Способ очистки сероводород-и меркаптансодержащей нефти

Авторы патента:

C10G27/04 - кислородом или соединениями, выделяющими кислород

Владельцы патента RU 2510640:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности при подготовке к транспорту нефти и газового конденсата. Изобретение касается способа очистки сероводород- и меркаптансодержащей нефти, включающего физическую очистку нефти от сероводорода и меркаптанов за счет концентрирования удаляемых компонентов в газовой фазе с выведением жидкого остатка в качестве товарной нефти и химическую очистку удаленных компонентов, при этом физическую очистку осуществляют путем отдувки нефти циркулирующим газом в колонном аппарате при температуре отдувки и давлении 0,05÷0,099 МПа абс. с получением товарной нефти и газа отдувки, а химическую очистку осуществляют путем прямого каталитического окисления сероводорода и меркаптанов в газе отдувки кислородом воздуха с последующей подачей по меньшей мере части продуктов окисления на отдувку в качестве циркулирующего газа и промывкой балансовой части продуктов окисления товарной нефтью с получением очищенного газа. Технический результат - очистка от сероводорода и меркаптанов, упрощение способа, снижение металлоемкости и энергозатрат. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к способам промысловой подготовки стабилизированной сероводород- и меркаптансодержащей нефти, а также газового конденсата по показателю "содержание сероводорода и метил- и этилмеркаптанов" и может найти применение в нефтегазодобывающей промышленности при подготовке к транспорту нефти и газового конденсата.

Известен способ подготовки сероводородсодержащей нефти к транспорту путем многоступенчатой сепарации, включающий подачу на конечную ступень сепарации (в концевой сепаратор) газов сепарации, очищенных от сероводорода, в качестве отдувочного газа. Очистку газов сепарации от сероводорода производят абсорбционным методом с использованием моноэтанол амина (МЭА) [Лесухин С.П., Соколов А.Г., Позднышев Г.Н. Основные направления развития технологии очистки нефти от сероводорода. // Нефтяное хозяйство. - М.: Недра, 1989. - №8. - с.50-54].

Недостатком данного способа является то, что для достижения допустимого содержания сероводорода в товарной нефти необходима подача большого количества газа на отдувку, что влечет за собой повышение энергозатрат и унос бензиновых фракций нефти с отдувочным газом, что приводит к уменьшению выхода товарной нефти.

Известна установка очистки нефти от сероводорода и меркаптанов [Патент РФ №2349365, опубл. 20.03.2009 г., МПК B01D 19/00], при использовании которой в верхнюю часть колонны отдувки подают подготовленную нефть, а в нижнюю часть подают бессернистый углеводородный газ. Частично очищенная от сероводорода нефть из куба колонны через смесительное устройство поступает в сепаратор. Перед смесителем в поток нефти дозировочным насосом подают расчетное количество реагента для нейтрализации остаточных количеств сероводорода и легких меркаптанов. Реакционная смесь из сепаратора поступает в первую буферную емкость. После ее заполнения реакционную смесь из сепаратора подают в параллельно соединенную вторую буферную емкость, а заполненную емкость ставят на выдержку в течение не менее 2 часов для завершения реакций нейтрализации и отстоя эмульсионной воды, содержащей водорастворимые продукты нейтрализации.

Недостатком данного способа является постоянный расход дорогостоящего нейтрализатора сероводорода и меркаптанов, а также большая длительность процесса. Подача газа на отдувку влечет за собой унос бензиновых фракций нефти с отдувочным газом и приводит к уменьшению выхода товарной нефти.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ очистки сероводород- и меркаптансодержащей нефти [Патент РФ №2372379, опубл. 10.11.2009 г., МПК C10G 29/20], включающий физическую очистку нефти от сероводорода и меркаптанов за счет концентрирования удаляемых компонентов в газовой фазе путем ректификации нефти, нагретой до 195°C, при повышенном давлении (0,14-0,58 МПа изб.) с выведением жидких остатков ректификации в качестве компонентов товарной нефти и химическую очистку удаленных компонентов промывкой водным раствором нейтрализатора сероводорода в присутствии десорбирующего газа и воды, выделенной из нефти. Полученную очищенную углеводородную жидкую фазу направляют в товарную нефть или выводят как отдельный продукт, а очищенный газ сжигают или направляют на дополнительную аминовую очистку.

Недостатком известного способа являются многостадийность и сложность, большая металлоемкость, высокие энергозатраты и необходимость постоянного расхода химического реагента - нейтрализатора сероводорода. Кроме того, способ применим для очистки нефти, содержащей лишь небольшие количества растворенного сероводорода, из-за повышенного расхода дорогостоящего реагента.

Технический результат - упрощение способа, снижение металлоемкости и энергозатрат, исключение расхода химических реагентов, очистка нефти с любым содержанием сероводород и меркаптанов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем физическую очистку нефти от сероводорода и меркаптанов за счет концентрирования удаляемых компонентов в газовой фазе с выведением жидкого остатка в качестве товарной нефти и химическую очистку удаленных компонентов, особенностью является то, что физическую очистку осуществляют путем отдувки нефти циркулирующим газом в колонном аппарате при температуре отдувки и пониженном давлении (0,05 ÷ 0,099 МПа абс.) с получением товарной нефти и газа отдувки, а химическую очистку осуществляют путем прямого каталитического окисления сероводорода и меркаптанов в газе отдувки кислородом воздуха, с последующей подачей по меньшей мере части продуктов окисления на отдувку в качестве циркулирующего газа и промывкой балансовой части продуктов окисления товарной нефтью с получением очищенного газа.

Осуществление физической очистки нефти путем отдувки циркулирующим газом позволяет избежать потерь легких фракций нефти с газом отдувки. Температура отдувки зависит от фракционного состава нефти и давления в колонном аппарате и определяется расчетным путем. Как правило, температура отдувки составляет 30-70°С. Целесообразным является проведение отдувки при температуре стабилизации нефти на конечной ступени сепарации.

Понижение давления способствует снижению температуры отдувки и соответствующему уменьшению энергозатрат на нагрев нефти. Проведение отдувки при давления большем, чем 0,099 МПа абс., не приносит заметного эффекта снижения энергозатрат на нагрев нефти, снижение давления продувки ниже 0,05 МПа абс. увеличивает расход энергии на циркуляцию газа, увеличивает необходимый объем катализатора, размер реактора и его металлоемкость на стадии химической очистки.

Химическая очистка газа отдувки путем прямого каталитического окисления сероводорода и меркаптанов кислородом воздуха известным способом позволяет превратить удаляемые газообразные компоненты в жидкие, относительно малолетучие соединения (ди-, полисульфиды, сера и т.п.), растворимые в нефти.

Подача по меньшей мере части продуктов окисления на отдувку в качестве циркулирующего газа позволяет производить отдувку сероводорода и меркаптанов из нефти без использования продувочного газа со стороны, а также позволяет одновременно абсорбировать жидкие продукты окисления нефтью при ее физической очистке в колонном аппарате.

Промывка балансовой части продуктов окисления товарной нефтью позволяет получить обессеренное газообразное топливо для собственных нужд, например, для нагрева нефти. Объем образующейся балансовой части продуктов окисления пропорционален содержанию сероводорода и меркаптанов в очищаемой нефти и составляет, например, для нефти, содержащей 100 ppmw сероводорода и 200 ppmw меркаптанов, около 0,25 м³/т нефти.

Предлагаемый способ проще известного способа и предусматривает использование вчетверо меньшего количества технологических стадий, а использование четырех технологических аппаратов взамен тринадцати, используемых в прототипе, позволяет уменьшить металлоемкость оборудования.

Предлагаемый способ не предполагает использования компрессора и аппаратов воздушного охлаждения, что снижает затраты электроэнергии на осуществление способа.

Кроме того, предлагаемый способ не предусматривает использования дорогостоящего реагента - нейтрализатора сероводорода и не предусматривает ограничения содержания сероводорода и меркаптанов в очищаемой нефти.

Способ осуществляют следующим образом. Сероводород- и/или меркаптансодержащую нефть (I) подогревают до температуры отдувки (условно показан теплообменник 1), и подают на верх верхней секции 3 двухсекционного массообменного колонного аппарата 2, например, насадочного типа, в низ верхней секции 3 массообменного аппарата 2 подают рециркулируемую часть (II) газообразных продуктов окисления (III). С низа верхней секции 3 массообменного аппарата 2 выводят очищенную нефть (IV) и подают ее на верх нижней секции 4 массообменного аппарата 2 для промывки балансовой части продуктов окисления (V), подаваемых в низ нижней секции 4 массообменного аппарата 2. С низа массообменного аппарата 2 выводят товарную нефть (VI), соответствующую требованиям норм по содержание сероводорода и метил- и этилмеркаптанов.

С верха нижней секции 4 массообменного аппарата 2 выводят очищенный газ (VII), который используют в качестве топлива для собственных нужд или подают на смешение с газом концевой сепарационной установки. С верха массообменного аппарата 2 выводят газ отдувки (VIII), который смешивают со стехиометрическим количеством воздуха (IX), сжимают газодувкой 5 до давления прямого окисления и подают в обогреваемый каталитический реактор 6, в котором осуществляют селективное прямое каталитическое окисление сероводорода и меркаптанов в среде газа по известному способу. Продукты каталитического окисления (III) разделяют на две части, одну из которых (II) рециркулируют, подавая в верхнюю секцию 3 массообменного аппарата 2 на отдувку сероводорода и меркаптанов из нефти, а другую балансовую часть (V) подают на промывку в нижнюю секцию 4 массообменного аппарата 2.

Работоспособность предлагаемого способа иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. Стабильную нефть после концевой сепарационной установки, содержащую 360 ppmw сероводорода и 120 ppmw метил- и этилмеркаптанов, в количестве 67 т/час при температуре 38°С и давлении 0,08 МПа абс. подают на верх двухсекционного колонного насадочного массообменного аппарата, при этом в низ верхней секции подают 330 нм³/час циркулирующей части газообразных продуктов окисления. Газ отдувки с верхамассообменного аппарата смешивают с 45 нм³/час воздуха, сжимают газодувкой до 0,11 МПа и подают в каталитический реактор, в котором при 250-280°С в присутствии неподвижного гранулированного железооксидного катализатора сероводород и меркаптаны окисляются с получением газообразных продуктов окисления, содержащих пары растворимых в нефти относительно малолетучих ди- и полисульфидов, серы и т.п. соединений. Часть газообразных продуктов окисления направляют в массообменный аппарат для отдувки сероводорода и меркаптанов из нефти, а балансовую часть промывают очищенной нефтью с получением 65 нм³/час очищенного газа, который частично используют в качестве топлива для поддержания температуры в каталитическом реакторе, а частично направляют на утилизацию совместно с газом концевой сепарационной установки. Выход товарной нефти составил более 99,8%.

Предлагаемый способ может найти применение в нефтегазодобывающей промышленности, например, при подготовке сероводород- и меркаптансодержащей нефти к транспорту.

Способ очистки сероводород- и меркаптансодержащей нефти, включающий физическую очистку нефти от сероводорода и меркаптанов за счет концентрирования удаляемых компонентов в газовой фазе с выведением жидкого остатка в качестве товарной нефти и химическую очистку удаленных компонентов, отличающийся тем, что физическую очистку осуществляют путем отдувки нефти циркулирующим газом в колонном аппарате при температуре отдувки и давлении 0,05÷0,099 МПа абс. с получением товарной нефти и газа отдувки, а химическую очистку осуществляют путем прямого каталитического окисления сероводорода и меркаптанов в газе отдувки кислородом воздуха с последующей подачей по меньшей мере части продуктов окисления на отдувку в качестве циркулирующего газа и промывкой балансовой части продуктов окисления товарной нефтью с получением очищенного газа.

Изобретение относится к области химии. Подготовка сероводород- и меркаптансодержащей нефти включает многоступенчатую сепарацию, очистку газов сепарации от сероводорода каталитическим окислением кислородом воздуха с последующим выделением жидких продуктов окисления - серы и сероорганических соединений из реакционных газов, и подачу очищенного газа на отдувку в концевой сепаратор.

Способ обработки потока продукта // 2430142

Изобретение относится к способу обработки потока продукта процесса автотермического крекинга, указанный поток продукта включает один или более олефинов, водород, монооксид углерода, диоксид углерода и один или более оксигенатов, и в котором оксигенаты присутствуют в потоке продукта до обработки при общей концентрации, составляющей от 100 до 5000 част./млн.

Способ окислительной демеркаптанизации нефти и нефтяных дистиллятов // 2408658

Изобретение относится к окислительной очистке нефти и нефтяных дистиллятов, в частности топочного мазута, от меркаптанов и сероводорода и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Способ окисления меркаптанов, содержащихся в углеводородах // 2406750

Изобретение относится к способу удаления меркаптанов, содержащихся в углеводородах, посредством окисления. .

Способ очистки углеводородных композиций от меркаптанов // 2404225

Изобретение относится к способам очистки углеводородных композиций (нефти, газоконденсата и нефтяных фракций) от меркаптанов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Переработка фракций сырой нефти, ископаемых топлив и их продуктов // 2366687

Способ очистки нефти, газоконденсата и нефтяных фракций от меркаптанов // 2358004

Изобретение относится к способу очистки нефти, газоконденсата и нефтяных фракций от меркаптанов, а именно к катализаторам окислительной демеркаптанизации указанных продуктов с использованием гомогенных систем на основе переходных металлов.

Способ селективного оксигенирования топлива // 2341553

Изобретение относится к способу улучшения качества топлив на основе средних дистиллатов. .

Способ уменьшения содержания серы и/или азота в дистиллятном сырье // 2341549

Изобретение относится к способу улучшения качества топлив на основе средних дистиллятов. .

Способ десульфуризации углеводородной нефти // 2335528

Способ очистки ароматических экстрактов, содержащих ароматические полициклические соединения // 2547659

Изобретение относится к способу снижения содержания полициклических ароматических углеводородов или ПАУ в ароматических экстрактах, который состоит в окислении ПАУ в присутствии гемопротеина посредством окисляющего соединения. При этом ароматический экстракт приводят в контакт с окисляющим агентом в нереакционном органическом растворителе, затем его приводят в контакт с иммобилизованным или нанесенным на носитель гемопротеином. 18 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 4 пр.

Способ получения асфальтенов с улучшенными электронными характеристиками // 2566377

Изобретение относится к области переработки углеводородного сырья путем деасфальтизации, в частности к получению асфальтенов, обладающих свойствами полупроводников. Изобретение касается способа получения асфальтенов путем деасфальтизации углеводородного сырья, включающего обработку сырья растворителем с последующим отделением раствора деасфальтизата от асфальтенсодержащих веществ, ступенчатое фракционирование, при этом в качестве сырья используют тяжелые нефтяные остатки, которые предварительно подвергаются окислению воздухом при температуре 245-255°С с получением окисленного битума, обладающего структурой типа "гель", причем продолжительность окисления определяется для каждого вида тяжелых нефтяных остатков по достижению верхней точки перегиба графика зависимости температуры размягчения окисленного битума от продолжительности окисления. Технический результат - улучшение электронных характеристик асфальтенов. 2 ил., 1 пр.

Способ очистки углеводородных сред от сероводорода и меркаптанов // 2619930

Изобретение относится к способам очистки разнообразных углеводородных сред, в том числе жидкого углеводородного сырья, газообразных смесей углеводородов и т.п., от сероводорода и меркаптанов при отсутствии окислителя - кислорода воздуха. Описан способ очистки углеводородных сред от H2S и/или меркаптанов, в котором углеводородное сырье обрабатывают композицией для очистки, содержащей водный раствор нитрита щелочного металла, водорастворимый амин и/или аммиак или смесь водорастворимого амина и/или аммиака и сильного неорганического основания в присутствии металлов переменной валентности, при этом способ осуществляют при отсутствии кислорода, а металлы переменной валентности используют в высокой степени окисления. Технический результат - исключение проблемы уноса паров легких фракций и экологических проблем утилизации (сжигания) отработанного воздуха при очистке нефти или нефтяных фракций. 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 16 пр.

Способ термоокислительного крекинга гудрона // 2622291

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к переработке гудрона для получения светлых нефтепродуктов и битума. Описан способ термоокислительного крекинга гудрона в реакторе непрерывного действия при повышенной температуре, включающий подачу предварительно нагретых до температуры реакции потоков гудрона в верхнюю часть реактора и воздуха в нижнюю часть, отвод парообразных продуктов крекинга из верхней части реактора и тяжелого остатка крекинга из нижней части реактора, отделение от парообразных продуктов светлых продуктов и тяжелого остатка ректификацией, причем процесс проводят при 450-460°C и атмосферном давлении в реакторе, представляющем собой вертикальный колонный аппарат, в верхней части которого размещен слой инертной насадки высотой, равной, по крайней мере, 1/10 от общей высоты реактора. Технический результат - уменьшение расхода используемого воздуха и снижение затрат на отделение светлых продуктов из парообразных продуктов крекинга. 4 пр., 2 табл., 1 ил.

Установка отдувки сероводорода и легких меркаптанов из нефти // 2624625

Изобретение относится к устройствам для промысловой подготовки к транспорту сероводород- и меркаптансодержащей нефти по показателю "содержание сероводорода и метил- и этилмеркаптанов" и может найти применение в нефтяной промышленности. Описана установка отдувки сероводорода и легких меркаптанов из нефти, включающая десорбер, оснащенный линиями ввода нагретой нефти и вывода очищенной нефти, линией подачи циркулирующего газового потока и линией вывода газа отдувки, причем на линии вывода газа отдувки расположен блок низкотемпературной хелатной очистки абсорбентом на основе хелатных комплексов железа, оснащенный линиями вывода очищенного газа в качестве циркулирующего газового потока, ввода воздуха, а также вывода отходящего газа и подачи суспензии серы в линию ввода нагретой нефти. Технический результат - снижение энергозатрат и повышение промышленной безопасности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Установка сероочистки попутного нефтяного газа // 2630214

Изобретение раскрывает установку сероочистки попутного нефтяного газа, включающую узел абсорбции продукта окисления, оснащенный линиями ввода/вывода нефти и вывода очищенного газа, а также расположенный на линии подачи сернистого газа узел селективного окисления сероводородов и меркаптанов, включающий линию подачи воздуха и каталитический реактор с нагревателем, соединенный с узлом абсорбции линией подачи продукта окисления, при этом установка оснащена линией ввода попутного нефтяного газа с входным сепаратором, соединенным линией подачи балансового очищенного газа с линией подачи очищенного газа, оборудованным линией вывода конденсата и линией вывода газа сепарации, на которой размещен узел адсорбции, оснащенный линией подачи сернистого газа с размещенным на ней узлом селективного окисления, который дополнительно включает теплообменник «очищенный газ/продукт окисления», при этом узел абсорбции включает сепаратор и устройство сжатия и смешения. Технический результат - очистка попутного нефтяного газа от сероводорода и меркаптанов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способы и состав для десульфурации составов // 2641101

В данном документе раскрыты способы и составы, применимые для снижения количества серы в содержащем серу составе, который содержит нефть. Способ снижения количества серы в содержащем серу составе, содержащем нефть, включает этапы: a) получения содержащего серу состава; и b) приведения содержащего серу состава в контакт с окислителем и окислительным катализатором, при этом окислительный катализатор имеет формулу M11-xM3xM2O3, где M1 представляет собой редкоземельный элемент, M2 - переходный металл, M3 - Са или Sr, а х принадлежит диапазону от 0,01 до 0,80. Состав, применимый для снижения количества серы, содержит окислитель и окислительный катализатор, при этом окислительный катализатор имеет формулу M11-xSrxM2O3, где М1 представляет собой редкоземельный элемент, М2 - переходный металл, а х принадлежит диапазону от 0,01 до 0,80, а окислитель содержит Н2О2, уксусную кислоту, трет-бутилгидрогенфосфат (ТВНР), муравьиную кислоту, серную кислоту, азотную кислоту или их комбинацию. Технический результат – эффективное снижение содержания серы в содержащем нефть составе. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.