Способ улавливания легких фракций из резервуаров с углеводородной жидкостью и система для его осуществления

 

Использование: в нефтегазовой промышленности, в частности в сборе, подготовке и транспорте продукции скважин, а именно при переработке нефти, распределении и использовании нефтепродуктов и других испаряющихся жидкостей. Сущность: газовую смесь после естественного охлаждения и конденсации подвергают принудительному, а при отрицательных значениях температуры наружного воздуха - также дополнительному естественному охлаждению и конденсации, после чего отделившийся охлажденный воздух подают на рециркуляцию в газоуравнительную обвязку. Система включает резервуары 1 с приемными 2 и выкидными 3 нефтепроводами, уравнительную обвязку 4, газопровод 5, соединяющий последнюю с емкостью - сепаратором 6, подземную емкость - холодильник 7 с естественной системой охлаждения, контур в составе приемного газопровода 8, наземную емкость - холодильник 9 естественного охлаждения, холодильник 10 принудительного охлаждения, выкидной газопровод 11, вентилятор 12, обратный клапан 13, электроприводной клапан 14, датчик давлений 15, линий контроля и управления 16 и 17, соединенные соответственно с вентилятором 12 и клапаном 14, конденсатный насос 18 с приемными 19 и выкидными 20 конденсатопроводами, механический предохранительный клапан 21. 2 с.п. ф-лы. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к сбору, подготовке и транспорту продукции скважин, и может быть использовано при переработке нефти, распределении и использовании нефтепродуктов и других испаряющихся жидкостей.

Известен способ улавливания легких фракций из резервуаров и система для его осуществления (см. Нугаев Р.Н. и Шарипов А.Х. Безопасная эксплуатация нефтепромысловых объектов. - М.: Недра, 1990, с. 158, 178), предусматривающий разделение продукции скважин на газовую и жидкую фазы, улавливание легких фракций, подачу их в газонакопители, компримирование и нагнетание в промысловую газосборную сеть.

Система включает сепараторы, резервуары, газоуравнительную обвязку, газосборник, газодувку, запорную и регулирующую арматуру.

Недостатки: значительные потери легких фракций, отбираемых из резервуаров, при их последующем транспортировании по газопроводам; большие вредные выбросы в атмосферу и их отрицательное воздействие на окружающую среду.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, включающий перераспределение паров углеводородов между резервуарами, подачу их избытков в емкость - сепаратор и емкость - холодильник, естественное охлаждение и конденсацию, подачу конденсата в резервуары, а газовой фазы - на факел (см. Маликов Б.А. и Михальков П.В. Пути сокращения потерь углеводородов. - Нефтяное хозяйство. 1990, N 5, с. 6-7).

Система для осуществления способа включает резервуары, соединенные газоуравнительной обвязкой, емкость-сепаратор и подземную емкость-холодильник с естественной системой охлаждения.

Недостатки: большие потери нефти, величина которых достигает 50% от их первоначального уровня; значительные вредные выбросы углеводородов и других канцерогенных флюидов в атмосферу. Величина последних, в зависимости от мощности (производительности) резервуарного парка, составляет десятки тысяч тонн в год.

Целью изобретения является сокращение потерь легких фракций нефти и защита окружающей среды.

Для этого осуществляют перераспределение газовой смеси углеводородов с воздухом между паровыми объемами резервуаров через газоуравнительную обвязку, естественное охлаждение их и конденсацию. Газовую смесь после естественного охлаждения и конденсации подвергают принудительному, а при отрицательных значениях температуры наружного воздуха - также дополнительному естественному охлаждению и конденсации, после чего отделившийся охлажденный воздух подают на рециркуляцию в газоуравнительную обвязку.

Система для реализации способа включает резервуары, соединенные газоуравнительной обвязкой, емкость-сепаратор и подземную емкость - холодильник с естественной системой охлаждения. Кроме того, она снабжена контуром, включающим надземную емкость-холодильник с естественной и холодильник с принудительной системами охлаждения; вентилятор, блок управления и автоматизации которого, включающий датчик давлений и линии контроля, подсоединен к центру газоуравнительной обвязки, приемный и выкидной газопроводы, причем приемный газопровод подсоединен к подземной емкости-холодильнику, а выкидной - к центральной части газоуравнительной обвязки.

На чертеже изображена предлагаемая система улавливания легких фракций из резервуаров с углеводородной жидкостью.

Система включает резервуары 1 с приемными 2 и выкидными 3 нефтепроводами; газоуравнительную обвязку 4; газопровод 5, соединяющий последнюю с емкостью-сепаратором 6; подземную емкость-холодильник 7 с естественной системой охлаждения; контур в составе приемного газопровода 8, наземную емкость-холодильник 9 естественного охлаждения, холодильник 10 принудительного охлаждения, выкидной газопровод 11, вентилятор 12, обратный клапан 13, электроприводной клапан 14, датчик давлений 15, линии контроля и управления 16 и 17, соединенные соответственно с вентилятором 12 и клапаном 14, конденсатный насос 18 с приемными 19 и выкидным 20 конденсатопроводами, механический предохранительный клапан 21.

Приемный газопровод 8 контура подсоединен к подземной емкости-холодильнику 7, а выкидной газопровод 11 - к центральной части газоуравнительной обвязки; приемный конденсатопровод 19 - к подземной 7, надземной 9 емкостям-холодильникам и к холодильнику 10, а выкидной конденсатопровод 20 - к приемному нефтепроводу 2 резервуара 1.

Линия контроля и управления 16 соединена с датчиком давлений 15 и электродвигателем вентилятора 12, а линия контроля 17 - соответственно с датчиком 15 и электроприводным клапаном 14.

Система работает следующим образом.

Нефть по приемным нефтепроводам 2 поступает в резервуары 1 на хранение и обработку, после чего по выкидным нефтепроводам 3 откачивается потребителю.

Выделяющиеся в резервуарах 1 легкие фракции нефти в смеси с воздухом поступают в газоуравнительную обвязку 4 и перераспределяются между паровыми объемами резервуаров, а их избытки по газопроводу 5 направляются в емкость-сепаратор 6, в которой осуществляется отделение конденсата и влаги. Конденсат стекает в подземную емкость-холодильник 7 с естественной системой охлаждения. Температура в холодильнике 7 в летний период значительно ниже температуры нефти и легких фракций. Перепад температур составляет, в зависимости от местных условий, 18-35^оС, что обеспечивает охлаждение и конденсацию до 15-18 мас.% легких фракций, а во взаимодействии с газоуравнительной обвязкой - сокращение потерь до 50%.

Несконденсировавшиеся объемы легких фракций в смеси с воздухом по приемному газопроводу 8 поступают в наземную емкость-холодильник 9 с естественной системой охлаждения. В зимний период, когда температура наружного воздуха снижается до минус 20 - минус 30^оС, перепад температур между паровыми объемами резервуаров и потоком газовоздушных смесей в емкости-холодильнике 9 возрастает до 38-65^оС, что обеспечивает дополнительное охлаждение легких фракций. Конденсация последних при этом вырастает до 38-53 мас.%. Несконденсировавшиеся объемы легких фракций в смеси с воздухом направляются в холодильник 10 с принудительной системой охлаждения, в котором они охлаждаются до температуры минус 30^оС, что обеспечивает конденсацию до 68-82 мас.% углеводородов.

Конденсат из холодильников по приемным конденсатопроводам 19 поступает на конденсатный насос 18, а затем по выкидному конденсатопроводу 20 откачивается в приемные линии 2 резервуаров 1.

Охлажденный в холодильниках воздух после отделения легких фракций по выкидному газопроводу 11 вентилятором 12 подается на рециркуляцию в газоуравнительную обвязку 4. Поступление в нее охлажденного до температуры минус 30^оС воздуха обеспечивает охлаждение и конденсацию поступающих в нее легких фракций нефти. При этом повышается эффективность работы системы, достигаемой благодаря превентивному охлаждению паровых объемов резервуаров, обеспечивающему общее сокращение потерь нефти до 83-87%. Для предотвращения разрушения резервуаров от внутреннего давления предусмотрена их защиты. При повышении давления в газоуравнительной обвязке 4 до предельного значения, равного 1200-2000 Па, определяемого по данным рабочих давлений в резервуарах с учетом поправки на гидравлические сопротивления, составляющей, в зависимости от условий, 100-200 Па, обратный клапан 13 закрывается, а вентилятор 12 по сигналу от датчика давления 15, передаваемого по линии контроля и управления, отключается. Одновременно по сигналу от датчика 15, передаваемого по линии контроля и управления 17, открывается электроприводной клапан 14, обеспечивающий выход избыточного объема воздуха в атмосферу. Дублирующим является предохранительный клапан 21, обеспечивающий сброс избыточного давления в атмосферу.

Предлагаемый способ улавливания легких фракций и система для его осуществления были испытаны на одном из товарных парков объединения "Татнефть".

Объем поступления нефти составлял 5600 т/сут. Установка включала четыре резервуара РВС-5000 с газоуравнительной системой, холодильниками, трубопроводами, скомпанованными по схеме, изображенной на чертеже.

Испытания были осуществлены в осенне-зимний период.

Основные результаты испытаний приведены в таблице.

Из таблицы видно, что реализация предлагаемого способа и системы улавливания легких фракций позволяет решить поставленную техническую задачу, а именно: сократить потери нефти на 86%, или 6,6 тыс.т/год; уменьшить вредные выбросы в атмосферу на 86%.

Формула изобретения

СПОСОБ УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕГКИХ ФРАКЦИЙ ИЗ РЕЗЕРВУАРОВ С УГЛЕВОДОРОДНОЙ ЖИДКОСТЬЮ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

Способ улавливания легких фракций из резервуаров с углеводородной жидкостью, предусматривающий перераспределение газовой смеси углеводородов с воздухом между паровыми объемами резервуаров через газоуравнительную обвязку, естественное охлаждение их и конденсацию, отличающийся тем, что газовую смесь после естественного охлаждения и конденсации подвергают принудительному охлаждению, после чего отделившийся охлажденный воздух подают на рециркуляцию в газоуравнительную обвязку, причем при отрицательной температуре наружного воздуха перед принудительным охлаждением несконденсировавшиеся объемы легких фракций в смеси подвергают дополнительному естественному охлаждению и конденсации.

2. Система улавливания легких фракций из резервуаров с углеводородной жидкостью, содержащая резервуары, соединенные газоуравнительной обвязкой, емкость-сепаратор и подземную емкость-холодильник с естественной системой охлаждения, отличающаяся тем, что она снабжена контуром, включающим надземную емкость-холодильник с естественной и холодильник с принудительной системами охлаждения, вентилятор, блок управления и автоматизации, включающий электроприводной клапан, предохранительный клапан, магнитный пускатель двигателя, датчик давления, установленный в центре газоуравнительной обвязки и соединенный с исполнительным механизмом электроприводного клапана и магнитным пускателем двигателя вентилятора, приемный и выкидной газопроводы, причем приемный газопровод подсоединен к подземной емкости-холодильнику, а выкидной - к центральной части газоуравнительной обвязки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2