RU2070912C1

RU2070912C1 - Method of producing motor fuel fractions

Info

Publication number: RU2070912C1
Application number: RU93035868A
Authority: RU
Inventors: Р.Р. Ахсанов; С.З. Сабитов; Р.Г. Тухбатуллин; О.М. Куртаков; Н.Л. Назаренко; Н.А. Бахтияров; Ю.В. Паюсов; Г.П. Харланов; Р.И. Багаутдинов
Original assignee: Институт проблем транспорта энергоресурсов "ИПТЭР"
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1993-07-12
Publication date: 1996-12-27

Abstract

FIELD: petroleum processing. SUBSTANCE: petroleum gas is compressed on oil-filled compressor. Product is subjected to hydrocycloning process producing gas phase and additional oil phase, which are separated in a oil-gas separator. Oil phase is additionally hydrocycloned giving target product, while gas is cooled to give condensate. EFFECT: enlarged fuel resources.

Description

Изобретение относится к технологическим методам предотвращения потерь углеводородов на нефтегазодобывающем промысле. The invention relates to technological methods for preventing the loss of hydrocarbons in the oil and gas field.

Известны абсорбционный и компрессорный методы отбензинования нефтяных газов. Known absorption and compressor methods for stripping of oil gases.

Абсорбционный способ получил наиболее широкое распространение в практике отбензинования газов. Сущность процесса абсорбции заключается в использовании способности жидких углеводородов растворять в себе отдельные группы компонентов газовых смесей. Наиболее прогрессивным является способ поглощения углеводородов непосредственно из движущегося в трубе потока нефтяного газа с помощью впрыскиваемого в мелкодисперсном состоянии абсорбента. В этом способе отпадает необходимость дорогостоящих колонных абсорбентов, имеющих большие объемы, т.е. рабочие процессы в них идут при малых скоростях взаимодействующих потоков газа и абсорбента. В качестве абсорбента обычно применяются керосиновые или масляные фракции нефти. После реагирования потоки газа и насыщенного абсорбента разделяются в сепараторе, отработанный абсорбент направляется на тепловую регенерацию или обновляется ненасыщенным, свежим потоком. При подогреве насыщенного абсорбента из него выделяются газ и пары поглощенных бензиновых и дизельных фракций, которые конденсируются охлаждением, а несконденсировавшиеся газы утилизируются сжиганием в подогревающей печи либо после сжатия направляются на вход установки [1]
Недостаток неэффективный контакт абсорбента с газом, что является причиной значительного остаточного содержания тяжелых компонентов бензиновых и дизельных фракций в подготовленном газе.The absorption method is most widely used in the practice of gas stripping. The essence of the absorption process is to use the ability of liquid hydrocarbons to dissolve in themselves certain groups of components of gas mixtures. The most progressive method is the absorption of hydrocarbons directly from a flow of oil gas moving in a pipe using an absorbent injected in a finely dispersed state. In this method, there is no need for expensive columnar absorbents having large volumes, i.e. work processes in them are at low speeds of interacting gas and absorbent flows. As an absorbent, kerosene or oil fractions of oil are usually used. After the reaction, the gas and saturated absorbent streams are separated in a separator, the spent absorbent is sent for thermal regeneration or updated with an unsaturated, fresh stream. When a saturated absorbent is heated, gas and vapors of absorbed gasoline and diesel fractions are released from it, which are condensed by cooling, and non-condensed gases are utilized by burning in a heating furnace or after compression are sent to the unit inlet [1]
The disadvantage is the ineffective contact of the absorbent with the gas, which is the reason for the significant residual content of heavy components of gasoline and diesel fractions in the prepared gas.

Компрессорный метод отбензинования нефтяных газов основан на том явлении, что при сжатии газа парциальное давление бензиновых и более тяжелых углеводородов повышается и при достижении значения давления насыщенных паров данных углеводородов происходит их переход из паровой фазы в жидкую. Так как в нефтяном газе содержится смесь компонентов, то после того, как конденсируется первый, наиболее тяжелый компонент, переход следующих углеводородов будет облегчаться за счет дополнительного эффекта растворения в предыдущем, уже сконденсировавшемся. Компремирование проводится до 2 5 МПа, в несколько ступеней, с охлаждением скомпремированной смеси газа, разделением конденсата и газа после каждой ступени. Конденсат собирается в отдельную емкость, разгазируется, газ отводится на вход установки [1]
Недостаток необходимость высоких давлений процесса; насыщение удаляемого конденсата большим количеством подготавливаемого газа, что требует его повторного компремирования. Кроме того, для сбора тяжелых газов горячей, концевой ступени сепарации нефти на промысловых пунктах сбора и подготовки нефти, газа и воды применяются вакуумные компрессорные установки на базе винтовых маслозаполненных компрессоров.The compressor method for stripping oil gases is based on the fact that when gas is compressed, the partial pressure of gasoline and heavier hydrocarbons rises and when the saturated vapor pressure of these hydrocarbons is reached, they transition from the vapor phase to the liquid phase. Since the mixture of components is contained in petroleum gas, after the first, heaviest component is condensed, the transition of the next hydrocarbons will be facilitated by the additional dissolution effect in the previous, already condensed. Compression is carried out up to 2 5 MPa, in several stages, with cooling the compressed gas mixture, separation of condensate and gas after each stage. Condensate is collected in a separate container, degassed, gas is discharged to the unit inlet [1]
The disadvantage is the need for high process pressures; saturation of the removed condensate with a large amount of the prepared gas, which requires its repeated compression. In addition, vacuum compressor units based on screw oil-filled compressors are used to collect heavy gases from the hot, final stage of oil separation at the oil and gas and water collection and treatment field.

К входу такой установки может подключаться газоуравнительная система резервуарного парка, объединяющая парозаполненные пространства в резервуарах над поверхностью нефти, поступившей после концевой ступени сепарации. Газоуравнительная система в своем составе имеет емкость, в которой отделяются бензиновые и другие тяжелые компоненты, а газ поступает в приемный газопровод вакуумной компрессорной установки. Сжатый нефтяной газ подается в нефтесборный коллектор на входе первой ступени сепарации газонефтеводяной смеси, собранной с добывающих скважин промысла. В аппаратах первой ступени сепарации тяжелые компоненты из сжатого газа переходят в нефть, а легкие углеводороды вместе с выделившимся из нефти газом направляются в газопровод на газоперерабатывающий завод [2 4]
Недостаток бензин и другие тяжелые компоненты после компремирования не отделяют, а вновь перемешивают с нефтью, и для последующего их выделения повторно производятся энергетические затраты.The gas equalization system of the tank farm can be connected to the input of such a unit, combining the vapor-filled spaces in the tanks above the surface of the oil received after the end separation stage. The gas equalization system in its composition has a capacity in which gasoline and other heavy components are separated, and gas enters the receiving gas pipeline of the vacuum compressor unit. Compressed petroleum gas is supplied to the oil collector at the inlet of the first stage of separation of the gas-oil mixture collected from production wells of the field. In the apparatus of the first separation stage, heavy components from compressed gas are transferred to oil, and light hydrocarbons, together with gas released from oil, are sent to the gas pipeline to the gas processing plant [2 4]
The lack of gasoline and other heavy components after compression are not separated, but again mixed with oil, and for their subsequent separation, energy costs are re-made.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является технология снижения молярной массы нефтяного газа, где газ после винтового маслозаполненного компрессора охлаждается и поступает в газопровод, на небольшом участке которого применяется трубная абсорбция. Впрыскивание в трубопровод в качестве абсорбента полностью разгазированной и обезвоженной, т.е. подготовленной, нефти, предварительно охлажденной до +10 +20^oC, с целью повышения эффекта абсорбции. После смешения в газопроводе нефть и газ разделяют в сепараторе и газонасыщенную нефть отводят на концевую ступень сепарации [5]
Использование в вышеприведенных технологических схемах [1 5] маслозаполненных винтовых компрессоров создает проблему потери антифрикционных свойств масляной фазы этих машин. Этот эффект отмечается в [1] при сжатии газа происходит разжижение смазки мелкодисперсной нефтью и конденсирующимися при сжатии парами бензиновых и других тяжелых фракций из нефтяного газа, интенсивно перемешиваясь в рабочей полости на вращающихся винтах компрессора с впрыскиваемым для уплотнения зазора между поверхностями рабочих винтовых роторов маслом эти фракции абсорбируются в масляной фазе и резко снижают ее вязкость. Масляная фаза циркулирует в объединенной системе винтовых роторов и смазки подшипниковых узлов.The closest technical solution to the proposed invention is the technology for reducing the molar mass of oil gas, where the gas after the screw oil-filled compressor is cooled and enters the gas pipeline, in a small area of which pipe absorption is used. Injection into the pipeline as absorbent completely degassed and dehydrated, i.e. prepared, oil, pre-cooled to +10 +20 ^o C, in order to increase the absorption effect. After mixing in the gas pipeline, oil and gas are separated in a separator and gas-saturated oil is taken to the end separation stage [5]
The use of oil-filled screw compressors in the above technological schemes [1 5] creates the problem of the loss of antifriction properties of the oil phase of these machines. This effect is noted in [1] when gas is compressed, the lubricant is liquefied with fine oil and vapors of gasoline and other heavy fractions from oil gas condensing during compression, intensively mixing in the working cavity on the compressor rotating screws with oil injected to seal the gap between the surfaces of the working screw rotors. fractions are absorbed in the oil phase and sharply reduce its viscosity. The oil phase circulates in an integrated screw rotor and bearing lubrication system.

Цель повышение выхода бензиновых и дизельных фракций путем совмещения компрессионного и абсорбционного способов отбензинования нефтяного газа. The goal is to increase the yield of gasoline and diesel fractions by combining compression and absorption methods for stripping oil gas.

Поставленная цель достигается тем, что продукт компремирования предварительно подвергают гидроциклонированию с получением газовой фазы и дополнительной масляной фазы, а масляную фазу после маслогазосепаратора подвергают дополнительному гидроциклонированию с получением целевого продукта. This goal is achieved in that the compression product is preliminarily subjected to hydrocyclone to obtain a gas phase and an additional oil phase, and the oil phase after an oil and gas separator is subjected to additional hydrocyclone to obtain the target product.

Схема, реализующая предлагаемый способ, приведена на чертеже. Она включает маслозаполненный компрессор 1, на прием которого поступает нефтяной газ, гидроциклон 2, встроенный в него маслогазосепаратор 3, в котором поток получает вращательное движение, маслофильтрующий барабан 4, выполненный из стекловолоконного материала, гидроциклон 5, сепараторы 6 и 7 для разделения продукта. A diagram that implements the proposed method is shown in the drawing. It includes an oil-filled compressor 1, which receives oil gas, a hydrocyclone 2, an oil-gas separator 3 built into it, in which the flow receives rotational motion, an oil-filtering drum 4 made of fiberglass material, a hydrocyclone 5, separators 6 and 7 for product separation.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

В приведенной технологической схеме, поясняющей работу предложенного способа получения моторных топлив, нефтяной газ поступает на прием маслозаполненного винтового компрессора 1. В рабочую газовую полость впрыскивается жидкость, охлажденная в аппарате воздушного охлаждения (АВО), и между поверхностями вращающихся винтовых роторов интенсивно перемешивается с сжимаемым нефтяным газом, при этом происходят одновременный переход бензиновых и дизельных фракций из паровой фазы в жидкую и абсорбция их в масляной фазе, т. е. процесс поточной абсорбции, но не в трубе, а непосредственно в рабочей полости винтового компрессора, при интенсивном механическом перемешивании вращающимися винтовыми роторами. После выхода из винтового компрессора весь объем масляной фазы в смеси с сжатым нефтяным газом и перешедшими в жидкую фазу бензиновыми и дизельными фракциями с температурой до +100^oC и давлением до 0,7 МПа поступает в гидроциклон 2, встроенный в маслогазосепаратор 3. В гидроциклоне 2 поток получает вращательное движение, и основная часть свободного газа, отделяясь от масляной фазы, через верх гидроциклона отводится во внутрь маслофильтрующего барабана 4. Масляная фаза из гидроциклона 2 стекает в полость маслогазосепаратора 3, в котором из этой жидкости выделяется остаточный свободный газ, и, проходя через стекловолоконный матерчатый фильтр на поверхность барабана 4, поступает в его полость. Мелкодисперсное масло, задерживаясь на стекловолоконном фильтре, стекает с него в низ маслогазосепаратора 3. Насыщенный поток, при температуре +80 +90^oC и давлении 0,7 МПа, подается на вход гидроциклона 5, в котором развивается большая угловая скорость вращения потока за счет перепада давления между входом Р=0,7 МПа и выходом Р=0,3 МПа, в центре закрученного потока возникает зона резкого снижения давления до 240 мм рт.ст. абсолютного давления. Совместное воздействие температуры +80 +90^oC пониженного давления, центробежных сил вызывает интенсивное выделение бензиновых и дизельных фракций в центральную зону гидроциклона 5, которые в паровой фазе с температурой +80 +90^oC и давлении Р=0,3 МПа отводятся через верх и поступают в теплообменник на охлаждение водой с температурой +10 +20^oC. После охлаждения от +80 +90^oC до +20^oC значительная часть бензиновых и дизельных фракций из паровой фазы переходит в жидкую, поступая в сепаратор 7, отделяется от газа и с давлением 0,3 МПа подается в накопительную емкость для разгазирования и стабилизации, а отделившийся газ возвращается на вход компрессорной установки. Сжатый газ из барабана 4 в маслогазосепараторе 3 подается в теплообменный аппарат водяного охлаждения, после которого компоненты бензиновых и других тяжелых углеводородов из паровой фазы переходят в жидкую, и, поступая в сепаратор 6, разделяются. Отбензиненный газ направляется в газопровод на ГПЗ, жидкие фракции бензиновых и дизельных компонентов из сепаратора 6,7 собираются в накопительную емкость, стабилизируются в ней путем отвода в вакуумную линию на приеме компрессора выделяющегося газа и направляются для дальнейшей переработки с целью получения моторных топлив непосредственно на промысле.In the flow chart explaining the operation of the proposed method for producing motor fuels, oil gas is supplied to an oil-filled screw compressor 1. Liquid cooled in an air cooling apparatus is injected into the working gas cavity, and it is intensively mixed with compressible oil between the surfaces of the rotating screw rotors gas, at the same time there is a simultaneous transition of gasoline and diesel fractions from the vapor phase to the liquid phase and their absorption in the oil phase, i.e., the process adsorption, but not in the pipe, but directly in the working cavity of a screw compressor, with intensive mechanical stirring by rotating screw rotors. After exiting the screw compressor, the entire volume of the oil phase mixed with compressed petroleum gas and gasoline and diesel fractions that have passed into the liquid phase with temperatures up to +100 ^o C and pressure up to 0.7 MPa enters hydrocyclone 2 built into the oil and gas separator 3. In the hydrocyclone 2, the flow receives rotational motion, and the main part of the free gas, separated from the oil phase, is discharged through the top of the hydrocyclone into the oil filter drum 4. The oil phase from the hydrocyclone 2 flows into the cavity of the oil and gas separator 3, in which residual free gas is released to the liquid, and passing through a fiberglass cloth filter to the surface of the drum 4, enters its cavity. Finely dispersed oil, lingering on a glass fiber filter, flows from it to the bottom of the oil and gas separator 3. A saturated stream, at a temperature of +80 +90 ^o C and a pressure of 0.7 MPa, is fed to the inlet of a hydrocyclone 5, in which a large angular velocity of rotation of the stream develops due to the differential pressure between the input P = 0.7 MPa and the output P = 0.3 MPa, in the center of the swirling flow there is a zone of a sharp decrease in pressure to 240 mm Hg absolute pressure. The combined effect of a temperature of +80 +90 ^o C of reduced pressure, centrifugal forces causes an intensive release of gasoline and diesel fractions in the central zone of hydrocyclone 5, which are removed through the top in the vapor phase with a temperature of +80 +90 ^o C and pressure P = 0.3 MPa and enter the heat exchanger for cooling with water at a temperature of +10 +20 ^o C. After cooling from +80 +90 ^o C to +20 ^o C, a significant part of the gasoline and diesel fractions from the vapor phase passes into the liquid phase, entering the separator 7, is separated from gas and with a pressure of 0.3 MPa is fed into the storage capacity for degassing and stabilization, and the separated gas is returned to the inlet of the compressor unit. Compressed gas from the drum 4 in the oil and gas separator 3 is fed to a water-cooled heat exchanger, after which the components of gasoline and other heavy hydrocarbons from the vapor phase are transferred to the liquid phase, and, entering the separator 6, are separated. The stripped gas is sent to the gas pipeline to the gas treatment plant, the liquid fractions of gasoline and diesel components from the 6.7 separator are collected in a storage tank, stabilized in it by diverting the gas emitted to the vacuum line at the compressor intake and sent for further processing in order to obtain motor fuels directly in the field .

Пример конкретного выполнения способа. Попутные нефтяные газы Самотлорского месторождения состава, мас. CH₄ 72,8; C₂H₆ 8,4; C₃H₈ 11,0; iC₄H₁₀ - 1,9; nC₄H₁₀ 3,7; C₅H₁₂ 0,6; iC₅H₁₂ 0,8; nC₆H₁₄ + высшие 0,8 подаются на прием компрессора ВК-30, полость которого заполнена маслом КС-19 с кинематической вязкостью 18 сСт при +100^oC. При компремировании смесь масла с попутными нефтяными газами сильно нагревается (до +110^oС и более). Основным критерием абсорбции маслом легких углеводородов (являющимися основными компонентами бензиновых и дизельных фракций) является величина его кинематической вязкости, которая колеблется в широких пределах в зависимости от величины объема абсорбируемого продукта. В остальном пример конкретного исполнения совпадает с изложенным текстом описания. Согласно предложенной схеме (см.чертеж) из сепаратора 6,7 получают фракции бензиновых дизельных топлив, которые отводятся в накопительную емкость с температурой начала кипения +28^oC и концом кипения +300^oС. При этом остаток не превышал 0,2 мас.An example of a specific implementation of the method. Associated petroleum gases of the Samotlor field composition, wt. CH ₄ 72.8; C ₂ H ₆ 8.4; C ₃ H ₈ 11.0; iC ₄ H ₁₀ - 1.9; nC ₄ H ₁₀ 3.7; C ₅ H ₁₂ 0.6; iC ₅ H ₁₂ 0.8; nC ₆ H ₁₄ + higher 0.8 are fed to the compressor VK-30, the cavity of which is filled with KS-19 oil with a kinematic viscosity of 18 cSt at +100 ^o C. When compressing, the mixture of oil with associated petroleum gases is very hot (up to +110 ^o C and more). The main criterion for the absorption of light hydrocarbons by oil (which are the main components of gasoline and diesel fractions) is the value of its kinematic viscosity, which varies widely depending on the volume of the absorbed product. In the rest, an example of a specific execution coincides with the described description text. According to the proposed scheme (see drawing) from a separator 6.7, fractions of gasoline diesel fuels are obtained, which are discharged into a storage tank with a boiling point of +28 ^o C and a boiling end of +300 ^o C. The residue did not exceed 0.2 wt.

Предложенный способ получения фракций моторных топлив с совмещением компрессионного и абсорбционно-поточного методов отбензинования газов с использованием гидроциклонной отгонки позволяет эффективно использовать прежде непроизводительно терявшийся перепад давления в потоке смазочной жидкости от давления нагнетания винтового компрессора Р=0,7 МПа до необходимого давления впрыска масляной фазы Р=0,2 0,3 МПа. Данный способ позволяет также включить в работу прежде не использовавшийся эффект абсорбции масляной жидкостью бензиновых и дизельных групп углеводородов, что повышает выход этих фракций и одновременно резко улучшает условия смазки и уплотнения главных рабочих органов винтового компрессора. The proposed method for producing motor fuel fractions with a combination of compression and absorption-flow methods of gas stripping using hydrocyclone stripping makes it possible to efficiently use the previously unproductive pressure drop in the lubricant flow from the discharge pressure of a screw compressor P = 0.7 MPa to the required injection pressure of the oil phase P = 0.2 0.3 MPa. This method also allows you to include the previously unused effect of absorption of gasoline and diesel hydrocarbon groups by an oil liquid, which increases the yield of these fractions and at the same time sharply improves the lubrication and sealing conditions of the main working parts of a screw compressor.

Claims

A method of producing motor fuel fractions, comprising compressing oil gas with an oil-filled screw compressor, separating the product of compression in an oil and gas separator into an oil phase and gas, cooling the gas with condensate, characterized in that the compression product is preliminarily subjected to hydrocyclone to obtain a gas phase and an additional oil phase and oil the phase after the oil and gas separator is subjected to additional hydrocyclone to obtain the target product.