EA012002B1

EA012002B1 - Способ утилизации попутного нефтяного газа

Info

Publication number: EA012002B1
Application number: EA200801651A
Authority: EA
Inventors: Генрих Семёнович Фалькевич; Леонид Михайлович Виленский; Николай Николаевич Ростанин; Галина Викторовна Иняева; Андрей Юрьевич Беляев; Елена Дмитриевна Ростанина
Original assignee: Генрих Семёнович Фалькевич; Леонид Михайлович Виленский
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2009-06-30
Also published as: EA200801651A1

Abstract

Способ утилизации выделенных при дегазации нефти попутных нефтяных газов заключается в абсорбции углеводородов Сиз попутных газов хотя бы частично дегазированной нефтью: для газов второй и последующих ступеней сепарации при давлении выше, чем давление сепарации этих газов, предпочтительно с использованием жидкостного эжектора; для газов первой ступени сепарации с использованием абсорбера. Нефть с абсорбированными из попутного нефтяного газа углеводородами транспортируют по трубопроводу до места перегрузки или переработки нефти, где углеводороды Cвыделяют известными способами. Способ может быть использован в нефтяной промышленности.

Description

Изобретение относится к способам отделения нефти от газа и может быть использовано в нефтяной промышленности.

Продукция нефтяной скважины представляет собой многофазную многокомпонентную смесь. В центральных пунктах сбора нефти осуществляют сепарацию нефти - разделение смеси на жидкую и газовую фазы путём последовательного снижения давления, обычно в 3 ступени. Товарная нефть, направляемая в магистральный трубопровод, в соответствии с ГОСТ 9965-76 имеет давление насыщенных паров не более 500 мм рт.ст. Этот показатель является в настоящее время единственным критерием эффективности разгазирования нефти.

Разгазирование нефти осуществляют по унифицированным схемам (Каспарьянц К.С. и др. Процессы и аппараты для объектов промысловой подготовки нефти и газа. М.: Недра, 1977 г.). После замерных установок, определяющих дебит скважин по жидкости и газу, продукцию скважин подают в сепаратор первой ступени сепарации, иногда с предварительной подачей деэмульгатора и воды. Жидкая фаза из сепаратора поступает в аппарат для предварительного сброса воды, где отделяется основной балласт пластовой воды. Нефть с оставшейся водой поступает на вторую ступень сепарации или на установку подготовки нефти, включающую электрообезвоживание и обессоливание, а также в некоторых случаях горячую сепарацию для наиболее полного извлечения из нефти газообразных и даже лёгких углеводородов и предотвращения их потери в резервуарах товарных парков и объектов магистрального транспорта нефти. Выделенный в сепараторах газ компримируют и направляют на комплекс по подготовке газа или сжигают на факеле.

В последние годы наметилась тенденция к достижению полной герметизации систем сбора, подготовки и транспорта нефти. При этом пропан и бутан могут быть распределены в жидкую фазу и рассматриваться как нефтяные компоненты, а их выделение и использование может быть осуществлено в местах перегрузки нефти или её переработки, что решило бы проблему транспорта и квалифицированного использования попутных газов отдалённых нефтяных месторождений.

За рубежом иногда осуществляют ограниченное обогащение нефти лёгкими фракциями с целью снижения её плотности для продажи по более высокой цене (Тронов В. П. Промысловая подготовка нефти за рубежом. М.: Недра, 1983 г., с. 119, прототип). Нефть стабилизируют с использованием вакуумного компрессора и насосом подают в абсорбционную колонну, где из газа абсорбируются преимущественно компоненты С₃₊. Насыщенная нефть поступает на сепарацию и при давлении близком к атмосферному в сырьевые резервуары. Отходящий из сепаратора газ используют как топливо или подают на компримирование. Описанный способ снижения плотности нефти не является способом утилизации попутного газа, поскольку степень насыщения нефти лёгкими углеводородами невелика и нефть остаётся стабильной в условиях хранения - при давлении чуть выше атмосферного.

Предлагаемый способ утилизации выделенных при дегазации нефти попутных нефтяных газов включает абсорбцию нефтью их углеводородов С₃₊ и отличается тем, что осуществляют подъём давления хотя бы части попутных нефтяных газов и абсорбируют хотя бы часть содержащихся в них углеводородов С₃₊ с использованием в качестве абсорбента дегазированной нефти или нефти, в которой растворены углеводороды С₃₊ при давлении не выше, чем давление, при котором проводят абсорбцию.

Известно, что нефть - далеко не лучший поглотитель пропана. Поглотительная способность абсорбента, однако, возрастает с увеличением парциального давления поглощаемого компонента, поэтому предлагается повышение давления газов, выделенных на второй и последующих ступенях сепарации нефти, из которых нефть абсорбирует компоненты С₃₊. Абсорбция более летучих компонентов - метана, этана, азота, водорода, сероводорода, углекислого газа, также имеющая место при контакте нефти с газами сепарации, происходит в значительно меньшей степени, чем абсорбция целевых компонентов.

Предпочтительно использование насосно-эжекторной системы для повышения давления хотя бы части газов сепарации с абсорбцией из них углеводородов С₃₊ нефтью. Нефть, используемая в качестве рабочего тела жидкостного эжектора, должна быть дегазирована или содержать растворённые углеводороды С₃ и С₄ при давлении не выше, чем давление абсорбции, соответствующее давлению на выходе из эжектора.

В предпочтительном случае осуществляют подъём давления хотя бы части газов последних ступеней сепарации до давления газов первой ступени сепарации. Это позволяет осуществлять одноступенчатую компрессию смеси обеднённых газов сепарации в составе процесса их подготовки для переработки или использования на промыслах.

Абсорбцию компонентов С₃₊ из газов первой ступени сепарации при необходимости осуществляют в абсорбционной колонне, в качестве абсорбента используя дегазированную нефть. Хотя бы часть полученной насыщенной нефти используют в качестве рабочего тела жидкостного эжектора для подъёма давления газов следующей ступени сепарации и абсорбции из них углеводородов С₃₊. Для извлечения углеводородов С₃₊ из газов третьей ступени сепарации также может быть использована насосно-эжекторная система. В качестве рабочего тела используют хотя бы часть жидкой фазы, выделенной в сепараторе из газожидкостной смеси, полученной на выходе предыдущего эжектора. Таким же образом может быть обработан газ четвёртой ступени сепарации. В зависимости от состава и объёма газов сепарации принимается решение об абсорбционном выделении из них компонентов С₃₊ описанным выше способом.

- 1 012002

Нефть, насыщенную углеводородами С₃₊ при контакте с попутным газом в описанных выше условиях, направляют на транспортирование по магистральному трубопроводу при давлении более высоком, чем давление, при котором осуществляли абсорбцию этих углеводородов. Таким образом осуществляют транспортирование углеводородов С₃₊ попутного нефтяного газа до пунктов перегрузки нефти на другие виды транспорта, до хранилищ, до пунктов переработки нефти, где эти углеводороды выделяют из нефти известными способами и используют.

Предложенный способ может быть реализован следующим образом.

На фиг. 1 представлена принципиальная технологическая схема утилизации попутного нефтяного газа при двух ступенях сепарации нефти. Газированная нефть 1 поступает на первую ступень сепарации, где осуществляют сепарацию газожидкостной смеси и получают газ первой ступени сепарации 2 и жидкую фазу 3 - нефть, содержащую газообразные углеводороды. Нефть направляют на вторую ступень сепарации, где нефть подогревают и при давлении 0,12-0,105 МПа получают газ второй ступени сепарации 4 и дегазированную нефть 5. Дегазированную нефть охлаждают в воздушном холодильнике X, насосом Н-1 сжимают и подают в эжектор Э, где осуществляют повышение давления газа второй ступени сепарации до уровня давления газа первой ступени сепарации и абсорбцию из него тяжёлых компонентов. Газожидкостная смесь 6 из эжектора поступает в сепаратор С, откуда тощий газ 7 поступает на смешение с газом первой ступени сепарации и далее единый поток - на потребление, переработку, а насыщенную нефть 8 насосом Н-2 направляют на транспортирование.

На фиг. 2 представлена принципиальная технологическая схема утилизации попутного нефтяного газа при трёх ступенях сепарации нефти с абсорбцией компонентов С₃₊ из газов каждой ступени сепарации. Газированная нефть 1 поступает на сепарацию. На каждой ступени получают газовую фазу 2, 4, 6 и жидкую фазу 3, 5 и 7, соответственно, первой, второй и третьей (горячей) ступеней сепарации. Дегазированную нефть 7 охлаждают в воздушном холодильнике X и насосом Н-1 поток абсорбента 8 подают в абсорбер А для поглощения углеводородов С₃₊ из газа первой ступени сепарации. Насыщенную нефть 10 насосом Н-2 сжимают и поток 11 подают в эжектор Э-1 для сжатия газа второй ступени сепарации до давления газа первой ступени сепарации и абсорбции из него компонентов С3+. Газожидкостный поток 12 из эжектора направляют в сепаратор С-1, откуда выводят обеднённый газ 13 второй ступени сепарации и насыщенную нефть 14, которую насосом Н-3 подают в эжектор Э-2 для сжатия газа третьей ступени сепарации до давления газа первой ступени сепарации а абсорбции из него углеводородов С3+. Газожидкостную смесь 16 из эжектора Э-2 направляют в сепаратор С-2, откуда выводят обеднённый газ 17 третьей ступени сепарации и насыщенную нефть 18, которую насосом Н-4 подают на транспортирование. Обеднённые газы 9, 13 и 17, соответственно, первой, второй и третьей ступеней сепарации единым потоком 19 направляют на компрессию для переработки. В таблице приведены характеристики основных потоков.

№ потока	Физические характеристики потока	Состав потока, % м.
Т, ^иС	Р, МПа	расход, т/час	с,+с₂	С₃+С₄	с₅₊	другие
2	30	1,2	20	68,9	20,8	7,7	2,6
4	30	0,4	4,5	40,5	40,8	18,7
6	70	0,105	5,5	10,4	58,3	31,3
8	30,2	1,2	400	0,00	0,7	99,3
9	30,9	0,7	14,1	85,3	4,2	10,5
11	33,4	5,0	405,9	0,4	1,6	98,0
12	37,2	1,2	410,4	0,9	2,0	97,1
13	37,2	1,2	2,4	72,2	18,0	9,8
15	38,1	5,0	408,0	0,4	2,0	97,6
16	43,3	1,2	413,5	0,6	2,7	96,7
17	43,3	1,2	0,7	65,4	25,2	9,4
18	43,3	1,2	412,8	0,5	2,7	96,8
19	32,3	1,2	17,2	82,6	7,0	10,4

По описанной схеме из газов трёх ступеней сепарации с использованием дегазированной нефти было абсорбировано 10,8355 т/ч компонентов С₃₊, что составляет 78,38% от их содержания в этих газах, а также около 2,0640 т/ч метана и этана. Насыщенная нефть имеет давление паров по Рейду 2,1152 кг/см². Давление газов второй и третьей ступеней сепарации повышено до давления газа первой ступени сепарации (1,2 МПа).

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ утилизации выделенных при дегазации нефти попутных нефтяных газов путём абсорбции из них нефтью углеводородов С₃₊, отличающийся тем, что осуществляют подъём давления хотя бы части попутных нефтяных газов и абсорбируют хотя бы часть содержащихся в них углеводородов С3+ с использованием в качестве абсорбента дегазированной нефти или нефти, в которой растворены углеводороды С3+ при давлении не выше, чем давление, при котором проводят абсорбцию.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подъём давления выделенных из нефти попутных нефтя

- 2 012002 ных газов и абсорбцию из них углеводородов С₃₊ осуществляют с использованием жидкостного эжектора и в качестве рабочего тела эжектора - дегазированной нефти или нефти с углеводородами С₃₊, растворёнными в ней при давлении не выше, чем давление на выходе из эжектора.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют подъём давления хотя бы части газов последних ступеней сепарации до давления газов первой ступени сепарации.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нефть с абсорбированными из попутных нефтяных газов углеводородами С₃₊ транспортируют по трубопроводу при давлении более высоком, чем давление, при котором осуществляли абсорбцию этих углеводородов, до места перегрузки или переработки, где углеводороды С₃₊ выделяют из нефти известными способами.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что осуществляют абсорбцию углеводородов С₃₊ из газов 1-й ступени сепарации дегазированной нефтью и получают раствор углеводородов С₃₊ в нефти, который используют в качестве рабочего тела жидкостного эжектора.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что полученный раствор углеводородов С₃₊ в нефти используют для подъёма давления газов 2-й ступени сепарации и абсорбции из них углеводородов С₃₊ и получают раствор углеводородов С₃₊ в нефти, который используют для подъёма давления газов 3-й ступени сепарации и абсорбции из них углеводородов С₃₊.

Принципиальная технологическая схема утилизации попутного нефтяного газа при двух ступенях сепарации газированной нефти

Фиг. 2

Принципиальная технологическая схема утилизации попутного нефтяного газа при трёх ступенях сепарации газированной нефти