RU2693782C1 - Установка очистки газа низкого давления от сероводорода - Google Patents

Установка очистки газа низкого давления от сероводорода Download PDF

Info

Publication number
RU2693782C1
RU2693782C1 RU2018123419A RU2018123419A RU2693782C1 RU 2693782 C1 RU2693782 C1 RU 2693782C1 RU 2018123419 A RU2018123419 A RU 2018123419A RU 2018123419 A RU2018123419 A RU 2018123419A RU 2693782 C1 RU2693782 C1 RU 2693782C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
pipeline
pressure
ejector
low
Prior art date
Application number
RU2018123419A
Other languages
English (en)
Inventor
Урал Маратович Абуталипов
Андрей Николаевич Китабов
Артем Викторович Иванов
Станислав Валерьевич Старков
Роман Васильевич Равчеев
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Акционерная нефтяная Компания "Башнефть"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Акционерная нефтяная Компания "Башнефть" filed Critical Публичное акционерное общество "Акционерная нефтяная Компания "Башнефть"
Priority to RU2018123419A priority Critical patent/RU2693782C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2693782C1 publication Critical patent/RU2693782C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для очистки природных или попутных нефтяных газов от сероводорода, тиолов, воды и высших углеводородов. Установка очистки газа низкого давления от сероводорода включает газоструйный эжектор, к которому подведены трубопровод природного газа высокого давления и трубопровод попутного нефтяного газа низкого давления. На эжекторе установлен теплообменник, соединенный трубопроводами с блоком подготовки и рециркуляции теплоносителя. Выход эжектора соединен с мембранным газоразделительным модулем, имеющим два выхода: один для трубопровода транспортировки очищенного газа потребителю, другой для трубопровода отвода прошедшего через полупроницаемую мембрану сероводорода на факельную установку для сжигания. Установка позволяет вовлечь в процесс очистки попутный нефтяной газ, что увеличивает суммарное количество очищенного газа, поставляемого потребителю, исключает сжигание попутного нефтяного газа на факельных установках, а также исключает образование твердых газовых гидратов в трубопроводе. 1 ил.

Description

Установка очистки газа низкого давления от сероводорода
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для очистки природных или попутных нефтяных газов от сероводорода, тиолов, воды и высших углеводородов. Очистка и осушение газа - необходимый этап транспортировки потребителю газа, который должен соответствовать определенным нормам. Для отделения сероводорода, тиолов, воды и высших (С4+) углеводородов от метана, этана, азота и прочих «легких» газов, применяют различные физические воздействия.
Из уровня техники известна установка подготовки сернистого природного и попутного нефтяного газов низкого давления (патент РФ №143474, МПК B01D 53/00, опубликовано 27.07.2014), содержащая входной сепаратор, трехступенчатый компрессор, блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, который соединен с блоком очистки газа регенерации, оснащенным блоком утилизации кислого газа, и соединенным с трехступенчатым компрессором линией подачи очищенного газа регенерации, блок аминовой очистки, блок низкотемпературной конденсации и деэтанизации конденсата и дожимной компрессор, а также линию подачи на установку газа, линии вывода с установки подготовленного газа, этановой фракции и широкой фракции легких углеводородов, причем блок адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата соединен с блоком демеркаптанизации газа регенерации, например, абсорбционным или мембранным, который соединен со второй ступенью компрессора линией подачи очищенного газа регенерации, линия подачи газа в дожимной компрессор соединена с блоком адсорбционной осушки и очистки газа и конденсата, а линия вывода углеводородного конденсата с первой ступени сжатия соединена с линией вывода конденсата с установки и с блоком осушки и очистки газа и конденсата.
Данная установка обеспечивает высокую степень очистки от сероводорода, но является сложной и дорогостоящей. Кроме того, поскольку для вовлечения в процесс очистки ПНГ используется трехступенчатый компрессор, то значительно возрастают затраты на электроэнергию.
Известна система дополнительной осушки и очистки попутного нефтяного газа с содержанием сероводорода для дальнейшего его использования в качестве топлива в газогенераторных установках (патент РФ №149634, B01D 53/00, опубликовано 10.01.2015), содержащая последовательно соединенные емкость для отсепарированного попутного нефтяного газа, конденсатосборник, блочную компрессорную станцию, газосепаратор-ресивер, по меньшей мере, два последовательно расположенных фильтра для очистки газа от механических примесей, причем газосепаратор-ресивер и фильтры соединены с подземной дренажной емкостью.
Данная установка также является сложной и дорогостоящей и для обеспечения ее функционирования требуются значительные затраты на электроэнергию по компримированию газа.
Известна установка для подготовки попутного нефтяного газа, содержащего сернистые соединения, до нормативных требований для транспортировки трубопроводным транспортом (патент РФ №118564, МПК B01D 53/00, опубликовано 27.07.2012), включающая в себя сепаратор сырьевого газа, компрессор, холодильник, сепаратор компримированного газа, фильтр, мембранный газоразделительный блок первой стадии и мембранный газоразделительный блок второй стадии; каждый из упомянутых мембранных газоразделительных блоков содержит, по меньшей мере, два параллельно подключенных мембранных газоразделительных модуля. Компрессор предназначен для повышения давления подводимого газа. Холодильник и сепаратор - для отделения конденсата (воды и углеводородов) за счет изменения фазового состояния газовой смеси.
Недостатком данной установки является необходимость применения дорогостоящего оборудования и затрат электроэнергии на работу компрессора. Кроме того в известном устройстве при охлаждении газовой смеси с отличным от запланированного составом возможно выпадение твердых газовых гидратов, которые заполнят собой трубопровод. Мембранный модуль обратного осмоса понижает выходное давление газа, степень очистки и нуждается в частом обслуживании.
Задачей изобретения является разработка низкозатратной и эффективной в эксплуатации установки для очистки газа низкого давления от сероводорода, позволяющей исключить сжигание попутного нефтяного газа на факельных установках, а также отказаться от использования компрессоров, что в свою очередь существенно снижает затраты на электроэнергию.
Технический результат изобретения заключается в увеличении суммарного количества очищенного газа, поставляемого потребителю, за счет вовлечения в процесс очистки попутного нефтяного газа, а также за счет исключения возникновения газовых гидратов в трубопроводе. Также происходит значительное снижение затрат на электроэнергию за счет отказа от использования компрессора.
Указанный технический результат достигается установкой очистки газа низкого давления от сероводорода, включающей газоструйный эжектор, к которому подведены трубопровод природного газа высокого давления и трубопровод попутного нефтяного газа низкого давления, причем на эжекторе установлен теплообменник, соединенный трубопроводами с блоком подготовки и рециркуляции теплоносителя, а выход эжектора соединен с мембранным газоразделительным модулем, имеющем два выхода: один для трубопровода транспортировки очищенного газа потребителю, другой для трубопровода отвода прошедшего через полупроницаемую мембрану сероводорода и других примесей на факельную установку для сжигания.
Достигается технический результат за счет применения газоструйного эжектора, в котором происходит смешение потоков природного газа высокого давления и попутного нефтяного газа низкого давления, в результате чего на выходе эжектора образуется смесь газов, с давлением выше, чем давление попутного нефтяного газа, что позволяет подавать смесь газов на мембранную газоразделительную установку, на которой происходит очистка газа от сероводорода, тиолов, воды и высших углеводородов без существенной потери давления. Кроме того, благодаря установленному на эжекторе теплообменнику происходит процесс теплопередачи от специально нагреваемого теплоносителя к газу, благодаря которому исключается образование твердых газовых гидратов, которое обычно имеет место в связи с охлаждением газа из-за эффекта Джоуля-Томсона.
Сущность изобретения поясняется функциональной схемой установки для очистки газа низкого давления от сероводорода.
Заявляемая установка состоит из газоструйного эжектора 1, к которому подведены трубопроводы: природного газа высокого давления 2 и попутного нефтяного газа низкого давления 3. На эжекторе 1 установлен теплообменник 4, соединенный с блоком 5 подготовки и рециркуляции теплоносителя, в котором происходит подогрев теплоносителя и подача горячего горячего теплоносителя по трубопроводу 6 на вход теплообменника 4. По трубопроводу отвода 7 охлажденный теплоноситель возвращается в блок 5, где он снова нагревается для подачи на теплообменник 4.
Смешанный поток природного газа высокого давления и попутного нефтяного газа низкого давления поступает по соединительному трубопроводу 8 на мембранный газоразделительный модуль 9, в котором происходит перпендикулярная фильтрация смеси газов. Разделение газа в мембранных модулях происходит за счет различных коэффициентов проницаемости составляющих его компонентов через полупроницаемую мембрану. Наиболее проницаемыми компонентами газа являются пары воды, сероводороды и предельные углеводороды с высокой молекулярной массой. В результате, в проникшем через мембрану потоке (пермеате) образуется смесь газов, обогащенных тяжелыми углеводородами, сероводородом и парами воды. Пермеат по трубопроводу отвода пермеата 10 поступает на факельную установку 11 для сжигания, а очищенный газ ретентат по трубопроводу выхода ретентата 12 поступает в систему транспортировки для поставки потребителям.
Техническая реализация мембранного газоразделительного модуля известна. Он может быть выполнен, например, аналогично полезной модели по патенту РФ №143422, опубл. 20.07.2014 г.
Установка работает следующим образом: по подводящему трубопроводу природного газа высокого давления 2 и подводящему трубопроводу попутного нефтяного газа низкого давления 3 природный газ и попутный нефтяной газ поступают в газоструйный эжектор 1, в котором происходит смешение указанных газов, в результате чего на выходе эжектора образуется смесь газов, у которой давление выше, чем первоначальное давление попутного нефтяного газа. Для предотвращения переохлаждения природного газа вследствие эффекта Джоуля-Томсона, на эжекторе 1 установлен теплообменник 4. Из блока подготовки и рециркуляции теплоносителя 5 по трубопроводу подачи теплоносителя 6 на теплообменник поступает горячий поток теплоносителя, за счет которого происходит нагрев газовых потоков до температур, исключающих возможность образования твердых газовых гидратов в области низких давлений эжектора 1. Проходя через теплообменник 4, горячий поток теплоносителя отдает тепловую энергию газу, в результате чего его температура снижается, и на выходе теплообменника по трубопроводу отвода 7 остывший теплоноситель поступает обратно в блок подготовки и рециркуляции теплоносителя 5, в котором происходит подогрев теплоносителя до необходимой температуры, и далее теплоноситель вновь поступает по трубопроводу подачи теплоносителя 6 в теплообменник 4, установленный на эжекторе 1. Смесь газов, образующаяся на выходе эжектора 1, поступает по соединительному трубопроводу 8 на мембранный газоразделительный модуль 9, в котором происходит процесс очистки смеси газов. В смесь входят тиолы - сернистые аналоги спиртов, а также высшие углеводороды - предельные углеводородные газы, с количеством молекул углеводорода в цепи от четырех и более (С4+). Часть газового потока, прошедшего сквозь полупроницаемую мембрану, называют пермеатом, а оставшийся газ, направляемый потребителям - ретентатом. Стандартными условиями для газа по стандарту Международного союза теоретической и прикладной химии принимаются: давление 100 кПа и температура 0°C. Перпендикулярная фильтрация потока газа - такой способ фильтрации, при котором сквозь мембрану отфильтровывается пермеат («грязный» газ), а оставшийся ретентат становится очищенным от посторонних примесей. Поток «грязного газа» пермеата по трубопроводу отвода пермеата 10 поступает на факельную установку 11, где происходит его сжигание, а поток «чистого газа» ретентата, по трубопроводу выхода ретентата 12 поступает в систему транспортировки для поставки потребителям.
Пример работы установки. Газ, подлежащий очистке от сероводорода, тиолов, воды и высших углеводородов в виде двух потоков: природного газа высокого давления с давлением 5,8 МПа и расходом 1800 м3/час (при стандартных условиях) и попутного нефтяного газа низкого давления с давлением 0,3 МПа и расходом 200 м3/час (при стандартных условиях) по трубопроводам 2, 3 поступает на эжектор 1, где в результате смешения образуется поток с расходом 2000 м3/час (при стандартных условиях) и давлением не менее 1,5 МПа. Поскольку процесс эжектирования сопровождается последовательным падением давления и дальнейшим его восстановлением, температура газовых потоков может снизиться до -10°C и привести к образованию твердых газовых гидратов. В связи с этим на эжекторе установлен теплообменник 4, на который с блока подготовки и рециркуляции теплоносителя 5 по трубопроводу подачи теплоносителя 6 поступает подогретый теплоноситель с температурой +60°C, который, проходя по теплообменнику 4 на эжекторе 1, нагревает газ до температуры выше точки образования твердых газовых гидратов. Далее теплоноситель поступает по трубопроводу отвода 7 обратно в блок подготовки и рециркуляции теплоносителя 5, где он снова нагревается до температуры +60°C и далее вновь используется для обогрева газа в эжекторе 1. Смешанный поток природного газа высокого давления и попутного нефтяного газа низкого давления поступает по соединительному трубопроводу 8 в мембранную газоразделительную установку 9, в которой в результате перпендикулярной фильтрации образуются два потока: поток «грязного газа» пермеата с давлением 0,05 МПа, который по трубопроводу отвода пермеата 10 поступает на факельную установку 11, где происходит его сжигание, и поток «чистого газа» ретентата с давлением 1,4 МПа, который по трубопроводу выхода ретентата 12 поступает в систему транспортировки для поставки потребителям.
Таким образом, использование установки очистки газа на основе эжектора с теплообменником и мембранного газоразделительного модуля позволяет вовлечь в процесс очистки попутный нефтяной газ, что позволяет увеличить суммарное количество очищенного газа, поставляемого потребителю, исключить сжигание попутного нефтяного газа на факельных установках, а также исключить образование твердых газовых гидратов в трубопроводе.

Claims (1)

  1. Установка очистки газа низкого давления от сероводорода, включающая газоструйный эжектор, к которому подведены трубопровод природного газа высокого давления и трубопровод попутного нефтяного газа низкого давления, причем на эжекторе установлен теплообменник, соединенный трубопроводами с блоком подготовки и рециркуляции теплоносителя, а выход эжектора соединен с мембранным газоразделительным модулем, имеющим два выхода: один для трубопровода транспортировки очищенного газа потребителю, другой для трубопровода отвода прошедшего через полупроницаемую мембрану сероводорода и других примесей на факельную установку для сжигания.
RU2018123419A 2018-06-27 2018-06-27 Установка очистки газа низкого давления от сероводорода RU2693782C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123419A RU2693782C1 (ru) 2018-06-27 2018-06-27 Установка очистки газа низкого давления от сероводорода

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123419A RU2693782C1 (ru) 2018-06-27 2018-06-27 Установка очистки газа низкого давления от сероводорода

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693782C1 true RU2693782C1 (ru) 2019-07-04

Family

ID=67251879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018123419A RU2693782C1 (ru) 2018-06-27 2018-06-27 Установка очистки газа низкого давления от сероводорода

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693782C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7175820B2 (en) * 2002-12-10 2007-02-13 Institut Francais Du Petrole Natural gas deacidizing and dehydration method
RU118564U1 (ru) * 2012-02-06 2012-07-27 Закрытое Акционерное Общество "Грасис" Установка для подготовки попутного нефтяного газа к транспортировке трубопроводным транспортом
RU2508477C1 (ru) * 2012-08-30 2014-02-27 Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Устройство для эжекции низконапорного газа в поток жидкости
EA019856B1 (ru) * 2009-06-09 2014-06-30 Акер Клин Карбон Ас Способ регенерации абсорбента сои регенератор
RU143474U1 (ru) * 2013-07-19 2014-07-27 Фоат Ришатович Исмагилов Установка подготовки сернистых природного и попутного нефтяного газов низкого давления
RU149634U1 (ru) * 2014-06-17 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Система дополнительной осушки и очистки попутного нефтяного газа с содержанием сероводорода для дальнейшего его использования в качестве топлива в газогенераторных установках
EA021823B1 (ru) * 2008-02-18 2015-09-30 Флуор Текнолоджиз Корпорейшн Способ и система регенерации водного растворителя

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7175820B2 (en) * 2002-12-10 2007-02-13 Institut Francais Du Petrole Natural gas deacidizing and dehydration method
EA021823B1 (ru) * 2008-02-18 2015-09-30 Флуор Текнолоджиз Корпорейшн Способ и система регенерации водного растворителя
EA019856B1 (ru) * 2009-06-09 2014-06-30 Акер Клин Карбон Ас Способ регенерации абсорбента сои регенератор
RU118564U1 (ru) * 2012-02-06 2012-07-27 Закрытое Акционерное Общество "Грасис" Установка для подготовки попутного нефтяного газа к транспортировке трубопроводным транспортом
RU2508477C1 (ru) * 2012-08-30 2014-02-27 Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Устройство для эжекции низконапорного газа в поток жидкости
RU143474U1 (ru) * 2013-07-19 2014-07-27 Фоат Ришатович Исмагилов Установка подготовки сернистых природного и попутного нефтяного газов низкого давления
RU149634U1 (ru) * 2014-06-17 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Система дополнительной осушки и очистки попутного нефтяного газа с содержанием сероводорода для дальнейшего его использования в качестве топлива в газогенераторных установках

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2146038A (en) Process for purifying natural gas
KR20090051168A (ko) 수소 정제 방법
AU2013224145A1 (en) Gas treatment system using supersonic separators
KR20180007519A (ko) 바이오 가스로부터 메탄 회수율을 향상시킬 수 있는 다단 분리막 시스템
RU119389U1 (ru) Установка для подготовки газа нефтяных и газоконденсатных месторождений к транспорту
RU2498174C1 (ru) Комплекс адсорбционной осушки, очистки и низкотемпературного разделения нефтяного газа
US9964034B2 (en) Methods for producing a fuel gas stream
RU2693782C1 (ru) Установка очистки газа низкого давления от сероводорода
RU2637242C1 (ru) Способ регенерации адсорбента процесса осушки и очистки углеводородного газа (варианты) и система для его осуществления
RU2561072C2 (ru) Способ извлечения гелия из природного газа
RU99347U1 (ru) Установка для подготовки попутного нефтяного газа
RU2750696C1 (ru) Адсорбционная установка подготовки природного газа
RU2565320C1 (ru) Установка подготовки углеводородного газа к низкотемпературной переработке
RU2523315C2 (ru) Установка утилизации попутного нефтяного газа (варианты)
RU2527922C1 (ru) Установка подготовки углеводородного газа
RU149634U1 (ru) Система дополнительной осушки и очистки попутного нефтяного газа с содержанием сероводорода для дальнейшего его использования в качестве топлива в газогенераторных установках
US20190358582A1 (en) System and process for separating gas components using membrane filtration technology
RU2673642C1 (ru) Установка сжижения природного газа (спг) в условиях газораспределительной станции (грс)
SU1311765A1 (ru) Установка дл очистки газа от кислых компонентов
RU2120587C1 (ru) Установка очистки сжиженных углеводородных газов от метанола
RU2689623C1 (ru) Установка подготовки газа
RU2554134C1 (ru) Способ дополнительной осушки и очистки попутного нефтяного газа с содержанием сероводорода для дальнейшего его использования в качестве топлива в газогенераторных установках и система для его осуществления
RU2750699C1 (ru) Адсорбционная установка подготовки природного газа к транспорту
RU2285212C2 (ru) Способ и устройство для сжижения природного газа
RU2553922C2 (ru) Способ комплексной осушки и очистки попутного нефтяного газа центробежной сепарацией и мембранной фильтрацией с последующим вихревым сжижением

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200628