Установка подготовки сероводородсодержащей нефти

 

Использование: в нефтяной промышленности , в частности в системах комплексной подготовки нефти, газа и воды, в т.ч. при подготовке продукции скважин, содержащей сероводород, в промысловых условиях. Сущность: установка содержит систему разгазирования нефти, включающую подводящий трубопровод 1, сепаратор высокого давления 2 и низкого давления 3. Система обработки нефти включает емкость предварительного сброса нефти 6. Система обработки воды включает резервуары-отстойники 7. Система очистки газа от сероводорода включает абсорбер 8, регенератор 9, насос 10, эжектор 11. Установка имеет газопровод 12, соединяющий сепаратор высокого давления 2, и газопровод 13, соединяющий сепаратор низкого давления 3 с нижней частью абсорбера 8, и компрессор 14. Установка со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

)s Е 21 В 43/00, 43/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4912134/03 (22) 18,02.91 (46) 07.02,93. 6юл. М 5 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Р.З.Сахабутдинов, Р,Б.Фаттахов и В.П.Тронов (73) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (56) Тронов В.П. Промысловая подготовка нефти, M. Недра, 1977, с. 127.

Медведев В.Ф. Сбор и подготовка неф ти и воды, справочник рабочего, M. Недра, 1986, с. 19. (54) УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕЙ НЕФТИ

„„Я2,, 1794178 А3 (57) Использование: в нефтяной промышленности, в частности в системах комплексной подготовки нефти, газа и воды, в т.ч. при подготовке продукции скважйн, содержащей сероводород, в промысловых условиях.

Сущность: установка содержит систему разгазирования нефти, включающую подводящий трубопровод 1, сепаратор высокого давления 2 и низкого давления 3. Система обработки нефти включает емкость предварительного сброса нефти 6. Система обработки. воды включает резервуары-отстойники 7. СиI стема очистки газа от сероводорода включает абсорбер 8, регенератор 9, насос 10, эжектор 11. Установка имеет газопровод 12, соединяющий сепаратор высокого давления 2, и газопровод 13, соединяющий сепаратор низкого давления 3 с нижней частью абсорбера 8, и компрессор 14. Установка

1794178 газовое пространство воэдухопроводом 17 с приемным трубопроводом 22 зжектора 11.

Газопровод низкого давления 13 соединен с нижней частью второй дополнительной содержит циркуляционный воздушный контур, образованный воздухопроводами 1517. Газопровод 13 и воздушный контур

15-17 соединены между собой через дополнительные емкости 18 и 19, нижние части которых гидравлически через трубопроводы

20 и 21 крест-накрест сообщены с верхними, Отводящий из регенератора 9 воэдухопровод 15 соединен с нижней частью дополнительной емкости 18, верхняя часть которой воздухопроводом 16 соединена с верхней частью резервуара-отстойника 7 через его емкости 19, верхняя часть которой газопроводом 17 через компрессор 14 соединена с газопроводом высокого давления 12. Установка содержит также отводящий очищенный гаэ газопровод 23, отводящий

10 отработанный воздух воздухопровод 24, нефтепровод 25 и водопроводы 26 и 27, регуляторы расхода 28 и 29. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной про- Известная установка предусматривает мышленности, в частности к системам ком- различные сочетания процессов комплексплексной подготовки нефти, газа и воды и . ной подготовки нефти, газа и воды в зависиможет быть использовано при подготовке 20 мости от изменения качественного состава продукции скважин, содержащей сероводо- поступающего на подготовку сырья, род, в промысловых условиях. Однако при подготовке сероводородсоИзвестна установка сепарации нефти в держащих нефтей при содержании серовоблоке с установкой комплексной подготав- дорода 0,5 — 2,0 и более система обработки ки нефти, включающая гидродинамический 25 воды, включающая резервуары-отстойники, делитель газа, сепараторы, вертикальные подвергается сильной коррозии в результагазоотделители; резервуары для сбора во- те скопления в газовом пространстве резерды, насосы, подводящие и отводящие тру- вуаров паров воды, кислорода воздуха и бопроводы. Достоинством установки сероводорода, выделяющегося из воды. является сокращение потерь легких фрак- 30 Содержание сероводорода в газовом ций, а следовательно, и снижение загазо- пространстве резеовуаров достигает в ванности окружающей среды, среднем 0,12-18 г/м,, что значительно соОднако описываемая установка не ре- кращает сроки между ремонтными работашает вопрос улавливания легких фракций в .ми, связанными с ремонтом или заменой полном объеме. Особенно это сказывается 35 полностью кровли резервуаров. Кроме того, при подготовке нефтей, содержащих серо- при колебаниях уровня воды в резервуарах водород. При контакте с сероводородной и нарушении.их целостности происходит запродукцией скважин все оборудование ус- грязнение окружающей среды, ухудшаются тановки подвергается сероводородной кор- условия работы обслуживающего персонарозии, в результате которой происходят 40 ла натерритории установки, нарушение его целостности, выбросы серо- Цель изобретения — снижение матери водородсодержащего газа в окружающую .: альных затрат за счет снижения коррозии среду; при подготовке нефти и транспорти- оборудования и защита окружающей среды ровании. газа потребителю возникают до- эа счет исключения вредных выбросов в атполнительные затраты, связанные с 45 мосферу. внеплановыми ремонтными работами. ° Поставленная цель достигается описываНаиболее близка к предлагаемой уста- .. емой установкой для подготовки сероводоновка подготовки нефти, содержащая сис- родсодержащей нефти, содержащей систему тему разгазирования нефти с сепараторами разгазирования нефти, включающую сепаравысокога и низкого давления; систему обра- .50 торы высокого и низкого давлений, систему ботки нефти с емкостями предварительного обработки нефти, включающую емкости сброса воды, обессоливания и обезвожи- . предварительного сброса воды, обессоливавания нефти и сбора. готовой продукции; ния и обезвоживания нефти, сбора газовой систему обработки воды с резервуарами- нефти, системуобработки воды, включающую отстойниками, систему очистки газа от серо- 55 резервуары-отстойники, систему очистки газа водорода с абсорбером, регенератором, от сероводорода, включающую абсорбер, ренасосомиэжекторомсприемнымтрубопро- генератор, насос, зжектор, газопроводы, соеводом, газопроводы высокого и низкого диняющие сепараторы высокого и низкого давления, компрессор, подводящие и отво- давления системы разгазирования нефти с дящие трубопроводы. нижней частью абсорбера системы очистки

1794178

10

20

40

50 газа от сероводорода, компрессор, подводящие и отводящие трубопроводы, Установка для подготовки сероводородсодержащей нефти снабжена циркуляционным воздушным трубным контуром, соединенным с газопроводом низкого давления дополнительными емкостями, нижние части которых гидравлически через трубопроводы крест-накрест сообщены с верхними. При этом отводящий из регенератора системы очистки газа воздухопровод соединен с нижней частью одной из дополнительных емкостей, верхняя часть которой воздуховодом соединена с верхней частью резервуара-отстойника системы обработки воды и через его газовое пространство воздухопроводом с приемным трубопроводом эжектора системы очистки газа от сероводорода, а газопровод низкого давления системы разгазирования нефти соединен с нижней частью второй дополнительной емкости, верхняя часть которой газопроводом через компрессор соединена с газопроводом высокого давления системы разгазирования нефти.

Не чертеже изобра>кена принципиальная технологическая схема установки подготовки сероводородсодержащей нефти, Установка содержит систему раэгаэирования нефти 1, включающую подводящий трубопровод 1, сепаратор высокого давления 2 и низкого давления 3; систему обработки нефти ll, включающую емкость предварительного сброса воды 4, обессаливания — обезвоживания 5, емкость сбора готовой нефти 6; систему обработки водой

1!1, включающую резервуары-отстойники 7; систему очистки газа от сероводорода lV, включающую абсорбер 8, регенератор 9, насос 10, эжектор 11; газопровод 12, соединяющий сепаратор высокого давления 2, газопровод 13, соединяющий сепаратор низкого давления 3 с нижней частью абсорбера" 8, компрессор 14; циркуляционный воздушный контур V, образованный воздухопроводом 15 — 17; газопровод 13 и воздушный контур 15 — 17 соединены между собой через дополнительные емкости 18 и 19, нижние части которых гидравлически через трубопроводы 20 и 21 крест-накрест сообщены с верхними, при этом отводящий из регенератора 9 воздухопровод 15 соединен с нижней частью дополнительной емкости 18, верхняя часть которой воздухопроводом 16 соединена с верхней частью резервуара-отстойника 7 и через его газовое пространство воэдухопроводом 17 с приемным трубопроводом 22 эжектора 11, а газопровод низкого давления 13 соединен с нижней частью второй дополнительной емкости 19, верхняя часть которой газопроводом 17 через компрессор 14 соединена с газопроводом высокого давления 12. Установка содержит также отводящий очищенный газ газопровод 23, отводящий отработанный воздух воздухопровод 24, нефтепровод 25 и водопроводы 26 и 27, регуляторы расхода 28 и 29.

Установка работает следующим образом.

Гэзоводонефтяная смесь обводненностью 60% при пластовом газовом факторе

30 м /т..с содержанием сероводорода в нефти

800 мг/л в количестве 8720 т/сут по подводящему трубопроводу 1 поступала в сепаратор высокого давления (0,4 МПа) 2, где происходило ее частичное разгазирование. Газ в количестве 3800 м /ч с содержанием сероводорода

2,0 об.% по газопроводу 12 поступал в систему очистки газа от сероводорода lV в нижнюю часть абсорбера 8, заполненного жидким абсорбентом (например, водным раствором комплекса этилендиаминтетрауксусной кислоты и трехвалентного железа), которая включает также регенератор 9, насос 10 и эжектор 11, Регенерация эбсорбента осуществляется кислородом воздуха,, поступающим в эжектор по трубопроводу 22, Образовавшаяся жидкостно-воздушная смесь псступала в регенератор 9, где отработанный эбсорбент восстанавливал свои первоначальные свойства и через насос 10 снова поступал в абсорбер.

В результате реакций, протекающих в абсорбере, происходит поглощение сероводорода и очистка газа. Очищенный газ с содержанием сероводорода 0,015 мг/м, что з соответствует допустимым нормам, по газопроводу 23 направляли потребителя. Воздушная смесь из регенератора 9 поступала в воздухопровод 24 и далее в атмосферу. Часть воздушной смеси из воздухопровода 24 поступала в воздухопровод 15.

Частично раэгазираванная гаэоводонефтяная смесь из сепаратора высокого давления 2 поступала в сепаратор низкого давления (0,12 МПа) 3, где дополнительно раэгазировалэсь и гаэ в количестве 580 м /ч з с содержанием сероводорода 2,0 об.% по газопроводу 13 поступал в нижнюю часть дополнительной емкости 19, заполненной жидким абсорбентом — водным раствором комплекса ЭДТА и трехвалентного железа, регенерация которого происходит также кислородом воздуха, поступающим из воздухопро"-ода 15 в нижнюю часть дополнительной емкости 18. При этом нижние части емкостей 18 и 19 гидрэвлически через трубопроводы 20 и 21, расположенные крестна крест, сообщены с верхними.

1794178

35 тип j.

Регенерация абсорбента и абсорбция серо водорода происходят по замкнутому циклу за счет сил гравитационной циркуляции, При этом количество отбираемой из воздухопровода 24 воздушной смеси регулировалось регуляторами 28 и 29 так, чтобы количество кислорода в воздушной смеси полностью расходовалось на регенерацию абсорбента. В данном случае количество воздушной смеси, подаваемой в дополнительную емкость 18 составляло 20 м /ч. з

Таким образом, сероводородсодержащий газ частично очищался в дополнительной емкости 19 от сероводорода и по газопроводу 17 через компрессор 14 поступал в газопровод высокого давления 12 и вместе с сероводородсодержащим газом из сепаратора высокого давления 2 затем поступал в абсорбер 8 системы очистки газа от сероводорода IV, где окончательно очищался и направлялся по газопроводу 23 потребителю, Отработанная воздушная смесь из дополнительной емкости 18 поступала в воздуховод 16. При этом водонефтяная смесь из сепаратора 3 по трубопроводу поступала в систему обработки нефти II, в частности, в емкость предварительного сброса воды 4; затем в емкость обезвоживания-обессоливания 5 и готовой нефти 6, откуда подготовленная нефть по нефтепроводу 25 направлялась потребителю. Выделившаяся пластовая вода в количестве

5200 м /сут с содержанием газа 1 об. 7 поступала по трубопроводу 26 в систему обработки воды III, в частности, в резервуа. ры-отстойники 7, где происходило ее разгазирование, отделение механических примесей и капельной нефти, т.е. подготовка для закачки в пласт. Выделившийся в процессе разгазирования воды газ в количестве 2,2 м /ч создавал в газовом пространстве резервуара концентрации до

18 г/мз сероводорода (который при наличии в газовом пространстве кислорода приводит к интенсивной коррозии кровли резерФормула изобретения

Установка подготовки сероводородсодержащей нефти, содержащая систему разгазирования нефти с сепараторами высокого и низкого давления, систему обра. ботки нефти с емкостями предварительного сброса воды, обессоливания и обезвоживания нефти и сбора готовой продукции, систему обработки воды с резервуарами-отстойниками, систему очистки газа от сероводорода с абсорбером, регенератором, 5

30 вуаров, нарушению их герметичности и выбросу сероводорода через дыхательные клапаны и образовавшиеся неплотности в окружающую среду и ее загрязнению), смешивался с обескислороженной воздушной смесью, поступающей по воздухопроводу

16 из дополнительной емкости 18 в газовое пространство резервуара-отстойника 7, т,е. без образования коррозионно-активной смеси "сероводород-кислород" и затем по воздухопроводу 17 в количестве 2,2 м /ч поступал через приемный патрубок 22 в эжектор 11 системы очистки газа от сероводорода IV, откуда вместе с атмосферным воздухом. содержащим кислород, подавался в регенератор 9, где пооисходила нейтрализация уловленного из резервуаров сероводорода и восстановление подготовительной способности абсорбента.

При использовании установки содержание кислорода в газовом пространстве водяных резервуаров практически отсутствует полностью — 0 против 16 об. Д по прототипу, т.е. отсутствует возможность образования коррозионно-активной смеси "сероводород-кислород-вода" в газовом пространстве, что позволяет увеличить сроки между ремонтными работами в 3 раза до 9 лет против 3 лет по прототипу, снижая при этом материальные затраты соответственно в 3 раза. При этом исключаются выбросы сероводорода в окружающую среду через дыхательные клапаны и нарушения кровли резервуаров против 340,3 кг/год по протоТехнико-экономическая эффективность предлагаемой установки для подготовки сероводородсодержащей нефти складывается зэ счет снижения материальных затрат в 3 раза, отсутствия выбросов сероводорода в окружающую среду, снижения концентрации сероводорода в атмосферном воздухе нэ границе санитарно-защитной зоны установки в 4 раза. насосом и эжектором с приемным трубопроводом, компрессор, подводящие и отводящие трубопроводы и газопроводы высокого и низкого давлений, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, С целью повышения надежности работы установки при одновременной возможности защиты окружающей среды за счет исключения вредных выбросов в атмосферу, она снабжена дополнительными емкостями и циркуляционным воздушным трубным контуром в виде системы воздухопроводов, соединенных с газопроводом

1794178

Составитель Р.Фаттахов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор 3,Салко

Редактор Б,Федотов

Заказ 529 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета flo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", f. Ужгород, ул.Гагарина, 101

9 низкого давления, причем нижняя часть каждой дополнительной емкости сообщена трубопроводом с верхней частьюдругой, регенератор системы очистки газа соединен отводящим трубопроводом с нижней частью одной из дополнительных емкостей, верхняя часть которой соединена воздухопроводами циркуляционного воздушного контура с верхней частью одного из резервуаров-отстойников и с приемным трубопроводом эжектора, при этом газопровод низкого давления соединен с нижней час5 тью второй дополнительной емкости, верхняя часть которой через компрессор связана с газопроводом высокого давления системы разгазирования нефти,