskestrøm til det første separatortrinn (19) slik at kompressorvarmen fra kompressor (16) tilbakeføres separator-prosessen.

Væske fra kjøler (17) føres deretter inn på separatorenhet-ens siste trinn (20), hvor et trykk opprettholdes som til-svarer kokepunktsspesifikasjon for eksportert olje.

Som tidligere nevnt ansees det mest fordelaktig å oppvarme brønnstrømmen som innføres i kaskaden med gassen som forla-ter kompressoren (16), slik som at anordningen i fig. 2 viser. Varmen fra gassen som føres ut av kompressoren (16) kan også benyttes for oppvarming av væskefase lengre nede i kaskaden.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved stabilisering av en hydrokarbonholdig væskefase ved at væskefasen og assosiert gass innfø res i et førstetrinns ekspansjonskammer fra hvis topp utskilt gass føres og fra hvis bunn separert væske utføres, karakterisert ved at væske fra det første trinn i minst et andre trinn føres til et annet trinns eks-pans jonskammer ved lavere trykk enn det første ekspansjonskammer , og at gass separert fra det andre separasjonskammer komprimeres, blandes og stabiliseres med væskefasen som innføres i det første trinn.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at gassfasen som separeres fra et ytterligere trinn komprimeres, blandes og stabiliseres med væskefasen som føres ut fra det foregående trinn.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at gassfasen som avgår fra det første trinn føres igjennom minst en tørkeanordning hvoretter gassen komprimeres, idet en delstrøm av den komprimerte gassfase anvendes for regenerering av adsorpsjonsmediet i tørkean-ordningen for deretter eventuelt å tilbakeføres til første-trinns væskeinnløp mens den resterende del av gassfasen eventuelt bringes i varmeveksle kontakt fortrinnsvis med væskeinnløpet til det første ekspansjonskammer hvoretter den avkjølte gassfase føres ut av systemet.

4. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge kravene 1-3 omfattende minst 2 ekspansjonskammere (19, 18) tilførs-els anordninger (8, 9, 8', 9') for innføring av hydrokarbonholdig væskefase til ekspansjonskammerene (19, 18) samt ut-førselsanordninger (13, 13') for separert gass, karakterisert ved ved en blandanordning, fortrinnsvis en ejektor (1, 1') anordnet tilknyttet tilfør-selsrørledningene (8, 8') for innføring, via kompressorer (5, 5') gassfasen separert i et etterfølgende trinn i kaskaden.

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved en kompressor (16) knyttet til avløpet (13) for det første ekspansjonskammer (19) i kaskaden, eventuelt via vaeskeseparasjonsanordninger (22, 15) for oppkomprimering av gassfasen separert i det første ekspansjonskammer (19) og videreføring av gassfasen til en varmeveksler (17) for oppvarming av den hydrokarbonholdige væskefase som innføres i et ekspansjonskammer.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at varmveksleren (17) er anordnet forran blandanordning (1) for oppvarming av hydrokarbonstrømmen som tilføres det første ekspansjonskammer (19).

7. Anordning ifølge de foregående krav, karakterisert ved en delstrømsledning (23) for innføring av komprimert gassfase fra kompressoren (16) til tørkeanord-ningen (15) for regenerering av tørkemedium.