SU1740034A1 - Способ утилизации нефт ного газа из резервуаров - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии утилизации нефт ного газа из резервуаров, примен емой при подготовке и перекачке нефти и позвол ющей сократить потери и выбросы в атмосферу нефт ного газа за счет улучшени  его качества. Нефт ной газ из резервуаров откачивают газожидкостным эжектором В качестве рабочей жидкости эжектора используют водный раствор, содержащий , мас.%. этилендиаминтетраук- сусна  кислота 6,0-20,0; сульфат железа (II) 1,542,0; тринатрийфосфат 3,0-6,0; вода остальное . Образующуюс  газожидкостную смесь подают в сепаратор, после разделени  газ подают потребителю, а через жидкость пропускают сероводородсодержащий газ дл  окислени  ионов железа (III) Жидкость возвращают на эжектор. Очищенный нефт ной газ содержит менее 1% кислорода 1 ил., 2 табл. со С

Description

Изобретение относитс  к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам улавливани  углеводородных паров, и может быть использовано в резервуарных парках пунктов подготовки нефти и нефтеперекачивающих станций.

Известен способ улавливани  углеводородного газа из резервуаров, включающий откачку углеводородных паров жидкостным эжектором, подачу газожидкостной смеси в аппарат, отделение очищенного газа от жидкости и возврат жидкости на прием эжектора.

Данный способ позвол ет улавливать ценные фракции нефти и нефтепродуктов. Улавливание паров происходит за счет контакта их с нелетучим нефтепродуктом, например керосином. Эффективность данного способа составл ет 96-98%.

Однако керосин имеет ограниченную поглотительную способность, котора  снижаетс  по мере насыщени  его уловленными углеводородными параии, В результате этого часть неабсорбированных углеводородов (метан, этан и частично пропан) посто нно выбрасываетс  в атмосферу, это приводит к повышению фоновых концентраций углеводородов в районе де тельности нефтедобывающего объекта и потере углеводородного сырь .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ улавливани  углеводородных паров из резервуаров , включающий откачку углеводе Ч

о о

со

4

родных пар%в жидкостным эжектором, подачу гэзожидкостной смеси в сепаратор, отделение очищенного газа от жидкости, возврат жидкости на эжектор и подачу газа потребителю.

Известный способ позвол ет полностью улавливать углеводородные пары при стационарном режиме работы резервуаров и полезно их использовать путем подачи потребителю. При этом исключаютс  посто-  нные выбросы углеводородов в атмосферу, что снижает фоновые концентрации углеводородов . При нестабильном режиме работы резервуаров, например при колебани х количества поступающей в резервуары нефти, колебани х уровн  нефти, колебани х газосодержани  нефти, неравномерност х работы насосно- эжекторной системы, давление в резервуарах колеблетс  от 200 мм вод. ст. (избыточных) до вакуума 20-40 мм вод. ст. При снижении давлени  ниже атмосферного в резервуары засасываетс  атмосферный воздух, в результате чего в уловленных парах по вл етс  воздух в ко- личес .. е от 0 (следы) до 70-80%. Так как уловленные углеводороды дополнительно сжимаютс  в компрессорах дл  транспортировани  потребителю по газопроводу либо в компрессорах на газоперерабатывающем заводе, то такое содержание воздуха в газе при компримировании представл ет взры- воопасность. Учитыва ,чго по требовани м трыпобезопаснрсти содержание воздуха в i азовоздушной смеси, подаваемой на компрессор , не должно превышать 60%, а по требовани м к качеству газа, поставл емого потребителю (ГОСТ 3022-80), содержание кислорода не должно превышать 1%, уловленные пары с повышенным содержанием воздуха не подают потребителю, а сбрасы- вают в атмосферу. При этом безвозвратно тер ютс  не только метан-пропановые фракции, но и компоненты: бутан, пентан и гексан,  вл ющиес  ценным нефтехимическим сырьем. Кроме того, происходит зал- повое загр знение атмосферного воздуха как на территории самого объекта, так и за его пределами, в том числе с превышением предельно допустимой концентрации в рабочей зоне в 1,8 раз.

Цель изобретени  - сокращение потерь и выбросов нефт ного газа в атмосферу за счет улучшени  его качества.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу улавливани  углеводо- родных паров нефт ного газа из резервуаров , включающему откачку нефт ного газа газожидкостным эжектором, подачу газожидкостной смеси в сепаратор, отделение газа от жидкости, возврат жидкости на

эжектор и подачу газа потребителю, в качестве рабочей жидкости эжектора используют водный раствор, содержащий этилендиаминтетрауксусную кислоту ЭДТА, соль, преимущественно сульфат железа (II), и тринатрийфосфат ТНФ при следующем содержании ингредиентов, мас.%:

ЭДТА6,0-20,0

Сол№, преимущественно

сульфат железа (II)1,5-5,0

ТНФ3,0-6,0

ВодаОстальное

и после отделени  от жидкости газа через нее пропускают сероводородсодержзщий газ.

На чертеже показана схема осуществлени  способа утилизации нефт ного газа из резервуаров.

Способ осуществл ют в следующей последовательности .

Углеводородные пары (легкие фракции нефти) совместно с воздухом, попавшим в газовое пространство резервуара из атмосферы , откачиваютс  из резервуара 1 жидкостным эжектором и смешиваютс  с рабочей жидкостью эжектора - водным раствором ЭДТА, двухвалентного железа и ТНсЬ, При смешивании кислород воздуха, присутствующий в парах, полностью расходуетс  на окисление двухвалентного железа до трехвалентного. Далее газожидкостнэ  смесь подаетс  в сепаратор 3, где раздел етс  на , азовую и жидкую фазы. Газова  фаза, состо ща  из углеводородов и компонентов воздуха (без кислорода), направл етс  по газопроводу 4 потребителю, а жидка  фаза по трубопроводу 5 поступает в сепаратор 6, куда одновременно по трубопроводу 7 подаетс  сероводородсодержа- щии газ. В результате реакции с сероводородом трехвалентное железо переходит в двухвалентное. Газ по трубопроводу 8 отводитс  от жидкости, а жидкость - раствор ЭДТА, двухвалентного железа и ТНФ по трубопроводу 9 через насос 10 возвращаетс  снова на эжектор 2, где происходит поглощение (очистка) кислорода из уловленных углеводородных паров, что позвол ет подать их потребителю и избежать потерь и выбросов углеводородов в атмосферу , т. е. снизить загр знение окружающей среды.

Способ осуществл ют следующим образом .

Сначала готов т водный раствор ЭДТА, двухвалентного железа и ТНФ следующего составэ,г/л ЭДТА 160; сернокислое железо (II) 40 ТНФ 55; вода остальное. Приготовленный раствор по трубопроводу 9 подают насосом 10 на эжектор 2. На всасывающем

патрубке эжектора создаетс  разрежение, в результате чего откачиваетс  нефт ной газ в количестве 800 м3/ч иэ резервуара 1. Состав газа следующий, об.%: пары углеводородных фракций нефти 32; воздух 68 (кислород 15) плотность углеводородных паров 1,9 кг/м3. В результате смешивани  углеводородов , воздуха и приготовленного водного раствора в камере смешивани  эжектора 2 в коммуникаци х и в сепараторе 3 происходит реакци  окислени  двухвалентного железа кислородом воздуха

4Ре У+02ИН+- МРе У1-2Н20,

где Y - остаток ЭДТА.

Весь кислород полностью расходуетс  на окисление Fe V, так как реакци  практически всегда осуществл етс  при избыточных количествах двухвалентного железа. Это обусловлено следующим. Дл  откачки нефт ного газа жидкостным эжектором в услови х резервуарных парков требуетс  соотношение расходов газовой фазы и жидкой фазы 5-6 1, т е дл  откачки 5-6 м нефт ного газа требуетс  расход раствора 1м /ч, а дл  извлечени  кислорода из улащ- ливаемого нефт ного газа с содержанием воздуха 68 об % (кислорода 15 об.%) требуетс  соотношение 6 7 1 т е дл  извлечени  кислорода из 5-6 м /ч нефт ного газа требуетс  расход раствора 0.7-1,0 м3/ч (в этом случае имеетс  избыток раствора 0-0,3 м /с} При более высоком содержании воздуха в нефт ном газе и практически предельном в резервуарных парках - 80 об % (кислорода 18 об.%) требуетс  соотношение 5-6.1 (дл  извлечени  кислорода из 5-6 м /ч уловленного нефт ного газа требуетс  0,85-1,0 м /ч раствора) При наиболее веро тном содержании воздуха в газе - 20 об % (кислород 4 об.%) требуетс  соотношение 20-24:1 (на 5-6 м /ч уловленного нефт ного газа требуетс  всего 0,21-0,3 м /ч раствора, при этом имеетс  избыток раствора 0,7-0,79 м /ч).

После разделени  газожидкостной смеси в сепараторе 3 на газовую и жидкую фазы газ, состо щий из углеводородов и компонентов воздуха без кислорода, по газопроводу 4 подают на компрессорную станцию и далее потребителю. Жидкость (водный раствор ЭДТА, оставшегос  двухвалентного железа, ТНФ и образовавшегос  трехвалентного железа) по трубопроводу 5 отвод т в сепаратор 6. Одновременно в сепаратор 6 подают сероводородсодержащий газ по трубопроводу 7 со ступеней сепарации высокосернистой нефти в количестве 2000 м3/ч с содержанием сероводорода 2 об.%. В сепараторе 6 протекает реакци 

трехвалентного железа с сероводородом с образованием двухвалентного железа

2FeniY+H2S - 2Fe Y+S+2H+

Раствор с исходным содержанием двухвалентного железа по трубопроводу 9 насосом 10 возвращают на эжектор 2, и цикл повтор етс . Отработанный сероводородсодержащий нефт ной газ по трубопроводу

0 8 возвращаетс  на пункт сбора и подготовки высокосернистой нефти. Обработка раствора сероводородсодержащим газом позвол ет восстановить исходные свойства раствора и использовать первоначально

5 приготовленный раствор в замкнутом контуре . Состав водного раствора ЭДТА, двух- валенгного железа и НФТ определ ли опытным путем. Результаты испытаний приведены в табл. 1.

0Из табл. 1 видно, что при снижении концентрации ЭДТА ниже 6мас.%, сернокислого железа (II) ниже 1,5 мас.%, ТНФ ниже 3 мас.% отмечаетс  повышенное содержание кислорода в газе, подаваемом потребителю

5 При концентраци х реагентов выше указанных .величин содержание кислорода в газе подаваемом потребителю, становитс  меньше 1%, что соответствует требовани м ГОСТ 3022-80. Увеличение концентрации

0 реагентов ЭДТА свыше 20 мас.%, сернокислого железа (II) свыще 5 мас,%, ТНФ свыше 6 мас.%, практически не приводит к дальнейшему снижению концентрации кислорода в газе, подаваемом потребителю Та5 ким образом, концентрации реагентов, наход щиес  в предлагаемых интервалах, позвол ют практически исключить кислород из уловленных углеводородных паров как с невысоким исходным содержанием

0 кислорода (4,4 об.%), так и с предельно возможным в резервуарных парках (17,6 об.%), а следовательно, полностью подать уловленные пары потребителю.

Результаты, полученные при испытании

5 известного и предлагаемого способов, приведены в табл. 2, где рассматриваютс  три варианта исходного содержани  воздуха в уловпенных парах 1 вариант 20 об % - час- го встречающеес  в практике работы резер0 вуарных парков,2 вариант68об.% -пример конкретного исполнени ; 3 вариант 80 об.% - практически возможна  больша  величина например, при значительных колебани х уровн  нефти в резервуаре),

5Из табл. 2 видно, что при использовании

известного способа из-за низкого качества уловленных паров содержание кислорода выше 1 об.% (1 вариант) и содержание воздуха выше 60 об.% (2 и 3 варианты), пары

сбрасываютс  в атмосферу, что приводит к загр знению атмосферного воздуха в рабочей зоне углеводородами с превышением предельно допустимой концентрации ( мг/м3) в 1,8 раз (1 вариант) и потер м углеводородного сырь  в количестве 300-1220 кг/ч. По предлагаемому способу углеводородные пары полностью подаютс  потребителю, так как содержание кислорода в них не превышает 1%, что исключает выбросы (загр знение атмосферного воздуха ) и потери углеводородного сырь .

Эффективность предлагаемого способа обусловлена увеличением количества углеводородного газа, поставл емого потребителю , и исключением штрафных санкций за выброс вредных веществ (углеводородов) в атмосферу.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ утилизации нефт ного газа из резервуаров, включающий откачку нефт ного газа газожидкостным эжектором, подачу газожидкостной смеси в сепаратор, отделение газа от жидкости, возврат жидкости на эжектор и подачу газа потребителю, отличающийс  тем, что, с целью сокращени  потерь и выбросов нефт ного газа в атмосферу за счет улучшени  его качества, в качестве рабочей жидкости эжектора используют водный раствор, содержащий этилендиаминтетрауксусную кислоту, соль, преимущественно сульфат железа (II) и три- натрийфосфат при следующем содержании ингредиентов, мас.%: Этилендиамин- тетрауксусна 

   кислота6,0-20,0

   Трииатрийфосфат3,0-6,0

   Соль, преимущественно сульфат железа (II)1,5-2,0

   ВодаОстальное

   и после отделени  от жидкости газа через нее пропускают сероводородсодержащий газ.

   Таблица 1

   Продолжение табл 1

   Таблица 2

   Г

   J- 1