Способ подготовки сероводород- и меркаптансодержащего попутного нефтяного газа

Способ подготовки сероводород- и меркаптансодержащего попутного нефтяного газа

Реферат

Изобретение относится к способам подготовки попутного нефтяного газа к транспорту и может быть использовано в нефтяной промышленности.

Известен способ подготовки сырого газа [A.M. Чуракаев. Низкотемпературная ректификация нефтяного газа. - М.: Недра, 1989 г., с. 5], включающий входную сепарацию, смешение с очищенным газом регенерации, компримирование, сепарацию, адсорбционную осушку и очистку от сероводорода полученных газа и конденсата с получением очищенного газа и газа регенерации, который подвергают аминовой очистке с получением очищенного газа регенерации и сжигаемого кислого газа, низкотемпературную конденсацию очищенного газа с получением подготовленного газа, а также стабилизацию конденсата.

Недостатками известного способа являются сложность, а также загрязнение окружающей среды диоксидом серы, образующимся при сжигании кислого газа.

Наиболее близким по технической сущности является способ комплексной подготовки углеводородного газа [RU 2509597, МПК B01D 53/18, B01D 53/48, С01В 17/04, опубл. 20.03.2014 г. ], включающий хемосорбционную очистку от меркаптанов, очистку от тяжелых углеводородов, сероводорода и паров воды смеси газа с газами регенерации и отходящим газом и производство серы с получением отходящего газа, при этом в качестве хемосорбента используют углеводородный раствор серы, органических ди-, полисульфидов и каталитического количества органического соединения, содержащего третичный атом азота.

Недостатками данного способа являются:

- низкий объемный выход и низкое качество подготовленного газа из-за высокого остаточного содержания углеводородов С₃₊,

- образование трудноутилизируемого отхода - балансового количества хемосорбента, выводимого со стадии хемосорбционной очистки.

Задачей настоящего изобретения является увеличение объемного выхода, повышение качества подготовленного газа и исключение образования отходов.

Техническим результатом при этом является:

- увеличение объемного выхода и повышение качества подготовленного газа за счет конверсии углеводородов С₃-С₄ в метан путем мягкого парового риформинга предварительно обессеренного попутного нефтяного газа,

- исключение образования отходов за счет использования конденсата тяжелых углеводородов и меркаптанов в качестве компонента нефти.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем смешение попутного нефтяного газа с газом регенерации, очистку смеси от меркаптанов, тяжелых углеводородов, сероводорода и паров воды, особенностью является то, что полученную смесь сепарируют с получением конденсата, направляемого на стадию подготовки нефти, и сжимают, по меньшей мере, на одной ступени компримирования, а после сжатия осуществляют осушку с получением подготовленного газа и потока, содержащего воду, при этом перед осушкой осуществляют мягкий паровой риформинг газа совместно с водой и потоком, содержащим воду, а очистку от меркаптанов, тяжелых углеводородов и сероводорода осуществляют перед мягким паровым риформингом.

Для повышения содержания углеводородов в подготовленном газе перед осушкой может быть осуществлена очистка газа, например, адсорбционная, абсорбционная или мембранная, от примесей, например, углекислого газа, азота и пр. Концентрат примесей, как и, по меньшей мере, часть газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов, могут быть использованы, например, в качестве топлива для приводов компрессоров.

Последовательность и условия осуществления зависит от применяемых способов очистки от меркаптанов, тяжелых углеводородов и сероводорода.

Мягкий паровой риформинг [RU 2443764, МПК C10L 3/10, опубл. 27.02.2012 г. ] позволяет путем каталитического превращения получить из каждого моля углеводородов С₃₊ не менее двух молей метана, за счет чего увеличить объемный выход подготовленного газа, а также снизить его температуру точки росы по углеводородам (повысить качество).

Сепарация смеси сырьевого газа с газом, содержащим пары тяжелых углеводородов и меркаптанов, позволяет исключить образование отходов за счет использования конденсата тяжелых углеводородов и меркаптанов в качестве компонента нефти.

При осуществлении способа попутный нефтяной газ (I) смешивают с газом (II), содержащим пары тяжелых углеводородов и меркаптанов, сепарируют на блоке 1 с получением конденсата (III), направляемого на стадию подготовки нефти, и компримируют (условно показано трехступенчатое компримирование на ступенях 2, 4 и 7). Кроме того, осуществляют очистку от сероводорода на блоке 3 с получением кислого газа или серы (IV) (условно показано размещение блока 3 после первой ступени компримирования 1), очистку от тяжелых углеводородов и меркаптанов на блоке 5 с получением газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов (IV) (условно показано размещение блока 5 после второй ступени компримирования 4), и подвергают мягкому паровому риформингу на блоке 6 совместно с водой (V) и потоком, содержащим воду (VI), (условно показано размещение блока 6 перед третьей ступенью компримирования 7). Полученный катализат (VII), например, после компримирования на третьей ступени, осушают на блоке 8 с получением потока, содержащего воду (VI), и подготовленного газа (VIII).

При необходимости на блоке 9 (показан пунктиром) осуществляют доочистку катализата (VII), например, адсорбционную, абсорбционную или мембранную, от примесей, например, углекислого газа, азота и пр. Концентрат удаленных примесей (IX), как и, по меньшей мере, часть газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов (показано пунктиром), могут быть использованы на собственные нужды.

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером. Попутный нефтяной газ, содержащий 5,8% об. углеводородов С₃₊, в том числе 0,55% об. углеводородов С₅₊, 0,16% об. сероводорода и 0,07 г/м метил- и этилмеркаптана, в количестве 18000 нм /час при 0,3 МПа и 30°C смешивают с 300 нм³/час газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов, сепарируют с получением 0,38 т/час конденсата, направляемого на стадию подготовки нефти, и 18200 нм³/час газа сепарации, который компримируют до 0,8 МПа и подвергают аминовой очистке с получением 60 нм³/час кислого газа, выводимого с установки для последующей переработки с получением серы, и 18210 нм³/час обессеренного газа. Последний сжимают до 2,0 МПа, сепарируют и очищают на угольном адсорбенте от тяжелых углеводородов и меркаптанов с получением газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов и 17910 нм³/час влажного отбензиненного газа, который подвергают мягкому паровому риформингу на никельхромовом катализаторе совместно с 1,3 т/ч воды и 0,3 т/ч потока, содержащего воду. Полученный катализат сжимают до 5,5 МПа и осушают на композитном адсорбенте с получением потока, содержащего воду, и 23130 нм³/час подготовленного газа, имеющего температуру точки росы по углеводородам ниже минус 30°C.

В условиях прототипа получено 17650 нм³/час подготовленного газа с температурой точки росы по углеводородам плюс 40°C, а также 0,8 т/час жидкого отхода - балансового количества хемосорбента.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить объемный выход и повысить качество подготовленного газа, а также исключить образование отходов и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

1. Способ подготовки попутного нефтяного газа, включающий очистку смеси попутного нефтяного газа с газом регенерации от меркаптанов, тяжелых углеводородов, сероводорода и паров воды, отличающийся тем, что на смешение с попутным нефтяным газом направляют по меньшей мере часть газа регенерации, полученную смесь сепарируют с получением конденсата, направляемого на стадию подготовки нефти, и сжимают, по меньшей мере, на одной ступени компримирования, а после сжатия осуществляют осушку с получением подготовленного газа и потока, содержащего воду, при этом перед осушкой осуществляют мягкий паровой риформинг газа совместно с водой и потоком, содержащим воду, а очистку от меркаптанов, тяжелых углеводородов и сероводорода осуществляют перед мягким паровым риформингом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед осушкой осуществляют очистку газа от примесей, концентрат которых, как и, по меньшей мере, часть газа, содержащего пары тяжелых углеводородов и меркаптанов, используют для собственных нужд.